本發明涉及水下清淤，尤其涉及一種河床水下疏沙裝置、清淤系統及清淤方法。

背景技術：

1、河道泥沙淤積是一個常見的自然現象，主要由以下幾個因素導致：首先，泥沙來源于河流上游的侵蝕作用，當河水流經上游山區或丘陵地區時，水流對河床和河岸進行侵蝕，產生大量的泥沙顆粒，這些顆粒隨水流向下游移動。其次，河流水流速度變化是泥沙淤積的關鍵因素，當河流流速減慢，如進入平原地區或河道變寬時，水流的攜帶能力下降，泥沙便沉積下來，形成淤積。還有就是由于灌溉、強降雨以及工業排水等原因，河道、水壩及其他水系中的淤泥會逐日增加，淤泥的堆積會導致河床抬高，通水截面減小，影響河道的泄洪功能，同時積累的淤泥里含有大量污染物，隨著時間推移釋放到水體中形成二次污染。

2、泥沙淤積會導致河道變窄，河水流通不暢，容易引發洪澇災害，同時，降低河道深度，影響船只通行，威脅航運安全和效率，且泥沙淤積改變河床形態和水流特性，影響水生生物的棲息環境，破壞生態平衡，考慮到防洪、水運以及環保的需求，需要定期對一些水域河床進行泥沙清淤作業。

3、目前較為主流且有效的清淤方式，是使用挖泥船或其他機械設備清除河道中淤積的泥沙，例如公開號為cn112663707a的水下清淤系統，其通過設置水下機器人，通過機械臂與工作罩進行泥沙吸取采集。但是，對于一些淤積較為緊實的泥沙，抽吸效率較低，且難以進行徹底地清理，導致區域清理過程中作業時間較長，同時，每次清理的時間間隔較短，不利于河道清淤成本的控制。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提出了一種河床水下疏沙裝置、清淤系統及清淤方法，通過設置振動部與回轉機構，使得鉆桿可在清淤作業之前，插入泥沙中，同時通過射流通道與射流端形成高壓水與高壓空氣射流，將固、液、氣三相流擾動與復合振動流化效應相結合，實現泥沙的流化擾動，使泥沙疏松流化，以提高清淤作業的效率，同時，使得淤積泥沙清理更為徹底有效。

2、本發明的技術方案是這樣實現的：

3、一方面，本發明提供了一種河床水下疏沙裝置，包括基座、振動平臺、隔振機構、振動部、鉆桿與回轉機構，其中，

4、基座上設置有吊裝位，所述吊裝位用于連接船舶上的起重設備，以進行基座在水中的下放與上抬；

5、振動平臺設置在基座上；

6、隔振機構設置在基座與振動平臺之間，所述基座與振動平臺通過隔振機構連接，以隔離振動平臺向基座傳導的振動；

7、振動部固定在振動平臺上，所述振動部用于帶動振動平臺進行振動；

8、鉆桿可轉動地設置在振動平臺上，并可跟隨振動平臺進行振動，所述鉆桿的兩端分別為連接端與射流端，且鉆桿上開設有射流通道，所述射流通道連通連接端與射流端，所述連接端用于連接船舶，以向射流通道中供入高壓水與高壓空氣，所述射流端用于插入河床淤積泥土中形成高壓水與高壓空氣射流；

9、回轉機構設置在振動平臺上，并與鉆桿傳動連接，所述回轉機構用于帶動鉆桿在振動平臺上旋轉。

10、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述基座包括連接架與吊裝架，其中，

11、連接架與振動平臺連接；

12、吊裝架的數量為兩個，且對稱設置在連接架上，單個所述吊裝架上具有兩個吊裝位。

13、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述隔振機構包括兩個基板、兩個弧形板與彈性件，其中，

14、兩個基板分別固定在基座與振動平臺上，且兩個基板均位于基座與振動平臺之間，并相對設置；

15、弧形板的兩端分別與兩個基板的側面固定，兩個所述弧形板對稱設置在彈性件的兩側，且兩個弧形板均具有彈性形變能力；

16、彈性件的兩端分別與兩個基板固定，以在兩個基板之間進行彈性形變。

17、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述振動平臺包括橫板與兩個立板，其中，

18、橫板通過隔振機構設置在基座上，所述橫板呈方形設置，所述隔振機構的數量為四個，且分布于橫板的四個角上；

19、兩個立板相互平行，且對稱設置在橫板上。

20、進一步優選的，所述振動部的數量為兩個，且分別固定在兩個立板上，兩個所述振動部對稱設置，所述鉆桿與所述回轉機構設置在橫板上，且位于兩個立板之間。

21、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述鉆桿包括主桿與連接部，其中，

22、主桿設置在振動平臺上，并可相對于振動平臺轉動，所述主桿的一端為射流端，且射流通道設置在主桿內；

23、連接部設置在主桿遠離射流端的一側，并可相對于主桿旋轉，所述連接端設置在連接部上。

24、一種清淤系統，包括工作船、起重機、泥沙采集裝置與上述的河床水下疏沙裝置，其中，

25、起重機設置在工作船上，所述基座吊裝設置在起重機的起重端上，以通過起重機將基座下放至水中；

26、泥沙采集裝置設置在工作船上，且具有泥沙采集端，所述泥沙采集端用于下放至水中，對河床水下疏沙裝置疏松后的泥沙進行采集并泵送至工作船上。

27、在以上技術方案的基礎上，優選的，還包括空壓機與高壓水泵，所述空壓機與高壓水泵的輸出端均連通鉆桿上的射流通道。

28、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述泥沙采集裝置包括分離機、采集頭與輸送泵，其中，

29、分離機固定在工作船上，用于對泥沙進行分級分離；

30、采集頭與分離機通過管路連通，以將采集的泥沙送入分離機中；

31、輸送泵設置在采集頭與分離機連接的管路上，所述輸送泵用于在采集頭中形成負壓，并將進入管路的泥沙進行泵送。

32、一種河床清淤方法，基于上述的清淤系統實現，所述河床清淤方法包括以下步驟：

33、s1使工作船行駛至需清淤水域的河床上；

34、s2通過起重機將基座下放至需清理部分；

35、s3鉆桿通過振動部進行振沖下沉，并同步由回轉機構帶動鉆桿旋轉，配合鉆桿射流端噴射的高壓空氣與高壓水進行泥沙的疏松流化；

36、s4使基座上抬，并將泥沙采集裝置送至泥沙疏松流化后的位置，使泥沙采集端進行泥沙采集作業。

37、本發明的河床水下疏沙裝置、清淤系統及清淤方法相對于現有技術具有以下有益效果：

38、(1)通過設置振動部與回轉機構，使得鉆桿可在清淤作業之前，插入泥沙中，同時通過射流通道與射流端形成高壓水與高壓空氣射流，將固、液、氣三相流擾動與復合振動流化效應相結合，實現泥沙的流化擾動，使泥沙疏松流化，以提高清淤作業的效率，同時，使得淤積泥沙清理更為徹底有效；

39、(2)設置泥沙采集裝置，并將河床水下疏沙裝置與泥沙采集裝置同時設置在同一工作船上，以在河床水下疏沙裝置進行目標區域的泥沙疏松后，由泥沙采集裝置直接對流化后的泥沙進行采集作業，實現一邊疏松泥沙，一邊進行采集作業，進一步地提高清淤效率，降低時間與作業成本。

技術特征：

1.一種河床水下疏沙裝置，其特征在于，包括基座(1)、振動平臺(2)、隔振機構(3)、振動部(4)、鉆桿(5)與回轉機構(6)，其中，

2.如權利要求1所述的河床水下疏沙裝置，其特征在于，所述基座(1)包括連接架(11)與吊裝架(12)，其中，

3.如權利要求1所述的河床水下疏沙裝置，其特征在于，所述隔振機構(3)包括兩個基板(31)、兩個弧形板(32)與彈性件(33)，其中，

4.如權利要求1所述的河床水下疏沙裝置，其特征在于，所述振動平臺(2)包括橫板(21)與兩個立板(22)，其中，

5.如權利要求4所述的河床水下疏沙裝置，其特征在于，所述振動部(4)的數量為兩個，且分別固定在兩個立板(22)上，兩個所述振動部(4)對稱設置，所述鉆桿(5)與所述回轉機構(6)設置在橫板(21)上，且位于兩個立板(22)之間。

6.如權利要求1所述的河床水下疏沙裝置，其特征在于，所述鉆桿(5)包括主桿(51)與連接部(52)，其中，

7.一種清淤系統，其特征在于，包括工作船(10)、起重機(20)、泥沙采集裝置(30)與權利要求1-6中任一項所述的河床水下疏沙裝置，其中，

8.如權利要求7所述的清淤系統，其特征在于，還包括空壓機(40)與高壓水泵(50)，所述空壓機(40)與高壓水泵(50)的輸出端均連通鉆桿(5)上的射流通道。

9.如權利要求7所述的清淤系統，其特征在于，所述泥沙采集裝置(30)包括分離機(301)、采集頭(302)與輸送泵(303)，其中，

10.一種河床清淤方法，其特征在于，基于權利要求7-9中任一項所述的清淤系統實現，所述河床清淤方法包括以下步驟：

技術總結
本發明提出了一種河床水下疏沙裝置、清淤系統及清淤方法，涉及水下清淤技術領域，包括基座、振動平臺、隔振機構、振動部、鉆桿與回轉機構，基座上設置有吊裝位，所述吊裝位用于連接船舶上的起重設備，以進行基座在水中的下放與上抬；振動平臺設置在基座上；隔振機構設置在基座與振動平臺之間。該河床水下疏沙裝置、清淤系統及清淤方法，通過設置振動部與回轉機構，使得鉆桿可在清淤作業之前，插入泥沙中，同時通過射流通道與射流端形成高壓水與高壓空氣射流，將固、液、氣三相流擾動與復合振動流化效應相結合，實現泥沙的流化擾動，使泥沙疏松流化，以提高清淤作業的效率，同時，使得淤積泥沙清理更為徹底有效。

技術研發人員：陳益人,趙明星,張俊峰,廖仁江,劉漢濤,朱科,任衍增,陳玉榮,李建華
受保護的技術使用者：三川德青科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28