用于去除淤泥的装置制造方法及图纸

从水下沉积物中去除淤泥的装置包括刀板(5)，刀板具有指向前方的切割边缘和位于切割边缘后方的与壳体(2)的内部(28)面对的刀板表面(32)。喷嘴(10)被定位且取向成将水的射流(14)导向到刀板表面(32)上以将已由刀板(5)切割的淤泥流体化。射流(14)相对于刀板表面(32)具有向后方向的运动分量，由此流体化淤泥被有效地收容在壳体(2)内，并且能够实现高收集率。该装置可适于在淤泥沉积物的表面上的水平使用或者适于沿任意方向移动通过块状淤泥沉积物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从水下沉积物中去除淤泥。
技术介绍
淤泥会随时间推移而积聚在如水槽或水池等人工水容器的底部，或者积聚在诸如湖泊和海洋等天然水域的底部。淤泥的去除有望增加水量或水流动，去除淤泥中所包含的污染物，以及收集淤泥以用作资源或为其它原因。淤泥源可能是天然的，例如来自悬浮于水中的颗粒的沉淀，或者可能是人工的，例如由于采矿或钻探。淤泥可能包括具有良好限定的尺寸或一系列尺寸的颗粒。尺寸或尺寸范围可能在不同沉积物之间有显著不同。淤泥的结构内可能包含不同比例的水。由于沉积的模式，导致淤泥可能是均匀的或分层的。由于沉积后的物理或化学过程，颗粒可能结合在一起成为结合块或者它们可能仅通过重力而保持在一起。在该说明书中，术语“淤泥”还应当视为包括稠密液体和半固体，如石蜡，这些稠密液体和半固体本质上不是颗粒状的，但是具有相似的特性，尤其是易于利用加压水使它们流体化。需要去除的淤泥的一个实例是存储有核废物的池底部的聚积物。池是人工构造的，因此底部可假设为平坦且平直的，但是无法排除落入池中的较大物品的存在。因为这种淤泥是放射性的，因此其需要高效的收集和小心的处置，这必须在远离人类操作者的存在的地方来实现。这种淤泥趋向于在长时间内缓慢地积聚并且因此是分层的且可能相对较强地结合。在该情形下去除淤泥的先前的尝试已经实现了不足15％的差收集率。需要去除的淤泥的另一实例是由于在钻探和抽出过程中已经流出的材料而在油井或气井周围的海底上产生的聚积物。在该情形下的淤泥趋向于较软，但是结构差，并且可以形成深的沉积物。沉积物所在的天然海底可能是不平的，其轮廓很可能是未知的。
技术实现思路
本专利技术提供了如权利要求1所限定的用于从水下沉积物中去除淤泥的装置。本专利技术进一步提供了如权利要求18所限定的从水下沉积物中去除淤泥的方法。本专利技术的优选而非必要的特征限定于从属权利要求中。本专利技术首先使用刀板来切入淤泥，随后利用水射流对着刀板的表面进行作用以将淤泥流体化且将其朝向收集腔室的后部运送。因为淤泥在位于腔室内之前未经流体化，所以有效地收容流体化后的淤泥，且能够实现极高的收集率。附图说明图1是根据本专利技术的第一实施例的用于去除淤泥的装置的俯视图。图2是图1的装置的变型例的前视正视图。图3是穿过图2的装置的沿线A-A截取的纵向剖视图。图4是图3的一部分的放大图。图5是根据本专利技术的第二实施例的用于去除淤泥的装置的侧面正视图。图6是图5的装置的沿线B-B截取的剖视图。具体实施方式图1至图4示出了本专利技术的第一实施例，其是用于从诸如核废物储存池等人工水槽的平坦底部去除分层淤泥的装置。该装置包括壳体2，该壳体限定了向前方向(由箭头3所指示)以及相反的向后方向。在该实施例中，向前方向和向后方向是水平的，且平行于池的底部(未示出)。图1与图2至图4的区别之处在于具有较大数量的切割盘4和射流14，16。这些区别不影响该装置的操作原理，图1至图4将被描述为本专利技术的单个实施例。将首先概要地描述该装置的本实施例的操作。随着装置在淤泥表面上向前移动，在装置前部的横排的切割盘4竖直地切入淤泥的表面中。横向切割刀板5从壳体2的底侧伸出，从而随着装置向前移动，切割刀板5的切割边缘7水平地切入淤泥的表面中以分离一层淤泥且将该层淤泥导向到壳体2的内部。入口6将处于高压的水从外部源输送到歧管8，歧管8横向地横过该装置在切割刀板5附近延伸。第一组喷嘴10沿着歧管排列以将加压水的成排的第一射流14向后导向到切割刀板5的表面上。第一射流14将收集的淤泥流体化且将其带向壳体的后部。第二组喷嘴12沿着歧管排列以将加压水的成排的第二射流16向后朝向壳体2的顶部导向。第二射流16辅助将流体化淤泥带向壳体2或后部。射流泵18从壳体2的后端去除水和流体化淤泥且将它们输送到出口20以便在装置外进一步处理。壳体2提供了用于所有其它构件的结构支撑。前壁22、顶壁和底壁23，24以及侧壁25，26限定了收集腔室28。收集腔室28在壳体2的后部朝向端口30渐缩。在图示的实施例中，顶壁23和底壁24以及左右侧壁25，26均朝向端口30会聚，但是它们不必都这样。壳体通常将由钢板形成，但是对于特定的应用，材料的选择会受淤泥的性质影响，例如受淤泥的pH值或放射性影响。切割刀板5从壳体2的底壁24中的开口以微小角度(例如，10°)伸出。优选地，切割刀板5是安装到壳体上的单独的构件，这允许其由不同的且耐磨损的材料制成。还可行的是，当切割刀板5磨损时，更换切割刀板5。可替代地，切割刀板5可以由壳体底壁24的向下翻转部形成。切割刀板5的切割边缘7优选地是笔直的，但是弓形刀板也是可行的。切割刀板5与壳体底壁24的主平面之间的三角形间隙可以在每侧由三角形侧壁(未示出)闭合以防止在流体化淤泥进入收集腔室28之前流体化淤泥的溢出。一排切割盘4在壳体2前方沿着横向的、水平轴线排列，使得每个切割盘4处于大体竖直平面内。切割盘4可以安装到共同的轴上或者每个切割盘4可以安装成能够独立地旋转。切割盘4可通过转动轴而被驱动进而旋转，或者切割盘4可以响应于装置在淤泥表面上的向前移动而被动地旋转。切割盘4包括围绕它们周边的刀片，刀片可以是连续的或者分段成齿。切割盘4的作用是在淤泥被装置的水平切割刀板5提起之前将淤泥的上层切成纵条。切割盘4的下缘因此应当在壳体2的底壁24的平面下方伸出至至少如切割刀板5一样远。切割盘4之间的间距部分地确定了由切割刀板5提起且由射流14流体化的淤泥块的尺寸。因此，在较硬的、更固结的淤泥沉积物的情况下，可能需要间距较小。可以提供具有适当间距的栅格(未示出)以防止大于某尺寸的物体通过切割刀板5上方的开口进入收集腔室28，这些物体包括可能落入池中且耐受切割盘4切割的固态物体。歧管8沿着切割刀板5的线在壳体的宽度上延伸。第一组喷嘴10沿着歧管8排列以将来自歧管的加压水射流14引导通过收集腔室28而撞到切割刀板5的与壳体2的内部面对的表面32上。每个喷嘴10是狭缝的形式，使得射流是扇形的，且射流的横截面在与切割刀板5的切割边缘7平行的方向上的范围比其在垂直方向上的范围更大。扇形射流14从喷嘴10的发散角典型地大于30°，但是如果相邻喷嘴更近，则该发散角可以更小。射流14应当无间隙地在连续线上与切割刀板5的表面32相遇。如图4所看到的，射流14的线优选地撞到刀板5的靠近尖端(例如在边缘7的10mm内)的表面32。射流14相对于刀板表面以给予向后运动分量的入射角撞到刀板表面32。入射角可被选为适应于通过射流来流体化且带走的淤泥的性质。对于强结合的淤泥，近似垂直于表面32的更陡峭的入射角可有望促进良好的流体化。对于未固结淤泥，可着重于朝向腔室28的后部清扫淤泥，因此较浅的入射角会更高效。在图4中，角度是130°，落入115°至135°的典型范围内。小于95°的任意角度都不大可能具有足以将流体化淤泥带到腔室后部的动量，大于175°的任意角度都不大可能提供相对于表面32的充分的碰撞。注意，这些入射角是在射流14的中心线与刀板的表面32之间测得的，利用了如下惯例：0°的角代表了朝向装置前方的与刀板表面平行的射流，180°代表了朝向装置后方的与刀板表面平行的射流。将水输送到喷嘴10的压力的选择主要是通过淤泥的固结性、喷嘴10的构造和射流14从喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从水下沉积物中去除淤泥的装置，包括：壳体(2，52)，其具有前部和后部；出口(20)，能够通过所述出口从所述壳体(2，52)的后部去除淤泥；在所述壳体上的第一刀板(5，64)，所述第一刀板(5，64)具有指向前方的切割边缘(7)和位于所述切割边缘(7)后方的第一刀板表面(32)，所述第一刀板表面面向所述壳体(2，52)的内部(28，54)；以及至少一个第一喷嘴(10，68)，其定位且取向成将水的射流(14，69)导向到所述第一刀板表面(32)上，所述射流(14，69)相对于所述第一刀板表面(32)具有向后方向的运动分量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 GB 1408295.21.一种用于从水下沉积物中去除淤泥的装置，包括：壳体(2，52)，其具有前部和后部；出口(20)，能够通过所述出口从所述壳体(2，52)的后部去除淤泥；在所述壳体上的第一刀板(5，64)，所述第一刀板(5，64)具有指向前方的切割边缘(7)和位于所述切割边缘(7)后方的第一刀板表面(32)，所述第一刀板表面面向所述壳体(2，52)的内部(28，54)；以及至少一个第一喷嘴(10，68)，其定位且取向成将水的射流(14，69)导向到所述第一刀板表面(32)上，所述射流(14，69)相对于所述第一刀板表面(32)具有向后方向的运动分量。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述射流(14，69)在所述第一刀板表面(32)上的入射角在115°至135°的范围内。3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中水的所述射流(14，69)的横截面在平行于所述切割边缘(7)的方向上的范围比在垂直方向上的范围更大。4.根据权利要求3所述的装置，其中水的所述射流(14，69)在平行于所述切割边缘(7)的方向上以大于30°的角从所述第一喷嘴(10，68)分散。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一刀板(5，64)横跨所述壳体(2，52)的宽度延伸，所述装置包括一排所述第一喷嘴(10，68)，一排所述第一喷嘴(10，68)被定位且取向成横跨所述第一刀板表面(32)的宽度间隔开地将相应的水的所述射流(14，69)导向到所述第一刀板表面(32)上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，包括：壳体壁(23)，其位于所述壳体(2)的与所述第一刀板(5)相反的一侧，所述壳体壁(23)具有与所述壳体(2)的内部(28)面对的壁表面；以及至少一个第二喷嘴(12)，其定位且取向成将水的射流(16)朝向所述壁表面导向，所述射流(16)相对于所述壁表面具有向后方向的运动分量。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一刀板(5)的切割边缘(7)从所述壳体突出。8.根据权利要求7所述的装置，还包括安装到所述壳体(2)上的支撑轮(36，38)，其中所述支撑轮(36，38)的轮缘与所述切割边缘(7)相比从所述壳体(2)突出得略微更远。9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，还包括在所述切割边缘(7)前方的至少一个切割盘(4)。10.根据权利要求9所述的装置，包括沿着横向轴线间隔开的一排所述切割盘(4)。11.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，包括：位于所述壳体(52)的与所述第一刀板(64)相反的一侧的第二刀板(65)，所述第二刀板(65)具有指向前方的切割边缘和位于所述切割边缘的后方的第二刀板表面，所述第二刀板表面面向所述壳体(52)的内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·弗雷泽·巴尔，
申请(专利权)人：巴尔农有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB