專(zhuān)利名稱(chēng)：大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于市政給排水管網(wǎng)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及針對(duì)大管徑污水管道清淤的
淤泥作業(yè)裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和用水量的不斷增多，城市的排水量也越來(lái)越大，排水管道 管徑也越來(lái)越大，目前我國(guó)的排水管道管徑最大已達(dá)3m以上，大管徑污水管道清淤工作也
日益繁重。 目前國(guó)內(nèi)外主要清淤方法有絞車(chē)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(diǎn)和不足絞車(chē)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(lái)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(guò)高和沖刷效果的原因，通常只限于用于小于1. 3m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(guò)多 (20%左右)，且上游的水不能從其它支路流走，同時(shí)保證不使上游水回流進(jìn)入附近建筑物， 適用范圍也大為受限。 另外還有通溝機(jī)清淤和Sielwolf系統(tǒng)清淤，其中通溝機(jī)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(jià)格昂 貴，使用也大為受限。 以上這些方法都有各自的不足，且都不太適合大管徑污水管道的清淤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上現(xiàn)有管道清淤方法和設(shè)備存在的問(wèn)題，以及對(duì)大管徑污水管道清
淤的不適用性，提出一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)大管徑污水管
道的清淤，且無(wú)需人員下到管中作業(yè)，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本及運(yùn)行費(fèi)用低，體積小，操作靈活。
本發(fā)明提出的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置具有以下結(jié)構(gòu) 它由一個(gè)井下清淤小船和地面操作控制系統(tǒng)構(gòu)成，井下清淤小船通過(guò)纜繩和控制
線與地面操作控制系統(tǒng)連接。 所述井下清淤小船包括船體和安裝在船體上的水下攪拌裝置。船體上還安裝有攝 像頭，攝像頭通過(guò)信號(hào)線連接地面的攝像頭顯示控制屏或通過(guò)無(wú)線方式與地面的攝像頭顯 示控制屏通訊。 所述地面操作控制系統(tǒng)包括纜繩、滑輪組、導(dǎo)桿、絞車(chē)以及控制箱，所述導(dǎo)桿與檢 查井或地面相對(duì)固定，所述滑輪組安裝在導(dǎo)桿上，纜繩通過(guò)滑輪組分別連接船體和絞車(chē)，控 制箱通過(guò)控制線連接水下攪拌裝置。 本裝置是整個(gè)清淤系統(tǒng)的一部分，工作是需要與設(shè)置在待清淤管段下游的污水過(guò) 水控制裝置配合使用。 淤泥作業(yè)裝置使用時(shí)，先由設(shè)置在待清淤管段下游的污水過(guò)水控制裝置將管道中的污水控制在一定水位，這個(gè)水位是清淤小船方便工作的水位。 然后再將清淤小船從待清淤管段上游的檢查井中放到清淤管道中，架好導(dǎo)桿，理 好纜繩。啟動(dòng)清淤小船上的高速防水電機(jī)，攪拌螺旋槳在電機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi)始作業(yè)將管底的 淤泥攪起，工作過(guò)程中清淤小船上的攝像頭將拍攝的污水管中的情況傳到地面上的攝像頭 顯示控制屏，地上工作人員通過(guò)觀察顯示控制屏來(lái)操作絞車(chē)，通過(guò)纜繩根據(jù)需要不斷地調(diào) 節(jié)管中清淤小船的位置和方向。 最后，一個(gè)工作管段完成攪動(dòng)作業(yè)后，關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，將清淤小船從管道中提出，并 通過(guò)設(shè)置在待清淤管段下游的污水過(guò)水控制裝置迅速放掉之前在被清淤管道中累積的污 水，使被攪起的淤泥隨水流沖走，由此達(dá)到清淤目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下 本發(fā)明適用于大管徑污水管道的清淤，無(wú)需人工下到管中作業(yè)，清淤過(guò)程簡(jiǎn)單且
淤泥采用流體輸送方式耗能少，設(shè)備體積小，操作靈活，造價(jià)低，清淤效果好。且因配有攝像 頭等設(shè)備，本裝置除了用于清淤外還可以用作探測(cè)裝置下井進(jìn)入污水管中探測(cè)污水管中的
淤積和破損情況。


圖1是使用本淤泥作業(yè)裝置的清淤系統(tǒng)的工作原理圖；圖2是使用淤泥作業(yè)裝置的本清淤系統(tǒng)中清淤管段上游檢查井平面示意3是使用淤泥作業(yè)裝置的本清淤系統(tǒng)中清淤管段下游檢查井平面示意4是清淤小船的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A是清淤小船的平面圖；圖4B是圖4A的A-A剖面圖；圖4C是圖4A的B-B剖面圖；圖5是本淤泥作業(yè)裝置的中導(dǎo)桿構(gòu)造示意圖；圖6是清淤系統(tǒng)中圓柱形充氣橡膠閘門(mén)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A是圓柱形充氣橡膠閘門(mén)的平面示意圖； 圖6B是圖6A的C-C剖面圖 圖6C是圖6A的D-D剖面圖 圖中l(wèi)-高速防水電機(jī)
3-浮箱 5-浮箱支架
7-纜繩 9-滑輪 11-連接三通
13-控制箱
15-纟交車(chē) 17-清淤管道
19-空氣軟管 21-90°連接彎頭
2-攪拌螺旋槳 4-連接角鋼 6-攝像頭 8-纜繩整合器 10-30°彎頭 12-導(dǎo)桿
14-攝像頭顯示控制屏 16-導(dǎo)桿支撐 18-充放氣裝置 20-閘門(mén)控制桿 22-球形萬(wàn)向接頭



23-連接四通 25-充氣橡膠皮囊 27-清淤管段上游檢查井 29-下游管道
24-可伸縮支撐骨架短管 26-孔洞
28-清淤管段下游檢查井
具體實(shí)施例方式以下以使用淤泥作業(yè)裝置的清淤系統(tǒng)為例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本裝置的結(jié)構(gòu) 參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，使用淤泥作業(yè)裝置的清淤系統(tǒng)由淤泥作業(yè)裝置和設(shè)置在待
清淤管段下游的污水過(guò)水控制裝置組成。 淤泥作業(yè)裝置包括井下清淤小船和清淤小船地上操作控制系統(tǒng)。 設(shè)置在待清淤管段下游的污水過(guò)水控制裝置包括充氣橡膠閘門(mén)以及充氣橡膠閘
門(mén)地上充放氣裝置。 1、淤泥作業(yè)裝置 (1)井下清淤小船，結(jié)合圖1、圖2、圖4的圖4A、圖4B和圖4C:它由兩個(gè)浮箱3通 過(guò)四根連接角鋼4連接而成，四根連接角鋼固定在兩浮箱的浮箱支架上。清淤小船上裝有 一個(gè)高速防水電動(dòng)機(jī)1、攪拌螺旋槳2和四個(gè)攝像頭6。 浮箱3形狀為長(zhǎng)條形，高速防水電動(dòng)機(jī)1和攪拌螺旋槳2裝在兩浮箱3的中間， 攪拌螺旋槳2方向斜向下即螺旋槳連接桿與水平面成一定夾角向下伸進(jìn)水中，角度可取 60° 。四個(gè)攝像頭6分別安裝在兩個(gè)浮箱的兩頭，攝像頭均朝向小船的外側(cè)，可與小船縱向 方向成45°夾角。 井下清淤小船工作時(shí)位于清淤管道17中，螺旋槳在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)時(shí) 將淤泥攪起同時(shí)也提供一個(gè)使小船向前行走的推動(dòng)力。螺旋槳應(yīng)同時(shí)具有一定的硬度和柔 性，以保證螺旋槳在旋轉(zhuǎn)工作時(shí)對(duì)水流的足夠推動(dòng)力和碰到堅(jiān)硬物質(zhì)時(shí)不至于損壞；螺旋 槳且應(yīng)防纏繞以防止在工作時(shí)被纏繞物纏繞而影響作業(yè)。小船的四個(gè)角落安裝的攝像頭用 以觀察污水管道中的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)。
(2)清淤小船地上操作控制系統(tǒng)，結(jié)合圖1、圖2、圖4的圖4A、圖4B和圖4C :它由 一根可伸縮導(dǎo)桿12、滑輪9、導(dǎo)桿支撐16、兩根纜繩7、一臺(tái)絞車(chē)15、控制箱13、一個(gè)攝像頭 顯示控制屏14等組成。 清淤小船的兩個(gè)浮箱上系兩根纜繩7，兩根纜繩一頭系在地面上的絞車(chē)15上，一 頭系在污水管道中的清淤小船上，分別通過(guò)安裝在導(dǎo)桿12的四個(gè)滑輪9，在清淤小船浮箱 的這一頭設(shè)一個(gè)纜繩整合器8，纜繩7穿過(guò)纜繩整合器8，工作人員操作絞車(chē)15通過(guò)調(diào)節(jié)纜 繩7來(lái)調(diào)節(jié)小船在管道中的工作位置和方向。纜繩整合器8可為兩個(gè)30°的彎頭焊接而 成，它使得小船工作時(shí)纜繩不至于晃動(dòng)過(guò)于厲害而影響工作人員操作。絞車(chē)15和攝像頭顯 示控制屏14放在地面上離檢查井lm遠(yuǎn)處。攝像頭6通過(guò)信號(hào)線連接地面的攝像頭顯示控 制屏14或通過(guò)無(wú)線方式與地面的攝像頭顯示控制屏通訊。 導(dǎo)桿12插入到被清淤管段上游檢查井27中，在地面上和檢查井中分別用導(dǎo)桿支 撐16將導(dǎo)桿固定住。參見(jiàn)圖5，導(dǎo)桿可伸縮，可由若干短鋼管連接而成，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(shí)也便于運(yùn)輸和存放。導(dǎo)桿的兩端各接一個(gè)連 接三通11和30°彎頭IO，從而在兩端各裝上兩個(gè)滑輪9。
2、設(shè)置在待清淤管段下游的污水過(guò)水控制裝置 參見(jiàn)圖1、圖3、圖6的圖6A、圖6B和圖6C，充氣橡膠閘門(mén)包括圓柱形充氣橡膠皮 囊25和定位機(jī)構(gòu)，通過(guò)清淤管段下游檢查井28放入工作位置。充氣橡膠閘門(mén)工作時(shí)位于被 清淤管道的下游管道29中，地上充放氣裝置18通過(guò)空氣軟管19向充氣橡膠閘門(mén)充放氣。 充氣橡膠閘門(mén)充氣后起到攔水作用使被清淤管道中的水位上升以便清淤小船作業(yè)。
圓柱形充氣橡膠皮囊25的大小可根據(jù)其所在管道大小的不同在一定范圍內(nèi)伸 縮，以適用于在不同直徑的管道中工作。充氣橡膠皮囊充氣后的外徑大小與被清淤管段下 游管道29的內(nèi)徑相等。充氣橡膠皮囊25中心開(kāi)圓形孔洞26，孔洞26的孔徑為充氣橡膠皮 囊外徑的0. 6 0. 8倍，流量大時(shí)取上限，流量小時(shí)取下限。這樣，充氣橡膠皮囊在攔水的 同時(shí)使其具有一定的過(guò)水能力從而保證了被清淤管段中的水位在一定的合適高度而不至 于過(guò)高影響清淤小船工作或使上游管段產(chǎn)生倒灌現(xiàn)象。 充氣橡膠皮囊25的一側(cè)裝有四個(gè)可伸縮支撐骨架短管24，它們起到橡膠閘門(mén)骨 架支撐的作用?？缮炜s支撐骨架短管24始終要長(zhǎng)于充氣橡膠皮囊25的直徑，這樣在充氣 橡膠皮囊充滿(mǎn)氣后可伸縮支撐骨架短管較橡膠皮囊多出來(lái)的那部分就卡在管口上，從而防 止了橡膠閘門(mén)被水流沖走。其中可伸縮支撐骨架短管24在豎直方向上的兩根長(zhǎng)得多一些 而橫向上的兩根長(zhǎng)得少一些?？缮炜s支撐骨架短管根據(jù)橡膠皮囊的大小自行伸縮。
可伸縮閘門(mén)控制桿20用以下放和提起橡膠閘門(mén)以及閘門(mén)充氣時(shí)工作人員通過(guò)把 住控制桿來(lái)阻止閘門(mén)被沖走?？缮炜s閘門(mén)控制桿20由若干短鋼管連接而成，控制桿與充氣 橡膠皮囊上的可伸縮支撐骨架短管24通過(guò)一個(gè)90。連接彎頭21、一個(gè)球形萬(wàn)向接頭22、一 個(gè)鋼制連接四通23連接。因采用了球形萬(wàn)向接頭22便使得閘門(mén)控制桿20和充氣橡膠皮 囊25的相對(duì)位置可在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，增加了靈活性。閘門(mén)不用時(shí)控制桿可以從閘門(mén)上拆 卸下來(lái)，方便了控制桿和閘門(mén)的運(yùn)輸和存放。 充氣橡膠皮囊25在有可伸縮支撐骨架短管24的一側(cè)應(yīng)作加厚處理，以防止水流 沖力和橫向壓力對(duì)橡膠皮囊的破壞。充氣橡膠皮囊25通過(guò)空氣軟管19與地面上的空氣充 放裝置18連接，空氣充放裝置可為空壓機(jī)。 以上只是一種結(jié)構(gòu)形式的污水過(guò)水控制裝置，對(duì)于此裝置，還有其他很多實(shí)現(xiàn)形 式。 上述清淤系統(tǒng)的工作過(guò)程如下 第一步通過(guò)閘門(mén)控制桿將未充氣的橡膠閘門(mén)放到待清淤管段下游的管道中，然 后通過(guò)地上空氣充放裝置向橡膠閘門(mén)充氣，過(guò)程中地面上的工作人員把住閘門(mén)控制桿以防 止未充滿(mǎn)氣的橡膠閘門(mén)被水流沖走。 第二步待清淤管道中的水位上升到一定高度后將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。 第三步啟動(dòng)清淤小船上的高速防水電機(jī)，攪拌螺旋槳在電機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi)始作業(yè) 將管底的淤泥攪起，工作過(guò)程中清淤小船上的攝像頭將拍攝的污水管中的情況傳到地面上 的攝像頭顯示控制屏，地上工作人員通過(guò)觀察顯示控制屏來(lái)操作絞車(chē)，通過(guò)纜繩根據(jù)需要 不斷地調(diào)節(jié)管中清淤小船的位置和方向。 第四步一個(gè)工作管段完成攪動(dòng)作業(yè)后，關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，將清淤小船從管道中提出并 將充氣橡膠閘門(mén)中的空氣迅速放掉取出橡膠閘門(mén)。之前在被清淤管道中累積的污水便迅速流走，同時(shí)被攪起的淤泥隨水流沖走。 一個(gè)工作管段的清淤作業(yè)完成，轉(zhuǎn)入下一個(gè)工作管 段。
權(quán)利要求
大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置，其特征在于它由井下清淤小船和地面操作控制系統(tǒng)構(gòu)成，井下清淤小船通過(guò)纜繩和控制線與地面操作控制系統(tǒng)連接；所述井下清淤小船包括船體和安裝在船體上的水下攪拌裝置；所述地面操作控制系統(tǒng)包括纜繩、滑輪組、導(dǎo)桿、絞車(chē)以及控制箱，所述導(dǎo)桿與檢查井或地面相對(duì)固定，所述滑輪組安裝在導(dǎo)桿上，纜繩通過(guò)滑輪組分別連接船體和絞車(chē)，控制箱通過(guò)控制線連接水下攪拌裝置；地面操作控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)纜繩和收放實(shí)現(xiàn)對(duì)井下清淤小船的水平位置和方向位置調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置，其特征在于所 述船體上安裝有攝像頭，攝像頭通過(guò)信號(hào)線連接地面的攝像頭顯示控制屏或通過(guò)無(wú)線方式 與地面的攝像頭顯示控制屏通訊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置，其特征在 于所述水下攪拌裝置包括至少一套高速防水電機(jī)和攪拌螺旋漿，高速防水電機(jī)安裝在船 體上，其動(dòng)力輸出軸連接水下的攪拌螺旋漿，所述攪拌螺旋槳斜伸入水中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置，其特征在于所述船體采用至少兩個(gè)浮箱通過(guò)連接件連接構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置，其特征在于所 述纜繩有兩根，兩根纜繩在靠近船體一端安裝有一個(gè)纜繩整合器；所述纜繩整合器為兩個(gè) 30°的彎頭焊接構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提出一種大管徑污水管道清淤系統(tǒng)的淤泥作業(yè)裝置，它由井下清淤小船和地面操作控制系統(tǒng)構(gòu)成，井下清淤小船通過(guò)纜繩和控制線與地面操作控制系統(tǒng)連接。井下清淤小船包括船體和安裝在船體上的水下攪拌裝置，地面操作控制系統(tǒng)包括纜繩、滑輪組、導(dǎo)桿、絞車(chē)以及控制箱，所述導(dǎo)桿與檢查井或地面相對(duì)固定，所述滑輪組安裝在導(dǎo)桿上，纜繩通過(guò)滑輪組分別連接船體和絞車(chē)，控制箱通過(guò)控制線連接水下攪拌裝置。本裝置是整個(gè)清淤系統(tǒng)的一部分，工作時(shí)需與設(shè)置在待清淤管段下游的污水過(guò)水控制裝置配合使用，可實(shí)現(xiàn)大管徑污水管道的清淤，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(qiáng)，體積小，靈活，成本及運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)E03F9/00GK101701471SQ200910191040
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者何強(qiáng), 劉鴻霞, 翟俊, 肖海文, 郝靜, 郭大敬 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)