射流式底泥清理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種射流式底泥清理系統(tǒng)，包括固定島、吸泥器和自動控制系統(tǒng)；固定島為通過浮力或外力固定在水面上或水面上方的浮島或懸浮吊臺，吸泥器通過滑動鋼纜固定在固定島下方；吸泥器包括若干個(gè)上高壓水流噴嘴，噴嘴供水管路和高壓水泵，以及密封板和污泥泵，其中，若干個(gè)上高壓水流噴嘴分布在一平面內(nèi)的一條密閉曲線上，上述高壓噴嘴的法線方向與密閉曲線所在平面成15-75°夾角；密封板將水泵泵體與密閉曲線之間進(jìn)行密封，本發(fā)明通過高壓水流噴嘴向底部底泥層噴射高壓水流，將底泥形成泥水混合物而被污泥泵吸入并由污泥管排出水面，泥水混合物含泥量在60%以上，經(jīng)簡單沉淀排出上清液后即可收集處理；本發(fā)明作業(yè)效率高、成本低。
【專利說明】射流式底泥清理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水體治理領(lǐng)域，具體為一種淤泥清理系統(tǒng)，用于水體環(huán)境治理、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及河道疏通等場合。
【背景技術(shù)】
[0002]我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。隨著人們自然生態(tài)保護(hù)的認(rèn)識逐步提高以及政府對于城市綠化建設(shè)的日益重視，環(huán)境治理將成為未來中國非常重要的市場，而水體治理是環(huán)境治理中最為重要的環(huán)節(jié)。
[0003]水體治理領(lǐng)域中，底泥的處理往往是成本最高、代價(jià)最大的環(huán)節(jié)，如河道、景觀水、人工湖以及養(yǎng)殖塘等，治理底泥往往需要排水、挖泥等環(huán)節(jié)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，尤其對于中小型河道、景觀水域和養(yǎng)殖塘等，無法容納大尺寸的挖泥船只，只能通過排水、人工挖泥的方式進(jìn)行，成本高昂。
[0004]目前，小型河道、景觀水體、水產(chǎn)養(yǎng)殖塘底泥清除主要采用排水后人工水槍沖刷底泥，然后通過水泵將沖刷的泥漿吸出的方法；該方法需要將整個(gè)水體的全部排出或形成局部的密閉區(qū)域逐一排水，不僅費(fèi)時(shí)且成本高昂；此外，還可以采用挖掘機(jī)對底泥進(jìn)行挖掘，該方法需要動用大型機(jī)械裝備，且挖掘過程中惡臭氣體、揮發(fā)性污染物飛散，對環(huán)境造成二次污染，影響周邊居民正常生產(chǎn)生活。同時(shí)，上述方法對于人工要求極高，尤其是人工排泥，其人工成本占據(jù)總成本的50%以上，隨著日益高企的人力成本，很多業(yè)主、養(yǎng)殖戶和政府相關(guān)部門難以支付高昂的底泥處理成本，造成很多景觀水體、河道底泥變質(zhì)，并最終導(dǎo)致水質(zhì)惡化；而對于養(yǎng)殖水體，低成本不徹底的底泥處理工藝也非常容易在放水下苗后引起各種水質(zhì)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決底泥清理難、成本高的問題，本發(fā)明提供一種射流式底泥清理系統(tǒng)，通過成密閉曲線排列的高壓水流噴嘴向底部底泥層噴射高壓水流，將底泥形成泥水混合物，污泥混合物由于高壓水流的壓力向正上方擠壓，從而被污泥泵吸入，最終通過污泥管排出水面，同時(shí)，高壓水流將被切割下來的底泥與整個(gè)泥層分隔，高壓水流包圍空間內(nèi)進(jìn)行的抽泥過程不會影響到外部泥層，即不會產(chǎn)生吸泥過程中污泥上揚(yáng)等現(xiàn)象，排出的泥水混合物含泥量在60%以上，經(jīng)簡單沉淀排出上清液后即可收集處理。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
包括固定島、吸泥器和自動控制系統(tǒng)；其中，固定島為可通過浮力或外力固定在水面上或水面上方的浮島或懸浮吊臺，吸泥器通過滑動鋼纜固定在固定島下方；吸泥器包括若干個(gè)上高壓水流噴嘴，噴嘴供水管路和高壓水泵，以及密封板和污泥泵，其中，若干個(gè)上高壓水流噴嘴分布在一平面內(nèi)的一條密閉曲線上，上述高壓噴嘴的法線方向與密閉曲線所在平面成15-75°夾角；設(shè)高壓水流噴嘴所在平面為水平面，則污泥泵進(jìn)水口朝向該水平面，且污泥泵在該水平面的投影位于高壓噴嘴所在的密閉曲線內(nèi)；密封板將水泵泵體與密閉曲線之間進(jìn)行密封，使得污泥泵在水下工作時(shí)，水或泥能且僅能從水平面上密封曲面所包圍的區(qū)域吸入污水泵。
[0007]其中，為優(yōu)化清理效果，高壓水流噴嘴所在的密閉曲面為方形、長方形或圓形； 其中，水泵泵體與密閉曲線之間的密封板為軸對稱結(jié)構(gòu)，其軸切面的形狀為共用下底
邊的兩個(gè)等腰梯形的四個(gè)腰；
其中，高壓水流噴嘴的噴射角度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，自動控制系統(tǒng)根據(jù)管路上壓力表和流量計(jì)的數(shù)值，對噴嘴的水壓和水量進(jìn)行控制；
其中，固定島上設(shè)置有GPS定位系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)可以根據(jù)其信號確定固定島，及吸泥器的運(yùn)動軌跡，準(zhǔn)確的將水域平面劃分為已經(jīng)被吸泥器運(yùn)動軌跡覆蓋的區(qū)域和尚未被吸泥器運(yùn)動軌跡覆蓋的區(qū)域，即已經(jīng)完成底泥清理和尚未完成底泥清理的區(qū)域，并通過軟件即時(shí)顯示工作進(jìn)度和尚需工作時(shí)間，從而準(zhǔn)確把握整個(gè)清理工作的進(jìn)度；
其中，在吸泥器上可以設(shè)置水下攝像機(jī)，觀察塘底的實(shí)際情況，防止異物等對設(shè)備造成損害，也可以防止系統(tǒng)工作對底泥內(nèi)的特殊物品造成損傷，同時(shí)還可以根據(jù)水底的實(shí)際情況，調(diào)整工作狀態(tài)和參數(shù)；
其中，可以通過在噴嘴內(nèi)側(cè)再增設(shè)分布在一平面內(nèi)的一條密閉曲線上的若干個(gè)上高壓水流噴嘴的方式，提高對底泥的沖擊能力和混合能力，適合于較大密度底泥的沖刷，同時(shí)，吸泥器可以通過調(diào)整噴嘴的噴射角度和強(qiáng)度，調(diào)整單次需要清除底泥的深度。
[0008]其中，在污泥泵和水泵進(jìn)口還設(shè)有篩網(wǎng)，放置污泥泵和水泵堵塞和受到水中固體的磨損；
其中，可以對各個(gè)高壓噴嘴進(jìn)行獨(dú)立供水，也可以通過將全部或部分高壓噴嘴并聯(lián)在管路上的方式進(jìn)行整體戶局部供水。
[0009]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明通過成密閉曲線排列的高壓水流噴嘴向底部底泥層噴射高壓水流，將底泥形成泥水混合物，污泥混合物由于高壓水流的壓力向正上方擠壓，從而被污泥泵吸入，最終通過污泥管排出水面，同時(shí)，高壓水流將被切割下來的底泥與整個(gè)泥層分隔，高壓水流包圍空間內(nèi)進(jìn)行的抽泥過程不會影響到外部泥層，即不會產(chǎn)生吸泥過程中污泥上揚(yáng)等現(xiàn)象，排出的泥水混合物含泥量在60%以上，經(jīng)簡單沉淀排出上清液后即可收集處理，其作業(yè)效率很高，成本也很低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的示意圖；
圖2為本發(fā)明在圖1中A部的放大不意圖；
圖3為本發(fā)明的吸泥器的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0012]如圖1、2展示了本發(fā)明對景觀水體進(jìn)行底泥清理過程；移動式固定樁401，402位于水塘I兩側(cè)的水岸3上，底部的輪子可以使其在水岸3上移動，也可以通過卡死輪子，使其穩(wěn)定在水岸3上；兩條浮島固定鋼纜501，502，固定在移動式固定樁401，402上，其中，固定鋼纜501上設(shè)有滑動鎖扣503，504 ;固定鋼纜502上設(shè)有滑動鎖扣505，506，通過固定連接于浮島支架601和滑動鎖扣503-506的四根鋼纜將浮島支架601懸掛于兩條浮島固定鋼纜501，502上，浮島左側(cè)移動滑輪603和浮島右側(cè)移動滑輪604分別固定在固定鋼纜501上的滑動鎖扣503，504上，浮島左側(cè)移動滑輪605和浮島右側(cè)移動滑輪606分別固定在固定鋼纜502上的滑動鎖扣505，506上，浮島左側(cè)移動鋼纜6031和6051分別繞過浮島左側(cè)移動滑輪603和605，一端固定在移動式固定樁401上，一端纏繞在固定安裝在移動式固定樁401上的電控絞盤603A和605A上，浮島右側(cè)移動鋼纜6041和6061分別繞過浮島右側(cè)移動滑輪604和606，一端固定在移動式固定樁402上，一端纏繞固定安裝在移動式固定樁402上的電控絞盤604A和606A上。
浮島支架601位于中空浮島602的中央，兩者固定連接，浮島支架601中心處設(shè)置有GPS設(shè)備17。浮島支架601上設(shè)有電控絞盤6011，6012，6013和6014。四根鋼纜6011A, 6012A, 6013A和6014A—端分別固定在電控絞盤6011，6012, 6013和6014上，一端固定在吸泥器罩體7上。
[0013]如圖3所示，方環(huán)形浮力艙9與吸泥器罩體7固定連接，通過浮力艙雙向水泵901控制艙內(nèi)水量，控制吸泥器罩體7的上升或下降。吸泥器罩體7內(nèi)側(cè)設(shè)有方環(huán)形布水管13，方環(huán)形布水管13的四個(gè)邊的中心處設(shè)有開孔與四個(gè)進(jìn)水管14相連，進(jìn)水管14與高壓水泵15出水口相連接，進(jìn)水管14上還設(shè)有壓力表1401，流量計(jì)1402，閥門1403，進(jìn)水管的四個(gè)邊上分別連接有25個(gè)高壓噴嘴12。吸泥器罩體7上部固定安裝有污泥泵8，污泥泵8進(jìn)水口豎直向下，進(jìn)水口安裝有篩網(wǎng)801，污泥泵8抽入的泥水混合物通過污泥管路10匯入泥水收集槽11。吸泥器罩體7外部設(shè)有水下攝像機(jī)16，整套系統(tǒng)通過自動控制中心18進(jìn)行控制。
[0014]清理工作開始前，將浮島支架601和中空浮島602放置于水面上，根據(jù)圖1所示連接好滑輪和鎖扣等，自動控制中心18控制絞盤603A，604A控制整個(gè)浮島601和602的左右運(yùn)動，同時(shí)也可以通過控制移動式固定樁401，402控制整個(gè)浮島601和602的前后運(yùn)動，從而使得整個(gè)設(shè)備可以到達(dá)水域內(nèi)的各個(gè)位置。
[0015]當(dāng)浮島到達(dá)既定工作位置時(shí)，通過調(diào)整浮力艙雙向水泵901控制浮力艙9內(nèi)的水量，將吸泥器整體下沉，通過水下攝像機(jī)16觀察吸泥器的位置，調(diào)整吸泥器罩體7的重量，使得吸泥器罩體7懸浮在底泥表面，且浸入底泥l(xiāng)-2cm。
[0016]開啟高壓水泵15，根據(jù)壓力表1401，流量計(jì)1402，調(diào)整閥門1403，令流量、水壓達(dá)到既定數(shù)值。開啟污泥泵8抽入的泥水混合物通過污泥管路10匯入泥水收集槽11。
[0017]自動控制中心18控制絞盤6034，604八控制整個(gè)浮島601和602的左右運(yùn)動，完成該移動范圍內(nèi)底泥的清理工作。
[0018]整個(gè)工作完成后，只需關(guān)閉污泥泵8、高壓水泵15和閥門1403，通過調(diào)整浮力艙雙向水泵901控制浮力艙9內(nèi)的水量，將控制吸泥器罩體7緩慢上升到到水面?？刂平g盤603A, 604A控制整個(gè)浮島601和602移動到岸邊，整理后完成整個(gè)清理過程。
[0019]清理過程中自動控制中心18可以根據(jù)GPS設(shè)備17的信號以及軟件內(nèi)部形成的待清理水域的面積信息，判斷工作位置以及工作進(jìn)度。
[0020]上述的【具體實(shí)施方式】只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利公開的技術(shù)方案所做出的技術(shù)內(nèi)容實(shí)質(zhì)相同或等同的任何的變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于:其包括固定島、吸泥器和自動控制系統(tǒng)；所述的固定島為通過浮力或外力固定在水面上或水面上方的浮島或懸浮吊臺，吸泥器通過滑動鋼纜固定在固定島下方；吸泥器包括若干個(gè)上高壓水流噴嘴，噴嘴供水管路和高壓水泵，以及密封板和污泥泵，其中，若干個(gè)上高壓水流噴嘴分布在一平面內(nèi)的一條密閉曲線上，上述高壓噴嘴的法線方向與密閉曲線所在平面成15-75°夾角；設(shè)高壓水流噴嘴所在平面為水平面，則污泥泵進(jìn)水口朝向該水平面，且污泥泵在該水平面的投影位于高壓噴嘴所在的密閉曲線內(nèi)；密封板將水泵泵體與密閉曲線之間進(jìn)行密封。
2.如權(quán)利要求1所述的一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于:為優(yōu)化清理效果，高壓水流噴嘴所在的密閉曲面為方形、長方形或圓形。
3.如權(quán)利要求1所述的一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于:水泵泵體與密閉曲線之間的密封板為軸對稱結(jié)構(gòu)，其軸切面的形狀為共用下底邊的兩個(gè)等腰梯形的四個(gè)腰。
4.如權(quán)利要求1所述的一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于:所述的高壓水流噴嘴的噴射角度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述的自動控制系統(tǒng)根據(jù)管路上壓力表和流量計(jì)的數(shù)值，對噴嘴的水壓和水量進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求1所述的一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于，固定島上設(shè)置有一個(gè)為自動控制系統(tǒng)提供定位信號的GPS定位系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于，在吸泥器上設(shè)置有水下攝像機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于，噴嘴內(nèi)側(cè)還增設(shè)分布在一平面內(nèi)的一條密閉曲線上的若干個(gè)上高壓水流噴嘴。
8.如權(quán)利要求1所述的一種射流式底泥清理系統(tǒng)，其特征在于:在污泥泵和水泵進(jìn)口還設(shè)有篩網(wǎng)。
【文檔編號】E02F3/88GK103835328SQ201410106910
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】徐美倩, 張小偉, 霍洪誼, 范宗國 申請人:上海行恒科技有限公司