一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置的制作方法

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1.本实用新型涉及一种水下疏浚清淤装置,具体来说涉及一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置。

背景技术：

2.目前用于疏浚清淤的气力设备包括两种，一种是以压缩空气为活塞将在水位压差作用下进入泵体内的泥浆压送出去的气力泵（劲马泵）；一种是将压缩空气注入到举升管内，利用举升管道内外液体密度不同引起的压差将淤泥从水底举升出水面的气举泵（气力提升泵）。这两种气力清淤装置都具有结构简单、无易损件、工作安全可靠的特点，而且在疏浚清淤工作过程中不扰动粘土层，特别适用于不能破坏既有水质的河流、湖泊、水库等水体的环保疏浚清淤。
3.气力泵通常由三个单泵组成，每个单泵都包含泵体、输泥管和输气管三个主要部件，其工作原理是：气力泵靠自重压入水底淤泥中，淤泥在环境水压的作用下进入泵体，当淤泥充满泵体后，空压机通过输气管将压缩空气压入气力泵泵体，泵体内的淤泥在高压空气的压力作用下从输泥管排出；淤泥排空后，空压机停止供气，泵体内高压空气通过输气管排放至大气中，然后泵体外淤泥在环境水压作用下再次进入泵体内；一个单泵进气排泥时，另外两个单泵排气进泥，三个单泵交替循环工作，实现连续稳定的泥浆输送。气力泵虽然具有结构简单、清淤时不污染水体的优点，但由于泵体内的高压空气直接排放到大气中，没有产生有效功，造成了能源的浪费，能源利用率较低，能耗成本较高；尤其是在用气力泵远距离管道输送泥浆的工况下，泵体内高压空气的压力远大于环境水压，将这些高压空气直接排放到大气中，将造成能源的极大浪费，极大地推高了气力泵的运行成本。
4.气举泵因举升管内气、液、固三相流的能量损耗较大，其整体能效只有约20%，同样存在能耗高、能源利用效率低的问题。为此需要提出一种能够降低能耗、提升能源利用效率的疏浚清淤用气力装置。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置。为了解决上述课题，本实用新型的发明人对现有气力清淤装置的工作原理及疏浚清淤过程进行了深入研究，结果发现，将压送与气举作用相结合，利用现有气力泵高压排气产生气举效应是解决上述课题的优异方案，从而实现了本实用新型。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的: 一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，主要设有气力泵、空压机、气举装置；气力泵设有泵体、进气管、排气管、排泥管，泵体为中空腔体，其上设有通气口、进泥口、进泥单向阀，通气口一端分别与进气管、排气管相连；其特征在于：气举装置与气力泵排气管相连；气力泵排气时，排气经通气口、排气管进入气举装置，水底部分泥沙在气举装置的气举作用下排出水体，另一部分泥沙随着泵体内高压气体的排出在环境水压的作用下由进泥口进入泵体；泥沙充满泵体后，空
压机通过进气管及通气口向泵体中注入高压气体，进泥单向阀在气体压力推动下关闭，高压气体推动泵体内的泥沙由排泥管排出。
7.进一步地，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：设有至少一个气举装置，每个气举装置均设有举升管、气举进气管和至少一个气举头，气举头上还设有气举进气口，气举进气口通过气举进气管与气力泵排气管相连，气力泵在排气过程中，泵体内高压气体经通气口、排气管、气举进气管、气举进气口、气举头进入举升管内，从而降低了举升管内水体的密度，在举升管内外水体压差的作用下举升管内水体上浮，同时带动水底泥沙一起上浮喷出水面。
8.进一步地，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：所述气举装置至少有一个气举头位置高于泵体顶部。
9.进一步地，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：所述气举装置至少有一个气举头位置高出泵体顶部位置至少5米。
10.进一步地，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：所述气举进气口上还设有气举进气单向阀。
11.进一步地，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：设有控制器和至少两个气力泵，在控制器的指令下，当空压机向其中一个气力泵内注入高压气体向外排泥时，其余几个气力泵均处于排气进泥的状态。
12.进一步地，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：气力泵上还设有气力换向阀，气力换向阀一端与通气口相连，另一端分别与进气管、排气管相连；气力换向阀依据控制器的时间指令控制气力泵的进排气时序。
13.进一步地，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：泵体内还设有液位传感器，控制器依据液位传感器的液位信号，向气力换向阀发出指令控制气力泵的进排气时序。
14.本实用新型一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，利用气力泵排气同时产生气举作用，提升了气力泵的能源利用效率，提高了气力泵的工作效率。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例1的结构立体图。
16.图2是本实用新型实施例1的前视图。
17.图3是本实用新型实施例1的俯视图。
18.图4是本实用新型实施例1的右视图。
19.图5是本实用新型实施例1的气力泵的结构立体图。
20.图6是本实用新型实施例1的气力泵的结构示意图。
21.图7是本实用新型实施例2的结构立体图。
22.图8是本实用新型实施例2的前视图。
23.图9是本实用新型实施例2的俯视图。
24.图10是本实用新型实施例2的右视图。
25.图11是本实用新型实施例3的结构立体图。
26.图12是本实用新型实施例3的右视图。
27.图13是本实用新型实施例3的前视图。
28.图14是本实用新型实施例3的俯视图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
30.实施例1，参见附图1-6，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，主要设有三个气力泵1、空压机2、两个气举装置3、控制器4、气力换向阀5；每个气力泵1都设有泵体1.1、进气管1.2、排气管1.3、排泥管1.4，泵体1.1为中空腔体，其上设有通气口1.1.1、进泥口1.1.2、进泥单向阀1.1.3；每个气举装置3设有举升管3.2、气举进气管3.3和两个气举头3.1，每个气举头3.1上都设有气举进气口3.1.1与气举进气管3.3相连；第一个气举头高度位置与泵体1.1顶部平齐，第二个气举头位置比第一个气举头位置高出8m；气力泵进气管1.2将空压机2与气力换向阀5连接起来；气力换向阀5一端与通气口1.1.1相连，另一端分别与进气管1.2、排气管1.3相连。
31.本实用新型实施例1的工作过程为：当泵体1.1置于水底进泥时，控制器4控制气力换向阀5把进气管1.2与通气口1.1.1断开，同时把排气管1.3与通气口1.1.1连通，水体压力将进泥单向阀1.1.3推开，水底泥沙在环境水压的作用下经进泥口1.1.2进入泵体1.1内；控制器4依据时钟信息判定泥沙充满泵体1.1后，控制气力换向阀5把排气管1.3与通气口1.1.1断开，把进气管1.2与通气口1.1.1连通，空压机2通过进气管1.2、气力换向阀5及通气口1.1.1向泵体1.1中注入高压气体，进泥单向阀1.1.3在气体压力推动下关闭，高压气体推动泵体1.1内的泥沙由排泥管1.4排出；控制器4依据时钟信息判定泵体1.1中泥沙排空后，控制气力换向阀5把进气管1.2与通气口1.1.1断开，同时把排气管1.3与通气口1.1.1连通，泵体1.1内高压气体经通气口1.1.1、排气管1.3、气举进气管3.3、气举进气口3.1.1、气举头3.1进入举升管3.2内，从而降低了举升管3.2内水体的密度，在举升管3.2内外水体压差的作用下举升管3.2内水体上浮，同时带动部分水底泥沙一起上浮喷出水面；与此同时，水底泥沙还有一部分会随着泵体1.1内高压气体的排出在环境水压的作用下经进泥口1.1.2进入泵体1.1。通过控制器4对气力换向阀5的控制，当空压机2向其中一个气力泵1内注入高压气体向外排泥时，其它两个气力泵1均处于排气进泥的状态。
32.实施例2，参见附图7-10，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，主要设有气力泵1、空压机2、气举装置3、控制器4、气力换向阀5、液位传感器6。与实施例1不同的是设有四个气力泵1、三个气举装置3，每个气力泵泵体（1.1）上均设有一个液位传感器6；每个气举装置3设有三个气举头3.1，第一个气举头高度位置与泵体1.1顶部平齐，第二个气举头位置比第一个气举头位置高出5m，第三个气举头位置比第一个气举头位置高出10m；其余结构与实施例1相同。其工作过程与实施例1不同之处在于：控制器4通过液位传感器6的液位信号判定泵体1.1内的泥沙是处于充满还是排空状态；其余工作过程与实施例1相同。
33.实施例3，参见附图11-14，一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，主要设有一个气力泵1、空压机2、一个气举装置3;气力泵1设有泵体1.1、进气管1.2、排气管1.3、排泥管1.4，泵体1.1为中空腔体，其上设有通气口1.1.1、进泥口1.1.2、进泥单向阀1.1.3；气举装置3设有举升管3.2、气举进气管3.3和两个气举头3.1，每个气举头3.1上都设有气举进气口3.1.1与气举进气管3.3相连；每个气举进气口3.1.1还设有气举进气单向阀3.1.1.1，
防止气力泵1不工作时，举升管3.2内的水反向流入排气管1.3；第一个气举头高度位置与泵体1.1顶部平齐，第二个气举头位置比第一个气举头位置高出6m；进气管1.2将空压机2与通气口1.1.1相连，排气管1.3将通气口1.1.1与气举进气管3.3相连。
34.其工作过程为：当泵体1.1置于水底进泥时，水体压力将进泥单向阀1.1.3推开，水底泥沙在环境水压的作用下经进泥口1.1.2进入泵体1.1内。泥沙充满泵体1.1后，开启空压机2输出高压空气；高压空气一部分经进气管1.2、通气口1.1.1进入泵体1.1，进泥单向阀1.1.3在气体压力推动下关闭，高压空气推动泵体1.1内的泥沙由排泥管1.4排出；另一部分高压空气经进气管1.2、排气管1.3进入气举装置3，水底部分泥沙在气举装置3的气举作用下经举升管3.2排出水体。当气力泵泵体1.1内泥沙排空后，关闭空压机2，泵体1.1内高压空气经通气口1.1.1、排气管1.3进入气举装置3，水底部分泥沙在气举装置3的气举作用下经举升管3.2排出水体，另一部分泥沙随着泵体1.1内高压气体的排出在环境水压的作用下经进泥口1.1.2进入泵体1.1。
35.虽然利用特定的方式详细地说明了本实用新型，但本领域技术人员清楚，可以在不脱离本发明的意图和范围内进行多种改变。

技术特征：

1.一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，主要设有气力泵（1）、空压机（2）、气举装置（3）；气力泵（1）设有泵体（1.1）、进气管（1.2）、排气管（1.3）、排泥管（1.4），泵体（1.1）为中空腔体，其上设有通气口（1.1.1）、进泥口（1.1.2）、进泥单向阀（1.1.3），通气口（1.1.1）一端分别与进气管（1.2）、排气管（1.3）相连；其特征在于：气举装置（3）与气力泵排气管（1.3）相连；气力泵（1）排气时，排气经通气口（1.1.1）、排气管（1.3）进入气举装置（3），水底部分泥沙在气举装置（3）的气举作用下排出水体，另一部分泥沙随着泵体（1.1）内高压气体的排出在环境水压的作用下由进泥口（1.1.2）进入泵体（1.1）；泥沙充满泵体（1.1）后，空压机（2）通过进气管（1.2）及通气口（1.1.1）向泵体（1.1）中注入高压气体，进泥单向阀（1.1.3）在气体压力推动下关闭，高压气体推动泵体（1.1）内的泥沙由排泥管（1.4）排出。2.根据权利要求1所述的一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：设有至少一个气举装置（3），每个气举装置（3）均设有举升管（3.2）、气举进气管（3.3）和至少一个气举头（3.1），所述气举头（3.1）上还设有气举进气口（3.1.1），气举进气口（3.1.1）通过气举进气管（3.3）与气力泵排气管（1.3）相连，气力泵（1）在排气过程中，泵体（1.1）内高压气体经通气口（1.1.1）、排气管（1.3）、气举进气管（3.3）、气举进气口（3.1.1）、气举头（3.1）进入举升管（3.2）内，从而降低了举升管（3.2）内水体的密度，在举升管（3.2）内外水体压差的作用下举升管（3.2）内水体上浮，同时带动水底泥沙一起上浮喷出水面。3.根据权利要求2所述的一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：所述气举装置（3）至少有一个气举头（3.1）位置高于泵体（1.1）顶部。4.根据权利要求2所述的一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：所述气举装置（3）至少有一个气举头（3.1）位置高出泵体（1.1）顶部位置至少5米。5.根据权利要求2所述的一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：所述气举进气口（3.1.1）上还设有气举进气单向阀（3.1.1.1）。6.根据权利要求1-5任一项权利要求所述的一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：设有控制器（4）和至少两个所述气力泵（1），在控制器（4）的指令下，当空压机（2）向其中一个气力泵（1）内注入高压气体向外排泥时，其余几个气力泵（1）均处于排气进泥的状态。7.根据权利要求6所述的一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：气力泵（1）上还设有气力换向阀（5），气力换向阀（5）一端与通气口（1.1.1）相连，另一端分别与进气管（1.2）、排气管（1.3）相连；气力换向阀（5）依据控制器（4）的时间指令控制气力泵（1）的进排气时序。8.根据权利要求7所述的一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，其特征在于：泵体（1.1）内还设有液位传感器（6），控制器（4）依据液位传感器（6）的液位信号，向气力换向阀（5）发出指令控制气力泵（1）的进排气时序。

技术总结

本实用新型涉及一种将压送及气举作用相结合的气力清淤装置，主要设有气力泵、空压机、气举装置；其特征在于：气举装置通过管路与气力泵排气管相连；气力泵排气时，排气进入气举装置，水底部分泥沙在气举装置的气举作用下排出水体，另一部分泥沙随着气力泵内高压气体的排出在环境水压的作用下进入气力泵；泥沙充满气力泵后，空压机向气力泵中注入高压气体，高压气体推动气力泵内的泥沙由气力泵排泥管排出。本实用新型将压送及气举作用相结合的气力清淤装置充分利用了气力泵排气能量，结构简单，清淤效果好，能源利用率高。能源利用率高。能源利用率高。