清淤作业船的制作方法

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种清除河道、湖泊、水库底面淤泥的清淤作业船。

背景技术：

我国的江、河、湖、库等天然水域及饮用水水源地水质日益恶化，亟待治理。一般水底由硬土层及其上沉淀的软质淤泥层构成，根据生态清淤的要求，应当仅对水底含有大量污染物质的软质淤泥层清除，可不破坏水下生态环境。为了清除水底软质淤泥，提高水质，中国专利zl201210133667.x介绍了一种利用空气吸排泵作为动力的吸泥/沙船，吸排管竖直安装在滑撬形压板上，通过高压气产生射流效应吸取淤泥，船体与吸排管之间设有能使吸排管上下升降的升降机构，但由于船体与吸排管之间刚性连接，滑撬形压板在水下的深度基本固定，若水底存在滑撬不易翻越的较大石块，则构成对船体前行的阻挡；且由于船体通过钢丝绳牵引滑撬形压板，致使船体倒行麻烦，也没有解决吸排管升降时高压气体射流管和牵引滑撬压板的钢丝绳需要同向升降的问题。

另外，现有将吸管通过吸泥泵将淤泥吸到作业船上技术都普遍存在吸上来的泥浆含水量过高，通常水量多于淤泥，不长时间作业船就会被装满，施工成本过高，严重影响清淤效率的问题。中国专利zl200820224316.9介绍了一种河道清淤船，为解决泥浆含水量偏高的问题，在输泥管的后端安装泥沙分离器，泥沙分离器由分离器壳体、电机座、电动机和叶轮连接构成，分离器壳体上开设出泥口、出水口和泥浆入口，泥浆入口与输泥管的后端连接，分离器壳体内安装电机座，电机座上安装电动机，电动机上安装叶轮，出水口处安装滤网。由于现在河道的淤泥含有大量树叶以及如塑料袋、布片等生活垃圾，上述结构的滤网在短时间内即会被这些杂物封堵，从而丧失水分离的功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种船体前行不易被阻挡且可使淤泥垃圾和水分分流，提高作业效率的清淤作业船。

本发明的技术方案是：

一种清淤作业船，船体上装有用于射流吸取淤泥的高压气发生器，船体的后部为设备仓，前部为淤泥仓，其特征在于船体上还装有重力能泥水分离装置、吸泥管升降装置以及高压气管伸缩装置；所述高压气管的进气管与所述高压气发生器连通，喷射端经所述高压气管伸缩装置从水下向上倾斜伸入于所述吸泥管下端管内并固定；所述吸泥管通过与船体固定连接的抱箍形滑套竖直安装于船体尾部，该吸泥管出口端与所述重力能泥水分离装置的入口连通，所述重力能泥水分离装置将淤泥送往淤泥仓，将水排出船外。

所述吸泥管的下端可制成缓冲结构，其结构为：滑撬板开有的通孔焊连进泥管套，在所述滑撬板上方设有架板，该架板上表面与吸泥管底端固定连接，下表面通过多根悬挂弹簧与滑撬板连接，所述吸泥管的下部与进泥管套上部滑动伸缩配合，吸取滑撬板下方的淤泥。

所述重力能泥水分离装置结构为：包括梯台形座架，一水车式自由回转输送带前低后高倾斜安装在该座架上，该自由回转输送带高端与吸泥管出口端衔接，承接从吸泥管喷出的淤泥水混合物，底端与淤泥仓仓口衔接，将淤泥送进淤泥仓；还包括在所述水车式自由回转输送带两侧平行且倾斜安装在所述座架上的网状挡板，供自由回转输送带上的淤泥水混合物中的水泄流；在所述水车式自由回转输送带下方倾斜安装用于承接网状挡板泄流水的导水槽，该导水槽的下端连通横向排水通道，将流经导水槽的水排出船外。

所述水车式自由回转输送带具有环形柔性带，其外表面一体制有间隔的龙骨，其内表面一体制有间隔的棱条，该棱条开有直槽形凹坑，还包括两副轮齿可与上述直槽形凹坑啮合的第一齿轮及其齿轮轴，所述第一齿轮与齿轮轴之间通过第一轴承连接，使第一齿轮可自由转动。

所述环形柔性带由聚氨酯或橡胶材料制成；所述环形柔性带可开有网状分布的小通孔。

所述龙骨两端侧沿嵌装有钢丝刷。

所述吸泥管升降装置由固定在吸泥管一侧壁纵向安装的齿条，与所述齿条啮合的第二齿轮由第一电机驱动，通过第一抱箍支架安装在船体上所构成。

所述高压气管伸缩装置的高压气管卷绕在卷盘上，卷盘气缸的缸腔出气端与高压气管连接，使高压气管可以延伸或回缩，卷盘气缸左端装有第二电机，电机轴通过键配合驱动卷盘气缸转动，卷盘气缸右端的进气端通过管接与高压气发生器连通，所述管接与卷盘气缸之间装有第二轴承，使管接具有气缸轴和气缸进气管的双重功能，且气缸进气管保持不会转动。

在位于所述滑撬板前方的船体下部装有水下探测器，该水下探测器将水深数据传给控制器，控制器控制吸泥管升降装置的第一电机和高压气管伸缩装置的第二电机作同向同步转动。

本发明可将水底含有大量污染物质的软质淤泥层清除，且具有以下实质性特点：

由于通常水下河床的水深不一，将吸泥管连同高压气管一起升降，使吸泥管底端保持在淤泥层中前行吸取，可显著减少被吸上来混合物的水量；设置的重力能泥水分离装置，可进一步将被吸上来的淤泥中的水量沥除，吸上来的混合物中水分比例显著减小，从而使淤泥仓的承载效率提高，提高了施工效率；该泥水分离装置利用了被吸上来的淤泥自重就可运行，无需另行设置动力装置。本作业船特别适用于广大的河道、湖泊、水库等天然水体的水质净化工程。

附图说明

图1是利用本发明清淤作业实施例状态主视图；

图2是对图1实施例的改进示意图。

图3是图1、图2中b处的截面图。

图4是图1、图2中a向视图。

图5是重力能泥水分离装置结构示意图。

图6是重力能泥水分离装置中环形柔性带另一实施例示意图。

图7是高压气管伸缩装置结构示意图。

图中标记说明：水下探测器1，淤泥仓仓口2，重力能泥水分离装置3，梯台形座架31，导水槽32，接水盒321，导水管322，轴座33，棱条34，齿轮轴35，第一齿轮36，第一轴承361，龙骨37，钢丝刷371，环形柔性带38，小圆孔381，网状挡板39，挡板框391，挡板安装孔392，高压气管5，高压气管伸缩装置6，第二电机61，键62，卷盘气缸63，卷盘64，出气端65，密封圈66，第二轴承67，管接68，缸腔69，吸泥管71，输泥管72，进泥管套73，驾驶舱8，抱箍支架9，第一抱箍形滑套91，第二抱箍形滑套92，第三抱箍93，齿条10，第二齿轮11，第一电机支架111，第一电机12，架板13，悬挂弹簧14，滑撬板15。

具体实施方式

参照图1实施例一，结合图3、图4，水底河床构造为上层为水，底层为硬土层，硬土层上沉淀软质淤泥层。本清淤作业船的船的船体的后部为设备仓，用于射流吸取淤泥的高压气发生器和发动机安装于设备仓内，船体的前部为淤泥仓，淤泥仓的仓口2为开放形，便于清洗和卸载。船体上中部装有重力能泥水分离装置3，驾驶舱8、吸泥管升降装置以及高压气管伸缩装置6位于船体的后部；高压气管5与所述高压气发生器连通，喷射端经所述高压气管伸缩装置6从水下向上倾斜伸入于吸泥管71下端管内并固定，当喷射端向上喷射高速气流时，其产生的射流效应使管内下方产生负压区，吸泥管底端的淤泥即随同高速气流向上运动而被吸取。吸泥管71上端通过法兰与横向的输泥管72连接，输泥管72的出口端与重力能泥水分离装置3的入口连通，将淤泥很合物送入重力能泥水分离装置，重力能泥水分离装置将淤泥送往淤泥仓。吸泥管71通过与船体固定的抱箍支架9连接的第一抱箍形滑套91、固定于船体的第二抱箍形滑套92竖直安装于船体尾部，吸泥管71外表面与第一抱箍形滑套91、第二抱箍形滑套92之间具有间隙，以使两者可产生自由上下滑动。图1中第三抱箍93用于将高压气管喷射端与吸泥管71固定连接。

上述的吸泥管升降装置由固定在吸泥管71一侧壁纵向安装的齿条10和由第一电机12驱动的第二齿轮11构成，第二齿轮11与所述齿条10啮合，第一电机通过第一电机支架111安装在船体上。第一电机的正反向转动，通过第二齿轮11和齿条10，驱动吸泥管71作升降运动。在施工时，根据淤泥层的深度，首先吸泥管71下降，使吸泥管底端进入淤泥层即可进行清淤作业。当发现吸泥管前方淤泥层出现较难逾越的硬土坡或石块等障碍物时，以及船体需要后退时，可将吸泥管71向上提起。

在位于船体的下部装有水下探测器1，该探测器利用超声波在水中的固定声速和超声波发射到接收的时间，仪器自动换算出水深，并将水深数据传给控制器，控制器控制吸泥管升降装置的第一电机12和高压气管伸缩装置的第二电机61作同向同步转动，实现吸泥管71和高压气管喷射端的同步升降。

作为对图1实施例的改进，所述吸泥管的下端可制成缓冲结构，如图2所示：滑撬板15开有的吸泥通孔焊连进泥管套73，在滑撬板15上方设有架板13，该架板上表面与吸泥管71底端通过螺栓固定连接，下表面通过多根悬挂弹簧14与滑撬板15连接，吸泥管的下部与进泥管套上部滑动伸缩配合，通过起吸泥管延伸段作用的进泥管套73吸取滑撬板下方的淤泥。滑撬板15的前部向上弧面翘起，其作用是引导翻越前方的凸起障碍，当吸泥管前方淤泥层出现的硬土坡或石块等障碍物时，滑撬板15通过悬挂弹簧14、进泥管套73和架板13向上移动，进泥管套73上部缩进吸泥管71底端，相当于抬高了吸泥口，从而实现对淤泥层中较小的硬土坡或石块等障碍物的翻越。当硬土坡或石块等障碍物较难逾越时，悬挂弹簧14被压缩，吸泥口会被抬得更高一些。当然，如果悬挂弹簧被挤压到极限吸泥口仍无法翻越时，则控制器就会给出吸泥管71和高压气管喷射端的同步提升指令，跨过障碍物。显然，本清淤船克服了现有技术中由于船体自重和载重极大，吸泥管又与船体刚性连接，滑撬板及吸泥口极难自行向上作轻微被顶起的难题。

参照图5，重力能泥水分离装置结构为：在船甲板上淤泥仓的仓口后侧设置前低后高梯台形座架31，该座架顶部四角各设置u形凸耳33，一水车式自由回转输送带安装在该座架顶部上，自然成前低后高倾斜，该自由回转输送带高端为重力能泥水分离装置3的入口，与输泥管72的出口端衔接，承接从输泥管72喷出的淤泥水混合物。在水车式自由回转输送带两侧有间隙平行且倾斜安装在所述座架31上的网状挡板39，自由回转输送带上的淤泥水混合物中的水从两侧网状挡板泄流，实现泥水分离；在所述水车式自由回转输送带下方倾斜安装用于承接网状挡板泄流水的弧面导水槽32，该弧面导水槽的下端设置接水盒321，接水盒321一个作用是将沉淀在盒底的淤泥垃圾倒回淤泥仓，其上部制有横向导水管322构成的排水通道，使导水槽32与导水管322连通。导水管322的长度应当足以伸出船帮，将流经导水槽的水排回船外。

所述水车式自由回转输送带具有由聚氨酯或橡胶材料制成环形柔性带38，其外表面一体制有间隔的龙骨37，该龙骨的作用是阻尼环形柔性带上的泥水混合物，防止过快滑向底部，以提供必要的沥水时间；环形柔性带内表面一体制有间隔的棱条34，该棱条开有直槽形凹坑，龙骨37和棱条34平行，与船体轴线垂直，所述水车式自由回转输送带还包括两副轮齿可与上述直槽形凹坑啮合的第一齿轮36及其齿轮轴35，所述第一齿轮与齿轮轴之间通过第一轴承361连接，前后两根齿轮轴35两端分别座于上述前后两对u形凸耳33上，使两副第一齿轮可自由转动。两副第一齿轮的作用是通过与开有直槽形凹坑棱条啮合支撑环形柔性带作回转运行，当环形柔性带上端接受泥水混合物时，在重力的作用下，以及输泥管72出口端喷出淤泥水混合物的冲击力，泥水混合物向前下方移动，同时带动环形柔性带回转，将经过沥水的淤泥送进淤泥仓，省略了驱动输送带的电机。上述两块网状挡板39固定于前后两根倒u形架391形成框架结构，每根倒u形架391的下端分别开有挡板安装孔392，四个挡板安装孔392分别套于两齿轮轴35的两端并位于左右u形凸耳33的内侧，安装时两块网状挡板39之间的距离略大于环形柔性带38的宽度，当两根齿轮轴35两端座于u形凸耳33上后，可保持环形柔性带和网状挡板不接触，两者之间的间隙可以沥水，也避免发生摩擦。输泥管72的出口端搁置在后端的倒u形架391上的限位块393之间。

如图6所示，为了增加沥水效果，可在环形柔性带38开制网状分布的小通孔381，使位于环形柔性带中间的泥水混合物的一部分水从小通孔381被泄流，进一步降低送进淤泥仓的淤泥含水量。在环形柔性带龙骨37两端侧沿分别嵌装可拆卸的钢丝刷371，钢丝刷371的刷毛朝外，这是因为淤泥水混合物中含有树叶以及塑料袋、布片等垃圾，网状挡板39很容易被这些杂物封堵，龙骨两侧的钢丝刷可边运行边清除附粘在网状挡板内壁上的这些杂物。

如图7所示，为了使高压气管5的喷射端能够随吸泥管71同步升降，且高压气管与高压气发生器的接口不被拽拉，设计的高压气管伸缩装置6的高压气管5卷绕在卷盘64上，卷盘的轴线位置制有卷盘气缸63，卷盘气缸缸腔69出气端65与高压气管密封连接；卷盘气缸左端装有第二电机61，该电机的电机轴通过键62驱动卷盘气缸转动，同时支承卷盘气缸左端。卷盘气缸右端的进气端连接管接68通过气管与高压气发生器连通，也即高压气发生器产生的高压气流通过可转动的卷盘气缸进入高压气管，在管接68与卷盘气缸63之间装有第二轴承67和密封圈66，以使卷盘气缸63能够动密封，这样，管接68具有支承卷盘气缸右端气缸轴和气缸进气通道的双重功能，且与高压气发生器连通的进气端保持不会转动。在控制器的控制第二电机正反转时，高压气管可以延伸或回缩，与吸泥管71升降匹配。