一种基于空化射流的水下管道配重层破拆装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于空化射流的水下管道配重层破拆装置，涉及海洋装备技术领域，包括主体机构、置换系统、增压系统和破拆系统；主体机构能够密封包裹于管道外部；置换系统包括固定设置于主体机构内底部的水泵，水泵通过单向阀分别与主体机构内部、主体机构夹层以及外界连通；增压系统包括与水泵通过电磁阀连接的过滤装置，过滤装置连接有空化喷嘴；破拆系统包括固定设置于主体机构内顶部的轴向行走机构，轴向行走机构上设置有周向旋转机构，周向旋转机构内侧设置有径向伸缩机构，两个径向伸缩机构末端分别固定设置有割刀和空化喷嘴。本发明专利技术能够利用空化发生时，空泡溃灭所形成的射流实现对混凝土的拆除，无需高压输入，工作成本低、效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空化射流的水下管道配重层破拆装置


[0001]本专利技术涉及海洋装备
，特别是涉及一种基于空化射流的水下管道配重层破拆装置。

技术介绍

[0002]海底管道维修之前，需要清除其表面的混凝土防护层和防腐涂层。针对在海底环境去除管道配重混凝土层的要求，有机械去除和高压水射流去除两种方法供选择。由于机械去除的方法对去除工具的强度和耐磨性能要求极高，而且要长时间高负载工作。因此，国际上一般采用高压水射流技术去除海底管道混凝土层。目前常用的高压水射流技术去除方法是采用高压水喷头由水下作业装置携带下水，并执行各种动作，使高压水射流冲击混凝土表面将其清除。但是，在实施过程中，常遇到如下问题：
[0003]泵站功率高；虽然高压水射流破拆技术，与传统机械方法相比，虽然更为高效、环保，但仍需高压输入，成本较高。水中淹没环境水射流削弱；相比于空气中的高压水射流，水中淹没环境对高压水射流的效果消弱很大，相比于空气中试验，水下切割需提高16％～35％的射流压力才能做到有效清除。能见度低、环境下监控困难；施工海域能见度低时，常规水下作业设备无法对水下进行监控，需要潜水员进行盲操，施工难度大，易出现工程问题。自动化程度低；国内现有设备需要潜水员人工辅助剪切钢筋，而受潮位影响，潜水员只能在平潮期进行作业，导致潜水员单次可作业时间短，从而极大的延长了总工期。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于空化射流的水下管道配重层破拆装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够利用空化发生时，空泡溃灭所形成的射流实现对混凝土的拆除，无需高压输入，工作成本低、效率高。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种基于空化射流的水下管道配重层破拆装置，包括主体机构、置换系统、增压系统和破拆系统；所述主体机构包括对称设置且均具有夹层的左半舱和右半舱，所述左半舱和右半舱闭合后能够密封包裹于海底管道外部；所述置换系统包括固定设置于所述主体机构内底部的水泵，所述水泵通过单向阀分别与主体机构内部、主体机构夹层以及外界连通；所述增压系统包括与所述水泵通过电磁阀连接的过滤装置，所述过滤装置连接有空化喷嘴；所述破拆系统包括固定设置于所述主体机构内顶部的轴向行走机构，所述轴向行走机构上活动设置有周向旋转机构，所述周向旋转机构内侧活动设置有径向伸缩机构，两个所述径向伸缩机构末端分别固定设置有割刀和所述空化喷嘴。本专利技术能够利用空化发生时，空泡溃灭所形成的射流实现对混凝土的拆除。无需高压输入，具有工作成本低、效率高等优点。同时利用空腔形成技术，在管道施工段营造出干式环境，令拆除作业在空气中进行从而解决水中淹没环境水射流削弱、能见度低环境下监控困难、自动化程度低的问题。
[0007]可选的，所述主体机构两端分别固定设置有圆形底面，所述圆形底面上开设有用于与管道密封配合连接的圆形通孔；所述主体机构沿中线面分为左半舱、右半舱，所述左半舱和右半舱闭合后为圆柱状壳体结构；所述左半舱内部为左作业舱，右半舱内部为右作业舱，用于进行破拆作业；所述左半舱和右半舱的夹层内分别设置有两块水密隔板，所述左半舱的夹层被两块水密隔板分成左顶隔水舱、左置换舱和左底隔水舱，所述右半舱的隔层被两块水密隔板分隔为右顶隔水舱、右置换舱和右底隔水舱；顶隔水舱与底隔水舱用于保证当水从主体机构外部密封处有少量渗漏时仅漏在隔水舱内，而不渗入作业舱。置换舱用于与作业舱的海水、空气置换。
[0008]可选的，所述左半舱和右半舱的外顶部分别与张合油缸铰接，所述张合油缸可以采用水平布置的液压缸，能够控制所述左半舱和右半舱闭合或张开。
[0009]可选的，所述左半舱和右半舱内底部分别设置有一个所述水泵；所述单向阀包括作
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置单向阀和置
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外单向阀；位于所述左半舱的水泵出水口通过水泵电磁阀与位于左半舱内的作
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置单向阀连通，位于左半舱内的作
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置单向阀与左置换舱连通，位于左半舱内的置
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外单向阀用于将左置换舱与外界连通，位于所述右半舱的水泵出水口通过水泵电磁阀与位于右半舱内的作
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置单向阀连通，位于右半舱内的作
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置单向阀与右置换舱连通，位于右半舱内的置
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外单向阀用于将右置换舱与外界连通；所述水泵电磁阀为三通电磁阀，用于控制水泵的开闭，同时，能够控制水从作
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置单向阀排出或者向增压系统排出；左置换舱底部与左作业舱通过位于左半舱内的作
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置电磁阀连通，左置换舱与左底隔水舱通过位于左半舱内的置
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底隔电磁阀连通；右置换舱底部与右作业舱通过位于右半舱内的作
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置电磁阀连通，右置换舱与右底隔水舱通过位于右半舱内的置
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底隔电磁阀连通；所述左置换舱和右置换舱顶部分别连接有一个顶部透气孔，所述顶部透气孔连接有通向大气的耐压管道。
[0010]可选的，所述增压系统包括与水泵电磁阀连接的泵
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滤单向阀，过滤装置包括前置过滤器和袋式过滤器，所述前置过滤器用于初步过滤海水中颗粒，所述前置过滤器的入水口与所述泵
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滤单向阀连接，所述前置过滤器的过滤水出口依次连接袋式过滤器、增压泵、增
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喷单向阀；所述增
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喷单向阀用于与所述空化喷嘴连接，将水泵的吸出的水增压至符合空化喷嘴使用水压。袋式过滤器为常规产品，用于精细过滤海水中颗粒以符合增压泵对水质洁净的要求。增压泵为常规产品。空化喷嘴为常规空化喷嘴，用于喷出高压水射流，以切割管道混凝土配重层。
[0011]可选的，所述前置过滤器包括圆柱筒壳体，所述圆柱筒壳体内部两端固定设置有与圆柱筒壳体两端固结的滤网；所述圆柱筒壳体一端设置有所述入水口，另一端设置有浑水出口，所述圆柱筒壳体靠近所述浑水出口一端的侧壁上开设有所述过滤水出口；所述浑水出口与所述主体机构内部的左作业舱和右作业舱连通，前置过滤器浑水出口朝向空气，落入作业舱舱底后，重新被水泵利用。
[0012]可选的，所述轴向行走机构包括通过安装装置固定于所述左作业舱内顶部的丝杠，所述丝杠一端传动连接有丝杠驱动电机，所述丝杠上螺纹连接有螺母；所述周向旋转机构包括呈230度圆弧状的轨道机构，所述轨道机构外侧与所述丝杠上的螺母固定连接，可实现周向旋转机构沿管道轴向位移，所述轨道机构内侧开设有齿条槽，所述齿条槽内滑动设置有齿条，所述齿条啮合传动连接有齿轮，所述齿轮与旋转电机的转轴传动连接，所述旋转电机通过电机安装座固定设置于所述轨道机构一侧；两个所述径向伸缩机构一端皆固定于
所述齿条上，令径向伸缩机构可沿管道周向旋转360度，径向伸缩机构另一端分别固定所述空化喷嘴与割刀。
[0013]可选的，所述径向伸缩机构为液压油缸。
[0014]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0015]本专利技术采用空化射流技术，极大的降低了喷头利用空化发生时，空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空化射流的水下管道配重层破拆装置，其特征在于：包括主体机构、置换系统、增压系统和破拆系统；所述主体机构包括对称设置且均具有夹层的左半舱和右半舱，所述左半舱和右半舱闭合后能够密封包裹于海底管道外部；所述置换系统包括固定设置于所述主体机构内底部的水泵，所述水泵通过单向阀分别与主体机构内部、主体机构夹层以及外界连通；所述增压系统包括与所述水泵通过电磁阀连接的过滤装置，所述过滤装置连接有空化喷嘴；所述破拆系统包括固定设置于所述主体机构内顶部的轴向行走机构，所述轴向行走机构上活动设置有周向旋转机构，所述周向旋转机构内侧活动设置有径向伸缩机构，两个所述径向伸缩机构末端分别固定设置有割刀和所述空化喷嘴。2.根据权利要求1所述的基于空化射流的水下管道配重层破拆装置，其特征在于：所述主体机构两端分别固定设置有圆形底面，所述圆形底面上开设有用于与管道密封配合连接的圆形通孔；所述主体机构沿中线面分为左半舱、右半舱，所述左半舱和右半舱闭合后为圆柱状壳体结构；所述左半舱内部为左作业舱，右半舱内部为右作业舱，所述左半舱和右半舱的夹层内分别设置有两块水密隔板，所述左半舱的夹层被两块水密隔板分成左顶隔水舱、左置换舱和左底隔水舱，所述右半舱的隔层被两块水密隔板分隔为右顶隔水舱、右置换舱和右底隔水舱。3.根据权利要求2所述的基于空化射流的水下管道配重层破拆装置，其特征在于：所述左半舱和右半舱的外顶部分别与张合油缸铰接，所述张合油缸能够控制所述左半舱和右半舱闭合或张开。4.根据权利要求2所述的基于空化射流的水下管道配重层破拆装置，其特征在于：所述左半舱和右半舱内底部分别设置有一个所述水泵；所述单向阀包括作
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置单向阀和置
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外单向阀；位于所述左半舱的水泵出水口通过水泵电磁阀与位于左半舱内的作
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置单向阀连通，位于左半舱内的作
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置单向阀与左置换舱连通，位于左半舱内的置
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外单向阀用于将左置换舱与外界连通，位于所述右半舱的水泵出水口通过水泵电磁阀与位于右半舱内的作
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置单向阀连通，位于右半舱内的作
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置单向阀与右置换舱连通，位于右半舱内的置
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外单向阀用于将右置换舱与外界连...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛晗，王开创，陈家旺，林佩雯，朱海，彭晓清，李浩南，周琦骁，方玉平，周忠会，周朋，高峰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：