[发明专利]用于料斗式挖泥船的可调节溢流系统及相关的船和方法

说明书

一种用于料斗式挖泥船的溢流系统，包括：溢流管；入口，用于从料斗获取上部水；以及收集器，收集进入入口的上部水的流并将该流引导到溢流管。收集器包括基本上水平的顶部，该顶部界定用于上部水进入收集器的流动路径的顶部，以确保基本上径向流动到收集器。溢流管和入口中的至少一个是可调节的，以用于控制进入溢流系统的流。

技术领域

本发明涉及用于料斗式挖泥船的可调节溢流系统、包括溢流系统的船以及使上部水从料斗流动到船的排放口的方法。

背景技术

耙吸料斗式挖泥船(“TSHD”)是可用于在海上或在开阔水域挖掘的船。TSHD通常使用抽吸管，该管的一端可以降低到海床并且该管用于吸取与水混合的固体诸如沙子、淤泥、泥沙或沉淀物。该抽吸管的下端可以设置有抽吸头或牵引头。与水混合的固体材料通过抽吸管泵送到挖掘船的料斗中。当在挖泥船料斗中时混合物的速度减少，并且这种速度减少允许悬浮在混合物中的组分沉降。然后，过量的水通过溢流而溢出料斗，以允许在TSHD内的更大负载能力。

来自料斗的水从顶部通过进入盘流入溢流或直接进入溢流。然后经由挖泥船的底部释放该溢流体积。由于溢流的基本上垂直流动取向、溢流的截面面积和速度，溢流体积通常与空气混合。该混合物可以减少混合物的比重，从而导致溢流混合物附着到船体和船水下部分的边界流。该混合物(其还可以包含未沉降的较轻颗粒)以及在释放的溢出体积、船体、螺旋桨、船速度和流量之间的相互作用；可以在疏浚过程之后形成羽流。然后该混合物的沉降可对当地环境具有不利影响。在流(flow)中的空气还在溢流中导致阻力，从而减少溢流的有效输送能力。

在WO 2013/119107中公开了克服由悬浮颗粒导致的羽流的方法。被动式溢流设备用于排出上部水(headwater)并使上部水通过管流动到邻接海底的排放口，以将上部水传送到接近海底，从而最小化对海洋生物的影响。美国专利No.3,975,842公开了一种系统，该系统也试图通过将溢流定向到抽吸头以用作用于松开待吸入土壤的液体源而使环境影响最小化，从而形成其中溢流被再循环的封闭系统。

WO2010/122093还示出了一种溢流系统，其使用在顶部打开以接收溢流的溢流管道。上部水从开放顶部进入，然后流动通过垂直管道。管道的顶部在高度上是可调节的，从而允许更多或更少进入到溢流中的流量。

发明内容

根据本发明的第一方面，用于料斗式挖泥船的溢流系统包括：溢流管；入口，用于从料斗获取上部水；以及收集器，收集进入入口的上部水的流并将该流引导至溢流管。收集器包括基本上水平的顶部，该顶部界定用于上部水进入收集器的流动路径的顶部，以确保基本上径向流动到收集器。溢流管和入口中的至少一个是可调节的，以便控制进入溢流系统的流。

通过使溢流管和入口中的至少一个可调节以便控制进入溢流系统的流并且使用具有顶部的收集器以确保基本上径向流动，该溢流系统可以提供对流入并通过系统的流的更多控制。溢流系统的可调节性和通过收集器及流动通道的流动路径有助于减少或消除将空气引入通过溢流系统的上部水的流中。

根据实施例，溢流管的高度是可调节的。

根据实施例，溢流系统还包括连接到收集器并在溢流管内部延伸的套管。套管、溢流管的内侧和/或收集器形成通过溢流管的流动通道。流动通道有助于进一步引导流通过系统，减小流动面积，且从而减少或消除空气进入流动，以及随后的浑浊。

根据实施例，套管包括管状柱体，管状柱体从溢流管内部的收集器延伸的，以在溢流管的内侧和套管之间形成环形流动通道。

根据实施例，套管包括管道，该管道连接到收集器并在溢流管的内部延伸的以形成通过该管道的流动通道。可选地，系统还可以包括连接到收集器的一个或多个附加管，以形成通过该一个或多个管道的一个或多个附加流动通道。还可选地，一个或多个管是柔性的。

根据实施例，溢流系统还包括用于感测料斗中的上部水的水位的水位感测设备。