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声脉冲分离器以及具有该声脉冲分离器的清淤系统

阅读:283发布:2022-04-17

专利汇可以提供声脉冲分离器以及具有该声脉冲分离器的清淤系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种声脉冲分离器。该分离器包括脉冲 流体 发生器和具有分离结构的容器。在该容器上设有上部引入口和上部排出口,它们在竖直方向上位于该分离结构的上方。在容器上设有下部引入口和下部 开关 排出口,它们在竖直方向上位于该分离结构的下方。该下部引入口被设置成,使该声脉冲流体向上冲进该分离结构中,从而使得混合物中较轻的物质向上脉动而通过该上部出口排出容器,并使混合物中相对较重的物质在重 力 的作用下通过该结构下落,以便通过下部出口排出容器。因此,该声脉冲分离器可有效地将混合物中具有不同 密度 的物质进行分离。此外,本实用新型还涉及一种具有这种分离器的清淤系统。,下面是声脉冲分离器以及具有该声脉冲分离器的清淤系统专利的具体信息内容。

1、一种声脉冲分离器,其特征在于,它包括:脉冲流体发生器,用于提供声脉冲流体;和容器,其中具有分离结构;上部引入口,其设置在所述容器上,并在竖直方向上位于所述分离结构的上方,所述上部引入口用于将待分离的混合物接收到所述容器中;上部排出口,其设置在所述容器上,并在所述竖直方向上位于所述分离结构的上方;下部引入口,其设置在所述容器上,并在所述竖直方向上位于所述分离结构的下方,所述下部引入口用于将所述声脉冲流体接收到所述容器中;和下部开关排出口,其设置在所述容器上,并在所述竖直方向上位于所述分离结构的下方;其中,所述下部引入口被设置成,使所述声脉冲流体通过所述下部引入口被向上引导,冲进所述分离结构中,从而使得接收在所述容器中的所述混合物中相对较轻的物质向上脉动而通过所述上部排出口排出所述容器,并使所述混合物中相对较重的物质在重的作用下下落通过所述分离结构,以便通过所述下部开关排出口排出所述容器。
2、 如权利要求1所述的分离器,其特征在于,所述分离结构包括至 少一板,所述至少一块板平行且间隔安装在所述容器中,并与所述竖 直方向大致垂直,在所述至少一块板的每块板中设有多个穿孔。
3、 如权利要求2所述的分离器,其特征在于,所述至少一块板的每 块板的所述穿孔位于多个圓环上,所述多个圆环具有共同的圆心,并在 该板的所述圓心和边缘之间大致均勻设置,每个圆环上的所述穿孔围绕 所述共同的圆心均匀设置。
4、 如权利要求3所述的分离器,其特征在于,所述分离结构包括至 少两块这样的板, 一块板的每个圆环上的各穿孔被构造成,相对于相应 的圆环切线倾斜第一锐,以形成第一倾斜流向;与这样一块板相邻的 板的每个圓环上的各穿孔被构造成,相对于相应的圓环切线倾斜第二锐 角,以形成与所述第一倾斜流向反向的第二倾斜流向。
5、 如权利要求4所述的分离器,其特征在于,所有板的所述穿孔沿着所述竖直方向分别对齐设置。
6、 如权利要求1到5中的任一项所述的分离器,其特征在于,所述 下部开关排出口被构造成,在其内设置有压力,用于周期性地打开所 述下部开关排出口。
7、 如权利要求1到5中的任一项所述的分离器,其特征在于,所述 上部引入口在所述竖直方向上位于所述上部排出口的下方。
8、 如权利要求1到5中的任一项所述的分离器,其特征在于,所述容器具有圓筒形部分、上部锥形部分和下部倒置的锥形部分,所述圓筒形部分用于可拆卸地安装所述分离结构,所述上部锥形部分和下部倒置 的锥形部分分别从所述圓筒形部分的上端及下端同轴延伸出,其中,所述上部引入口被设置在所述上部锥形部分的顶壁上,所述上部排出口设 在所述上部锥形部分的侧壁上,并且所述下部开关排出口i殳在所述下部 倒置的锥形部分的底部。
9、 如权利要求1到5中的任一项所述的分离器,其特征在于,所述脉沖流体发生器包括用于产生脉冲气体的发生装置、用于提供流体的供应装置和与所述下部引入口连通的腔室,其中所述腔室被构造成,使所 述脉沖气体与所述流体在所述腔室中混合,以形成所述声脉沖流体,所述声脉沖流体用于通过所述下部引入口被引入到所述容器中。
10、 如权利要求9所述的分离器,其特征在于,所述发生装置包括 用于提供压缩气体的气体压缩机、输送通道、驱动装置以及用于在其中 接收所述压缩气体的旋转桶,其中所述桶具有圆筒形的壁,所述壁^^皮所 述驱动装置所驱动,以围绕所述圆筒形的壁的轴旋转,在所述圓筒形壁 上,围绕所述轴均匀且间隔限定了多个气孔,所述输送通道被设置成与 所述圓筒形壁相配合,从而将从所述气孔的至少一个中逸出的压缩气体 输送到所述腔室中。
11、 一种清淤系统,包括: 升降装置,其具有移动臂; 传送管道,其设置在该移动臂上; 动力系统,其用于产生高压流体;输送管道,其与所述动力系统相连,用于输送所述高压流体; 清淤头,其连接到用于移动所述清淤头的所述升降装置的移动臂的 下端,并与所述输送管道的端部以及所述传送管道的端部相连,所述输 送管道用于接收来自所述动力系统的所述高压流体,所述传送管道用于 将所述清淤头清出的混合物排出;和声脉冲分离器,其与所述传送管道的另一端相连; 其特征在于,所述声脉冲分离器包括: 声脉冲流体发生器,用于提供声脉沖流体;和 容器,其中具有分离结构;上部引入口,其设置在所述容器上,并在竖直方向上位于所述分离 结构的上方,所述上部引入口用于将待分离的混合物接收到所述容器 中;上部排出口,其设置在所述容器上,并在所述竖直方向上位于所述 分离结构的上方;下部引入口,其设置在所述容器上,并在所述竖直方向上位于所述 分离结构的下方,所述下部引入口用于将所述声脉冲流体接收到所述容 器中;和下部开关排出口,其设置在所述容器上,并在所述竖直方向上位于 所述分离结构的下方;其中,所述下部引入口^Li殳置成, -使得所述声脉冲流体通过所述下 部引入口被向上引导,冲进所述分离结构中,从而使得接收在所述容器 中的所述混合物中相对较轻的物质向上脉动而通过所述上部排出口排 出所述容器,并使得所述混合物中相对较重的物质在重力的作用下下落 通过所述分离结构,从而通过所述下部开关排出口排出所述容器。
12、 如权利要求11所述的系统,其特征在于,所述分离结构包括至 少一块板,所述至少一块板平行且间隔安装在所述容器中,并相对于所 述竖直方向大致垂直,在所述至少一块板的每块板中设成有多个穿孔。
13、 如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述至少一块板的每 块板的各穿孔位于多个圓环上,所述多个圆环具有共同的圆心,并从所 述板的圓心到边缘大致均勻设置,每个圓环上的各穿孔围绕所述共同的 圆心均匀设置。
14、 如权利要求13所述的系统,其特征在于,所述分离结构包括至 少两块这样的板, 一块板上的每个圆环上的各孔被构造成,相对于相应 的圆环切线倾斜第一锐角,以形成第一倾斜流向;与这样的一块板相邻 的板的每个圆环上的各穿孔被构造成,相对于相应的圓环切线倾斜第二 锐角,以形成与第一倾斜流向反向的第二倾斜流向。
15、 如权利要求14所述的系统,其特征在于,所有的所述板的穿孔 沿着所述竖直方向分别对齐设置。
16、 如权利要求11到15中的任一项所述的系统,其特征在于,所 述下部开关排出口被构造成,在其内设置有压力阀,用于周期性地打开 所述下部开关排出口。
17、如权利要求11到15中的任一项所述的系统,其特征在于,所述 上部引入口在所述竖直方向上位于所述上部排出口的下方。
18、 如4又利要求11到15中的4壬一项所述的分离器,其特征在于, 所述容器具有圆筒形部分、上部锥形部分和下部倒置的锥形部分,所述 圓筒形部分用于设置所述分离结构,所述上部锥形部分和下部倒置的锥 形部分分别从所述圓筒形部分的上端和下端同轴延伸,其中,所述上部 引入口设在所述上部锥形部分的顶壁上,所述上部排出口设在所述上部 锥形部分的侧壁上,并且所述下部开关排出口设在所述下部倒置的锥形 部分的底部。
19、 如权利要求11到15中的任一项所述的系统,其特征在于,所 述声脉冲流体发生器包括用于产生脉冲气体的发生装置,用于提供流体 的供应装置,以及与所述下部引入口连通的腔室,其中,所述腔室被构 造成,使所述脉冲气体与所述流体在所述腔室中混合,以形成所述声脉 冲流体,所述声脉冲流体用于通过所述下部引入口被引入到所述容器中。
20、 如权利要求19所述的系统,其特征在于,所述发生装置包括用 于提供压缩气体的气体压缩机,输送通道,驱动装置以及用于在其中接 收所述压缩气体的旋转桶,其中所述桶具有圆筒形的壁,所述圆筒形的 壁由所述驱动装置驱动,以便可以围绕所述圆筒形壁的轴旋转,在所述 圆筒形壁上,围绕所述轴均匀而间隔地限定了多个气孔,所述输送通道 被设置成与所述圆筒形壁配合,从而将从所述气孔中的至少一个中逸出 的压缩气体输送到所述腔室中。
21、 如权利要求11所述的系统,其特征在于,所述清淤头包括: 限定了清淤通道的主体,所述清淤通道包括吸入腔室、减速增压腔室和高速降压腔室,所述高速降压腔室设置在所述吸入腔室和所述减速 增压腔室之间,所述减速增压腔室具有与所述传送管道的所述端部相连 的出口;和具有入口和出口的高压流体管道;其中所述高压流体管道的入口与用于引入所述高压流体的输送管道 的所述端部相连,所述高压流体管道的所述出口设置在所述清淤通道的 内部,以便将所述高压流体喷射到所述清淤通道中,用于在所述清淤通 道中形成负压,以便将待清出的物质吸入到所述清淤通道中,并用于将 所述物质从所述传送通道的另 一端压出。
22、 如权利要求21所述的系统,其特征在于,所述主体包括下部、第一中间部分和上部,所述吸入腔室、所述高速降压腔室和所述减速增 压腔室分别限定在所述下部、所述第一中间部分和所述上部中,并且所 述第 一 中间部分与所述上部可拆卸地相连。
23、 如权利要求22所述的系统,其特征在于,所述第一中间部分具 有下部和上部,所述第 一 中间部分的下部/人所述主体的下部上整体延伸, 并且所述第一中间部分的上部具有下端和上端,该下端可拆卸地安装到 所述主体的下部上,该上端与所述主体的上部可拆卸地相连。
24、 如权利要求22所述的系统,其特征在于,它还包括第二中间部 分,所述第二中间部分可拆卸地设置在所述主体的上部和所述第一中间 部分之间,并在所述第二中间部分中限定了通道,该通道与所述高速降 压腔室以及所述减速增压腔室连通。
25、 如权利要求24所述的系统,其特征在于,所述主体的下部、所 述第一和第二中间部分以及所述主体的上部被设置成具有共同的中央轴 线,该中央轴线为所述清淤通道的中心线。
26、 如权利要求21到25中的任一项所述的系统,其特征在于,所 述管道的所述出口具有锥形的结构,所述结构大致设置在所述吸入腔室 的出口的中心处的内部。
27、 如权利要求21到25中的任一项所述的系统,其特征在于,所 述高速降压腔室具有大致呈锥形的形状,其直径从其入口处到其出口处 大致逐渐缩小,其中,该入口与所述吸入腔室相连,该出口与所述减速 增压腔室相连。
28、 如权利要求21到25中的任一项所述的系统,其特征在于,所述减速增压腔室具有大致呈锥形的形状,其直径从其入口处到其出口处 大致逐渐增加,其中,该入口与所述高速降压腔室连通。
29、 如权利要求22到25中的一项所述的系统,其特征在于,在所 述主体的下部的外表面周围均匀设置有至少一个喷嘴,该喷嘴的出口设 置在所述吸入腔室的底部附近,并向下设置,所述至少一个喷嘴与所述 高压流体管道通过阀相连。
30、 如权利要求24到25中的任一项所述的系统,其特征在于,所 述第二中间部分在内表面上形成有一层硬质耐磨的物质。
31、 如权利要求24到25中的任一项所述的系统,其特征在于,所 述第二中间部分为圆柱体形,沿着所述第二中间部分,在该部分的外表 面上均匀而整体地i殳有至少 一个加强杆。
32、 如权利要求22到25中的任一项所述的系统,其特征在于,它 还包括至少一个过滤杆,这些过滤杆大致在所述吸入腔室的入口处,交 叉设置在所述主体的下部上。
33、 如权利要求21到25中的任一项所述的系统,其特征在于,所 述清淤通道还包括直线型的通道,该直线型通道>^人所述减速增压腔室的 出口处笔直地向上延伸,该直线型通道的直径与所述减速增压腔室的出 口处的直径相同。
34、 如权利要求11到15中的一项所述的系统,其特征在于,它还 包括收集系统,该收集系统用于收集所述混合物中通过所述下部开关排 出口的所述相对重的物质。
35、如权利要求11到15中的任一项所述的泉统,其特征在于,它 还包括浮动的底座,该底座用于安装所述升降装置、所述动力系统以及 所述声脉冲分离器。

说明书全文

声脉冲分离器以及具有该声 脉冲分离器的清淤系统

技术领域

本实用新型涉及一种声脉冲分离器,特别涉及这样一种声脉冲分离器, 它用于分离具有不同密度的物质的流体混合物。此外,本实用新型还涉及一 种具有这种声脉沖分离器的清淤系统。

背景技术

现在,清淤装置主要用于清除位于各种大型域,例如河、湖、以及池 塘等底部中的污染的淤泥、砂子、固体石等。通常,以较大规模操作清淤 装置进行海上清淤作业。由于清淤操作的规模较大,通常需要船舶、较大型 的或柴油机。在操作中,这种结合了船舶及较大型的泵或柴油机的清淤装
置易于在清淤区域附近产生破坏,且不适于在敏感水域,例如可饮用水域中 进行环保的清淤操作。
同样,对于较大规模的海上清'淤作业而言,这种需要船舶及较大型的泵 或柴油机的清淤装置,通常具有相对庞大的重量及复杂的结构。因此,相对 难于迁移它们,并难于对它们进行组装/拆卸。
此外,这种清淤装置通常简单地将位于水域底部的待清出的物质清出。 而后,将这些清出的物质传送到预定的地方,从而完成清於操作。但是,通 常并不提供装置将清淤装置清出的物质进行分离或归类。实际上,当清出的 物质中混合有某些有价值的物质,当某些清出的物质可被重复利用,或者当 清出的物质需要进行分离,以便进行分类环保处理等的情况下,这种分离操 作是非常有用的且是必要的。
考虑到上述情况,提供一种用于清淤装置的声脉沖分离器来克服上述缺 点成为目前有待解决的技术课题。
实用新型内容
本实用新型的目的是,提供一种声脉沖分离器,该声脉沖分离器用 于有效地将混合物中具有不同密度的物质进行分离,特别是将从清淤水 域中清出的流体混合物进行分离。
本实用新型的另一目的是,提供一种具有上述声脉冲分离器的清淤 系统。
为了实现上述目的,本实用新型提供了一种声脉沖分离器。该分离 器包括用于提供声脉冲流体的脉冲流体发生器。此外,该分离器包括其 中具有分离结构的容器。该容器上设有上部引入口,该上部引入口在竖 直方向上位于该分离结构的上方,并用于将待分离的混合物接收到该容 器中。容器上设有上部排出口,该上部排出口在该竖直方向上位于分离 结构的上方。容器上设有下部引入口,该下部引入口在该竖直方向上位 于分离结构的下方,并用于将声脉沖流体接收到该容器中。容器上设有 下部开关排出口 ,该下部开关排出口在该竖直方向上位于分离结构的下 方。该下部引入口被设置成,使声脉沖流体通过该下部引入口被向上引 导,冲进分离结构中,从而使得接收在容器中的混合物中相对较轻的物 质向上脉动而通过该上部排出口排出该容器,并使该混合物中相对较重 的物质在重的作用下下落通过该分离结构,以便通过该下部开关排出 口排出容器。
本实用新型还提供了一种具有上述声脉冲分离器的清淤系统。该清 淤系统包括具有移动臂的升降装置、设置在该移动臂上的传送管道、用 于产生高压流体的动力系统、与用于输送高压流体的该动力系统相连的 输送管道。该清淤系统还包括清淤头,该清淤头连4妄到用于移动该清淤 头的升降装置的移动臂的下端。该清淤头与输送管道的端部以及传送管 道的端部相连,该输送管道用于接收来自动力系统的高压流体,该传送 管道用于将清淤头清出的混合物排出。此外,该清淤系统包括声脉沖分 离器,该声脉冲分离器与该传送通道的另一端相连。
该清淤系统的声脉冲分离器包括用于提供声脉冲流体的声脉沖流体 发生器,以及其中具有分离结构的容器。在该容器上设有上部引入口 , 该上部引入口在竖直方向上位于该分离结构的上方,并用于将来自传送
管道的混合物接收到该容器中。在容器上设有上部排出口,该上部排出 口在该竖直方向上位于分离结构的上方。容器上设有下部引入口,该下 部引入口在该竖直方向上位于分离结构的下方,并用于将声脉冲流体接 收到该容器中。容器上设有下部开关排出口 ,该下部开关排出口在该竖 直方向上位于分离结构的下方。该下部引入口被设置成,使声脉冲流体 通过该下部引入口被向上引导,冲进分离结构中,从而使得接收在容器 中的混合物中相对较轻的物质通过上部排出口向上脉动而通过该上部排 出口排出该容器,并使该混合物中相对较重的物质在重力的作用下下落 通过该分离结构,以便通过该下部开关排出口排出容器。
现有技术相比,本实用新型提供了一种新型的声脉沖分离器。该 分离器包括用于提供声脉沖流体的脉冲流体发生器,和其中具有分离结 构的容器。当将混合物引入到该容器的分离结构中时,该声脉沖流体被 向上引导,沖进分离结构中,从而使得接收在容器中的混合物中相对较 轻的物质通过上部排出口向上脉动而通过该上部排出口排出容器,并使 得混合物中相对较重的物质在重力的作用下下落通过该分离结构,从而 通过该下部开关排出口排出该容器。结果,该混合物被分离成两类,即 相对较轻的物质和相对较重的物质。根据本实用新型的声脉沖分离器可 用于有效地将混合物分离成两类,尤其是对从清淤水域清出的流体混合 物进行分离。
与现有技术相比,由于具有以上同样的声脉冲分离器,该清淤系统 同样可具有上述优点。
附图说明
图l是一种清淤系统的示意图,该系统具有根据本实用新型的实施例的声脉沖分离器;
图2是图1所示清淤系统的清淤头的立体图;
图3是图1所示清淤系统的清淤头从另一个方向看去的立体图;
图4是图2所示清淤头的仰视图;
图5是沿图4中的线A-A得到的截面示意图;
图6是图1所示清淤系统的声脉冲分离器的示意图;
图7是图6所示分离器的容器的截面示意图;
图8是图7所示容器的一块板的俯视图;
图9是沿着图8中的线B-B得到的截面示意图;
图10是才艮据本实用新型的第二实施例的另 一种清淤头的示意图。

具体实施方式

根据本实用新型的清淤系统主要用于在各种水域,例如海、湖等中 进行清淤操作,特别是在敏感水域,例如水库、可饮用水域中进行这种 清淤操作。
根据本实用新型的实施例,该清淤系统包括具有主体的清淤头。在 该主体中限定了清淤通道,该通道用于吸取并排出待清出的物质,例如 砂子、瓦片、固体石块等。
该清淤通道包括吸入腔室、减速增压腔室和设置在吸入腔室和减速 增压腔室之间的高速降压腔室。此外,该清淤头包括用于引入高压流体, 例如水、废水和其它适当流体的管道。
该管道的出口设置在清淤通道内部,以便将高压流体喷射到清淤通 道中。由于该清淤通道的这种结构,流体的压力在高速降压腔室内逐渐 降低,这导致在该腔室中产生高度真空负压。这个高度真空或负压产 生力来吸取待清出的物质。而后,所吸取的物质与喷射的流体混合形成 混合物。
当该混合物流到减速增压腔室中时,该混合物的速度将降低,其压 力将增大。混合物增大的压力会将该混合物从清淤通道中压出,并通过 管道压到预定的收集处,例如声脉冲分离器中。由于该清淤头用于在清 淤操作中吸取物质,并将它们压出,因此,并不会对清淤水域的周围环 境产生破坏性的影响。
因此,根据本实用新型的实施例的清淤头不仅可用于清淤操作,而 且可用于有效地防止清淤水域周围的环境遭到破坏。
当将混合物从该清淤头中排出时,设有根据本实用新型实施例的清 淤系统的声脉沖分离器,以用于分离操作。
在这些实施例中,该声脉沖分离器包括容器和用于提供声脉沖流体
的声脉冲流体发生器。
容器中设有用于分离混合物的分离结构。容器上设有上部引入口 , 它在竖直方向上位于分离结构的上方,从而接收来自清淤头并进入到容 器中的混合物。
容器上设有上部排出口,它在竖直方向上位于分离结构的上方,从 而在分离操作的过程中,将混合物中相对较轻的物质排出。
容器上设有下部引入口,它在竖直方向上位于分离结构的下方,用 于将声脉冲流体引入容器中。
容器上设有下部开关排出口 ,它在竖直方向上位于分离结构的下方, 用于在分离操作的过程中,将混合物中相对较重的物质排出。
在分离操作中,混合物通过上部引入口被引入到容器中。同时,声 脉冲流体发生器用于提供声脉沖流体。该声脉冲流体通过下部引入口引
入到容器中,并向上冲到分离结构中。
由于混合物通常包括具有不同密度的物质,例如,比重为2.4千克/ 立方米的石英;少,比重为1.0千克/立方米的水,以及比重为1.2到1.6千 克/立方米的细砂、。
声脉沖流体的频率可由脉沖流体发生器控制,直到声脉冲流体可将 所述混合物中相对较轻的物质(例如水和细妙、)脉动而通过上部排出口 排出该容器。同时,声脉冲流体还能够使所述混合物中相对较重的物质 (例如石英砂)在重力的作用下落下并穿过分离结构,以便通过下部开 关排出口排出容器。
由此,根据本实用新型的实施例的声脉沖分离器可有效地将混合物 分成两类。结果,所分离的石英砂可被再利用,并且所分离的水和细砂 可#皮送回到清淤水域中。
应该了解到,分离操作可出于其它有利的目的加以利用,例如从清 出的混合物中回收有价值的物质,针对混合物中废弃物质的不同密度进 行分类环保处理等。
现在,将结合附图对于根据本实用新型的实施例的具有清淤头和声 脉冲分离器的清淤系统进行示意性地详细说明。
参照图1,该图示意性地示出了根据本实用新型的实施例的清淤系统
100。该清淤系统100包括浮动的底座10、升降装置20、传送管道30、 清淤头40、声脉冲分离器50、收集系统60以及动力系统70。其中,该 升降装置20安装在该浮动底座10上,该传送管道30设置在该升降装置 20的移动臂21上,该清淤头40连接在该移动臂21的下端211上,并与 该管道30的一端31连通,该声脉沖分离器50与该管道30的另一端32 接合,该收集系统60与该声脉冲分离器50协作,该动力系统70设置在 该浮动的底座10上,并通过输送管道71与清淤头40相连。
在该实施例中,该浮动的基座IO可以是普通的船舶或以首尾相连的 方式可拆卸地连接的多个浮动的壳体。该浮动的基座IO用于固定或接收 其它元件或材料,以有利于进行海上清淤操作。应该了解到,当清淤区 域靠近岸边、陆地或其它适当的支承结构时,浮动的基座10可/人系统100 中省略掉。
升降装置20可以是具有移动臂的起重机,该移动臂用于支承传送管 道30,并移动清淤头40。当然,本领域技术人员将会明白,出于此目的, 具有上述移动功能的其它装置也可以应用于此。
动力系统70可以是用于将高压流体通过输送管道71输送到清淤头 40的泵系统,该高压流体是例如水、废水等。应该了解到,具有此种功 能的其它装置可以应用于此作为动力系统70。
才艮据本实用新型的实施例的清淤头40安装在移动臂21的下端211 上,有助于将清淤头40放置到待清淤的预定水域中。传送管道30与清 淤头40相连,用于将清出的物质输送到声脉冲分离器50或者其它预定 位置中。此外,清淤头40与动力系统70相连,用于通过管道71引入高 压流体。
现在参照图2-5,在该实施例中,清淤头40包括主体41。在该主体 41中限定了清淤通道411,该清淤通道411与传送管道30的下端31连通, 用于吸取并排出待清出的物质,例如砂子、瓦片、固体石块等。
在实施例中,清淤通道包括吸入腔室4112、减速增压腔室4115,以 及设置在吸入腔室4112和减速增压腔室4115之间的高速降压腔室4113。
此外,清淤头40包括与管道71的下端相连的管道42,用于^v动力 系统70引入高压流体,例如水,废水或其它适当的流体。
管道42的出口 421设置在清淤通道411的内部,以^更将高压流体喷 射到清淤通道411中。
在对于预定区域、例如位于可饮用水域底部的污染水域进行清淤作 业时,升降装置20的移动臂21受控移动,从而将清淤头40放置在该预 定区域中。优选地,当清淤头40位于该区域的附近时,它受到移动臂21 的控制,笔直地安放到该预定区域中,从而避免破坏该区域周围的环境。
当清淤头40被放置到该区域中时,动力系统70一皮驱动,产生高压 流体,例如水或海水,并将它通过输送管道71输送到管道42中。
一旦高压水向上喷射到清淤通道411中,高速降压腔室4113首先接 收到该高压水。此外,腔室4113一皮构造成,大致保持水的高速流动,并 形成水涡流,从而使得水压逐渐降低,并于该腔室4113中形成高度真空 或负压。这个高度真空或负压在腔室4113中形成力,以便将清淤区域中 待清出的物质,例如砂子、小石块、淤泥等吸到吸入腔室4112中。
当所清出的物质被吸入到腔室4113中时,它们将与高压水混合,由 于涡流水的存在,其混和物受迫处于涡流运动中。
一旦混合物流入到减速增压腔室4115中,该混合物的流速就降低, 但压力会增加。增加的压力受到动力系统70的控制,以使得该压力可以 将混合物通过管道30压入到声脉冲分离器50或其它预定位置中。
在实施例中,主体41被构造成大致呈具有中央轴线L的圓柱体形。 为了简化主体41的结构,并避免高压水的能量损失,共同的中央轴线L ^^i殳置成清淤通道411的中心线。
主体41包4舌下部412、上部415和i殳置在下部412和上部415之间 的第一中间部分413。清淤通道411的腔室4112、腔室4113和腔室4115 分别限定在下部412、第一中间部分413和上部415中。
下部412具有圓柱体形的构造,以使得腔室4112是直线型的,并简 化了该腔室4112的结构。为了有助于清淤操作,腔室4112的直径大于腔 室4113和4115的直径。
此外,为了避免因吸取了大的石块而导致内部阻塞, 一个或多个过 滤杆43在吸入腔室4112的入口处,交叉设置在下部412上,以允许吸 入具有预定尺寸的、例如250mm以下的石块或固体。在该实施例中,过
滤杆43为两端带有螺紋的杆形。在下部412的侧面中限定了一对与过滤 牙干43的两端相对应的开口。该过滤4干43的两端通过相应的开口插入下 部412的侧面中,并与螺母相连,/人而将过滤杆43固定到下部412上。
在下部412的侧面中限定了孔,用于插入管道42,并将该管道42固 定在下部412上。为了增加高压水的流速,并获得更好的水涡流,管道 42的出口 421 ^皮构造成锥形的结构,并大致i殳置在吸入腔室4112的出口 处的内部。优选地,出口 421的中心线^皮设置成与清淤通道411的中心 线重叠,从而具有更好的效果。为了有助于安装管道,并定位出口421, 管道42具有U形的结构。此外,为了提高来自管道71的流体的流速, 管道42的入口 422 ^皮构造成倒置锥形的形状,以致该管道42的本体及 其出口 421的直径小于管道71的直径。
第一中间部分413被构造成锥形的形状,从而使得腔室4113的直径 /人其下部入口到其上部出口大致逐渐缩小。由于第一中间部分413的这
种结构,保持水的高速流动,并降低水压,以便在其中形成高度真空或 负压是可行的。
在该实施例中,第一中间部分413具有下部锥形部分413A和上部4舞 形部分413B,该下部锥形部分413A/人主体41的下部412整体向上延伸, 该上部锥形部分413B具有可拆卸地固定在下部413A上的下端和与主体 41的上部415可拆卸地相连的上端。由于这种结构, -使得部分413A/413B 易于进行组装或拆卸。
主体41的上部415具有倒置的锥形形状,以使得腔室4115的直径 /人其下部入口处到其上部出口处大致逐渐增大。该主体41的上部415的
这种结构可以降^f氐混合物的流速,并增大混合物的压力,以〗更有助于将 这些混合物/人清淤通道411中压出。
圆柱体形部分416乂人主体41的上部415的顶端整体向上延伸,以形 成混合物的最终出口。该圆柱体形部分416被构造成具有直线型的通道 4116,该直线型通道4116作为清淤通道411的出口部分,以致通过流体 在主体41的上部415中增加的压力所得到的动量增加,并且尽可能保持 该能量,从而有助于将混和物压出通道411。
在主体41的上部415和圆柱体形部分416的表面上i殳置一对支架 4151、 4161,以有利于将清淤头40连接到移动臂21的下端211上。
应该了解到,根据实际的使用情况,主体41的下部412、第一中间 部分413和上部415的结构是可改变或可变化的。例如,下部412可具 有锥形结构,以得到更大的吸入口,用于更好地吸取待清出的物质。
由于从腔室4113流入的混合物处于具有高流速的涡流运动中,因此 易于冲击并磨损清淤头40的内表面。在主体41的上部415和第一中间 部分413之间设有第二中间部分414,该第二中间部分414具有与腔室 4113和腔室4115连通的直线型的通道4114。为了改善耐磨特性,在该第 二中间部分414的内表面4141上涂-f隻有一层耐磨物质,例如合金,石更质 镍等。此外,为了抵抗混合物的冲击,在该第二中间部分414的外表面 上轴向 一体地设有多个强化杆4142 ,以强化该第二中间部分414 。
在本实施例中,该第二中间部分414为圓柱体形。然而,应该了解 到,该第二中间部分414的结构是可改变的或可变化的。例如,该第二 中间部分414可为锥形或倒置的^^偉形。
为了有利于组装或拆卸清淤头40,主体41的下部412和第一中间部 分413的下部413A之间的完整结合体与第一中间部分413的上部413B 可拆卸地相连。
在本实施例中,凸出的法兰盘4131形成于第一中间部分413的下部 413A顶端的外表面上,并在其中限定了多个贯穿孔4132。相应地,配套 法兰盘4133形成于第一中间部分413的上部413B底部的外表面上,并 在其中具有多个配套的贯穿孔4134。在组装第一中间部分413的下部 413A和上部413B时,将螺栓(未示出)穿过其下部413A的相应贯穿孔 4132及其上部413B的配套贯穿孔4134,并利用螺母(未示出)连接, 从而将第一中间部分413的下部413A和上部413B可拆卸地相连。
上述连接方法可用于实现第一中间部分413的上部413B和第二中间 部分414之间、主体41的第二中间部分414和上部415之间、管道42 和管道71之间、以及部分416和管道30之间的连接。由于这些连接是 通过螺栓与螺母的配合而实现的,因此,它们可易于拆装的。
这些元件之间相对容易的组装和拆卸对于运输、装卸并操作系统100 来说是极其有利的。此外,为了改善待清出的物质用于有效清淤操作的流体化作用,而 不会对于清淤区域周围的环境产生广泛的破坏并使其污浊,在主体41的
下部412的外表面周围均匀设置至少一个喷嘴44。这些喷嘴44与管道 42相连,用于引入高压流体。为了更好地控制流体化作用的质量,在喷 嘴44和管道42之间设置45。此外,为了实现更好的流体化作用, 喷嘴44的出口 441被向下设置,并设置在主体41的底部附近。在进朽-清淤操作前,可通过调节阀门45来控制从喷嘴44喷射出的流体的流速 和压力。在清淤操作时,来自喷嘴44的流体首先使待清出的物质处于最 佳的流体化状态,^v而有助于将这些物质吸入腔室4112中。
当需要将通过清淤头40从清淤区域中清出的混合物或物质进行分离 时,相应地设置声脉冲分离器50。
参照图6-9,在该实施例中,声脉冲分离器50包括用于提供声脉沖 流体的声脉沖流体发生器。该发生器包括用于产生脉冲气体的发生装置 51,用于提供流体的供给装置52以及腔室53。其中该腔室53用于接收 脉沖气体以及流体,以形成声脉冲流体。
在该实施例中,发生装置51包括用于产生压缩气体、例如压缩空气 的压缩机511 (例如空气压缩机)。
该发生装置51还包括通过气体管道513与压缩机511相连的旋转桶 512。为了控制并检查管道513中的气压,在管道513中设置压力阀5141, 并将气压计5142设置成与管道513连通。
将压力阀515设置成与桶512相连通,以用于保持桶512中的气压。 该桶512被构造成具有圆筒形壁5121以及多个气孔5122,这些气孔5122 均匀且间隔地限定在该圓筒形壁5121上,并定位在圓周上。桶512设有 驱动轴5123,该驱动轴5123 乂人桶512的端部圓心笔直地延伸。从动4仑 516连接到驱动轴5123的末端。
发生装置51还包括具有驱动轴5171的驱动装置517,例如达。该 驱动轴5171的末端上设有主动轮518,用于通过传送带519与从动轮516 配合。
在发生装置51的工作中,向马达517供电,并驱动主动轮518旋转。 传送带519受到主动轮518的驱动,来驱动从动轮516围绕轴旋转,该
轴通过气孔5122所在圆的圓心延伸。由此,在位于桶512中的压缩气体 从气孔5122中逸出的同时,驱动气孔5122围绕该轴旋转。
当输送通道510被设置成具有用于收集仅从一个或多个气孔中逸出 的压缩气体时,在通道510中形成脉沖压缩气体。该冲压缩气体的频 率可通过调节马达的转速和/或主从动轮518、 516的直径的比率来控制。 该脉冲压缩气体的压力可通过阀门515、 5141和/或压缩机511来控制。 通过通道510将脉沖压缩气体引入到腔室53中。
在该实施例中,供给装置52包括流体存储器521,例如水容器,它 用于存储或供应流体源,例如海水、废水、漂洗水等。
将泵522设置成通过流体管道523与流体存储器521连通,以用于 将存储器521中的流体通过供给管道524泵入到腔室53中。为了控制并 检查管道524中的流体压力,在管道524中设置压力阀门525,并将水压 计或流体压力计526设置成与管道524连通。将转子流量计527设置在 管道524的中间,用于计算所用流体的流量。
在该实施例中,腔室53具有大致笔直的构造,在它的顶部或上部具 有第一气体入口 531,在它的下部具有流体入口 532,并在它的底部具有 脉冲流体出口 533。
在腔室53的操作中,压缩脉冲气体通过入口 531引入到腔室53中, 同时流体通过入口 532提供到腔室53中。结果,该压缩脉冲气体对在腔 室53中接收到的流体施加作用,从而形成声脉冲流体,并通过出口 533 将该声脉冲流体压入到容器54中。
在该实施例中,声脉冲分离器50还包括容器54。在容器54中设有 分离结构541,用于分离来自管道30的混合物。
将分离结构541构造成,将声脉冲流体直接向上引导,冲进该分离 结构541中,从而将所述混合物中相对较轻的物质(例如混合物中的水 和细砂)向上冲入到容器54中的上部位置中,并使所述混合物中的相对 较重的物质(例如混合物中的石英砂)在重力的作用下通过分离结构541 落入到容器54中的下部位置中。结果,所清出的混合物被分离成两类, 轻类(包括水和细砂)和重类(包括石英砂)。
容器54中设有上部引入口 542,它在竖直方向A上位于分离结构541
的上方,用于接收来自清淤头40并引入到容器54中的混合物。
容器54中设有上部排出口 543,它在竖直方向A上位于分离结构541 的上方,用于在分离操作的过程中,将混合物中较轻的物质排出。
容器54中设有下部引入口 544,它在竖直方向A上位于分离结构541 的下方,用于将声脉冲流体引入到容器54中。
容器54中设有下部开关排出口 545,它在竖直方向A上位于分离结 构541的下方,用于在分离操作的过程中,将混合物中较重的物质排出。
在分离操作中,混合物通过入口 542被引入到容器54中,并流入到 分离结构541中。同时,声脉冲流体通过入口 544被《1入到容器54中, 并直接向上冲进分离结构541中。
通常,所清出的混合物包括具有不同密度的物质。在该实施例中, 作为一个示例,该混合物包括相对4交轻的物质,例如水和细妙、,以及相 对较重的物质,例如石英砂。但是,应该了解到,该混合物可包括具有 不同密度的其它物质,而不应被限定到上述三种物质中。
如上所述,声脉冲流体的频率和压力受到发生器的控制,从而达到 这样的程度,即声脉冲流体向上冲进分离结构541中,以使得混合物中 较轻的物质(即,水和细砂)向上脉动而通过出口 543排出容器54,并 将混合物中较重的物质(即,石英^>、)在重力的作用下通过分离结构541 落下,以便通过出口 545排出容器54。
由此,根据本实用新型的实施例的声脉沖分离器50可有效地将混合 物分成两类。应该了解到,该分离操作可出于其它有利的目的加以使用, 例如,从所清出的混合物中回收有价值的物质,将混合物中具有不同密 度的废弃物质进行分类环保处理等。
在该实施例中,分离结构541包括多块板5410。这些板5410平行安 装在容器54中,并与竖直方向A大致垂直。每块板5410中设有多个穿 孔5411 ,用于混合物及声月永冲流体在其内的流动。穿孔5411的尺寸一皮构 造成,允许较重的物质穿过,从而将它们与较轻的物质分离开。
在分离操作过程中,混合物/人入口 542通过板5410的穿孔5411向 下流动。同时,声^o中流体^^皮向上引导,以通过穿孔5411沖出。因此, 声脉冲流体使混合物发生跳动。可以对声脉沖流体的频率及压力施加足
够的控制,例如每个脉冲在15到20mm的幅度,从而将相对较轻的物质, 即水和细砂向上脉动抬起。而后,可将向上抬起的物质通过出口 543排 出容器54。此外,声脉冲流体的频率和压力还可用于允许相对较重的物 质,即石英砂、在重力的作用下通过板5410的穿孔5411向下落,从而将 它们通过出口 545排出容器54。
优选地,这些板5410可在方向A上均匀地间隔布置在容器54中, 从而在结构541的内部允许混合物及声脉沖流体具有更为均匀的流动性, 并实现更好的分离效果。
为了获得更好的分离效果,每块板5410的穿孔5411被分别设置在 多个圓环或圆上。这些圓环一皮构造成具有共同的圓心,并/人4反5410的该 共同的圆心到其边缘大致均匀设置。同样,位于每个圆环上的穿孔5411 围绕这该共同的圓心均匀设置。利用这种构造,混合物可以均匀地通过 穿孔5411向下流动,并且声脉冲流体还可通过这些穿孔5411均匀地向上 流动,从而提高混合物及声脉沖流体均匀的横向分布。就是说,该混合 物可通过声脉冲流体均匀地脉动输送,从而获得更好的分离效果。
此外,在一块板5410的每个圆环上的各穿孔5411 ;故构造成,相对 于其相应的圓环切线倾斜第一锐a,从而形成第一倾斜流向。此外,与 这样的一块板5410相邻的板5410的每个圓环上的各穿孔541 l被构造成, 相对于其相应的圓环切线倾斜第二锐角,从而形成与第一倾斜流向反向 的第二倾斜流向。结果,混合物可通过穿孔5411,在偶数或奇数板5410 上顺时针旋转,并在奇数或偶数板5410上逆时针旋转,从而实现混合物 及声脉冲流体在容器54的整个横截面上更为均勻的分布。这种均匀分布 能够使声脉沖流体更为均匀地脉动输送混合物,以便获得更好的分离效 果。
一般情况下,某些相对重的物质在到达出口 545之前,会落下并落 在板5410上。上述倾斜流动有助于将落在板上的相对重的物质冲进穿孔 5411中。同样,落在板5410上的相对较重的物质还可被声脉冲流体提升, 从而容易通过穿孔5411下落,并到达出口 545。
为了改善通过穿孔5411的混合物及声脉冲流体的流动特性,将所有 板5410的穿孔5411在竖直方向A上分别对齐设置也是十分有利的。 优选地,下部开关排出口 545被构造成,在其内设有压力阀546,用 于周期性地打开下部开关排出口 545,从而通过该下部开关排出口 545将 分离出来的较重的物质排出。在分离操作的过程中,该下部开关排出口 545通过阀门546总是保持闭合,以避免声脉沖流体从其中流出,从而确 保了分离操作。
当较重的物质聚集到一定程度时,阀门546被自动推开,该下部开 关排出口 545可流畅地将较重的物质排出。
为了有助于将较轻的物质从出口 543排出,上部引入口 542在竖直 方向A上位于上部排出口 543的下方。利用这种结构,,人入口 542流入 的混合物不会对将较轻的物质从出口 543排出造成干扰。
可将任何实现容器54的上述功能的结构或构造用于容器54。例如, 容器54具有中间圓筒形的部分547、上部548及下部549,其中上部548 及下部549分别/人圆筒形部分547的上端及下端共轴地延伸出来。
优选地,上部548呈倒置的锥形结构,并具有顶壁5481及侧壁5482。 引入管55的下端作为入口 542,通过顶壁5481的圓心插入到容器54中, 用于将混合物引入到容器54中。引入管55的上端具有与管道30的另一 端32耦合的扩大口,该扩大口用于接收来自清淤头40的混合物,并提 高混合物流入到容器54中的流速。
在侧壁5482中限定了排出通道5483,该排出通道5483具有作为出 口 543的内端。该通道5483的外端用于与排出管道(未示出)相连,该 排出管道用于将水和细砂排到河道或其它预定的地方。
在该示例中,顶壁5481及侧壁5482可净皮分离开,并可拆卸地连才妄 在一起,,人而有助于在容器54中可拆卸地设置板5410。
优选地,板5410呈圆盘形,并可拆卸地安装在容器54中,从而有 助于在磨损或阻塞时,对它们进行更换。在该实施例中,三个孔口 5412 被均匀地限定在板5410的边缘中。三个突出的底座5414形成在容器54 的内表面上,并被构造成具有与板5410的三个孔口 5412相应的螺4丁孔 (未示出)。在安装板5410时,将三个螺钉(未示出)插入到板5410相 应的孔口 5412中,并与相应的螺4丁孔配合,从而可拆卸地将+反5410安 装在容器54中。
优选地,下部549具有倒置的锥形结构,并在其底部具有出口 545。 利用这种结构,分离开的相对重的物质易于从出口 545中排出。
返回来参照图1,如果需要,可出于回收或其它目的设置收集系统 60,接收并收集所分离的物质,例如石英砂。该收集系统60可包括位于 容器54的出口 545下方的传送带61,该传送带61用于将收集到的物质 引入到收集存储器62、其它设备或位置中。
虽然本实用新型是通过上述实施例并结合附图加以说明的,但它不 应限定于此。相反,在不背离本实用新型的原理和精神的情况下,可对 于上述元件和材料作出多种的改进及等效替换。例如,如图IO所示,该 图示出了根据本实用新型的第二实施例的另一种清淤头40,。在这两个实 施例中,出于简练说明的目的,相同的附图标记表示相同的元件。在第 二实施例中,对于实施例中的部分413作出改进。明确来说,第二实施 例的部分413,是一个元件。该部分413,被构造成具有整合的高速降压腔 室4113,的锥形。该腔室4113,的直径一皮构造成,乂人其下部入口处到其上 部出口处大致逐渐缩小。显然,高速降压腔室4113,可以与实施例的腔室 4113大致相同的方式实现相同的功能,从而达到相同的结果。此外,当 流体,例如水可直接从清淤水源中泵出时,如上所述的流体存储器521 可乂人系统100中忽略掉。
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