[发明专利]新型一体式高效耙头

说明书

本发明涉及一种新型一体式高效耙头。其目的是提供一种新型一体式高效耙头，可以实现耙吸挖泥船的耙头吸口大小、挖掘深度、切削角度的各自独立驱动控制，从而提高耙吸挖泥船挖掘效率。包括吸口大小功能模块、挖掘深度功能模块、切削角度功能模块，三个功能模块均与固定机架、活动机架体和转动轴孔连接，每个功能模块都有独立的动力驱动，保障各功能模块可以独立动作。

技术领域

本发明涉及一种疏浚工程、海洋工程施工作业过程中通过各功能独立驱动控制提高耙吸挖泥船挖掘效率的耙头，特别是利用功能独立驱动控制实现耙吸挖泥船耙头吸口大小、挖掘深度、切削角度的各自独立控制。

背景技术

随着经济及社会生活的发展，人类对海洋及海洋资源的探索与利用的需求日益高涨，这些需求促使疏浚工程及海洋工程各个领域快速发展，在疏浚工程中，耙吸挖排泥方式是对海底物质施工的典型方式之一，典型装备是耙吸挖泥船，耙头是耙吸挖泥船对挖掘土层进行施工的作业部件，通过端部安装的法兰与耙吸管连接。耙头的作用可以概括为采用耙齿破坏土体结构实现水下泥沙等物质的挖掘，并使挖掘泥沙与进入耙头的水混合成泥浆后采用流体输送的方式运送到预定位置。

作业时，耙头底部的耙齿依靠耙头的重力和耙吸管施加压力插入土中，耙吸船航行过程由耙吸管拖曳耙头带动耙齿将其前部的泥土切削、剥离。耙齿作为耙头施工部件，其切入的角度、深度等作业状态对耙头施工效率有决定性影响。

现行耙头的工作原理与其结构密切相关，如图1所示，现行耙头主要由固定机架1和活动罩6两部分构成，固定机架1为钢板电焊结构，一端为圆形管、安装有法兰，用于与耙吸管7连接，另一端为带有轴孔的矩形，用短轴与活动罩6铰接；活动罩6为钢板焊接壳体结构，采用短轴与固定机架1铰接，可以摆动50°角度，内部焊有特厚钢板做为横梁61用来作为耙齿36的安装座，安装的耙齿36实现对疏浚层的切削挖掘。在最大挖深时耙吸管7与海底平面成45°角度，主动式耙头则可通过调节油缸2的控制来调节活动罩6的角度，从而控制跟随活动罩6同步变化的耙齿在挖掘施工时的作业状态，活动罩6与土层之间的间隙形成用于调节耙头内水的流通的吸口。

从耙齿施工动作和耙齿对地姿态而言，耙齿需分别具备单独角度调节和耙齿切入深度调节功能。但是根据上述现有耙头结构可知，耙齿36与耙头的活动罩6焊接在一起，这导致耙齿36对地的挖掘姿态与活动罩一同变化，同时被调节的还有耙头活动罩6与挖掘土层之间的吸口，因此无法实现对吸口、挖掘深度和切削角度的独立调节。也就是说，现行耙头的吸口大小、挖掘深度、切削角度三个功能是耦合或是部分耦合在一起的，根据实际施工环境调节活动罩6及与之固定的耙齿的空间十分有限，因此无法实现最佳效率的耙吸施工状态。

因此，需要设计出一种通过各功能独立驱动控制提高耙吸挖泥船挖掘效率的耙头，以解决如何提高耙吸挖泥船对水下土质进行挖掘施工时的挖掘效率问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型一体式高效耙头，可以实现耙吸挖泥船的耙头吸口大小、挖掘深度、切削角度的各自独立驱动控制，从而提高耙吸挖泥船挖掘效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

为提高耙头疏浚作业的作业效率，耙头需要具备能够调整影响挖掘性能的功能，其中耙头吸口影响耙头内部流场并且影响流体挖掘效果，耙齿挖掘深度影响耙吸船单位时间作业效率，耙齿挖掘角度影响耙齿挖掘阻力，本发明提出上述三个影响挖掘效率的因素在耙头挖掘作业的设计中相互独立控制的思想，并提出从上述三个方面开发出一种新型一体式高效耙头，即通过各功能独立驱动控制提高耙吸挖泥船挖掘效率的耙头：实现独立吸口大小控制功能模块、独立挖掘深度控制功能模块、独立切削角度控制功能模块。

一种新型一体式高效耙头，用于与耙吸管连接，包括：固定机架、活动体机架、导流罩、切深调节油缸、导流罩调节油缸和调角驱动部件，在所述活动体机架上设有耙齿转动方梁，耙齿设置在所述耙齿转动方梁上。