一种用于河湖底泥的清淤设备及操作方法技术

本发明专利技术提供一种用于河湖底泥的清淤设备及操作方法，该清淤设备包括清淤船、机械臂、铲斗和螺旋管道输泥机构，通过清淤船和机械臂推动铲斗按一定的深度和角度在水下向前推进，将需要清淤的表层淤泥收集进入铲斗内部，并通过螺旋输泥管道内部的内置螺旋输送叶稳定旋转，将铲斗收集的表层原状土淤泥源源不断的输送至清淤船的淤泥舱，省去的将淤泥搅碎形成泥浆的过程，从而大大提高清淤疏浚底泥的含固率，降低清淤脱水固化成本，提高清淤疏浚效率。提高清淤疏浚效率。提高清淤疏浚效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于河湖底泥的清淤设备及操作方法


[0001]本专利技术涉及河湖清淤疏浚领域，特别是涉及一种用于河湖底泥的清淤设备及操作方法。

技术介绍

[0002]受污染物长期输入和泥沙沉积影响，大量污染物质蓄积进入河湖底泥，成为潜在的内源性污染源，当河湖环境条件(如温度、溶解氧、PH值、扰动作用)发生变化时，底泥中的污染物可能会重新释放进入水体，对上覆水体产生不利影响。生态清淤是通过疏浚污染底泥清除河湖底泥内源污染、缓解水体富营养化的快速有效工程措施，在国内外河湖水环境治理中的到广泛应用，且取得了较好的治理效果。
[0003]目前，针对河湖污染底泥的清淤方式包括围堰排水干法清淤和带水作业清淤，围堰排水干法清淤需要将清淤区水体排干形成裸露的河床(湖床)，对水体生态系统的干扰较大；带水作业清淤一般指将清淤机具装备在船上，由船作为施工平台在水面上操作清淤设备的一种清淤方式，底泥一般通过管道输送至岸上堆场中，具体形式包括绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、抓斗式挖泥船等。其中，抓斗式挖泥船因其作业特点限制，极易造成表层淤泥泄露回流，清淤效率低下，且形成的二次污染对水质扰动极大；而绞吸式挖泥船和耙吸式挖泥船主要是通过铰刀头或耙头将淤泥搅碎形成泥浆，通过泥浆泵将淤泥污染物吸入储泥仓或通过管道运输上岸，由于泥浆含水率极高，大大增加了淤泥固化脱水及余水处置的成本。因此，研发一种提高清淤含固率(即降低含水率)的水下清淤设备，对于降低清淤脱水固化成本、提升清淤效率、减小清淤对河湖生态环境影响，具有重要现实意义。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种清淤设备，用于解决现有技术中清淤成本高的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于河湖底泥的清淤设备，所述清淤设备包括：
[0006]清淤船；
[0007]机械臂，所述机械臂固定于所述清淤船上；
[0008]铲斗，所述铲斗连接于机械臂的端部，并通过机械臂调整所述铲斗在水中的深度和角度；
[0009]螺旋管道输泥机构，一端连接于铲斗的后端，另一端通至清淤船上，在清淤船及机械臂的带动下，所述铲斗按照一定的深度和角度在水下向前推进，将需要清淤的表层淤泥收集进入铲斗内部，并通过螺旋管道输泥机构将淤泥源源不断的输送至清淤船上。
[0010]优选地，所述清淤船包括船体、驾驶室、淤泥舱和动力推进装置。
[0011]优选地，所述机械臂通过机械臂底座固定于清淤船的船体前部，包括相互连接的动臂、斗杆，动臂固定于机械臂底座上，并能够通过动臂液压支撑杆调节与船体的相对角
度，斗杆通过斗杆操作液压杆调节与动臂的相对角度，铲斗连接于斗杆的端部，且铲斗通过铲斗操作液压杆调节与斗杆的相对角度。
[0012]优选地，所述铲斗包括斗齿、斗仓和内部的螺旋管道固定轴；斗齿位于铲斗的前部，其材质坚硬，在清淤船推进过程中铲挖河湖表层淤泥；斗仓是前侧开口的箱体结构，其前端开口大、后端箱体逐渐缩小，用于水下淤泥的收集，安装在斗杆的端部，并由铲斗操作液压杆操作斗仓的垂向角度。
[0013]优选地，螺旋管道输泥机构由螺旋输泥管道和输泥泵组成，输泥泵固定安装在清淤船的淤泥舱边的甲板上，螺旋输泥管道进口端连接斗仓、出口端连接输泥泵，出口端设置在淤泥舱上方。
[0014]优选地，螺旋输泥管道是由管道外壁和内部的内置螺旋输送叶及螺旋输送叶中轴组成，螺旋输泥管道的进口端设置管道铲斗连接口以连接斗仓，出口端的螺旋输送叶中轴连接至输泥泵以作为旋转动力来源；内置螺旋输送叶由螺旋输送叶中轴带动在管道外壁内部旋转，从而将斗仓收集的水下淤泥，旋转输送至淤泥舱；
[0015]所述斗仓后端连接螺旋管道输泥机构的螺旋输泥管道，在斗仓内部设有所述螺旋管道固定轴，通过支架固定在斗仓后端的中心处，为螺旋输送叶中轴的转动提供连接轴承。
[0016]优选地，内置螺旋输送叶采用单叶螺旋叶片或双叶螺旋叶片，螺旋叶片外径小于管道外壁的内径，螺旋输送叶中轴为一根完整的多节金属轴，具备柔韧性，以在弯折情况下也能实现旋转。
[0017]优选地，输泥泵由输泥泵马达、驱动轴、联动轴和联动轴固定轴承组成，驱动轴固定于输泥泵马达的轴心处，驱动轴和联动轴之间采用传动装置连接，传动装置为皮带或齿轮；
[0018]联动轴由联动轴固定轴承固定，并通过联轴器连接螺旋输泥管道中的螺旋输送叶中轴，输泥泵运行过程中，联动轴在驱动轴的驱动下，固定在联动轴固定轴承内部稳定转动，并通过联轴器带动螺旋输送叶中轴及内置螺旋输送叶在管道外壁内部稳定转动。
[0019]本专利技术还提供一种所述的清淤设备的操作方法，所述操作方法包括：
[0020]S1：根据作业水深和清淤深度，通过动臂液压支撑杆和斗杆操作液压杆调节动臂和斗杆的角度实现铲斗的下压深度调节，通过铲斗操作液压杆操作铲斗的角度；
[0021]S2：在调节清淤作业水深和清淤深度后，同步启动清淤船的动力推进装置和螺旋管道输泥机构，清淤船的水平前进推动水下的铲斗按一定的深度和角度向前推进，将需要清淤的表层淤泥收集进入斗仓内部，匹配清淤船前进和斗仓淤泥收集的速度，调节螺旋管道输泥机构的输泥泵马达功率，输泥泵马达经驱动轴、联动轴和联轴器带动螺旋输送叶中轴及内置螺旋输送叶在管道外壁内部稳定转动，将收集进入斗仓内部的淤泥源源不断的输送至淤泥舱，完成同一作业水深和清淤深度的清淤作业单元清淤工作。
[0022]优选地，所述操作方法还包括：
[0023]S3：当清淤作业水深和清淤深度发生变化时，同步调整机械臂以调节铲斗的下压深度和角度，并调节清淤船前进和铲斗推进速度，以及螺旋管道输泥机构的输泥泵马达功率，重复以上清淤操作步骤；
[0024]S4：当淤泥舱内淤泥装载满仓后，清淤船停止作业，泊船靠岸后通过码头的抓斗或挖掘机将淤泥转运上岸。
[0025]如上所述，本专利技术提供的清淤设备及操作方法，具有以下有益效果：
[0026](1)该清淤设备可通过机械臂调节清淤水深，精准控制清淤深度；
[0027](2)采用铲斗推进收集表层污染淤泥，同时配合螺旋管道输泥泵将淤泥输送至船舱，减少清淤过程对河湖底泥的扰动，可避免对水体造成污染；
[0028](3)通过铲斗和螺旋管道输泥泵将原状淤泥输送至船舱，缩减了传统绞吸式挖泥船和耙吸式挖泥船将淤泥搅碎成泥浆的步骤，降低了清淤底泥的含水率，从而减小了淤泥脱水固化及余水达标处置的成本，且由于脱水固化剂使用量的减少，降低了淤泥处置的生态安全风险，更具生态环境友好性；
[0029](4)将各清淤设备集成在一艘船上，可根据河道湖泊清淤规模需求定制合适规格尺寸，具备轻量化、集约化条件，适用于多种清淤场景需求。
附图说明
[0030]图1显示为本专利技术中清淤设备的侧视结构示意图。
[0031]图2显示为本专利技术中螺旋管道输泥机构及铲斗的结构示意图。
[0032]元件标号说明
[0033]1清淤船；11船体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于河湖底泥的清淤设备，其特征在于，所述清淤设备包括：清淤船；机械臂，所述机械臂固定于所述清淤船上；铲斗，所述铲斗连接于机械臂的端部，并通过机械臂调整所述铲斗在水中的深度和角度；螺旋管道输泥机构，一端连接于铲斗的后端，另一端通至清淤船上，在清淤船及机械臂的带动下，所述铲斗按照一定的深度和角度在水下向前推进，将需要清淤的表层淤泥收集进入铲斗内部，并通过螺旋管道输泥机构将淤泥源源不断的输送至清淤船上。2.根据权利要求1所述的清淤设备，其特征在于：所述清淤船包括船体、驾驶室、淤泥舱和动力推进装置。3.根据权利要求2所述的清淤设备，其特征在于：所述机械臂通过机械臂底座固定于清淤船的船体前部，包括相互连接的动臂、斗杆，动臂固定于机械臂底座上，并能够通过动臂液压支撑杆调节与船体的相对角度，斗杆通过斗杆操作液压杆调节与动臂的相对角度，铲斗连接于斗杆的端部，且铲斗通过铲斗操作液压杆调节与斗杆的相对角度。4.根据权利要求3所述的清淤设备，其特征在于：所述铲斗包括斗齿、斗仓和内部的螺旋管道固定轴；斗齿位于铲斗的前部，其材质坚硬，在清淤船推进过程中铲挖河湖表层淤泥；斗仓是前侧开口的箱体结构，其前端开口大、后端箱体逐渐缩小，用于水下淤泥的收集，安装在斗杆的端部，并由铲斗操作液压杆操作斗仓的垂向角度。5.根据权利要求4所述的清淤设备，其特征在于：螺旋管道输泥机构由螺旋输泥管道和输泥泵组成，输泥泵固定安装在清淤船的淤泥舱边的甲板上，螺旋输泥管道进口端连接斗仓、出口端连接输泥泵，出口端设置在淤泥舱上方。6.根据权利要求5所述的清淤设备，其特征在于：螺旋输泥管道是由管道外壁和内部的内置螺旋输送叶及螺旋输送叶中轴组成，螺旋输泥管道的进口端设置管道铲斗连接口以连接斗仓，出口端的螺旋输送叶中轴连接至输泥泵以作为旋转动力来源；内置螺旋输送叶由螺旋输送叶中轴带动在管道外壁内部旋转，从而将斗仓收集的水下淤泥，旋转输送至淤泥舱；所述斗仓后端连接螺旋管道输泥机构的螺旋输泥管道，在斗仓内部设有所述螺旋管道固定轴，通过支架固定在...

【专利技术属性】
技术研发人员：琚泽文，程南宁，黄俊杰，杜心慧，朱丽娟，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：