一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统

本发明属于疏浚，涉及了一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统。

背景技术：

1、随着交通运输和经济发展。港口、航道清淤，挖泥造岛工程的疏浚设备装备需求与日俱增。目前，绞吸式挖泥船凭借着其作业灵活、高效的特点，在疏浚行业扮演者重要的角色。在绞吸式挖泥船工作过程中，淤泥输送管系的通畅性、整体设备作业是否节能，是考察绞吸式挖泥设备工程适用性的重要指标。因此，本发明提出一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，以实现变频节能、高通畅性疏浚作业。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明目的是提出了一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统。

2、本发明的技术方案是：本发明所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，包括输送管系，所述输送管系包括泥浆进口、混流管、第一流速计、进气口、第二流速计及泥浆出口；

3、在所述进气口处安置有输气管道，在所述输气管道的另一端安置有气泵，所述输送管系通过进气口处的输气管道连接在气泵上，

4、在所述气泵的另一端连接有输气管道，在所述输气管道的另一端安置有空气压缩机，所述气泵通过输气管道连接在空气压缩机上，所述输送管系通过进气口、输气管道与气泵、空气压缩机相连。

5、进一步的，在所述输送管系的一端安置有绞吸头，所述输送管系通过泥浆进口与绞吸头相连接。

6、进一步的，在所述气泵的第三端连接有光纤电缆，在所述光纤电缆的另一端安置有气泵变频控制器，所述气泵通过光纤电缆连接在气泵变频控制器上，

7、在所述气泵变频控制器的另一端连接有光纤电缆，所述气泵变频控制器另一端连接有光纤电缆，在所述光纤电缆的另一端分别安置有空气压缩机及控制器，所述气泵变频控制器通过光纤电缆分别连接在空气压缩机及控制器上；

8、在所述控制器的第二端连接有光纤电缆，在所述光纤电缆的另一端安置有电力调配系统，所述控制器通过光纤电缆连接在电力调配系统上，

9、在所述电力调配系统的另一端连接有光纤电缆，在所述光纤电缆的另一端分别安置有太阳能发电系统及发电机，所述电力调配系统通过光纤电缆分别连接在太阳能发电系统及发电机上。

10、进一步的，所述电力调配系统的电流输入口与太阳能发电系统和发电机相连接，其采用混合能源供电的方式。

11、进一步的，在所述控制器的第三端连接有光纤电缆，所述控制器的第三端通过光纤电缆分别连接在第一流速计及第二流速计上；

12、在在所述控制器的第四端还连接有光纤电缆，所述控制器的第四端通过光纤电缆连接在泥浆进口处的绞吸头上。

13、进一步的，在所述控制器的第四端与泥浆进口处相连接的光纤电缆上安置有绞吸头功率控制器。

14、进一步的，所述第一流速计、第二流速计分别对应的安置于泥浆进口的后部和泥浆出口的前部。

15、进一步的，一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统的智能变频控制方式，具体包括：

16、(1)：控制器实时获取第一流速计和第二流速计读数fs1、fs2，并计算沿程流速损失值：fs1-fs2；

17、(2)：对比沿程流速损失值：fs1-fs2值与工作模式变换阈值fl、fl1、fl2、fl3的大小关系调整工作模式。

18、进一步的，在所述气泵变频控制器及绞吸头功率控制器内均内置四种工作模式，分别为待机工作模式、低频工作模式、常频工作模式和高频工作模式；在不同的沿程流速损失值：fs1-fs2范围内气泵变频控制器、绞吸头功率控制器针对不同工程情况匹配不同的工作模式：

19、在系统工作初始时采用如下第一工作模式；

20、第一工作模式：fs1-fs2≤fl时，气泵变频控制器、绞吸头功率控制器根据不同的工作速率需求，待机工作模式、低频工作模式、常频工作模式和高频工作模式一一对应；

21、第二工作模式：fl1>fs1-fs2>fl时，气泵变频控制器、绞吸头功率控制器根据不同的工作速率需求，调节气泵变频控制器、绞吸头功率控制器工作模式对应关系为待机工作模式对应低频工作模式、低频工作模式对应常频工作模式和常频工作模式对应高频工作模式；具体改变情况可视实际工程调节；

22、第三工作模式：fl2>fs1-fs2>fl1时，气泵变频控制器、绞吸头功率控制器根据不同的工作速率需求，调节气泵变频控制器、绞吸头功率控制器工作模式对应关系为待机工作模式对应常频工作模式和低频工作模式对应高频工作模式；具体改变情况可视实际工程调节；

23、第四工作模式：fl3>fs1-fs2>fl2时，气泵变频控制器、绞吸头功率控制器根据不同的工作速率需求，调节气泵变频控制器、绞吸头功率控制器工作模式对应关系为待机工作模式对应高频工作模式；具体改变情况可视实际工程调节；

24、第五工作模式：fs1-fs2>fl3时，进行停机清淤检修。

25、进一步的，所述的工作模式变换阈值fl、fl1、fl2、fl3的大小视不同工作环境、泥土的流变特性，视实际工程可调。

26、本发明的原理：1、本发明通过流体负压原理，设计了气力疏浚式输送方式，以形成高通畅性泥浆输运方案；2、本发明输送管系流速损失判断输送管系内泥浆的流动性，并通过协同控制的方式进行变频耙起和输送。

27、有益效果是：1、本发明通过流体负压原理，设计了气力式疏浚输送方式，相较于传统的泥沙泵方法，结构简单、淤泥输送通畅性更优；2、本发明采用太阳能、机械发电混合能源的方式，可以稳定、绿色节能供电；3、本发明采用输送管系流速损失判断输送管系内泥浆的流动性方法，并通过协同控制的方式进行变频耙起和输送，可以实现变频节能、高通畅性疏浚作业。

技术特征：

1.一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，其特征在于：包括输送管系(2)，所述输送管系(2)包括泥浆进口(22)、混流管(21)、第一流速计(25)、进气口(24)、第二流速计(26)及泥浆出口(23)；

2.根据权利要求1所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，其特征在于：在所述输送管系(2)的一端安置有绞吸头(1)，所述输送管系(2)通过泥浆进口(22)与绞吸头(1)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，其特征在于：在所述气泵(9)的第三端连接有光纤电缆，在所述光纤电缆的另一端安置有气泵变频控制器(8)，所述气泵(9)通过光纤电缆连接在气泵变频控制器(8)上，

4.根据权利要求3所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，其特征在于：所述电力调配系统(3)的电流输入口与太阳能发电系统(4)和发电机(5)相连接，其采用混合能源供电的方式。

5.根据权利要求3所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，其特征在于：在所述控制器(6)的第三端连接有光纤电缆，所述控制器(6)的第三端通过光纤电缆分别连接在第一流速计(25)及第二流速计(26)上；

6.根据权利要求4所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，其特征在于：在所述控制器(6)的第四端与泥浆进口(22)处相连接的光纤电缆上安置有绞吸头功率控制器(10)。

7.根据权利要求1所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统，其特征在于：所述第一流速计(25)、第二流速计(26)分别对应的安置于泥浆进口(22)的后部和泥浆出口(23)的前部。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统的智能变频控制方式，其特征在于：具体包括：

9.根据权利要求8所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统的智能变频控制方式，其特征在于：在所述气泵变频控制器(8)及绞吸头功率控制器(10)内均内置四种工作模式，分别为待机工作模式、低频工作模式、常频工作模式和高频工作模式；在不同的沿程流速损失值：fs1-fs2范围内气泵变频控制器(8)、绞吸头功率控制器(10)针对不同工程情况匹配不同的工作模式：

10.根据权利要求9所述的一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统的智能变频控制方式，其特征在于：所述的工作模式变换阈值fl、fl1、fl2、fl3的大小视不同工作环境、泥土的流变特性，视实际工程可调。

技术总结
本发明公开了一种智能变频气力式疏浚输送与流动保障系统；属于疏浚领域技术领域，由绞吸头、输送管系、电力调配系统、太阳能发电系统、发电机、控制器、空气压缩机、气泵变频控制器、气泵、绞吸头功率控制器和若干光纤电缆、输气管道组成；本发明设计了气力式疏浚输送方式，相较于传统的泥沙泵方法，结构简单、淤泥输送通畅性更优；采用太阳能、机械发电混合能源的方式，可以稳定、绿色节能供电；采用输送管系流速损失判断输送管系内泥浆的流动性方法，并通过协同控制的方式进行变频耙起和输送，可以实现变频节能、高通畅性疏浚作业。

技术研发人员：张曙光,李秀,窦培林,刘亚娇,董福龙
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13