专利名称：牵引梭行式水力挖泥船的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种疏浚河、渠挖泥采砂的新作业方法和装备。
公知的浅水挖泥采砂船，由船体、动力设备和挖泥机构三部分组成，船内装柴油机、发电机为动力源，挖泥机构包括绞刀头(如吸沙亦可用水枪冲沙)、吸泥头、吸排泥管、绞车、泥浆泵等。绞车后端装有作业钢桩，作业时钢桩为定位中心，横移绞车通过锚系使船体作圆弧形摆动，绞刀把水下土方切削翻松，并送至吸泥头吞口，通过泥沙泵和吸、排管的水力机械装置连水带泥送至弃土场。
这种挖泥船作业是间断的，当挖去一弧形带泥沙后，须拔起钢桩驱船前进一弧形带宽之后，再次插入钢桩定位，循环作业如前。而几个循环后又须移动锚系，故劳动强度是大的，暂载率(挖泥历时/换桩移位历时)是小的，动力多未能充分利用。
本发明的目的是要提供一种连续作业，漏挖率小、劳动轻松，提高工效的挖泥采沙方法及其相应的作业设备。
本发明的目的是这样实现的如
图1，在挖泥船A头部设有绳索牵引装置B，它由调速电机带动立式卷筒B1，卷筒上绕钢丝绳B2，其外端沿挖泥径路前方扣子锚B3上，卷筒旋转时，将绳索徐徐卷入，船体受牵引前进。
牵引装置下有导向装置C，是在中央竖管C1中插入可随水深升降之圆杆C2，杆上有指向臂C3前端带扣让钢丝绳穿过，杆下端分叉向后弯，装一片导向轮C4，导向轮随船体前进，对泥层滚切出一道线槽，它是船尾梭行轮使船体左右摆移的瞬时中心。
船之它端装柴油机D带泥沙泵E，其进口装刮泥吸沙梭行联合装置G，它以柔性弯管G1与首端左右带枢轴的长钢管G2联接，下端接吸头G3，钢管面上装长轴G4，轴顶端通过链传动与齿轮减速电机G5连结，轴下端装梭行刀轮G6，刀轮掠过吸头底面滤栅回转排污，既刮松泥沙被吸头吸入，经泵E三通G7出闸阀G8、可转向的弯头G9入水面浮管G10送至岸上受沙场。而刀轮在泥沙层上，半在刮切泥砂，半在滚动状态，故又是梭行轮。上方电机G5接受控制指令时而正转，时而反转，就带刀轮在泥层跟同正反转，上方支承钢管顶端枢轴的船体，遂被挟持跟同左右摆移。结合牵引船体前进，做到移点成线，移线成面如织布穿梭然，如电子枪在荧屏扫描然，达到成片连续吸泥清淤的效果。
本发明比公知的以钢桩为定位中心，靠锚系弧形摆动清淤方法，是变间断作业为连续作业，动力得到充分利用，故工效高，劳动轻松，尤其特适于干渠清淤。
本发明的具体装置及作业方法再由以下的实施例和附图阐明设图1为一艘3～5吨的钢质挖泥船，船头的牵引装置，由一台0.75KW，YCT112-4B电磁调速电动机、蜗轮减速器、卷筒、钢丝绳和锚等组成，牵引速度，随泥层厚度、梭行幅等条件不同可以调节，例如10～100m/h。在浅水作业时(例如2m以内)船头下才装导向轮，作为梭行轮挟持船体跟同摆移的中心，水深较大时可不用，迳以锚点为摆移中心。
本挖泥船船尾有两支刚性联结的浮管A1中段和末端焊有Ω形的门架A2和A3，在A2顶装滑轮G11，钢丝绳绕过滑轮下系吸泥钢管，前方与船上的卷扬器G12连结，用以升降吸头。
船内装有一台36KW，495A型柴油机D，直联一台200-150LX-20型螺旋不堵式泥沙泵E，它在转速2050r/m运行时，扬程20m，流量270m3/h，设带水泥沙体积密度1.2kg/L和η＝72％，轴功率24KW，排泥量折合土方约50m3/h，排距至100m。
机泵联轴器外附三角带轮，以三角带带动左侧一台STC-5型5KW发电机F，作为船上电源。
泥沙泵进口对着船尾隔板开孔，外接橡胶弯管后接φ200长6m钢管，末端接吸头，钢管上面有3～4只轴承座，长轴枕于其上，下联梭行刀轮，上与YCJ225-4型4KW齿轮减速电机联动。设梭行刀轮直径φ600，并调节运行轨迹半带滑动，刮切淤土，半带滚动，在泥层梭行。如左右梭行幅宽5m，滑动系数0.5，则一往复梭行，刀轮11转，按该齿轮减速电机输出轴转速是22.5r/m，设往复梭行切换时间占1/10，则梭行刀轮实际转速是21r/m，设牵引速度是50m/h，则每小时清淤面积250m2，即0.375亩/小时。
滚切调节装置吸泥管和刀轮轴等的全重近400kg压于泥层上，视其阻力的不同，陷入泥层有深浅，滚切比有消长，故紧靠吸泥头后方装水、气交换罐H，以软管K1与船上的空压机K相连，由闸阀K2和旁通阀K3调节之，压气入罐排水，罐具浮力减轻自重，刀轮只轻压泥层；排气则自动灌水，刀轮自重大，重压泥层，借此调节滚切比也就调整了梭行速度，如图2所示。
另一方案是刀轮与梭行轮分开，刀轮的绞刀稀疏其阻力小，使转速快，在泥层中始终在绞切滑动状态，刀轮轴经NGW行星减速器减速多倍与梭行轮联结，它在刀轮轴外慢转，但工作时两轮是同轴线同方向旋转的。
泥沙分离和浓集方法有时采砂作业要求泥沙分离或需远送嫌带水过多需浓集时，则引导泵出口之泥沙水从切线方向进入水力旋流器J，借助旋流的离心力作用甩砂砾至器壁沿圆锥管下落至出口，带水压送到岸上受沙场，而漩涡中心的浑水则经中心管向上经闸阀J1节制有压排放。如图3所示。
航行方法引用喷水推进技术，由螺旋泥沙泵降速运行，设转速降至1/2，则泵的扬程降至1/4，轴功率降至1/8，如图4所示；泵出口经异径三通送水经左、右阀G13至船尾两喷嘴G14向后喷水，则船前进，控制方向舵，则可左右转弯。此时的吸头已吊离泥层只吸清水，借此也清扫了泵腔和吸、排管路。
权利要求
1.公知的浅水水力挖泥船，由船体、动力设备和挖泥机构三部分组成，动力部分含柴油机、发电机，挖泥机构包括作业钢桩、绞车、绞刀轮、吸泥头、吸排泥管、泥沙泵等，作业时钢桩为定位中心，横移绞车，通过锚系使船体作圆弧形摆动，绞刀把水下土方切削翻松，并送至吸泥吞口，连水带泥送至弃土场，本发明牵引梭行式挖泥沙船的特征在于a)在挖泥船A的船头设有绳索牵引装置B，它由电磁调速电机经减速器、离合器、带动立式卷筒B1，卷筒上系钢丝绳B2，其外端沿挖泥径路前方投扣于锚B3，合上离合器则卷筒把钢丝绳徐徐卷入，船体受锚牵引前进，其速度可调10～100m/h，b)在牵引装置之下有导向装置C，在船头有中央竖管C1，中插可随水深升降之圆杆C2，杆上有指向臂C3，前端带扣让钢丝绳穿过，杆下段后弯带叉，装单片导向轮C4，其中心近于与卷筒中轴线重合，导向轮随船体前进，对泥层滚切出一道线槽，它是船尾梭行轮使船体左右摆移的瞬时中心，c)梭行挖泥吸泥联合装置它由顶端两侧带枢轴的钢管G2装于船尾两浮管内侧轴承座上，顶端以柔性弯管G1接至泵进口，下端接吸泥头G3，管壁上向设长轴G4，上端与齿轮减速电机G5以链传动，下端在吸头上方装刀轮G6，它掠过吸头下向的滤栅回转排污，刮松泥沙，由吸头吸入，通过泥沙泵E连续压送至受沙场，同时此刀轮又是梭行轮，它受上方电机正、反转驱动，半在泥沙层上滚动左右摆移，如织布穿梭然，结合船头受牵引前进遂成片连续清淤或挖沙，其梭行幅可调，从一、二米至十来米，d)气水交换罐调节滚切比在吸泥管末端装气水交换罐H，下方开孔，上方以管K1与船上空压机K的闸阀K2和旁通阀K3相通联，压气入罐而排水，则吸头自重减轻，只轻压沙层，关闭进气调节旁通阀，使罐排气而充水，则吸头重而重压沙层，用以调节梭行刀轮的滚切比值，控制了梭行速度，e)泥沙分离与浓集当要求泥、沙分离或须浓集远送时，引导泵出口之泥沙水从切线方向入水力旋流器J，借助旋流的离心力作用，甩砂砾于器壁，沿圆锥管下落至出口，带水压送经水面浮管G10至岸上沙场，处在漩涡中心的悬浊泥水则经中心管向上经闸阀J1节制，有压排放，f)喷水推进航行将吸头吊离沙层，只吸清水，导向轮也提升，并让柴油机半速运行，则航行功率仅为全载功率1/8，让泵出口清水经异径三通的小口送由两闸阀G13从船尾两侧的喷嘴G14出流成为喷水推进航行，时速5～10km。
全文摘要
一种疏浚河渠挖泥采砂的新作业方法及其装备，是船里装柴油机驱动泥沙泵。船头有牵引和导向装置，系在锚上的钢丝绳另一端为船上的电机带卷筒徐徐卷入时，船被牵引前进。而泥沙泵的吸入口接长钢管下端连吸泥头，管上还装长轴，上联齿轮减速电机，下接梭行刀轮，电机接受指令正反转，刀轮掠过吸头下方既刮松泥沙，为吸头吸入，又挟持船体左右梭行，结合船体被牵引前进，如穿梭织布然，连续成片挖吸泥沙由泵压送经水面浮管至岸上沉沙场，用36KW柴油机带200-150LX-20螺旋泵时，挖泥50m
文档编号F02B3/06GK1130704SQ95102508
公开日1996年9月11日 申请日期1995年3月8日 优先权日1995年3月8日
发明者肖冠英 申请人:肖冠英, 曾元力