專利名稱：一種改進型大管徑污水管道清淤小船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改進型大管徑污水管道清淤用 設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的擴大和用水量的不斷增多，城市的排水量也越來越大，排水管道 管徑也越來越大，目前我國的排水管道管徑最大已達:3m以上，大管徑污水管道清淤工作也
曰益繁重。目前國內(nèi)外主要清淤方法有絞車清淤法、高壓水射流清淤法和水沖刷清淤法。它 們都有各自的缺點和不足絞車清淤法適用各種管徑的管道但該法需要人工下井送竹片， 井下非常惡劣的工作環(huán)境給工人帶來極大不便，危害工人的健康，甚至?xí)：と说纳?高壓水射流清淤法由于成本過高和沖刷效果的原因，通常只限于用于小于1. : !直徑的管 道，難以在大管徑管道中推廣；水沖刷清淤法要求管道本身必須有一定流量，淤泥不宜過多 (20%左右)，且上游的水不能從其它支路流走，同時保證不使上游水回流進入附近建筑物， 適用范圍也大為受限。另外還有通溝機清淤和Sielwolf系統(tǒng)清淤，其中通溝機清淤要求管壁規(guī)則光滑 且污物不能太多，且在大管徑管道中難以操作；而Sielwolf清淤系統(tǒng)體積龐大且價格昂 貴，使用也大為受限。中國專利文獻CN201500658U中公開的一種大管徑污水管道清淤小船雖可以實現(xiàn) 大管徑污水管道的清淤，但其也存在明顯的缺陷其動力電機安裝在浮筒的上方導(dǎo)致小船 在工作時容易傾翻，無刮泥部件導(dǎo)致小船無法清除大塊的淤積物(如磚塊、石塊)和板結(jié)較 緊的淤積物，浮筒非一體式使得小船總體外形大、水中行走時水力條件差等。這些缺陷都導(dǎo) 致了其在實際的應(yīng)用上大為受限。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對以上現(xiàn)有管道清淤方法和設(shè)備存在的問題，以及對大管徑污水管 道清淤的不適用性，提出一種適用于大管徑污水管道清淤作業(yè)用的改進型大管徑污水管道 清淤小船，實現(xiàn)對大管徑污水管道的清淤，且無需人工下到管中作業(yè)，設(shè)備簡單，成本及運 行費用低，清淤效果好，體積小，操作靈活。本實用新型提出的一種改進型大管徑污水管道清淤小船結(jié)構(gòu)如下所述清淤小船包括浮筒體和安裝在浮筒體上的水下攪拌裝置及自伸式可調(diào)節(jié)型 刮泥耙齒。所述浮筒體為下部內(nèi)凹水力流線形一體式浮筒；浮筒體中后下部內(nèi)凹空間安裝水 下攪拌裝置。所述浮筒體的外形總體呈橢圓柱體狀，前段設(shè)有安裝攝像頭的凹孔，中后下部 呈門形內(nèi)凹，用于安裝水下攪拌裝置，同時形成向后水射流。浮筒體的外形為適宜在水中行 走的水力流線形，浮筒體的兩側(cè)為外凸弧形，可與圓形污水管道壁很好地貼合，使清淤小船最大限度實現(xiàn)緊靠圓形管道壁工作。浮筒體提供浮力使整個清淤小船懸浮于污水中工作， 浮筒體約有0. 2倍自身高度部分露出水面以上。所述水下攪拌裝置包括至少一臺潛水攪拌機，潛水攪拌機通過吊裝桿安裝在浮筒 體下方的內(nèi)凹空間內(nèi)，所述潛水攪拌機潛入水中并斜向下與水平面成10-30°夾角。所述清 淤小船通過兩根調(diào)節(jié)纜繩與外部的地面操作控制系統(tǒng)連接，調(diào)節(jié)其在污水管道中的位置； 所述水下攪拌裝置的控制線與地面操作控制系統(tǒng)連接。所述自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒由至少三個單耙齒、耙齒連接鋼板及耙齒橫勒組裝 構(gòu)成；單耙齒上端通過耙齒鉸接頭與耙齒連接鋼板連接，單耙齒連接鋼板通過螺栓固定于 浮筒體前部下方，單耙齒之間通過耙齒橫勒連為一體；位于兩邊的單耙齒的靠近耙齒鉸接 頭位置的一側(cè)連接有限位拉簧，每個限位彈簧一頭拉住耙齒連接鋼板，另一頭拉住單耙齒 以使整個自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒始終處于張開狀態(tài)，同時在該單耙齒的另一側(cè)的中部與 浮筒體上的電機吊裝桿之間連接耙齒柔性限位繩，用以反方向?qū)伟引X拉住，對整個自伸 式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒的張開狀態(tài)進行限位；或者，在單耙齒靠近耙齒鉸接頭位置的一側(cè)設(shè) 置耙齒限位板，耙齒限位板上端與耙齒連接鋼板相抵，對整個自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒的 張開狀態(tài)進行限位。該自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒在工作時可實現(xiàn)自動張開，并可根據(jù)不同 的工作水深靈活調(diào)節(jié)其高度及傾斜角度。所述單耙齒的下端的結(jié)構(gòu)形狀采用犁刀形，或者一部分單耙齒的下端為犁刀形， 一部分安裝滾輪。所述調(diào)節(jié)纜繩與浮筒體后部的纜繩接頭連接，纜繩接頭通過浮筒體的內(nèi)部傳力鋼 筋連接至浮筒體上的耙齒連接鋼板安裝部位。所述浮筒體上的耙齒連接鋼板安裝部位位于浮筒體前部下方轉(zhuǎn)角處，耙齒連接鋼 板在此處通過位于浮筒體內(nèi)部的耙齒壓條鋼板通過螺栓進行連接固定。在所述浮筒體的前方安裝有水下探測攝像機，攝像機朝向小船正前方并斜向下， 攝像機的信號線與外部的攝像機顯示控制屏連接或通過無線方式與地面的攝像機顯示控 制屏通訊。本改進型清淤小船作為整個清淤系統(tǒng)的一個組成部分，它與地面操作控制系統(tǒng)、 攔水裝置共同形成一個人工地上操作、清淤小船管中清淤作業(yè)的系統(tǒng)。本實用新型涉及的改進型清淤小船適用于大管徑污水管道的清淤，無需人工下到 管中作業(yè)，先通過自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒將大塊的淤積物刮走清出地面，并同時將板結(jié) 在管道底部的泥砂類淤積物耙松，再通過水下攪拌裝置將管道底部的泥砂類淤泥攪起，與 污水充分混合，再隨水流沖走，其清淤過程簡單，設(shè)備體積小，操作靈活，造價低，清淤效果 好，且因配有探測攝像機等設(shè)備，本設(shè)備除了用于清淤外還可以用作探測裝置下井進入污 水管中探測污水管中的淤積情況。

圖1是本清淤系統(tǒng)的工作原理圖(未顯示下游的攔水裝置部分)；圖2是改進型清淤小船的平面俯視圖；圖3是圖2的A-A剖面圖；圖4是圖2的前視圖；[0022]圖5是圖2的后視圖；圖6是改進型清淤小船的刮泥耙齒安裝位置局部放大圖；圖7是改進型清淤小船的犁刀、滾輪混合型刮泥耙齒構(gòu)造圖；圖7A是其中最右邊一個單耙齒的側(cè)面視圖；圖8是改進型清淤小船的全犁刀型刮泥耙齒構(gòu)造圖；圖8A是其中最右邊一個單耙齒的側(cè)面視圖；圖9是改進型清淤小船的刮泥耙齒限位板構(gòu)造圖；圖中1 一浮筒體，2—潛水攪拌機，3 —電機吊裝桿，4一潛水攪拌機吊裝鋼板，5— 浮筒體內(nèi)部傳力鋼筋，6—纜繩，7—纜繩接頭，8—浮筒體安裝孔洞蓋子，9一探測攝像機 ，10—浮筒體內(nèi)部耙齒壓條鋼板，11 一耙齒鉸接頭，12—耙齒柔性限位繩，13—限位拉簧， 14一耙齒犁刀，15—耙齒滾輪，16—耙齒橫勒，17 —自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒，18—耙齒連 接鋼板，19一耙齒限位板，20—柴油發(fā)電機，21 —電纜線及探測攝像機信號線，22—電控 柜，23—攝像機顯示控制屏，24—絞車，25—絞車底座，沈一滑輪，27—起吊架，觀一路面， 四一導(dǎo)桿，30—導(dǎo)桿支撐，31—被清淤管道，32—檢查井。
具體實施方式
以下以使用本改進型清淤小船的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)為例，詳細說明本改進 型清淤小船的具體結(jié)構(gòu)和工作方式參見圖1，大管徑污水管道清淤系統(tǒng)包括改進型清淤小船、清淤小船地上操作系統(tǒng) 和攔水裝置。其中改進型清淤小船的具體結(jié)構(gòu)結(jié)合圖2和圖3所示它的船體為中后下部內(nèi)凹 水力流線形一體式浮筒體1，浮筒體1上裝有一臺潛水攪拌機2、自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒 17和一個探測攝像機9。一體式浮筒體1形狀為長條形，中空，下部內(nèi)凹，浮筒體1的外形為適宜在水中行 走的水力流線形，其兩側(cè)為外凸弧形，可與圓形污水管道壁很好地貼合，使清淤小船最大限 度實現(xiàn)緊靠圓形管道壁工作。浮筒體1提供浮力使整個清淤小船懸浮于污水中工作，浮筒 體1約有0. 2倍自身高度部分露出水面以上。潛水攪拌機2通過電機吊裝桿3安裝在浮筒 體1的內(nèi)凹空間內(nèi)，一同潛入水中，潛水攪拌機2的設(shè)置方向斜向下與水平面成10-30°夾 角。潛水攪拌機2的前后位置及向下的傾斜度均可調(diào)節(jié)。探測攝像機9安裝在浮筒體1的 前方的內(nèi)凹安裝孔內(nèi)，朝向小船正前方并斜向下，可取斜向下10-45°。結(jié)合圖4-圖9，自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒17由至少三個單耙齒(圖中為4個)通 過耙齒連接鋼板18及耙齒橫勒16組裝構(gòu)成。單耙齒與耙齒連接鋼板18通過耙齒鉸接頭 11連接，耙齒連接鋼板18通過螺栓固定于浮筒體1前部下方。采用耙齒橫勒16將各個單 耙齒連接起來，以使各個單耙齒組成一個整體，并同時加強刮泥耙齒的總體強度。參見圖6，為了對自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒17前后轉(zhuǎn)動方向進行限位，在兩邊的 單耙齒靠近耙齒鉸接頭11位置的一側(cè)連接有限位拉簧13，每個限位拉簧13的一頭拉住耙 齒連接鋼板18 —頭拉住單耙齒以使整個自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒17始終處于張開狀態(tài)。 同時在該單耙齒的另一側(cè)的中部與浮筒體上的電機吊裝桿3之間通過耙齒柔性限位繩12 連接，用以反方向?qū)⒄麄€自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒17拉住來進行限位?；蛘撸瑓⒁妶D9，也可在單耙齒靠近耙齒鉸接頭11的位置的一側(cè)設(shè)置耙齒限位板19，其上端通過與耙齒連接 鋼板18相抵，來對整個自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒17向后的轉(zhuǎn)動方向進行限位。這樣，自伸 式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒17的工作高度和傾斜度就可以通過調(diào)節(jié)耙齒柔性限位繩12的長度或 耙齒限位板19的高度的形式來實現(xiàn)。參見圖7、圖7A、圖8、圖8A，單耙齒的下端的結(jié)構(gòu)形式可為耙齒犁刀14，或者部分 為耙齒犁刀14，部分安裝滾輪15，犁刀形式有利于對淤泥進行刮松并抓住大塊的淤積物， 滾輪形式有利于防止耙齒被卡住，單耙齒的數(shù)量及長度可根據(jù)需要自由組合調(diào)節(jié)。并且為 了適應(yīng)圓形管道，單耙齒的下端的連線最好是與管道內(nèi)壁弧度相適應(yīng)的弧線，這樣有利于 進行清淤工作并可避免刮傷管壁。本小船的纜繩6的拉力不是直接作用在浮筒體1的后部，而是先連接浮筒體1后 部的纜繩接頭7，纜繩接頭7再通過浮筒體內(nèi)部傳力鋼筋5與浮筒體內(nèi)部的耙齒壓條鋼板 10連接，這樣，將纜繩6的拉力直接傳到浮筒體內(nèi)部耙齒壓條鋼板10上，防止浮筒體1因拉 力而破壞。所述浮筒體內(nèi)部耙齒壓條鋼板10安裝于浮筒體內(nèi)部前方轉(zhuǎn)角處，與耙齒連接鋼 板18通過螺栓固定起來，且浮筒體在此轉(zhuǎn)角處的強度高于其他平直處，此處可作為良好的 受力點。在井下，本清淤小船工作時位于被清淤管道31中(參見圖1)，潛水攪拌機攪動時 將淤泥攪起同時也提供一個使小船向前行走的推動力。潛水攪拌機螺旋槳的一周由圓形的 導(dǎo)流罩包圍，以形成良好的推動水流并同時保護螺旋槳，避免其在旋轉(zhuǎn)工作時碰到堅硬物 質(zhì)而損壞。自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒安裝固定于浮筒體的前部下方，用以清除大塊的淤積 物，并同時將板結(jié)在管道底部的泥砂類淤積物耙松以便水下攪拌裝置更好地進行攪拌清淤 作業(yè)。耙齒末端的犁刀用于耙松清除管道底部板結(jié)的淤積物，滾輪用于防止耙齒卡在管道 連接處而將管道破壞。犁刀的位置要相對位于滾輪的上方。耙齒柔性限位繩或耙齒限位板 用于固定和調(diào)節(jié)刮泥耙齒的工作高度和傾斜度。自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒必須具有一定的 強度和硬度以滿足清除大塊淤積物的需要。對于圓形管道各個單耙齒末端的連線為弧線， 對于箱涵各個單耙齒末端的連線為直線，以更好地貼合管壁。小船前方安裝的探測攝像機 用以觀察污水管道中的淤積情況以便為地上工作人員調(diào)整小船的工作位置和方向提供依 據(jù)。參見圖1，清淤小船地上操作系統(tǒng)由一根可伸縮導(dǎo)桿四、滑輪沈、導(dǎo)桿支撐30、兩 根纜繩6、一臺絞車M、絞車底座25、電控柜22、一個攝像機顯示控制屏23、柴油發(fā)電機20、 起吊架27、電纜線及探測攝像機信號線21等組成。改進型清淤小船的浮筒體1上系兩根纜繩6，兩根纜繩一頭系在地面上的絞車M 上，一頭系在污水管道中的改進型清淤小船的纜繩接頭7上，分別通過安裝在導(dǎo)桿四的四 個滑輪沈，工作人員操作絞車M通過調(diào)節(jié)纜繩6來調(diào)節(jié)小船在管道中的工作位置和方向 并為自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒17工作提供拉動力。起吊架27用于下放和起吊導(dǎo)桿及改進 型清淤小船。絞車對、攝像機顯示控制屏23及柴油發(fā)電機20等放在地面上離污水檢查井 廣an遠處。柴油發(fā)電機20通過電纜線向潛水攪拌機2供電，探測攝像機通過信號線連接地 面上的攝像機顯示控制屏23或通過無線方式與地面上的攝像機顯示控制屏通訊。導(dǎo)桿四插入到被清淤管段上游檢查井中，在地面上和檢查井中分別通過絞車底 座25和導(dǎo)桿支撐30將導(dǎo)桿固定住。導(dǎo)桿可伸縮，可由若干短鋁合金管連接而成，這樣導(dǎo)桿便可以伸縮從而適應(yīng)在不同深度的檢查井中工作，同時也便于運輸和存放。導(dǎo)桿的兩端各 裝兩個滑輪26。當然，為了配合改進型清淤小船工作，整個大管徑污水管道清淤系統(tǒng)還需要配置 攔水裝置，起到攔水作用使被清淤管道中的水位上升至合適高度，以便改進型清淤小船作 業(yè)。該攔水裝置可以采用任何可以達到攔水作用的設(shè)備，比如可以采用在中國專利文獻 CN101694108A中公開的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的污水水位控制裝置。上述清淤系統(tǒng)的工作過程如下第一步先用攔水設(shè)備在待清淤管段下游的管道中進行攔水，待清淤管道中的水 位上升到合適高度后，通過起吊架將改進型清淤小船從待清淤管段上游的檢查井中放到污 水管中，架好導(dǎo)桿，理好纜繩。第二步將改進型清淤小船從上游檢查井放到下游檢查井位置，然后通過地上操 作系統(tǒng)將其往回拉，通過刮泥耙齒先將大塊的淤積物清至上游檢查井內(nèi)并將大塊淤積物清 掏出地面，往回拉的作業(yè)過程中小船潛水攪拌機關(guān)閉。第三步大塊的淤積物清除以后，啟動潛水攪拌機，潛水攪拌機帶動其螺旋槳開始 作業(yè)將管底的淤泥攪起。以上工作過程中清淤小船上的探測攝像機將拍攝的污水管中的情 況傳到地面上的攝像機顯示控制屏，地上工作人員通過觀察顯示控制屏來操作絞車，通過 纜繩根據(jù)需要不斷地調(diào)節(jié)管中改進型清淤小船的位置和方向。第四步一個工作管段完成清淤作業(yè)后，關(guān)閉潛水攪拌機，通過起吊架將清淤小船 從管道中提出并迅速撤掉攔水設(shè)備。之前在被清淤管道中累積的污水便迅速流走，同時被 攪起的淤泥隨水流沖走。一個工作管段的清淤作業(yè)完成，轉(zhuǎn)入下一個工作管段。
權(quán)利要求1.一種改進型大管徑污水管道清淤小船，所述清淤小船包括浮筒體和安裝在浮筒體前 部下方的自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒；其特征在于所述浮筒體為下部內(nèi)凹的水力流線形一體式浮筒，浮筒體中后下部內(nèi)凹空間內(nèi)安裝水 下攪拌裝置；浮筒體的兩側(cè)為可與圓形污水管道壁貼合的外凸弧形；所述自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒由至少三個單耙齒、耙齒連接鋼板及耙齒橫勒組裝構(gòu) 成；所述單耙齒上端通過耙齒鉸接頭與耙齒連接鋼板連接，耙齒連接鋼板通過螺栓固定于 浮筒體前部下方，單耙齒之間通過耙齒橫勒連為一體；在兩邊的單耙齒的靠近耙齒鉸接頭 位置的一側(cè)連接有限位拉簧，每個限位彈簧一頭拉住耙齒連接鋼板，另一頭拉住單耙齒以 使整個自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒始終處于張開狀態(tài)；同時在所述單耙齒的另一側(cè)的中部與 浮筒體上之間連接耙齒柔性限位繩，用以反方向?qū)⑺鰡伟引X拉住，對整個自伸式可調(diào)節(jié) 型刮泥耙齒的張開狀態(tài)進行限位；或者，在單耙齒靠近耙齒鉸接頭位置的一側(cè)設(shè)置耙齒限 位板，耙齒限位板上端與耙齒連接鋼板相抵，對整個自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒的張開狀態(tài) 進行限位；所述清淤小船通過兩根調(diào)節(jié)纜繩與外部的地面操作控制系統(tǒng)連接，調(diào)節(jié)其在污水管道 中的位置；所述水下攪拌裝置的控制線與地面操作控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型大管徑污水管道清淤小船，其特征在于所述浮筒體 的外形總體呈橢圓柱體狀，前段設(shè)有安裝攝像頭的凹孔，中后下部呈門形內(nèi)凹，用于安裝水 下攪拌裝置，同時形成向后水射流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改進型大管徑污水管道清淤小船，其特征在于所述單 耙齒的下端的結(jié)構(gòu)形狀為犁刀形，或者一部分單耙齒的下端為犁刀形，一部分為滾輪形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進型大管徑污水管道清淤小船，其特征在于所述調(diào)節(jié)纜 繩與浮筒體后部的纜繩接頭連接，纜繩接頭通過浮筒體的內(nèi)部傳力鋼筋連接至浮筒體上的 耙齒連接鋼板安裝部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4述的改進型大管徑污水管道清淤小船，其特征在于所述浮筒體上 的耙齒連接鋼板安裝部位位于浮筒體前部下方轉(zhuǎn)角處，耙齒連接鋼板在此處通過位于浮筒 體內(nèi)部的耙齒壓條鋼板通過螺栓進行連接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的改進型大管徑污水管道清淤小船，其特征在于在所述浮筒體的 前方安裝有水下探測攝像機，攝像機朝向小船正前方并斜向下，攝像機的信號線與外部的 攝像機顯示控制屏連接或通過無線方式與地面的攝像機顯示控制屏通訊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的改進型大管徑污水管道清淤小船，其特征在于所述水下攪拌 裝置包括至少一臺潛水攪拌機，潛水攪拌機通過吊裝桿安裝在浮筒體下方的內(nèi)凹空間內(nèi)， 所述潛水攪拌機潛入水中并斜向下與水平面成10-30°夾角。
專利摘要本實用新型涉及一種改進型大管徑污水管道清淤小船，其包括浮筒體和安裝在浮筒體上的水下攪拌裝置及自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒。浮筒體為下部內(nèi)凹水力流線形一體式浮筒。水下攪拌裝置包括至少一臺潛水攪拌機，潛水攪拌機安裝在浮筒體的內(nèi)凹空間內(nèi)，并潛入水中斜向下與水平成一定夾角。自伸式可調(diào)節(jié)型刮泥耙齒由至少三個單耙齒、耙齒連接鋼板及耙齒橫勒組裝構(gòu)成，單耙齒由耙齒連接鋼板通過螺栓固定于浮筒體前部下方，單耙齒與耙齒連接鋼板通過耙齒鉸接頭連接，并由限位拉簧和拉繩限位。本清淤小船可實現(xiàn)大管徑污水管道的探測與清淤，被清淤管道管徑在1m以上，且不用人工下到管中操作，設(shè)備處理能力強，體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本及運行費用低。
文檔編號E03F5/26GK201908357SQ201020674528
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者何強, 孔花, 王帥, 翟俊, 肖海文, 艾海男 申請人:重慶大學(xué)