一种封闭式无扰动清淤系统及清淤方法技术方案

本发明专利技术公开了一种封闭式无扰动清淤系统，包括上部封闭底部开口的圆筒形舱室，在舱室中心内设置与抽泥管连接的管道，管道外侧连接有用于挖掘污泥的挖泥装置，挖泥装置包括：沿管道周向均布的挖泥抓斗，以及使挖泥抓斗下部向外张开、向下挖掘及向内合拢的抓斗挖掘驱动装置；挖泥抓斗向内合拢使底部围成封闭容腔。本发明专利技术还公开了一种封闭式无扰动清淤方法。本发明专利技术实现了对水体环境的保护，大幅度减小了对水体环境的扰动作业。体环境的扰动作业。体环境的扰动作业。

【技术实现步骤摘要】
一种封闭式无扰动清淤系统及清淤方法


[0001]本专利技术涉及一种清淤结构及施工方法，特别涉及一种封闭式无扰动清淤系统及清淤方法。

技术介绍

[0002]目前，近年来每年全球的疏浚总量高达数十亿立方，所产生的经济总量达上百亿美元，仅我国沿海，疏浚需求就达六七亿立方，市场规模达几十亿美元，我国每年江河湖库清淤疏浚量就近两亿立方，尤其是运行时间较长的水库泥沙淤积更为严重。水库泥沙的淤积，将严重威胁水库自身安全以及防洪、灌溉、供水、发电等社会效益和经济效益的充分发挥。此外，由于社会经济快速发展以及环境生态系统的破坏，湖泊、河流等水系受到了不同程度的污染，因此，底泥还是水中各类污染物的主要蓄积地。
[0003]目前，底泥疏浚的主要工具是现代挖泥船，清淤过程可能会导致污染底泥重新悬浮以及水体透明度下降，底泥及间隙水中高浓度的有机物等也将随之扩散，导致二次污染等问题。虽然也有针对挖泥船施工过程中浮泥溢出问题而研发的环保铰刀头、无溢流气动吸泥泵技术等，但是目前的水下清淤技术与装备实质上都将对污染底泥覆盖区域造成一定程度的扰动并且在对目标区域进行连续作业上存在严重的能源消耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种封闭式无扰动清淤系统及清淤方法。
[0005]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种封闭式无扰动清淤系统，包括上部封闭底部开口的圆筒形舱室，在舱室中心内设置与抽泥管连接的管道，管道外侧连接有用于挖掘污泥的挖泥装置，挖泥装置包括：沿管道周向均布的挖泥抓斗，以及使挖泥抓斗下部向外张开、向内合拢及上下移动的抓斗挖掘驱动装置；挖泥抓斗向内合拢使底部围成封闭容腔。
[0006]进一步地，抓斗挖掘驱动装置包括数量与挖泥抓斗相匹配且沿管道周向均布的双层滑轨及连杆；双层滑轨包括内层滑轨、外层滑轨及与管道固接的滑轨固定座；滑轨固定座、内层滑轨、外层滑轨依次滑动连接；内层滑轨与连杆上端铰接，外层滑轨与挖泥抓斗上部铰接，连杆下端与挖泥抓斗固接；连杆下端与挖泥抓斗固接的连接点与管道轴线的径向距离，大于外层滑轨与挖泥抓斗上部铰接的连接点与管道轴线的径向距离。
[0007]进一步地，连杆为电动驱动的伸缩连杆；伸缩连杆收缩时使挖泥抓斗下部向外张开；伸缩连杆伸长时使挖泥抓斗下部向内合拢。
[0008]进一步地，双层滑轨为电动驱动的双层滑轨。
[0009]进一步地，沿管道周向均布二至四个挖泥抓斗。
[0010]进一步地，挖泥抓斗分为上中下三部分；上部表面为弧形内凹曲面，中部表面为圆柱面，下部表面为圆锥面。
[0011]进一步地，沿管道周向均布三个挖泥抓斗；挖泥抓斗，其中部为半圆筒形，其上部表面为弧形曲线绕其中部轴线旋转180
°
形成的弧形内凹曲面，其下部表面的两侧边垂直投影夹角为120
°
。
[0012]进一步地，挖泥抓斗的下部表面与其中部轴线夹角为100
°
。
[0013]本专利技术还提供了一种利用上述的封闭式无扰动清淤系统的封闭式无扰动清淤方法，该方法包括如下步骤：
[0014]步骤1，在陆地上将封闭式无扰动清淤系统安装为一体并安装在吸泥船，通过法兰连接抽泥管；
[0015]步骤1，将封闭式无扰动清淤系统带至目标区域，平稳沉放封闭式无扰动清淤系统，待其沉降稳定后，即可开始清淤疏浚工作；
[0016]步骤2，控制抓斗挖掘驱动装置，使挖泥抓斗下部向外张开，并从初始高度向下移动，待其下部插入淤泥一定深度后停止；
[0017]步骤3，控制抓斗挖掘驱动装置，使挖泥抓斗下部向内合拢，并向上移动，当挖泥抓斗底部围成封闭容腔后停止；
[0018]步骤4，控制抓斗挖掘驱动装置，使挖泥抓斗底部保持合拢封闭状态并向上移动至初始高度时，开启泥浆泵进行抽泥工作；
[0019]步骤5，将封闭式无扰动清淤系统移送至下一目标区域，重复步骤2至步骤4。
[0020]进一步地，将封闭式无扰动清淤系统移送至下一目标区域时，在水下进行平移，同时在移送过程中进行泥浆输送作业。
[0021]本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术的一种封闭式无扰动清淤系统及清淤方法能够减小对污染底泥扰动、保护水体环境稳定以及提高疏浚效率，在保证现代挖泥船高效率一体化疏浚挖泥的前提下，简单可靠地实现了对清淤疏浚工作的连续作业，提高了疏浚作业效率，并在封闭式无扰动清淤系统下，实现了对水体环境的保护，大幅度减小了对水体环境的扰动作业。其优点如下：
[0022]1)采用上部封闭底部开口的圆筒形舱室，首先保证了疏浚工程作业范围，保证了封闭舱室外水体及底泥的无扰动，从而保证了水体环境的稳定，其次其结构的移位工作较为简单，受限制作业较小，适应水体环境能力强。
[0023]2)挖泥抓斗的结构能够改变了以往绞刀式对环境作业的影响，抓斗挖掘驱动装置也减少了挖泥抓斗的损耗，能够延长其使用寿命。
[0024]3)双层滑轨结构，可实现使挖泥抓斗下部向外张开、向下挖掘，提高清淤疏浚工作效率，提升清淤工作稳定性，降低能源消耗。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的一种封闭式无扰动清淤系统结构示意图。
[0026]图2是本专利技术的一种封闭式无扰动清淤系统仰视图。
[0027]图3是本专利技术的一种挖泥装置的结构示意图。
[0028]图4是本专利技术的一种沿管道周向均布的双层滑轨结构示意图。
[0029]图5是本专利技术的一种沿管道周向均布三个挖泥抓斗构示意图。
[0030]图6是本专利技术的一种挖泥装置的挖泥抓斗下部向内合拢状态示意图。
[0031]图7是本专利技术的一种挖泥装置的挖泥抓斗下部向外张开状态示意图。
[0032]图中：1、舱室；2、抽泥管；3、管道；4、滑轨固定座；5、内层滑轨；6、外层滑轨；7、挖泥抓斗上部；8、挖泥抓斗中部；9、挖泥抓斗下部；10、连杆。
具体实施方式
[0033]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0034]请参见图1至图7，一种封闭式无扰动清淤系统，包括上部封闭底部开口的圆筒形舱室1，在舱室1中心内设置与抽泥管2连接的管道3，管道3外侧连接有用于挖掘污泥的挖泥装置，挖泥装置包括：沿管道3周向均布的挖泥抓斗，以及使挖泥抓斗下部9向外张开、向内合拢及上下移动的抓斗挖掘驱动装置；挖泥抓斗向内合拢使底部围成封闭容腔。
[0035]优选地，抓斗挖掘驱动装置可包括数量与挖泥抓斗相匹配且沿管道3周向均布的双层滑轨及连杆10；双层滑轨可包括内层滑轨5、外层滑轨6及与管道3固接的滑轨固定座4；滑轨固定座4、内层滑轨5、外层滑轨6依次滑动连接；内层滑轨5可与连杆10上端铰接，外层滑轨6可与挖泥抓斗上部7铰接，连杆10下端可与挖泥抓斗固接；连杆10下端与挖泥抓斗固接的连接点与管道3轴线的径向距离，大于外层滑轨6与挖泥抓斗上部7铰接的连接点与管道3轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封闭式无扰动清淤系统，其特征在于，包括上部封闭底部开口的圆筒形舱室，在舱室中心内设置与抽泥管连接的管道，管道外侧连接有用于挖掘污泥的挖泥装置，挖泥装置包括：沿管道周向均布的挖泥抓斗，以及使挖泥抓斗下部向外张开、向内合拢及上下移动的抓斗挖掘驱动装置；挖泥抓斗向内合拢使底部围成封闭容腔。2.根据权利要求1所述的封闭式无扰动清淤系统，其特征在于，抓斗挖掘驱动装置包括数量与挖泥抓斗相匹配且沿管道周向均布的双层滑轨及连杆；双层滑轨包括内层滑轨、外层滑轨及与管道固接的滑轨固定座；滑轨固定座、内层滑轨、外层滑轨依次滑动连接；内层滑轨与连杆上端铰接，外层滑轨与挖泥抓斗上部铰接，连杆下端与挖泥抓斗固接；连杆下端与挖泥抓斗固接的连接点与管道轴线的径向距离，大于外层滑轨与挖泥抓斗上部铰接的连接点与管道轴线的径向距离。3.根据权利要求2所述的封闭式无扰动清淤系统，其特征在于，连杆为电动驱动的伸缩连杆；伸缩连杆收缩时使挖泥抓斗下部向外张开；伸缩连杆伸长时使挖泥抓斗下部向内合拢。4.根据权利要求2所述的封闭式无扰动清淤系统，其特征在于，双层滑轨为电动驱动的双层滑轨。5.根据权利要求1所述的封闭式无扰动清淤系统，其特征在于，沿管道周向均布二至四个挖泥抓斗。6.根据权利要求1所述的封闭式无扰动清淤系统，其特征在于，挖泥抓斗分为上中下三部分；上部表面为弧形内凹曲面，中部表面为圆柱面，下部表面为圆锥面。7.根据权利要求6所述的封闭式无扰动清...

【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，吴峰，刘昉，姚烨，王振宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：