專利名稱：一種海冰采集裝置系統(tǒng)及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冰的采集裝置系統(tǒng)及其使用方法，特別涉及一種海冰淡化中海岸固定冰和海上浮冰的采集裝置系統(tǒng)及其使用方法，屬于間接海水淡化。
背景技術：
環(huán)渤海地區(qū)是我國淡水資源最缺乏的地區(qū)之一，渤海是 我國冬季主要結冰海區(qū)。渤海海冰的鹽分為4%。 11%。，主要是被封閉在海冰冰塊內(nèi)部的液體濃鹽水(鹵水胞)。采用物理方法可以在低溫條件下將海冰中的液體濃鹽水排除，從而使海冰從微咸水轉(zhuǎn)化為淡水。海冰淡化是我國海水淡化領域的新技術，對于解決環(huán)渤海地區(qū)的缺水問題具有重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。根據(jù)海冰的運動特征可將其分成流冰和固定冰兩大類。渤海的固定冰主要分布在沿岸地區(qū)，寬度為2-10km左右，厚度為30-60cm左右；流冰分布在固定冰的外緣，寬度為IO-IOOkm左右，厚度為10-30cm左右。根據(jù)衛(wèi)星遙感資料分析，渤海海冰主要分布在離岸O-IOkm范圍內(nèi)，資源量占渤海海冰資源總量的30-50%，因此，以海岸或港口為基地開展海冰淡化，是實施海冰淡化工程的最佳選擇，在設備和技術成本上都具有很大優(yōu)勢。將海冰從海水中采集上來，是海冰淡化工程的第一步。由于渤海沿岸的海冰是以固定冰為主，而固定冰的基本特征是厚度大、成片分布，所以海冰采集過程需要分為兩步，一是將固定冰破碎成為小冰塊。二是將小冰塊從海面上打撈上來。對于海上流冰來說，冰塊尺度雖然大小不一，但小冰塊的面積至少也都在5-6 Hf以上，因此采集海上流冰也需要經(jīng)過先破碎、后打撈的過程。由于海冰是漂浮在海面之上的海水凍結物，并且隨著風、流、浪的作用做水平運動或垂直運動，因此，具有漂浮和移動功能的船或浮體是最適合海冰采集的作業(yè)平臺。這一作業(yè)平臺既要適應沿岸水淺、潮位變動大的水動力特點，又要符合穩(wěn)性高、載荷大的機械作業(yè)需求，還要移動自如、在擱淺時能自我保護。從海冰的力學特征可知，海冰在平行于海面的方向上(橫向)強度較高，而在垂直于海面的方向上(縱向)強度較低，如果在縱向?qū)１┘哟驌袅Φ脑?，海冰很容易破裂，從大冰塊變成小冰塊。綜上所述，用于海冰淡化的海冰采集裝置需要解決的技術難題如下I、采冰裝置要具有較強的破冰能力，可以應對不同厚度、不同尺度的固定冰和浮冰，同時還需具有碎冰和撈冰等功能；2、承載采冰裝置的浮體要具有較高的穩(wěn)性和較大的載荷，可以在沿岸淺水區(qū)移動作業(yè)。海冰淡化由我國科學家在1995年首次提出，其目的是將海冰作為淡水資源開發(fā)利用，為中緯度一年生海冰區(qū)(我國的渤海和黃海北部)沿岸提供一種新型的淡水資源。海冰淡化在國際上尚無先例，所需技術和設備要根據(jù)海冰結構特征和工程需求單獨進行設計研發(fā)。目前在國內(nèi)外均沒有為海冰淡化而專門設計的海冰采集裝置或裝置系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個技術問題是提供一種可以在沿岸淺水區(qū)移動的、具有破冰、碎冰、撈冰、運冰功能的海冰采集裝置系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的第二個技術問題是提供一種上述海冰采集裝置系統(tǒng)的使用方法。為解決上述第一個技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案一種海冰采集裝置系統(tǒng)，包括海冰破碎裝置和海 冰撈運裝置；所述海冰破碎裝置包括雙浮體破冰平臺、第一連接橋、木質(zhì)護底、升降樁腿、液壓馬達、第一發(fā)電機組、液壓挖掘機、碎冰斗、第一推進器和第一駕駛臺；所述雙浮體破冰平臺包括兩個相互對稱的浮體，該兩個相互對稱的浮體通過第一連接橋固定連接；所述雙浮體破冰平臺底部設有木質(zhì)護底；所述雙浮體破冰平臺的前端部設置碎冰斗；所述雙浮體破冰平臺前部上表面上設置液壓挖掘機；該液壓挖掘機可以是固定的，優(yōu)選是履帶式液壓挖掘機，在需要時可以直接開到雙浮體破冰平臺的工作位置；該液壓挖掘機包括動臂、斗桿，在斗桿的端頭設置纟產(chǎn)斗或破碎剪；所述雙浮體破冰平臺左右側各安裝一條升降樁腿；所述升降樁腿的下支撐端部設有柔式行走輪；該柔式行走輪由液壓馬達驅(qū)動；所述柔式行走輪由鋼質(zhì)輪轂和彈性鞭爪構成；所述第一推進器設置在雙浮體破冰平臺尾部，該推進器包括第一動力裝置和第一抗冰螺旋槳；該第一推進器為可升降設置；所述第一動力裝置的輸出端固定連接第一抗冰螺旋槳；該第一抗冰螺旋槳的外形類似球形，包括第一導管、第一導流帽、第一球形螺旋槳葉和第一螺旋槳軸；所述第一螺旋槳軸外設置第一球形螺旋槳葉，所述第一球形螺旋槳葉其導邊呈螺旋線，所述第一球形螺旋槳葉外包覆第一導管；所述雙浮體破冰平臺上設有第一駕駛臺；所述海冰撈運裝置包括雙浮體撈冰平臺、第二連接橋、雙輥式碎冰機、鏈板式采冰機、橫向運冰機、第二發(fā)電機組、第二推進器和第二駕駛臺；所述雙浮體撈冰平臺包括兩個相互對稱的浮體，該兩個相互對稱的浮體通過第二連接橋固定連接；所述雙浮體撈冰平臺底部設有第二木質(zhì)護底；所述雙輥式破冰機設置在雙浮體撈冰平臺前端，包括上下兩個轉(zhuǎn)輥，上下轉(zhuǎn)輥上均設有鱷齒；所述鏈板式采冰機設置在雙輥式破冰機的后部，由兩個傾斜的鏈板機構成；前部鏈板機構傾斜度6 10°，長度I. 8 2. 2米；后部鏈板機構的傾斜度16 22° ;前、后部鏈板機構的鏈板由不銹鋼板沖壓制成，每隔I. O I. 4米設一塊擋板；所述橫向運冰機設置在鏈板式采冰機頂部下端；優(yōu)選地，所述橫向運冰機為3段可折疊鏈扳機，兩端可以向上翻轉(zhuǎn)折疊；所述第二推進器設置在雙浮體破冰平臺尾部，該第二推進器包括第二動力裝置和第二抗冰螺旋槳；該第二推進器可升降設置；所述第二動力裝置的輸出端固定連接第二抗冰螺旋槳；該第二抗冰螺旋槳的外形類似球形，包括第二導管、第二導流帽、第二球形螺旋槳葉和第二螺旋槳軸；所述第二螺旋槳軸外設置第二球形螺旋槳葉，所述第二球形螺旋槳葉其導邊呈螺旋線，所述第二球形螺旋槳葉外包覆第二導管；所述雙浮體撈冰平臺上設有第二駕駛臺。進一步地，所述橫向運冰機包括卷揚機、卷揚機機架、卷揚機牽纜、滾筒、托架、斜撐、立柱、驅(qū)動電機、減速機、張緊輪、折疊轉(zhuǎn)軸、橫骨架、鏈條、鏈板和擋板；所述托架設為左托架、中托架和右托架，所述左托架和中托架之間設折疊轉(zhuǎn)軸，所述右托架和中托架之間也設有折疊轉(zhuǎn)軸；所述托架外環(huán)繞鏈條；在中托架的下方設 有驅(qū)動電機、減速機和張緊輪；所述立柱設置在托架下方用于支持整個橫向運冰機；所述滾筒設置在環(huán)繞的鏈條內(nèi)以支撐鏈條；所述左托架和右托架下表面上各固定斜撐的一端，另一端可拆卸的固定在立柱上；所述托架的下表面上固設有橫骨架，以增強托架的強度；所述鏈條的上設有鏈板，所述鏈板的側面設有擋板；所述中托架的正上方設置卷揚機，該卷揚機固定在卷揚機機架上；所述卷揚機分別通過卷揚機牽纜連接在左托架和右托架的兩側。為解決上述第二個技術問題，一種上述海冰采集裝置系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟I)海冰破碎裝置通過液壓挖掘機的動臂、斗桿帶動鏟斗或破碎剪垂直向下動作，把雙浮體破冰平臺前方180 °范圍內(nèi)連片的固定冰塊(或大塊浮冰)打碎成中等尺度的冰塊，所述中等尺度的冰塊是指前后寬度小于I米，左右長度小于2米；2)當冰層較厚、液壓挖掘機的鏟斗或破碎剪在破冰作業(yè)中產(chǎn)生了較大的傾覆力矩時，通過液壓馬達將雙浮體破冰平臺左右兩側的升降樁腿降低至海底，以保證雙浮體破冰平臺的穩(wěn)定；3)海冰破碎裝置通過液壓挖掘機的動臂、斗桿帶動鏟斗或破碎剪左右旋轉(zhuǎn)動作，把被打碎的中等尺度冰塊從雙浮體破冰平臺的前方推移至雙浮體破冰平臺的兩側；對于大于中等尺度的冰塊，用液壓挖掘機的鏟斗將其撈起至碎冰斗，再用鏟斗將其打碎，碎冰塊可從碎冰斗的縫隙中掉入水中；隨著海冰破碎裝置不斷破冰并向前移動，被破碎的冰塊會逐漸匯集到海冰破碎裝置移走后露出的開闊水面上；4)海冰撈運裝置跟隨在海冰破碎裝置之后，在第二推進器的推動下緩慢前行，漂浮在開闊水面上的中等尺度冰塊被送入位于雙浮體撈冰平臺前部的雙輥式碎冰機，第二發(fā)電機組為雙輥式碎冰機提供動力，使輥上的鱷齒做相對旋轉(zhuǎn)，將中等尺度冰塊擠壓破碎成小冰塊；所述小冰塊是指長*寬< O. 2*0. 3米的冰塊(厚度為自然海冰原有的厚度)；5)鏈板式采冰機的前部在水面之下，由第二發(fā)電機組提供動力做與海冰撈運裝置運行方向相反的上行運動，前、后部鏈板機構上的擋板帶動小冰塊隨鏈板一起向上運動并逐漸離開水面，上行至鏈板式采冰機的末端后落入橫向運冰機；6)橫向運冰機由第二發(fā)電機組提供動力做平面運動(雙向運轉(zhuǎn))，把從鏈板式采冰機上落下來的小冰塊轉(zhuǎn)載至在海冰打撈裝置左舷或右舷靠泊的運冰駁船；運冰駁船把采集上來得海冰運至碼頭或岸邊進行脫鹽淡化處理。本發(fā)明具有以下特點I.通過海冰破碎裝置和海冰撈運裝置協(xié)同運行，可以應對渤海各種不同類型(固定冰、浮冰)、不同厚度的海冰，一次性地解決海冰采集過程中的破冰、碎冰、撈起、運送等技術要求；2.雙浮體結構的作業(yè)平臺(破冰平臺、撈冰平臺)穩(wěn)性高、浮力大、吃水淺，即可承載較重的設備，又可在淺水區(qū)(水深1-2米)移動作業(yè)，適應了在海冰主要匯集區(qū)-沿岸海區(qū)開展規(guī)模化海冰采集工程的需求；3.將通用設備(液壓挖掘機、發(fā)電機組、液壓馬達、推進器等)與專用設備(雙浮體平臺、升降樁腿、柔式行走輪、抗冰螺旋槳、鏈板式采冰機、橫向運冰機等)組合使用，降低了系統(tǒng)研制成本，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和有效性；4.將海冰采集系統(tǒng)分為兩部分(海冰破碎裝置、海冰撈 運裝置)降低了系統(tǒng)的總尺度和復雜性，提高了單個裝置的技術性能，便于在在狹窄水域機動操作，便于應對海上多變的海況條件，便于維護保養(yǎng)。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明圖I是海冰破碎裝置示意圖；圖2是海冰撈運裝置示意圖；圖3是圖2中的雙輥式破冰機放大結構示意圖；圖4是圖2的俯視結構示意圖；圖5是柔式行走輪結構示意圖；圖6是第一、第二抗冰螺旋槳結構示意圖；圖7是橫向運冰機的結構示意圖。
具體實施例方式實施例I參見圖1、2所示，本發(fā)明一種海冰采集裝置系統(tǒng)，包括海冰破碎裝置100和海冰撈運裝置200 ；參見圖I所示，所述海冰破碎裝置100包括雙浮體破冰平臺101、第一連接橋102、木質(zhì)護底103、升降樁腿104、液壓馬達105、第一發(fā)電機組106、液壓挖掘機107、碎冰斗108、第一推進器109和第一駕駛臺110 ；參見圖I所示，所述雙浮體破冰平臺101包括兩個相互對稱的浮體1011，該兩個相互對稱的浮體1011前部較尾部寬，中部設有可通液壓挖掘機107進入和?？康耐ǖ?012 ；兩個相互對稱的浮體1011通過第一連接橋102固定連接；所述雙浮體破冰平臺101底部設有木質(zhì)護底103，該木質(zhì)護底103可防止海底石塊對平臺底部的頂撞和割裂；本實施例中，所述雙浮體破冰平臺長12米，寬7. 6米，高I. 6米；所述雙浮體破冰平臺101的前端部設置碎冰斗108 ；所述雙浮體破冰平臺101前部上表面上設置液壓挖掘機107 ;該液壓挖掘機107在本實施中優(yōu)選是履帶式液壓挖掘機107，通過1012直接開到雙浮體破冰平臺101的工作位置；該液壓挖掘機107包括動臂1071、斗桿1072，在斗桿1072的端頭設置鏟斗1073或破碎剪1074 ;在破冰作業(yè)時根據(jù)需要選擇使用鏟斗1073或破碎剪1074 ；所述雙浮體破冰平臺101左右側各安裝一條升降樁腿104 ;該升降樁腿104通過液壓馬達105提供升降的動力，設置升降樁腿104的原因在于所述液壓挖掘機107在使用鏟斗1074或破碎剪1075開展碎冰作業(yè)時會產(chǎn)生很大的傾覆力矩，當雙浮體破冰平臺101尺度較小或干舷較低時可能危及平臺安全，因此在碎冰作業(yè)時可將升降樁腿104支撐在海底面上，避免發(fā)生大幅傾斜，以保持平臺的平穩(wěn)；要注意的是，在雙浮體破冰平臺101移動時需要將升降樁腿104提升離開海底面；參見圖I、圖5所示，所述升降樁腿104的下支撐端部設有柔式行走輪1041 ;該柔式行走輪由液壓馬達105驅(qū)動；所述柔式行走輪1041由鋼質(zhì)輪轂1042和彈性鞭爪1043構成；所述彈性鞭爪1043既可以提供雙浮體破冰平臺101 —定的穩(wěn)定性，同時還可以提供一定的彈性，從而適應海底高低不平的復雜地形；左右行走輪轉(zhuǎn)動速 度不同可以驅(qū)動海冰破碎裝置100轉(zhuǎn)彎行走，左右行走輪一正一反轉(zhuǎn)動可以驅(qū)動海冰破碎裝置100原地轉(zhuǎn)向；參見圖I所示，所述第一推進器109設置在雙浮體破冰平臺101尾部，該第一推進器109包括第一動力裝置1091和第一抗冰螺旋槳1092 ;該第一推進器109可自由升降,在作業(yè)時可將螺旋槳降入水中，在不作業(yè)時可將螺旋槳抬升離開水面；參見圖I、圖6所示，所述第一動力裝置1091的輸出端固定連接第一抗冰螺旋槳1092 ;該第一抗冰螺旋槳1092的外形類似球形，包括第一導管1093、第一導流帽1094、第一球形螺旋槳葉1095和第一螺旋槳軸1096 ;所述第一螺旋槳軸1096外設置第一球形螺旋槳葉1095，所述第一球形螺旋槳葉1095其導邊呈螺旋線，所述第一球形螺旋槳葉1095外包覆第一導管1093 ;第一抗冰螺旋槳1092在與冰塊接觸時通過槳葉的轉(zhuǎn)動將冰塊“漸進式”地推擠出去，避免冰塊與螺旋槳葉大角度地直接碰撞，從而起到保護螺旋槳的作用；所述雙浮體破冰平臺101上設有第一駕駛臺110 ；參見圖2所示，所述海冰撈運裝置200包括雙浮體撈冰平臺201、第二連接橋202、雙輥式碎冰機203、鏈板式采冰機204、橫向運冰機205、第二發(fā)電機組206、第二推進器209和第二駕駛臺210 ;在實施海冰采集時，海冰破碎裝置100行駛在前，海冰撈運裝置200跟隨其后；參見圖2所示，所述雙浮體撈冰平臺201包括兩個相互對稱的浮體2011，該兩個相互對稱的浮體2011通過第二連接橋202固定連接；參見圖2、圖3所示，所述雙輥式破冰機203設置在雙浮體撈冰平臺201前端，包括上下轉(zhuǎn)輥2031、2032，轉(zhuǎn)輥2031、2032上設有鱷齒2033、2034，轉(zhuǎn)輥2031、2032軸距和鱷齒2033,2034間距可根據(jù)設定的冰塊尺寸進行調(diào)節(jié)，上下轉(zhuǎn)輥2031、2032由電機或液壓馬達驅(qū)動做相對旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)輥和鱷齒將海冰破碎裝置200處理后漂浮過來的中尺度冰塊2035擠壓破碎成小冰塊2036 ；參見圖2所示，所述鏈板式采冰機204設置在雙輥式破冰機203的后部，由兩個傾斜的鏈板機構成；前部鏈板機構2041傾斜度7 10°，長度，I. 8 2. 2米；可將由雙輥式破冰機破碎了的小冰塊提升離開水面；后部鏈板機構2042的傾斜度16 22°，以縮短鏈板式采冰機的整機長度；鏈板由不銹鋼板沖壓制成，每隔I. O I. 4米設一塊擋板2043，阻止冰塊2036滑落；參見圖2、圖4和圖7所示，所述橫向運冰機205設置在鏈板式采冰機204頂部下端；優(yōu)選地，本實施例所述橫向運冰機為3段可折疊鏈扳機，兩端可以用卷揚機提升向上翻轉(zhuǎn)折疊，以避免平臺靠泊碼頭時超出平臺寬度的部分與碼頭碰撞；橫向運冰機205采用雙向運轉(zhuǎn)，把從鏈板式采冰機204上落下來的小冰塊2036轉(zhuǎn)載至在左右兩舷靠泊的運冰駁船；具體結構如下所述橫向運冰機205包括卷揚機2051、卷揚機機架2052、卷揚機牽纜2053、滾筒2054、托架2055、斜撐2056、立柱2057、驅(qū)動電機2058、減速機2059、張緊輪2060、折疊轉(zhuǎn)軸2061、橫骨架2062、鏈條2063、鏈板2064、擋板2065和防滑板2066 ;所述托架2055設為左托架20551、中托架20552和右托架20553，所述左托架20551和中托架20552之間設折疊轉(zhuǎn)軸2061，所述右托架20553和中托架20552之間也設有折疊轉(zhuǎn)軸2061 ;所述托架2055外環(huán)繞鏈條2063 ;在中托架20552的下方設有驅(qū)動電機2058、減速機2059和張緊輪2060 ;所述立柱2057設置在托架2055下方用于支持整個橫向運冰機205 ;所述滾筒2054設置在環(huán)繞的鏈條2063內(nèi)以支撐鏈條2063 ;所述左托架20551和右托架20553下表面上各固定一個斜撐2056的一端，另一端可拆卸的固定在立柱2057上；所述托架2055的下表面上固設有橫骨架2062，以增強托架2055的強度；所述鏈條2063的上設有鏈板2064，所述鏈板2064的側面設有擋板2065 ;所述中托架20552的正上方設置卷揚機2051，該卷揚機2051固定在卷揚機機架2052上；所述卷揚機2051分別通過卷揚機牽纜2053連接在 左托架20551和右托架20553的兩側。當需要收起橫向運冰機205時，開動卷揚機2051，拉動卷揚機牽纜2053，帶動左托架20551和右托架20553沿折疊轉(zhuǎn)軸2061轉(zhuǎn)動上翻轉(zhuǎn)折疊，以避免平臺靠泊碼頭時超出平臺寬度的部分與碼頭碰撞。所述第二推進器209設置在雙浮體破冰平臺201尾部，該第二推進器209包括第二動力裝置2091和第二抗冰螺旋槳2092 ;該第二推進器209為可升降設置，在作業(yè)時可將螺旋槳降入水中，在不作業(yè)時可將螺旋槳抬升離開水面；所述第二動力裝置2091的輸出端固定連接第二抗冰螺旋槳2092 ;該第二抗冰螺旋槳2092的外形類似球形，包括第二導管2093、第二導流帽2094、第二球形螺旋槳葉2095和第二螺旋槳軸2096 ;所述第二螺旋槳軸2096外設置第二球形螺旋槳葉2095，所述第二球形螺旋槳葉2095其導邊呈螺旋線，所述第二球形螺旋槳葉2095外包覆第二導管2093 ;第二抗冰螺旋槳2092在與冰塊接觸時通過槳葉的轉(zhuǎn)動將冰塊“漸進式”地推擠出去，避免冰塊與螺旋槳葉大角度地直接碰撞，從而起到保護螺旋槳的作用；所述雙浮體撈冰平臺201上設第二駕駛臺210。—種上述海冰采集裝置系統(tǒng)的使用方法，包括如下具體步驟I)在落潮時將海冰破碎裝置100運至海灘組裝完畢，雙浮體破冰平臺101處于擱淺狀態(tài)，液壓挖掘機107從雙浮體破冰平臺101后部爬上平臺并移動至平臺前部，液壓挖掘機107的鏟斗1073在動臂1071和斗桿1072的帶動下可伸出平臺3_5米，向前方作180°旋轉(zhuǎn)時與平雙浮體破冰臺101無碰撞；在漲潮時海冰破碎裝置100漂浮在海面上，通過第一推進器109把海冰破碎裝置100移動至采冰碼頭停泊；把海冰撈運裝置200運至采冰碼頭并下水，停泊在海冰破碎裝置100后方；2)開展海冰采集時，海冰破碎裝置100先行移動實施破冰作業(yè)，海冰撈運裝置200跟隨在海冰破碎裝置100后面，實施撈冰作業(yè)；3)海冰破碎裝置100通過液壓挖掘機107的動臂1071、斗桿1072帶動鏟斗1073或破碎剪1074垂直向下動作，把雙浮體破冰平臺101前方180°范圍內(nèi)連片的固定冰塊(或大塊浮冰)打碎成中等尺度的冰塊，所述中等尺度的冰塊是指前后寬度小于I米，左右長度小于2米；
4)當冰層較厚，液壓挖掘機107的鏟斗1073或破碎剪1074在破冰作業(yè)中產(chǎn)生了較大的傾覆力矩時，通過液壓馬達105將雙浮體破冰平臺101左右兩側的升降樁腿104降低至海底，以保證雙浮體破冰平臺101的穩(wěn)定；5)海冰破碎裝置101通過液壓挖掘機107的動臂1071、斗桿1072帶動鏟斗1073或破碎剪1074左右旋轉(zhuǎn)動作，把被打碎的中等尺度冰塊從雙浮體破冰平臺的前方推移至雙浮體破冰平臺101的兩側；對于大于中等尺度的冰塊，用液壓挖掘機107的鏟斗1073將其撈起至碎冰斗108，再用鏟斗1073將其打碎，碎冰塊可從碎冰斗108的縫隙中掉入水中；隨著海冰破碎裝置100不斷破冰并向前移動，被破碎的冰塊會逐漸匯集到海冰破碎裝置100移走后露出的開闊水面上；6)海冰撈運裝置200跟隨在海冰破碎裝置100之后，在第二推進器209的推動下緩慢前行，漂浮在開闊水面上的中等尺度冰塊被送入位于雙浮體撈冰平臺201前部的雙輥式碎冰機203，第二發(fā)電機組206為雙輥式碎冰機203提供動力，使轉(zhuǎn)輥2031、2032上的鱷齒2033、2034做相對旋轉(zhuǎn)，將中等尺度冰塊擠壓破碎成小冰塊；7)鏈板式采冰機204的前部在水面之下，由第二發(fā)電機組206提供動力做與海冰撈運裝置200運行方向相反的上行運動，鏈板式采冰機204上的擋板2043帶動小冰塊2036隨鏈板一起向上運動并逐漸離開水面，上行至鏈板式采冰機204的末端后落入橫向運冰機205 ；8)橫向運冰機205由第二發(fā)電機組206提供動力做平面運動(雙向運轉(zhuǎn))，把從鏈板式采冰機204上落下來的小冰塊2036轉(zhuǎn)載至在海冰打撈裝置200左舷或右舷靠泊的運冰駁船；運冰駁船把采集上來得海冰運至碼頭或岸邊進行脫鹽淡化處理。本發(fā)明的采集裝置系統(tǒng)的具體實驗一、本海冰采集裝置系統(tǒng)適用于近岸邊的海冰采集工作。I)海冰破碎裝置設計與制作海冰破碎裝置的雙浮體破冰平臺101主尺度見表I，液壓挖掘機采用小松PC220-7履帶式液壓挖掘機(工作重量22. 9噸、標準鏟斗容I. O立方米、全寬2. 98米、履帶寬度O. 6米、水平面時最大挖掘距離10米)。表I雙浮體破冰平臺主尺度

權利要求
1.一種海冰采集裝置系統(tǒng)，包括海冰破碎裝置(100)和海冰撈運裝置(200);其特征在于 所述海冰破碎裝置(100)包括雙浮體破冰平臺(101)、第一連接橋(102)、木質(zhì)護底(103)、升降樁腿(104)、液壓馬達(105)、第一發(fā)電機組(106)、液壓挖掘機(107)、碎冰斗(108)、第一推進器(109)和第一駕駛臺(110)； 所述雙浮體破冰平臺(101)包括兩個相互對稱的浮體(1011)，該兩個相互對稱的浮體通過第一連接橋(102)固定連接；所述雙浮體破冰平臺(101)底部設有木質(zhì)護底(103)；所述雙浮體破冰平臺(101)的前端部設置碎冰斗(108)； 所述雙浮體破冰平臺(101)前部上表面上設置液壓挖掘機(107);該液壓挖掘機(107)包括動臂(1071)和斗桿(1072)，在斗桿(1072)的端頭設置鏟斗(1073)或破碎剪(1074)；所述雙浮體破冰平臺(101)左右側各安裝至少一條升降樁腿(104); 所述第一推進器(109)設置在雙浮體破冰平臺(101)尾部，該第一推進器(109)包括第一動力裝置(1091)和第一抗冰螺旋槳(1092);該第一推進器(109)為可升降設置；所述第一動力裝置(1091)的輸出端固定連接第一抗冰螺旋槳(1092)； 所述雙浮體破冰平臺(101)上設有第一駕駛臺(110); 所述海冰撈運裝置(200)包括雙浮體撈冰平臺(201)、第二連接橋(202)、雙輥式碎冰機(203)、鏈板式采冰機(204)、橫向運冰機(205)、第二發(fā)電機組(206)、第二推進器(209)和第二駕駛臺(210)； 所述雙浮體撈冰平臺(201)包括兩個相互對稱的浮體(2011)，該兩個相互對稱的浮體通過第二連接橋(202)固定連接；所述雙輥式破冰機(203)設置在雙浮體撈冰平臺(201)前端，包括上轉(zhuǎn)輥(2031)和下轉(zhuǎn)輥(2032)，上轉(zhuǎn)輥(2031)上設有鱷齒上轉(zhuǎn)輥(2033)，下轉(zhuǎn)輥(2032)上設有鱷齒(2034)；所述鏈板式采冰機(204)設置在雙輥式破冰機(203)的后部，由兩個傾斜的鏈板機構成；前部鏈板機構(2041)傾斜度6 10°，長度I. 8 2. 2米；后部鏈板機構(2042)的傾斜度16 22° ;鏈板由不銹鋼板沖壓制成，每隔I. 0 I. 4米設置一塊擋板(2043)； 所述橫向運冰機(205)設置在鏈板式采冰機(204)頂部下端；優(yōu)選地，所述橫向運冰機(205)為3段可折疊鏈扳機，兩端可以向上翻轉(zhuǎn)折疊； 所述第二推進器(209 )設置在雙浮體破冰平臺(201)尾部，該第二推進器(209 )包括第二動力裝置(2091)和第二抗冰螺旋槳(2092);該第二推進器(209)可升降設置；所述第二動力裝置(2091)的輸出端固定連接第二抗冰螺旋槳(2092)； 所述雙浮體撈冰平臺(201)上設有第二駕駛臺(210)。
2.根據(jù)權利要求I所述的海冰采集裝置系統(tǒng)，其特征在于所述升降樁腿(104)的下支撐端部設有柔式行走輪(1041);該柔式行走輪(1041)由液壓馬達(105)驅(qū)動；所述柔式行走輪(1041)由鋼質(zhì)輪轂(1042)和彈性鞭爪(1043)構成。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的海冰采集裝置系統(tǒng)，其特征在于所述第一抗冰螺旋槳(1092)包括第一導管(1093)、第一導流帽(1094)、第一球形螺旋槳葉(1095)和第一螺旋槳軸(1096);所述第一螺旋槳軸(1096)外設置第一球形螺旋槳葉(1095)，所述第一球形螺旋槳葉(1095)其導邊呈螺旋線，所述第一球形螺旋槳葉(1095)外設第一導管(1093)。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的海冰采集裝置系統(tǒng)，其特征在于所述第二抗冰螺旋槳(2092)包括第二導管(2093)、第二導流帽(2094)、第二球形螺旋槳葉(2095)和第二螺旋槳軸(2096);所述第二螺旋槳軸(2096)外設置第二球形螺旋槳葉(2095)，所述第二球形螺旋槳葉(2095)其導邊呈螺旋線，所述第二球形螺旋槳葉(2095)外設第二導管(2093)。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的海冰采集裝置系統(tǒng)，其特征在于所述橫向運冰機(205)包括卷揚機(2051)、卷揚機機架(2052)、卷揚機牽纜(2053)、滾筒(2054)、托架(2055)、斜撐(2056 )、立柱(2057 )、驅(qū)動電機(2058 )、減速機(2059 )、張緊輪(2060 )、折疊轉(zhuǎn)軸(2061)、橫骨架(2062)、鏈條(2063)、鏈板(2064)和擋板(2065);所述托架(2055)設為左托架(20551)、中托架(20552)和右托架(20553)，所述左托架(20551)和中托架(20552)之間設折疊轉(zhuǎn)軸(2061)，所述右托架(20553)和中托架(20552)之間也設有折疊轉(zhuǎn)軸(2061);所述托架(2055)外環(huán)繞鏈條(2063);在中托架(20552)的下方設有驅(qū)動電機(2058)、減速機(2059)和張緊輪(2060 )；所述立柱(2057 )設置在托架(2055 )下方；所述滾筒(2054 )設置在環(huán)繞的鏈條(2063 )內(nèi)以支撐鏈條(2063 );所述左托架(20551)和右托架(20553 )下表面上各固定一個斜撐(2056)的一端，另一端可拆卸的固定在立柱(2057)上；所述托架(2055)的下表面上固設有橫骨架(2062 );所述鏈條(2063 )的上設有鏈板(2064 )，所述鏈板(2064 )的側面設有擋板(2065);所述中托架(20552)的正上方設置卷揚機(2051 )，該卷揚機(2051)固定在卷揚機機架(2052)上；所述卷揚機(2051)分別通過卷揚機牽纜(2053)連接在左托架(20551)和右托架(20553)的兩側。
6.如權利要求I所述的海冰采集裝置系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟 1)海冰破碎裝置(100)通過液壓挖掘機(107)的動臂(1071)和斗桿(1072)帶動鏟斗(1073)或破碎剪(1074)垂直向下動作，把雙浮體破冰平臺(101)前方180°范圍內(nèi)連片的固定冰塊或大塊浮冰打碎成中等尺度的冰塊，所述中等尺度的冰塊是指前后寬度小于I米，左右長度小于2米； 2)當冰層較厚、液壓挖掘機(107)的鏟斗(1073)或破碎剪(1074)在破冰作業(yè)中產(chǎn)生了較大的傾覆力矩時，通過液壓馬達(105)將雙浮體破冰平臺(101)左右兩側的升降樁腿(104)降低至海底； 3)海冰破碎裝置(100)通過液壓挖掘機(107)的動臂(1071)和斗桿(1072)帶動鏟斗(1073)或破碎剪(1074)左右旋轉(zhuǎn)動作，把被打碎的中等尺度冰塊從雙浮體破冰平臺(101)的前方推移至雙浮體破冰平臺(101)的兩側；對于大于中等尺度的冰塊，用液壓挖掘機(107)的鏟斗將其撈起至碎冰斗(108)，再用鏟斗(1073)將其打碎，碎冰塊可從碎冰斗(108)的縫隙中掉入水中；隨著海冰破碎裝置(100)不斷破冰并向前移動，被破碎的冰塊會逐漸匯集到海冰破碎裝置(100)移走后露出的開闊水面上； 4)海冰撈運裝置(200)跟隨在海冰破碎裝置(100)之后，在第二推進器(209)的推動下緩慢前行，漂浮在開闊水面上的中等尺度冰塊被送入位于雙浮體撈冰平臺(201)前部的雙輥式碎冰機(203)，第二發(fā)電機組(206)為雙輥式碎冰機(203)提供動力，使上轉(zhuǎn)輥(2031)上的鱷齒(2033)和下轉(zhuǎn)輥(2032)上的鱷齒(2034)做相對旋轉(zhuǎn)，將中等尺度冰塊(2035)擠壓破碎成小冰塊(2036)； 5)鏈板式采冰機(204)的前部在水面之下，由第二發(fā)電機組(206)提供動力做與海冰撈運裝置(200 )運行方向相反的上行運動，前、后部鏈板機構(2041、2042 )上的擋板(2043 )帶動小冰塊(2036)隨鏈板一起向上運動并逐漸離開水面，上行至鏈板式采冰機(204)的末端后落入橫向運冰機(205)； .6)橫向運冰機(205)由第二發(fā)電機組(206)提供動力做雙向平面運動，把從鏈板式采冰機(204)上落下來的小冰塊(2036)轉(zhuǎn)載至在海冰打撈裝置(200)左舷或右舷靠泊的運冰駁船。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海冰采集裝置系統(tǒng)，包括海冰破碎裝置和海冰撈運裝置；所述海冰破碎裝置包括雙浮體破冰平臺、第一連接橋、木質(zhì)護底、升降樁腿、液壓馬達、第一發(fā)電機組、液壓挖掘機、碎冰斗、第一推進器和第一駕駛臺；所述海冰撈運裝置包括雙浮體撈冰平臺、第二連接橋、雙輥式碎冰機、鏈板式采冰機、橫向運冰機、第二發(fā)電機組、第二推進器和第二駕駛臺；本發(fā)明還公開了上述系統(tǒng)的使用方法；本發(fā)明一次性地解決海冰采集過程中的破冰、碎冰、撈起、運送等問題；適應在海冰主要匯集區(qū)-沿岸海區(qū)開展規(guī)?；１杉こ痰男枨螅唤档土顺杀?，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和有效性；便于在狹窄水域機動操作，便于應對海上多變的海況條件，便于維護保養(yǎng)。
文檔編號E03B3/30GK102787628SQ20121022943
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權日2012年7月3日
發(fā)明者史培軍, 宗智, 王少新, 王涵, 許映軍, 顧衛(wèi) 申請人:北京師范大學