高效高强射流抽吸式组合绞刀

1.本发明涉及海床切割技术领域，具体涉及高效高强射流抽吸式组合绞刀。


背景技术：

2.现有的电缆铺设设备一般有两种：
①
水力射流式，
②
机械犁刀式；其中，水力射流式主要开挖土质强度较弱的海床(土体强度小于80kpa)，对于强度较高的土体不能作业；机械犁式可以开挖强硬土质，但是开挖沟槽内参与土料过多，严重影响着沟槽成型质量与开沟效率。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中的问题之一。
4.本发明的目的在于提出高效高强射流抽吸式组合绞刀。
5.根据本发明实施例的高效高强射流抽吸式组合绞刀，它包括：滑靴，所述滑靴抵接于海床上；固定座，所述固定座连接于所述滑靴上；液压推拉杆，所述液压推拉杆的一端连接于所述滑靴上，所述液压推拉杆的另一端连接于所述固定座的内侧处；射流抽吸组件，所述射流抽吸组件包括：固定框，所述固定框通过铰接轴连接于所述固定座上；抽泥口，所述抽泥口通过连接管连接于所述固定框上；抽泥管，所述抽泥管与所述抽泥口相连通连接；排泥管，所述排泥管与所述抽泥管相连通连接，所述抽泥管设置于海床的上侧处；以及射流泵，所述射流泵通过文丘里管与所述排泥管相连通连接，所述射流泵连接于所述固定框上。
6.如上设置，在液压推拉杆的作用下，射流抽吸组件在固定框的带动下，伸入海床的沟槽内，使得射流抽吸组件的调节范围增加，以适应不同土质的海床开沟。
7.根据本发明的一个实施例，所述滑靴设置为两个，所述射流抽吸组件设置于两个所述滑靴之间。
8.根据本发明的一个实施例，所述抽泥管、所述排泥管、所述文丘里管和所述射流泵分别设置为两个。
9.根据本发明的一个实施例，所述抽泥口通过第一弯管与一个所述抽泥管相连通连接，所述抽泥口通过第二弯管与另一个所述抽泥管相连通连接。
10.根据本发明的一个实施例，所述滑靴的一侧设置有高压射流管，所述高压射流管上设置有多个喷嘴，所述高压射流管与所述射流泵相连通连接。
11.根据本发明的一个实施例，所述高效高强射流抽吸式组合绞刀还包括铰刀组件，所述铰刀组件包括：防水电机，所述防水电机连接于所述固定框上；齿轮箱，所述防水电机的输出轴与所述齿轮箱相啮合设置；以及对旋绞笼，所述对旋绞笼与所述齿轮箱的输出端相啮合设置，所述对旋绞笼包括绞笼部，所述绞笼部设置为两个。
12.根据本发明的一个实施例，所述齿轮箱包括：第一输入锥齿轮，所述第一输入锥齿轮与所述防水电机的输出轴相连接；中间轴，所述中间轴上设置有第一中间锥齿轮，所述中间轴上靠近所述第一中间锥齿轮的一端设置有第二中间锥齿轮，所述中间轴上远离所述第
一中间锥齿轮的一端设置有第三中间锥齿轮；第一输出锥齿轮，所述第一输出锥齿轮与所述第三中间锥齿轮相啮合设置，所述第一输出锥齿轮的输出端与一个所述绞笼部相连接；以及第二输出锥齿轮，所述第二输出锥齿轮与所述第二中间锥齿轮相啮合设置，所述第二输出锥齿轮的输出端与另一个所述绞笼部相连接。
13.根据本发明的一个实施例，所述绞笼部包括：绞笼旋转轴，所述绞笼旋转轴与所述第一输出锥齿轮或所述第二输出锥齿轮相连接；支撑板，所述导泥板沿着所述绞笼旋转轴的周向设置；以及导泥板，所述导泥板沿着所述支撑板设置，所述导泥板的一侧设置有刀臂，所述刀臂上设置有多个铰刀。
14.根据本发明的一个实施例，所述高效高强射流抽吸式组合绞刀还包括支撑座，所述支撑座设置于所述滑靴上的所述固定座的一侧处，所述高压射流管通过折弯管连接于所述支撑座上。
15.根据本发明的一个实施例，所述射流泵通过第三弯管与所述文丘里管相连通连接。
附图说明
16.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
17.图1为本发明实施例的工作状态结构示意图；
18.图2为本发明实施例的第一方面的立体结构示意图；
19.图3为本发明实施例的第二方面的立体结构示意图；
20.图4为本发明实施例的第三方面的立体结构示意图；
21.图5为本发明实施例的第四方面的立体结构示意图；
22.图6为本发明实施例的第五方面的立体结构示意图；
23.图7为本发明实施例中对旋绞笼的结构示意图；
24.图8为本发明实施例中齿轮箱的内部结构示意图。
25.图中：
26.100-高效高强射流抽吸式组合绞刀，110-滑靴，111-前倾板，120-液压推拉杆，130-固定座，140-高压射流管，141-喷嘴，142-支撑座，143-折弯管，200-铰刀组件，210-防水电机，220-齿轮箱，221-第一输入锥齿轮，222-第一输出锥齿轮，223-第二输出锥齿轮，224-中间轴，2241-第一中间锥齿轮，2242-第二中间锥齿轮，2243-第二中间锥齿轮，230-对旋绞笼，231-绞笼旋转轴，232-导泥板，2321-刀臂，2322-铰刀，233-支撑板，300-射流抽吸组件，310-抽泥口，311-连接管，3111-第一弯管，3112-第二弯管，320-抽泥管，330-排泥管，340-文丘里管，350-射流泵，351-第三弯管，360-固定框，400-海床，410-沟槽。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
28.如图1至8所示，根据本发明实施例的高效高强射流抽吸式组合绞刀100，它包括滑
靴110、固定座130、液压推拉杆120和射流抽吸组件300。该滑靴抵接于海床400上，该滑靴的前端设置有前倾板111，该前倾板的设置使得滑靴沿着海床运动更加顺畅稳定；该固定座130连接于该滑靴110上；该液压推拉杆120的一端连接于该滑靴110上，该液压推拉杆120的另一端连接于该固定座130的内侧处；该射流抽吸组件300包括：固定框360、抽泥口310、抽泥管320、排泥管330和射流泵350。该固定框360通过铰接轴连接于该固定座130上，优先地，该铰接轴于固定座上的连接位置与该液压推拉杆远离该滑靴的一端于固定座上的连接位置彼此间隔设置；该抽泥口310通过连接管连接于该固定框360上，该抽吸口伸入海床400的沟槽410内，优先地，海床就是水底下的地面，而此处的沟槽是对旋绞笼的转动对海床进行破土开槽形成的；该抽泥管320与该抽泥口相连通连接；该排泥管330与该抽泥管320相连通连接，该抽泥管设置于海床的上侧处；该射流泵350通过文丘里管340与该排泥管相连通连接，该射流泵连接于该固定框上。
29.如上设置，在液压推拉杆的作用下，射流抽吸组件在固定框的带动下，伸入海床的沟槽内，使得射流抽吸组件的调节范围增加，以适应不同土质的海床开沟。
30.进一步地，该滑靴110设置为两个，该射流抽吸组件300设置于两个该滑靴之间。
31.进一步地，该抽泥管320、该排泥管330、该文丘里管340和该射流泵350分别设置为两个。
32.进一步地，该抽泥口310通过第一弯管3111与一个该抽泥管相连通连接，该抽泥口310通过第二弯管3112与另一个该抽泥管相连通连接。
33.进一步地，该滑靴110的一侧设置有高压射流管140，该高压射流管上设置有多个喷嘴141，该高压射流管与该射流泵350相连通连接。
34.更进一步地，该高效高强射流抽吸式组合绞刀100还包括铰刀组件，该铰刀组件设置于该排泥口的前侧处，该铰刀组件包括防水电机210、齿轮箱220和对旋绞笼230。该防水电机210连接于该固定框130上；该防水电机的输出轴与该齿轮箱220相啮合设置；以及该对旋绞笼230与该齿轮箱220的输出端相啮合设置，该对旋绞笼230包括绞笼部，该绞笼部设置为两个。
35.由于铰刀组件也连接于固定框，所以，射流抽吸组件和铰刀组件都可在液压推拉杆的带动下，具有一定的可调节范围。
36.进一步地，该齿轮箱220包括：第一输入锥齿轮221、中间轴224、第一输出锥齿轮222和第二输出锥齿轮223。该第一输入锥齿轮221与该防水电机的输出轴相连接；该中间轴224上设置有第一中间锥齿轮2241，该中间轴上靠近该第一中间锥齿轮的一端设置有第二中间锥齿轮2242，该中间轴上远离该第一中间锥齿轮的一端设置有第三中间锥齿轮2243；该第一输出锥齿轮与该第三中间锥齿轮相啮合设置，该第一输出锥齿轮222的输出端与一个该绞笼部相连接；该第二输出锥齿轮与该第二中间锥齿轮相啮合设置，该第二输出锥齿轮223的输出端与另一个该绞笼部相连接。
37.进一步地，该绞笼部包括：绞笼旋转轴231、支撑板233和导泥板232。该绞笼旋转轴231与该第一输出锥齿轮222或该第二输出锥齿轮223相连接；该导泥板232沿着该绞笼旋转轴的周向设置；该导泥板沿着该支撑板233的长度方向设置，该导泥板的一侧设置有刀臂2321，该刀臂上设置有多个铰刀2322。
38.进一步地，该高效高强射流抽吸式组合绞刀100还包括支撑座142，该支撑座设置
于该滑靴110上的该固定座130的一侧处，该高压射流管140通过折弯管141连接于该支撑座上。
39.进一步地，该射流泵350通过第三弯管351与该文丘里管340相连通连接。
40.本发明实施例的工作过程如下：
41.本发明到达施工现场，在运输船的吊装作用下入水，等与海床表面接触后，按照预定的开挖深度，对对旋绞笼入土角度进行调节。
42.当对旋绞笼与滑靴成垂直90度时，达到最大开沟深度。其中，对旋绞笼与滑靴之间夹角的调整，是通过滑靴两侧的液压推拉杆来实现的。对旋绞笼绞笼对称切削，可抵消不平衡偏转力矩，能够平稳作业。
43.本发明水下开槽作业时，是在平整海床上开出一条沟槽来，是边开沟槽，边前进，同时抽吸泥水混合物，是一体化作业。
44.滑靴前部左右两侧的高压射流管，进行高压水喷射，高压射流对海床表面硬土层进行预开沟、预破土作业，从而有利于深层土体的开挖，高压射流水，来自于射流泵，高压射流管与射流泵之间通过橡胶软管连接。
45.对旋绞笼旋转过程中，对海床土体进行机械切削，产生的土料在对旋绞笼的作用下进入绞笼内部，绞刀破碎土体并收拢、聚集到绞笼内部；接下来，在对旋绞笼顶部吸力作用下，土料连同周围的水混合成泥浆，最终通过文丘里管输送排走。
46.与现有技术相比，本发明实施例具备如下特点：
47.底部组合式铰刀组件，破土效率高；采用对旋式结构，能够抵消单个绞刀旋转过程中产生的不平衡力矩，所以该对铰刀组件能够确保开沟作业过程中的平稳度，能够精准控制开沟的方向。
48.前端高压射流管以及多个喷嘴，能够起到预开沟作用，当海床土质较硬时，预开沟作用能够起到较为明显的破土作用。
49.铰刀组件后的大口径抽吸口，能够对切削下来的大直径土体进行抽吸，不存在普通离心泥泵的堵管现象，同时，大流量、低流速的抽吸水流，对周围土体的扰动小污染弱。
50.本发明能够对海床土体进行高强度、高效地机械切削；切削碎料在对旋绞笼的周期旋转作用下，逐步向绞笼内部汇集，同时在绞笼顶部吸力作用下被抽吸管输送、传输、排放在沟槽周围，最终实现了海床沟槽的机械大强度切削与高效水力抽吸相结合，能够对海床进行高效、精准开沟。
51.另外，通过调整对旋绞笼与海床面的夹角，可以实现不同深度的沟槽开挖；通过调整文丘里管的抽吸速度可以实现不同浓度泥浆的抽吸。
52.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述高效高强射流抽吸式组合绞刀包括：滑靴，所述滑靴抵接于海床上；固定座，所述固定座连接于所述滑靴上；液压推拉杆，所述液压推拉杆的一端连接于所述滑靴上，所述液压推拉杆的另一端连接于所述固定座的内侧处；射流抽吸组件，所述射流抽吸组件包括：固定框，所述固定框通过铰接轴连接于所述固定座上；抽泥口，所述抽泥口通过连接管连接于所述固定框上；抽泥管，所述抽泥管与所述抽泥口相连通连接；排泥管，所述排泥管与所述抽泥管相连通连接，所述抽泥管设置于海床的上侧处；以及射流泵，所述射流泵通过文丘里管与所述排泥管相连通连接，所述射流泵连接于所述固定框上。2.根据权利要求1所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述滑靴设置为两个，所述射流抽吸组件设置于两个所述滑靴之间。3.根据权利要求2所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述抽泥管、所述排泥管、所述文丘里管和所述射流泵分别设置为两个。4.根据权利要求3所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述抽泥口通过第一弯管与一个所述抽泥管相连通连接，所述抽泥口通过第二弯管与另一个所述抽泥管相连通连接。5.根据权利要求4所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述滑靴的一侧设置有高压射流管，所述高压射流管上设置有多个喷嘴，所述高压射流管与所述射流泵相连通连接。6.根据权利要求1-5任一项所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述高效高强射流抽吸式组合绞刀还包括铰刀组件，所述铰刀组件包括：防水电机，所述防水电机连接于所述固定框上；齿轮箱，所述防水电机的输出轴与所述齿轮箱相啮合设置；以及对旋绞笼，所述对旋绞笼与所述齿轮箱的输出端相啮合设置，所述对旋绞笼包括绞笼部，所述绞笼部设置为两个。7.根据权利要求6所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述齿轮箱包括：第一输入锥齿轮，所述第一输入锥齿轮与所述防水电机的输出轴相连接；中间轴，所述中间轴上设置有第一中间锥齿轮，所述中间轴上靠近所述第一中间锥齿轮的一端设置有第二中间锥齿轮，所述中间轴上远离所述第一中间锥齿轮的一端设置有第三中间锥齿轮；第一输出锥齿轮，所述第一输出锥齿轮与所述第三中间锥齿轮相啮合设置，所述第一输出锥齿轮的输出端与一个所述绞笼部相连接；以及第二输出锥齿轮，所述第二输出锥齿轮与所述第二中间锥齿轮相啮合设置，所述第二输出锥齿轮的输出端与另一个所述绞笼部相连接。
8.根据权利要求7所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述绞笼部包括：绞笼旋转轴，所述绞笼旋转轴与所述第一输出锥齿轮或所述第二输出锥齿轮相连接；支撑板，所述导泥板沿着所述绞笼旋转轴的周向设置；以及导泥板，所述导泥板沿着所述支撑板设置，所述导泥板的一侧设置有刀臂，所述刀臂上设置有多个铰刀。9.根据权利要求5所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述高效高强射流抽吸式组合绞刀还包括支撑座，所述支撑座设置于所述滑靴上的所述固定座的一侧处，所述高压射流管通过折弯管连接于所述支撑座上。10.根据权利要求1所述的高效高强射流抽吸式组合绞刀，其特征在于：所述射流泵通过第三弯管与所述文丘里管相连通连接。

技术总结
本发明公开了高效高强射流抽吸式组合绞刀，它包括滑靴、固定座、液压推拉杆；射流抽吸组件，所述射流抽吸组件包括：固定框，所述固定框通过铰接轴连接于所述固定座上；抽泥口，所述抽泥口通过连接管连接于所述固定框上，所述抽吸口伸入海床的沟槽内；抽泥管，所述抽泥管与所述抽泥口相连通连接；排泥管，所述排泥管与所述抽泥管相连通连接，所述抽泥管设置于海床的上侧处；以及射流泵，所述射流泵通过文丘里管与所述排泥管相连通连接，所述射流泵连接于所述固定框上。如上设置，在液压推拉杆的作用下，射流抽吸组件在固定框的带动下，伸入海床的沟槽内，使得射流抽吸组件的调节范围增加，以适应不同土质的海床开沟。以适应不同土质的海床开沟。以适应不同土质的海床开沟。


技术研发人员：张其一 李华军
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/12