[发明专利]一种清淤机具

说明书

一种清淤机具，包括清淤铰刀、刀罩、输泥管接口和驱动马达；清淤铰刀具有主轴和与主轴同心设置的导泥板，导泥板沿主轴外端面螺旋设置；刀罩具有两个端板和连接两个端板的刀罩壳，清淤铰刀的主轴的两端分别由刀罩的端板支撑，驱动马达安装在端板上，输泥管接口设置在刀罩壳上；导泥板的节距与导泥板外边缘到刀罩壳内壁的最小距离的比值为50:1～60:1。本发明应用于清淤机器人，能实现港口码头后方和下方进行淤积土、原状土清淤，清淤量达到150立方米/小时以上，动力稳定、控制稳定。

技术领域

本发明涉及一种清淤机具。

背景技术

近年来，大型港口高桩码头后方回淤问题愈发严重，泥面淤积高度逐年升高。同时为了满足大型船舶靠泊水深不断增大的需求，码头前沿定期浚深，导致码头桩基前后泥面高差不断增大，引起桩基损伤断裂，存在严重安全隐患。通过调查发现，浙江沿海万吨级以上港口码头均采用高桩梁板式码头结构型式。通过对浙江沿海百余个高桩码头泊位后方回淤情况调查发现，约90％的码头存在码头下方及后方严重淤积问题，其中部分码头后沿最大淤高已达15.5m，水下岸坡坡比接近1:2，为码头安全运营带来严重安全隐患。

目前针对码头后方清淤减载研究瓶颈问题主要体现在两个方面：一是由于高桩码头下方桩基排列密集、后方水域狭窄、水深有限，传统的疏浚施工设施因尺寸及水深限制，无法进入码头后方进行清淤作业；二是传统清淤技术存在需对施工船改造、成本高、效率低、疏浚后码头后方回淤加剧等问题，清淤减载效果不佳。

目前关于港口码头清淤减载技术研究主要是针对码头前沿、港池和航道展开，在码头前沿水域和航道疏浚过程中，主要采用传统的射流清淤船、链斗式挖泥船、铲斗式挖泥船、抓斗式挖泥船、绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、气动冲淤法等清淤方式，多采用人工作业方式，难以实现在码头后方浅窄水域和滩涂上自主行走。此外，在码头后方区域，由于高桩码头下方群桩密布，狭窄水域空间内传统的挖泥船和清淤船受限于自身尺寸，无法进入码头后方进行清淤作业。

发明内容

随着我国港口建设体量的高速发展，大批新建码头及泊位以快速投入运营。同时，由于码头附近土体长时间淤积导致码头结构安全性能降低，而港口高桩码头下方存在密集群桩，在时间因素下，受潮汐、风浪挟泥或码头靠泊升级等影响，需要对码头下方和码头后方的淤积土和原状土进行清理施工，由于空间狭窄，现有的大中型成熟挖泥设备无法进行作业。目前，此类清淤工程主要采用泥浆泵直吸和以人工高压水枪冲刷的方式实施，工效低下、安全隐患大、质量控制度差。

本发明目的在于提供一种能够对指定区域的水下淤积土和或原状土进行定量的自动化清理施工、清淤质量可控、清淤效率高的清淤机具。

本发明采用的技术方案是：一种清淤机具，包括清淤铰刀、刀罩、输泥管接口和驱动马达；清淤铰刀具有主轴和与主轴同心设置的导泥板，导泥板沿主轴外端面螺旋设置；刀罩具有两个端板和连接两个端板的刀罩壳，清淤铰刀的主轴的两端分别由刀罩的端板支撑，驱动马达安装在端板上，输泥管接口设置在刀罩壳上；导泥板的节距与导泥板外边缘到刀罩壳内壁的最小距离的比值为50:1～60:1。

水下清淤作业时，驱动马达带动主轴旋转，沿主轴外螺旋设置的导泥板通过旋切运动将淤积土和、或原状土剪碎并聚拢在刀罩壳区域内，方便将剪碎的土或泥清除。导泥板和刀罩壳配合，既能快速剪碎淤积土和、或原状土，又避免出现导泥板、主轴卡死，同时保证主轴、导泥板和刀罩之间能够通过文丘里效应实现碎土(淤泥)的聚集，提高碎土和清淤效率。主轴转速可控，导泥板的节距和螺牙高度可控，清淤效率可控，清淤区域可控，清淤深度(清淤量)可控，清淤质量可控。

进一步，导泥板有两段，第一段导泥板和第二段导泥板，两段导泥板的螺旋方向相反，第一段导泥板和第二段导泥板之间有间距，该间距形成碎土汇集部，碎土汇集部在输泥管接口的覆盖区域内。

清淤时，两段导泥板旋转，一边剪碎土一边将碎土从外向内送，碎土先聚集到碎土汇集部，再从输泥管接口清出。