本發(fā)明屬于疏浚設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耙吸船環(huán)保閥及使用方法。

背景技術(shù)：

珊瑚礁是造礁石珊瑚群體死亡后其殘骸經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用而形成的巖土體。礁體還包括附著其外表的活珊瑚。珊瑚是中生代和現(xiàn)代熱帶海洋中的主要造礁動物，故通常稱為造礁石珊瑚。隨著我國開發(fā)海洋的活動的不斷增加，我國在珊瑚礁分布廣泛的南海、南沙群島的疏浚筑島建設(shè)活動越來越多，而作為具備自挖自裝自吹能力、機動靈活、抗風(fēng)浪能力強、生產(chǎn)效率高等特點的大型自航耙吸船在相應(yīng)的疏浚筑島項目中被廣泛使用。

耙吸船是一種裝備有耙頭挖掘機具和水力吸泥裝置的大型自航、裝艙式的挖泥船。施工時將耙臂放入水下一定深度，使耙頭與泥面接觸，通過船上的推進裝置，使挖泥船在航行中拖帶耙頭前移，對水下土層的泥沙進行耙松和挖掘，再通過泥泵的抽吸作用從耙頭的吸口吸入挖掘的泥漿，經(jīng)過泥泵的排出端和排泥管將泥漿裝入挖泥船自身的泥艙中。為了增加裝艙土方量，耙吸船通過調(diào)節(jié)溢流筒進行溢流，將泥艙內(nèi)濃度低的泥水混合物將通過溢流筒流至船外，使其可繼續(xù)裝載濃度較大的泥漿，當(dāng)船舶達到設(shè)定裝載量時，即停止疏浚挖泥作業(yè)。

耙吸船在施工作業(yè)時，泥艙內(nèi)濃度低的泥水混合物將通過溢流筒流至船外，空氣被帶入泥水混合物中?？张莸漠a(chǎn)生是由于泥艙內(nèi)液面與溢流筒內(nèi)液面存在高低差，泥艙內(nèi)的泥水混合流體在水躍作用下沖刷進入溢流筒內(nèi)的液面里，在溢流筒中部位置產(chǎn)生大量的空泡，空泡從水下逸出水面時，相應(yīng)空泡夾帶了大量的細(xì)顆粒物，使其擴散并增加了更大范圍水域的渾濁度，對海洋環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。耙吸船在施工過程中由于泥艙溢流產(chǎn)生的長距離帶狀漂浮的空泡污染水體。

考慮到珊瑚的存活、生長對于生態(tài)環(huán)境要求較高，耙吸船如何開展環(huán)保疏浚，降低對珊瑚礁生態(tài)環(huán)境的影響已經(jīng)成為研究的重點內(nèi)容。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種耙吸船環(huán)保閥，有效地避免了泥艙溢流泥漿在溢流過程中產(chǎn)生污染空泡，進而達到環(huán)保要求。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種耙吸船環(huán)保閥，包括泥艙，連通泥艙和大海的溢流筒，包括位于所述溢流筒內(nèi)部的閥板，所述閥板設(shè)有貫穿所述閥板且與所述閥板表面平行的轉(zhuǎn)軸，所述閥板與所述轉(zhuǎn)軸之間活動連接并能繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)軸兩端固定連接所述溢流筒的內(nèi)壁；所述閥板一端設(shè)有一固定件，所述固定件鉸接連接件，所述連接件上端設(shè)有液壓油缸，所述液壓油缸能控制所述所述連接件上下移動從而帶動所述閥板繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作如下改進：

進一步的，所述閥板為圓形且面積小于所述溢流筒的截面積。

進一步的，所述閥板的面積為所述溢流筒的截面積的90％。這樣可以保證，環(huán)保閥在關(guān)閉狀態(tài)時，溢流筒內(nèi)仍有10％的溢流通流面積，用于保證泥艙內(nèi)的液面不會上升過快，從而泥艙內(nèi)的泥水溢出甲板面。

進一步的，所述連接件由相互鉸接的連接桿和導(dǎo)桿組成，連接桿鉸接所述固定件，所述導(dǎo)桿上端設(shè)有液壓油缸，所述液壓油缸能控制所述所述導(dǎo)桿上下移動從而帶動所述閥板繞所述轉(zhuǎn)軸在水平面與垂直面之間轉(zhuǎn)動。其目的是為了保證連接件上下移動靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)閥板在水平面與垂直面之間的轉(zhuǎn)動。

進一步的，為了保證導(dǎo)桿的行程位置，所述導(dǎo)桿外設(shè)有導(dǎo)向管，所述導(dǎo)桿在所述導(dǎo)向管內(nèi)上下移動，以保證液壓油缸的行程，精確地在閥板上執(zhí)行，

進一步的，所述固定件為耳板，所述耳板鉸接連接件。

進一步的，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制器和液位傳感器，所述控制器分別與所述液位傳感器和所述液壓油缸電性相連；

所述液位傳感器用于監(jiān)控所述泥艙的液面高度，將液面高度信號傳送到控制器；

所述控制器按設(shè)定參數(shù)計算分析所述閥板繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角度，并最后所述液壓油缸發(fā)送相應(yīng)的電信號；

所述液壓油缸根據(jù)收到的電信號控制導(dǎo)桿上下移動，帶動所述閥板轉(zhuǎn)動到經(jīng)過所述控制器分析的角度。

為了解決本發(fā)明的技術(shù)問題，還提供了一種耙吸船環(huán)保閥的使用方法，本發(fā)明的使用方法包括設(shè)有手動和自動兩種控制模式。

其中，所述閥板水平狀態(tài)時為環(huán)保閥的關(guān)閉狀態(tài)，所述閥板垂直狀態(tài)時為環(huán)保閥的全開狀態(tài)，所述閥板繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從水平狀態(tài)到垂直狀態(tài)的轉(zhuǎn)動角度大小為環(huán)保閥的開度大小。

t1為延時設(shè)定值，h為泥艙液面，hy為溢流口上邊緣高度，δh為泥艙液面與溢流口上邊緣的高度差，δh＝h－h(huán)y；δhh為設(shè)定的δh的控制上限值，δhl為設(shè)定的δh的控制下限值；環(huán)保閥開度初始給定值l的設(shè)定是在此開度時，進艙量與溢流量基本相等；s為開度變化大小的一個微調(diào)行程。

其中，所述手動控制模式為根據(jù)液位傳感器測量的液位高度信號，直接手動設(shè)定環(huán)保閥開度。

所述自動控制模式包括施工狀態(tài)，位于所述施工狀態(tài)之前的第一停工狀態(tài)和位于所述施工狀態(tài)之后的第二停工狀態(tài)。

所述第一停工狀態(tài)的環(huán)保閥為全開狀態(tài)，此時為兩臺泥泵都沒合排的狀態(tài)。

所述施工狀態(tài)為只要有一臺泥泵合排的狀態(tài)。

所述施工狀態(tài)的具體步驟為：

步驟一：泥泵合排，延時t1后環(huán)保閥為全關(guān)狀態(tài)，h逐漸升高，一段時間后高過hy，當(dāng)δh大于δhh時，延時t1后給出“打開”信號，使環(huán)保閥行至環(huán)保閥開度初始給定值l；

步驟二：當(dāng)環(huán)保閥開度在初始給定值l后，δh仍然大于δhh，延時t1后給出“開大”信號，開度再加大一個s，加大溢流量，開度繼續(xù)增加s直到δh小于δhh；

當(dāng)δh仍然小于δh1，延時t1后給出“開小”信號，開度再減小一個s，減小溢流量，開度繼續(xù)減小s直到δh大于δh1；

當(dāng)δhl＜δh＜δhh時，環(huán)保閥保持原來的開度不動。

這樣控制的目標(biāo)就使泥艙液面始終保持在比溢流口上邊緣高δhl到δhh之間。溢流筒升高(或降低)泥艙液面也跟著升高(或降低)。

所述第二停工狀態(tài)為兩臺泥泵都脫排的狀態(tài)，所述第二停工狀態(tài)的具體步驟為：環(huán)保閥的開度回歸至初始給定值l，降至δh≤0時，延時t1后讓環(huán)保閥為全開狀態(tài)。全開的目的是減小涌浪對環(huán)保閥閥板的沖擊。

其中，由于有單泵和雙泵兩種施工工況并考慮到閥板的磨損等情況，故l值必須是可設(shè)定的，由挖泥長根據(jù)具體情況設(shè)定參數(shù)。

由于單泵和雙泵兩種施工工況所要求的微調(diào)行程s是不一樣的，故s值也必須是可設(shè)定。

正常施工時如果環(huán)保閥或液壓油缸等出故障使環(huán)保閥打不開或開度不夠，則會引起泥艙的進艙量大于溢流量，泥艙液位會超出控制上限值δhh并繼續(xù)升高，這時如果不采取措施，泥艙就有沒頂?shù)奈ｋU。

為了避免此風(fēng)險，本發(fā)明的安全保護措施有：

1、設(shè)泥艙液面高位報警(ha)；

2、設(shè)泥艙液面高高位報警(hha)；當(dāng)液面到達高高位時，報警并打開低濃度排外閥，低濃度排外閥需手動關(guān)閉。

3、設(shè)泥艙液面最高位報警(hhh)；如果低濃度排外閥有故障打不開，則泥艙液面升至高高位后還會繼續(xù)升高，當(dāng)液面到達最高位時，報警并輸出耙頭自動離地信號，起耙時間t2后，再延時t3后輸出泥泵脫排信號，使泥泵脫排。

泥艙液面最高位報警(hhh)有兩種情況，一種是由液位傳感器測得實際高度比設(shè)置值大，另一種是泥艙液面到達浮子開關(guān)的高度。任一情況出現(xiàn)則發(fā)出“泥艙液面最高位報警”。

4、高位報警、高高位報警及最高位報警時，進行報警。

5、在疏浚臺裝有1個自鎖式按鈕開關(guān)，功能是“環(huán)保閥應(yīng)急全開”。此按鈕復(fù)位后系統(tǒng)處于手動控制模式。

其中：t2為耙自動離地時間；t3為耙自動離地后到泥泵出清水的時間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明的環(huán)保閥限制了流出船的泥水，溢流筒內(nèi)的液面將逐漸上升，直至與泥艙的液面高度相同，流出的泥水將不會因為流體重力沖刷，在溢流筒中部位置產(chǎn)生空泡污染將大幅度地減少，也就大幅度地減少了船外空泡漂浮，進而達到環(huán)保的要求。

2、本發(fā)明研發(fā)的環(huán)保閥智能化程度高，能夠自動監(jiān)測、計算調(diào)節(jié)環(huán)保閥的開口度，對溢流筒內(nèi)的液面高度進行控制，使其與泥艙內(nèi)液面基本持平，避免泥水混合物流出時因重力沖刷產(chǎn)生大量空泡，大幅度降低了施工水域渾濁度及其范圍，整個施工過程更加環(huán)保。

3、本發(fā)明的成功研制，也使得在研制過程中將全部自主掌握環(huán)保閥的相關(guān)技術(shù)，同時為以后類似需要進行環(huán)保閥改造的船舶，可根據(jù)其船舶特點進行特定要求的相應(yīng)改造，不僅改造費用較低，而且不受制于國外相關(guān)疏浚設(shè)備商。

附圖說明

圖1為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中耙吸船溢流施工過程中的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述的安裝了耙吸船環(huán)保閥之后耙吸船溢流施工過程中原理示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述的在溢流筒內(nèi)安裝了環(huán)保閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

1-閥板，2-連接桿，3-導(dǎo)桿，4-導(dǎo)向管，5-液壓油缸，6-轉(zhuǎn)軸，7-耳板，8-泥艙液面，9-溢流口上邊緣，10-泥艙，11-大海，12-環(huán)保閥。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。根據(jù)權(quán)利要求書和下面的說明，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

實施例

一種耙吸船環(huán)保閥，包括泥艙10，連通泥艙10和大海11的溢流筒，還包括位于所述溢流筒內(nèi)部的閥板1，所述閥板1設(shè)有貫穿所述閥板1且與所述閥板1表面平行的轉(zhuǎn)軸6，所述閥板1與所述轉(zhuǎn)軸6之間活動連接并能繞所述轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)軸6兩端固定連接所述溢流筒的內(nèi)壁；所述閥板1一端設(shè)有一耳板7，所述耳板7鉸接連接件，所述連接件由相互鉸接的連接桿2和導(dǎo)桿3組成，連接桿2鉸接所述耳板7，所述導(dǎo)桿3上端設(shè)有液壓油缸5，所述液壓油缸5能控制所述所述導(dǎo)桿3上下移動從而帶動所述閥板1繞所述轉(zhuǎn)軸6在水平面與垂直面之間轉(zhuǎn)動。

其中，所述閥板1水平狀態(tài)時為環(huán)保閥12的關(guān)閉狀態(tài)，所述閥板1垂直狀態(tài)時為環(huán)保閥12的全開狀態(tài)，所述閥板1繞所述轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動，從水平狀態(tài)到垂直狀態(tài)的轉(zhuǎn)動角度大小為環(huán)保閥12的開度大小，所述閥板1從水平狀態(tài)到垂直狀態(tài)轉(zhuǎn)動，環(huán)保閥12的開度逐漸增加。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作如下改進：

在一優(yōu)選方案中，所述閥板1為圓形且所述閥板1的面積為所述溢流筒的截面積的90％。

在一優(yōu)選方案中，所述導(dǎo)桿3外設(shè)有導(dǎo)向管4，所述導(dǎo)桿3在所述導(dǎo)向管4內(nèi)上下移動。

在一優(yōu)選方案中，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制器和液位傳感器，所述控制器分別與所述液位傳感器和所述液壓油缸5電性相連；

所述液位傳感器用于監(jiān)控所述泥艙10的液面高度，將液面高度信號傳送到控制器；

所述控制器按設(shè)定參數(shù)計算分析所述閥板1繞所述轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動的角度，并最后所述液壓油缸5發(fā)送相應(yīng)的電信號；

所述液壓油缸5根據(jù)收到的電信號控制導(dǎo)桿3上下移動，帶動所述閥板1轉(zhuǎn)動到經(jīng)過所述控制器分析的角度。

本發(fā)明工作過程是：利用液位傳感器監(jiān)控泥艙液面8，將液面信號傳送到控制器內(nèi)，控制器按設(shè)定參數(shù)計算分析環(huán)保閥的開度，并最后向控制環(huán)保閥的開度的液壓油缸5發(fā)送相應(yīng)的電信號，環(huán)保閥實現(xiàn)相應(yīng)的開度，使泥艙液面8始終保持在比溢流口上邊緣9高δhl到δhh之間。溢流筒升高(或降低)泥艙液面8也跟著升高(或降低)。

為了解決本發(fā)明的技術(shù)問題，還提供了一種耙吸船環(huán)保閥的使用方法，本發(fā)明的使用方法包括設(shè)有手動和自動兩種控制模式。

其中，t1為延時設(shè)定值，h為泥艙液面8，hy為溢流口上邊緣9高度，δh為泥艙液面8與溢流口上邊緣9的高度差，δh＝h－h(huán)y；δhh為設(shè)定的δh的控制上限值，δhl為設(shè)定的δh的控制下限值；環(huán)保閥12開度初始給定值l的設(shè)定是在此開度時，進艙量與溢流量基本相等；s為開度變化大小的一個微調(diào)行程。

所述手動控制模式為根據(jù)液位傳感器測量的液位高度信號，直接手動設(shè)定環(huán)保閥12開度。

所述自動控制模式包括施工狀態(tài)，位于所述施工狀態(tài)之前的第一停工狀態(tài)和位于所述施工狀態(tài)之后的第二停工狀態(tài)。

所述第一停工狀態(tài)的環(huán)保閥12為全開狀態(tài)，此時為兩臺泥泵都沒合排的狀態(tài)。

所述施工狀態(tài)為只要有一臺泥泵合排的狀態(tài)。

所述施工狀態(tài)的具體步驟為：

步驟一：泥泵合排，延時t1后環(huán)保閥12為全關(guān)狀態(tài)，h逐漸升高，一段時間后高過hy，當(dāng)δh大于δhh時，延時t1后給出“打開”信號，使環(huán)保閥12行至環(huán)保閥12開度初始給定值l；

步驟二：當(dāng)環(huán)保閥12開度在初始給定值l后，δh仍然大于δhh，延時t1后給出“開大”信號，開度再加大一個s，加大溢流量，開度繼續(xù)增加s直到δh小于δhh；

當(dāng)δh仍然小于δh1，延時t1后給出“開小”信號，開度再減小一個s，減小溢流量，開度繼續(xù)減小s直到δh大于δh1；

當(dāng)δhl＜δh＜δhh時，環(huán)保閥12保持原來的開度不動。

這樣控制的目標(biāo)就使泥艙液面8始終保持在比溢流口上邊緣9高δhl到δhh之間。溢流筒升高(或降低)泥艙液面8也跟著升高(或降低)。

所述第二停工狀態(tài)為兩臺泥泵都脫排的狀態(tài)，所述第二停工狀態(tài)的具體步驟為：環(huán)保閥12的開度回歸至初始給定值l，降至δh≤0時，延時t1后讓環(huán)保閥12為全開狀態(tài)。全開的目的是減小涌浪對環(huán)保閥12閥板1的沖擊。

本實施例中的環(huán)保閥12在多個珊瑚礁疏浚工程中進行了長時間的應(yīng)用，工程應(yīng)用實踐表明，該環(huán)保閥12可大幅度降低了對海洋環(huán)境的影響，施工過程更加環(huán)保。

總之，該環(huán)保閥12改造安裝費用低，應(yīng)用效果良好，且其經(jīng)濟、社會效益明顯。安裝了環(huán)保閥12的耙吸船，可應(yīng)用于環(huán)保要求較高的疏浚工程。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。