[发明专利]利用高压射流自动清理绞吸挖泥船绞刀头的系统及方法

说明书

本发明提供一种利用高压射流自动清理绞吸挖泥船绞刀头的系统及方法，属于疏浚工程技术领域。本发明采用高压水作为对绞刀附着粘性土的清除介质，高压水在高压柱塞泵内形成，并保证高压水在高压喷嘴处形成额定压力和喷射速度的高压射流，起到切割和清除绞刀头上附着粘性土的作用；清除效果与高压水压力和出口速度有关，本发明中压力、喷嘴出口速度、距清除目标的喷射距离需满足额定工作要求，以实现清除粘性土的作用。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：解决绞刀、绞刀头、刀架与绞刀臂之间淤积粘土的问题；提高了绞吸挖泥船的施工效率，降低了施工人员工作强度，提高了作业安全性和绞吸挖泥船的作业经济性。

技术领域

本发明涉及疏浚工程、海洋工程施工作业过程中清理绞吸挖泥船绞刀头的方法和系统，特别涉及一种利用高压射流自动清理绞吸挖泥船绞刀头的系统及方法。

背景技术

随着经济及社会生活的发展，人类对海洋及海洋资源的探索与利用的需求日益高涨，这些需求促使疏浚工程及海洋工程各个领域快速发展。在疏浚工程中，绞吸挖排泥方式是对海底物质施工的典型方式之一，典型装备是绞吸挖泥船，绞吸挖泥船可以用于多种不同土质的疏浚作业，当绞吸挖泥船对粘土进行疏浚作业时，粘土经常淤积在绞刀头的刀架与绞刀臂之间，随着施工继续进行，这种淤积状况不断恶化，最终有可能导致整个绞刀头刀具部分被不断淤积的粘土堵塞，从而极大地降低绞吸挖泥船的生产效率乃至挖泥船停工。被堵塞的绞刀头通常会采用人工铲除的办法进行清理，劳动强度大、效率低。

根据土的工程分类法，粘土按粒径分类是粒径小于0.002mm粒径的土质，粒径数值因不同地区和行业的略有不同，与沙土、淤泥等土质相比，粘性土有明显的附着力，绞吸挖泥船在沙土等土质施工过程中绞刀头的刀架与绞刀连接处并未出现明显的土质附着情况，更不会出现土质堵塞绞刀头而影响施工正常进行的情况出现。对于粘性土而言，因附着力的存在，绞刀挖泥过程中，粘性土在绞刀头的刀架与绞刀之间的连接位置出现土质附着现象，随着施工的持续进行，附着现象变的愈加明显，施工效率明显降低，最终有可能发展为整个绞刀头被粘土堵塞的情况，对于粘土的清除目前采用的方法仍然是停工后工人到绞刀头处进行手动清除。这样在面对粘性较强的土质时，每隔一段时间就需要停工进行清理，不但严重影响了挖泥船的施工进度，降低了作业经济性,而且清除效果不够理想。因施加挖掘力的需要，绞刀头在施工作业过程中与土层挤压的情况，使得附着粘土的清除工作进行的十分困难，需要多人共同协作才能完成，显著加大了施工人员的作业强度，对人身安全也起到消极的影响作用。因此非常有必要针对这一现状进行研究并提出合理高效的解决方案。

发明内容

目前在耙吸船上有应用高压射流破土，作为耙齿切削的辅助手段，其普遍采用压力为1～2MPa，经验表明高压射流显著提高了耙吸挖泥船的施工效率，对挖掘中对土层起到了较好的破坏作用。在耙吸挖泥过程中目前适用于疏松土质，当遇到较小渗透系数的粘性土时，由于土质的抗剪切强度高，高压射流的破土作用减弱。在绞吸挖泥船上，既没有用于破土辅助挖掘的射流装置，也没有采用高压水射流来自动清理绞吸挖泥船施工时附着在绞刀头上的粘性土的先例。

经发明人试验和实验，高压射流能起到一定的切割和冲刷效果，但针对粘性较高且附着在具有复杂结构的绞吸挖泥船绞刀头上的土体来说实现起来具有一定的难度。

以上设立了本发明技术方案的发明任务。

本发明的目的在于，首次提供一种利用高压射流自动清理绞吸挖泥船绞刀头的系统及方法，采用工作压力在5MPa以上的高压水冲击清除粘土，解决绞刀、绞刀头、刀架与绞刀臂之间淤积粘土的问题，既可及时有效地清理淤积的粘土，也可避免因淤积导致的被迫停工。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：