專利名稱：深淵倒懸水輪泵挖泥沙船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從河海深淵采吸淤泥沙礫的方法及裝置。
習(xí)見的水力挖泥船只能在水深十來米作業(yè)，過此則須附加射流泵以增加挖泥船離心式泥沙泵的吸程。國外如日本建造的“亞洲一號”及“飛龜號”大型射流式挖泥船，可挖取80～100m深的海沙，進行圍海造地。國內(nèi)象為港、澳填海造機場也引用這種方法。
隨著大、中型水電站的建造，大江大河上建筑高壩。如水口水電站建成后，上游水深三、四十米，已不能再用鏈斗式采挖河沙，也得改用射流泵裝置來抽沙。
但是射流式挖泥船的水力效率才30％左右，動力浪費大，而且射流泵還帶入大量工作清水既沖淡了泥漿濃度，還增加了輸泥管管徑，都是不利因素。
本發(fā)明的目的是要提供一種嶄新的在河、海、湖、庫中采吸深淵泥沙的方法和裝置。它將比現(xiàn)有的深水射流式挖泥船成倍提高出沙率從而節(jié)約能源。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一艘挖泥船上裝柴油機驅(qū)動一臺高揚程離心泵，其出口的高壓水用柔性管道輸送至倒懸在深淵底部的水輪泵的水輪機中去。它驅(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)后經(jīng)尾水管排入深水內(nèi)。此水輪機與泥沙泵結(jié)成一體，轉(zhuǎn)輪與水泵的葉輪同軸，泵體下聯(lián)吸頭。轉(zhuǎn)輪帶葉輪旋轉(zhuǎn)，使吸頭形成負壓將泥沙吸入泵內(nèi)，由輸泥管導(dǎo)出水面接入駁船運走或接經(jīng)水面浮管送至岸上受沙場。
在貼近泥沙卵石層的吸頭，有從水輪機前引來的部分高壓水經(jīng)水槍噴射把泥沙攪松泛起由泥沙泵吸上；至于已經(jīng)板結(jié)堅實的泥沙石子，水槍沖不動時則可在吸頭下設(shè)置絞刀輪。此絞刀輪軸的動力由水輪泵主軸中段經(jīng)減速器傳來，把板結(jié)的泥沙絞松吸出。
本發(fā)明比現(xiàn)有的射流式挖泥船的優(yōu)點有1.水輪泵的效率可達60～70％，比射流式挖泥船高出近一倍，節(jié)約能源。
水輪泵泵部送出的帶水泥沙濃度也比射流泵送出的高近一倍，故輸沙管徑小。
水輪泵還可從主軸輸出部分動力減速帶動絞刀，攪松板結(jié)之沙石，射流式則不能。
水輪泵結(jié)構(gòu)簡單，其性能有依存于水頭為函數(shù)的特有規(guī)律，且轉(zhuǎn)速隨負載變幅大能自適應(yīng)吸頭下板結(jié)的泥砂阻力而攻克之。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及附圖給出。


圖1和圖2是本挖泥船的主要裝置和作業(yè)方法。圖1示在船頭裝柴油機A通過聯(lián)軸器驅(qū)動一臺高揚程離心泵B，中部裝桅桿吊車C其斜臂C2外伸距離可以改變，并可繞桅桿C1回轉(zhuǎn)。有鋼絲繩C4繞過斜臂梢端的滑輪C3，垂直延伸水下吊住一臺倒懸在深淵泥沙層上的水輪泵F，鋼絲繩的另一端與卷揚機C5連結(jié)?；剞D(zhuǎn)斜臂借伸縮桅臂間的拉索，并卷放鋼絲繩可以隨時吊放水輪泵在挖泥船周圍移位吸沙，水輪泵下還有三只腳插入泥沙層中，阻止回旋。至于挖泥船賴以定位的錨系和航行的推進器及方向舵與習(xí)見的船只是一樣的。
在柴油機和離心泵間的聯(lián)軸器外可以附加三角帶輪，以三角帶帶動發(fā)電機D作為空壓機E和照明電源。
圖2為倒懸在深淵底部的水輪泵F，它由混流式水輪機和螺旋離心式泥沙泵(或混流式泥沙泵)結(jié)成整體，自船上離心泵送出的高壓水用橡膠管2-1，經(jīng)異徑三通彎頭2-2主流接入水輪機渦殼F1驅(qū)動轉(zhuǎn)輪F2后入尾水管F3朝上排放深水中；此時與轉(zhuǎn)輪共主軸F4的泵部葉輪F5隨同旋轉(zhuǎn)，使下部朝向泥沙層的吸頭G將泥沙吸入經(jīng)葉輪出泵殼F6、排泥管2-4向上輸送出水面至駁船中運走，或接入水面浮管2-6送到岸上沉沙場。
吸頭G狀似斗笠貼近泥沙面，下向有欄柵G1中心帶噴嘴G2，其高壓水從水輪機前異徑三通彎頭接小管2-3引入，把沙礫沖松泛起為吸頭吸入。
由于水管和水輪泵的自重較大，下行的進水管2-1和上行的排沙管2-4可節(jié)節(jié)套入塑料浮環(huán)2-5平衡之，而水輪泵尾水管外則套以橡膠氣囊2-7，從船上空壓機E經(jīng)閘閥E1、旁通閥E2、軟管2-8送氣入囊則膨脹，挾持水輪泵減重以至浮起，便于吊動移位以至浮出水面檢修。作業(yè)時則適度鼓、癟保持水輪泵上輕下重得以扶正，如不倒翁然不會傾倒。
在輸泥管自深淵送泥沙出水面后，如需泥、沙分離或需遠送，宜排去部分泥水，如圖3，導(dǎo)此泥沙水適度提高流速，以切線方向進入內(nèi)分離式的水力旋流器H，在其中產(chǎn)生旋流，借離心力的作用，顆粒粗比重大的拋落于器壁沿圓錐管壁到下部，再經(jīng)帶水有壓輸送經(jīng)水面浮管2-6至岸上受沙場，或經(jīng)濾去余水送入駁船。而水力旋流器中心的泥水，則經(jīng)中心管向上使經(jīng)閘閥節(jié)制有壓排放，庶不影響下部濃集的帶水沙礫的遠送；或經(jīng)閘閥后送到射流泵J中部的噴嘴J1，再把插入駁船沙艙底部的排滲水管3-1的頂端接管至射流泵的吸入口J2，則可借此將滲水排干。
如果船上用60KW6100型柴油機帶動200S63型雙吸離心泵用175橡塑管接入深淵水輪泵，它的水輪機是混流式HL246-25型同軸直聯(lián)螺旋式泥沙泵225LX-16型可從30M深中采吸砂礫90m3/h出水面輸距至百米外。
如用250KW，12V135型柴油機帶動300S90型雙吸離心泵用250橡塑管接入深淵水輪泵，它的水輪機是混流式HL110-25型同軸直聯(lián)混流式泥沙泵400HL-25型可在40m深淵中采吸沙礫300m3/h出水面輸距到300m。
權(quán)利要求
1.深淵倒懸水輪泵采吸泥砂的方法及其裝置是船上裝柴油機A直聯(lián)驅(qū)動離心泵B為動力源并裝桅桿吊車C供工作機移位，本發(fā)明的特征是a)桅桿吊車C上的鋼絲繩深入水下吊住倒置在深淵底部的水輪泵F，其結(jié)構(gòu)是上部混流式水輪機和下部泥沙泵整裝一體，上連尾水管F3下連吸頭G，吊車上的轉(zhuǎn)臂通過鋼絲繩吊住水輪泵在船周圍水底沙層就位和移位，b)從船上離心泵輸出的高壓水，經(jīng)柔性橡塑管2-1異徑三通彎頭2-2主流輸入渦殼F1驅(qū)動轉(zhuǎn)輪F2后出尾水管F3朝上排放深水中，c)此時與轉(zhuǎn)輪共主軸F4的泥沙泵葉輪F5隨同旋轉(zhuǎn)，使貼切泥沙層的吸頭G形成負壓將泥沙吸入，經(jīng)葉輪出泵殼F6排泥管2-4向上輸送出水面脫水排入駁船中運走，或接入水面浮管2-6送到岸上受砂場，d)送出水面的帶水泥沙如需泥、砂分離或需遠送時，導(dǎo)此泥砂水以切線方向進入內(nèi)分離式的水力旋流器H，則部分渾水從中心管向上經(jīng)閘閥節(jié)制排去，其從圓錐管壁下泄的帶水濃集砂礫或進駁船運走或接入水面浮管送至岸上受砂場，e)從水力旋流器中心管輸出的壓力水使接至射流泵J的噴嘴J1，插入駁船砂艙底部的排滲水管上端與射流泵的吸入管J2相接，借此排除砂礫滲水，f)船上的空壓機E通過閥、旁通閥以軟管接到水輪泵尾水管外的氣囊2-7送、排氣，使其或鼓或癟主水輪泵扶正與浮、沉。
全文摘要
本發(fā)明涉及自河海深淵采吸泥沙的方法和設(shè)備。是在船上裝柴油機驅(qū)動的離心泵輸出的高壓水以橡膠管接到倒懸在深淵底部的水輪泵，它是混流式水輪機與泥漿泵整裝一體高壓水驅(qū)動水輪機旋轉(zhuǎn)帶動水泵，把吸入口對著河海底部泥沙吸出經(jīng)泵部輸泥管送出水面至駁船運走或經(jīng)水面浮管送到岸上受沙場的方法和裝置。本發(fā)明比射流式挖泥船效率提高近一倍，用60KW柴油機每小時可從30m深淵采吸沙礫90m
文檔編號F02B3/00GK1130229SQ9510094
公開日1996年9月4日 申請日期1995年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月2日
發(fā)明者肖冠英 申請人:肖冠英