一種擱板輸送機裝拋袋工藝方法和裝置與流程

2023-05-06 15:56:16

本發明涉及圍堤造陸工程中袋裝土的拋袋工藝方法和裝置。

背景技術：

目前全世界均致力於升級海洋經濟，海洋工程不斷遠離沿海區域。在深水碼頭圍堰、深水人工島、遠海島礁開發中遇到的水深、流急等問題，對現有的拋填築堤施工工藝提出了更高的要求。拋填築堤施工工藝，廣泛的應用於圍堰、堤壩、護岸等工程。其主要的實現方式有：翻板拋袋、網兜拋袋和升降平臺拋袋施工工藝。現有的施工工藝，基本以水力充灌袋裝砂的施工工藝為依託。袋裝砂技術在近十年來，廣泛應用於國內水運和水利領域。

然而，由於大量的海砂和內河砂源被用於上述工程中，砂源的大規模使用導致沿海砂資源的匱乏和枯竭。同時，隨著國家對資源和環境保護政策的不斷加強，砂資源作為未來堤壩工程土工織物袋體充填料越來越受到限制和短缺，工程建設投資成本將提高，袋裝砂的發展遇到了巨大的挑戰，砂源成為袋裝砂技術發展的瓶頸。

為解決砂源瓶頸給沿海的水利、水運建設帶來的影響。本工藝提出了用粉土、粉砂及粉土夾軟土等來替代原有的砂石料，並通過反鏟挖機取土後在裝有傳送裝置的甲板駁上通過漏鬥將土裝入袋中，綁紮好袋口後，由傳動輸送裝置將袋體移向甲板駁邊緣，通過翻板將袋體拋落，在水下形成斷面；並通過試驗驗證了這一方法的可行性和有效性：能極好的完成土體的裝袋、袋體的輸移和拋填；能滿足該裝拋袋系統的穩定持續工作，有效解決了因為砂源緊缺對沿海水利、水運工程建設的影響。

技術實現要素：

本發明給出的一種擱板輸送機裝拋袋工藝方法和裝置，能夠很好的解決本領域袋裝砂施工工藝中砂源緊缺的窘境，為圍堤造陸工程中的裝拋袋施工方法提供了新思路。

為此，本發明給出的技術方案表徵為：

技術方案一

一種擱板輸送機裝拋袋裝置，包括餵料系統1、輸送系統2、拋袋系統3和控制系統4四大部分，輸送系統2為整個裝置的主體，餵料系統1位於輸送系統2的內側靠填料來源端，拋袋系統3位於輸送系統2的外側靠臨水端。

餵料系統1包括挖機11、漏鬥支架12、漏鬥13、磁條14、鋼絲封條15和甲板駁6(為本領域現有設備：為一種貨運船舶，不設貨倉，可直接在甲板上堆裝貨物，且在甲板四周不設擋貨圍板。)

漏鬥13固定於漏鬥支架12上部，漏鬥13上大下小，且漏鬥13上口131為方形，漏鬥13下口132有垂直延生段133用於套上土工織物袋體5的袋口51，該垂直延生段133為金屬鐵材質，從而方便磁條14固定土工織物袋體5的袋口51。

此處的磁條14在裝袋開始前，將袋體固定於漏鬥口下緣處133；鋼絲封條用在裝袋完成後，對袋口進行綁紮。使用磁條14將袋體5固定於漏鬥13下緣處和使用鋼絲封條15將裝袋完成的袋體5的袋口51進行綁紮，均為人工操作。

輸送系統2包括主體框架21、支腳22、擱板23、鏈條24、齒輪25、傳動軸26、驅動電機27；

擱板23的數量相同於鏈條24的節數，且每個擱板23焊接對應於鏈條24的每個節單元，擱板23在鏈條24上形成上下兩個運動平面，兩個運動平面通過高強度的主體框架21支撐。

所述支腳22用於支撐整個輸送系統，支腳22焊接於甲板駁6的甲板61上，所述主體框架21即可安裝於支腳22上。

每個擱板23通過擱板下的滑輪231與主體支架21上的滑槽211相匹配，所述滑輪231置於滑槽211內，用於支撐和傳遞運動平面上垂直方向的負荷，同時滑槽211對滑輪231的水平移動起到導向作用，並由驅動電機27帶動傳動軸26上的齒輪25，最終齒輪25牽引鏈條24帶動擱板23運動。拋袋系統3包括翻板31、液壓缸32，所述翻板31與所述運動平面尾端的擱板23銜接，用於提供傾斜面便於拋落土工織物袋體5；所述液壓缸32用於控制翻板31的傾斜角度；所述液壓缸32的結構設計及工作原理皆為現有技術，包括有液壓缸頂升撥杆44作為控制輸入和電磁閥(圖中未示意)作為執行器件用於控制油管路的開閉。

控制系統4包括一控制櫃41，所述控制櫃41上置有電源總控開關42、擱板輸送機啟閉開關43和液壓缸頂升撥杆44，所述電源總控開關42用於控制外部接入電源的通斷，所述擱板輸送機啟閉開關43用於控制輸送系統的運停。控制系統4還包括控制器，控制器與液壓缸頂升撥杆44連接用於接收操作面板上的輸入指令，控制器與油管路上電磁閥連接用於執行控制液壓缸32桿的伸出或者縮回長度，從而控制翻板31的傾斜角度。

進一步優化技術方案，所述驅動電機27還連接有變頻器(圖中未示意)，用於控制驅動電機27的轉速從而調控運動平面的移動速度。

技術方案二

一種擱板輸送機裝拋袋工藝方法，其特徵在於，包括以下步驟：

(1)將土工織物袋體利用磁條固定於漏鬥下口，並將袋體下部拉開平鋪於擱板輸送機上；

(2)利用甲板駁上的挖機，從停靠於甲板駁船舷的泥駁內挖取土體，並通過漏鬥對土工織物袋體進行裝袋；

(3)實時觀察土工織物袋體的裝袋量，當袋體裝滿時，則挖機停止餵料，並扯下漏鬥下部的磁條，釋放土工織物袋體的袋口；

(4)開啟擱板輸送機，將漏鬥下部已裝滿的袋體移出裝袋區域；

(5)在已裝滿袋體移出漏鬥下部區域過程中，靠近臨水面翻板處已扎口的袋體同時會被擱板輸送機輸移至翻板上，進行滑落拋袋；

(6)靠近臨水面的袋體滑落後，停止擱板輸送機；

(7)將已裝滿的土工織物袋體，使用鋼絲封條進行封口；

(8)在封口的同時，即可開始步驟(1)～(7)的循環，以此實現裝拋袋體的連續施工。

本發明提出的擱板輸送機裝拋袋工藝方法，同時設計並開發一套切實可行的針對以粉土為代表的細顆粒土質高效裝拋袋施工工藝及其配套設施，解決傳統的袋裝砂施工工藝砂源瓶頸問題，解決傳統的離心充袋工藝泵送細顆粒土體濃度低，高壓衝水對儲泥池中土體攪拌不均，充袋後排水周期長，難以固結，且需進行多次反覆充袋才能滿足築堤需求等充袋效率低的問題。

綜上，本發明的突出特點是採用乾式裝袋工藝，無需排水，極好的改善了細顆粒物料充袋效率低下的問題，同時，採用電氣化控制，提高系統的自動化水平，可有效降低人工作業強度。本發明為裝拋袋施工提供了一條新工藝，生產高效，自動化程度高，人力配備少，生產成本低，具有廣闊的應用推廣價值。

附圖說明

圖1為本發明擱板式輸送機裝拋袋工藝示意圖

圖2為本發明擱板式輸送機示意圖

圖3為本發明土工織物袋體示意圖

圖4為本發明鋼絲封條示意圖

具體實施方式

以下結合實施例以及附圖對本發明做進一步的描述。

參照圖1，一種擱板輸送機裝拋袋裝置，

包括一擱板輸送機，所述的擱板輸送機主要由主體框架、擱板、鏈條、齒輪、驅動電機和控制櫃組成。其中，擱板採用鋼板折制，每個擱板下部均焊有兩個滾輪，滾輪與位於擱板輸送機框架上的滑槽相匹配。輸送機框架採用方管焊制，並通過多個腳墊與甲板駁甲板焊制在一起。擱板輸送機框架的兩端安裝有高強度鏈輪，可通過電機帶動鏈輪旋轉，以此來拉動擱板，使得擱板上部的袋裝土能夠輸移並拋落。

其中，

擱板輸送機臨水側安置有一角度可調的翻板，該翻板可通過改變與之相連的液壓缸的供油量來改變頂升距離，以此調整翻板拋袋的角度。

且在擱板輸送裝袋一側，安置有一挖機用於挖土餵料裝袋；且位於擱板輸送機裝袋一側的上部，安置有一個漏鬥；該漏鬥位於一鋼製框架上，其下部可用磁條將要裝袋的袋體固定。

所述的袋體採用土工織物袋體，袋體為無側縫圓底直筒型結構；該袋體上部為柔軟布體，利於封口。固定袋體所用的磁條採用釹鐵硼稀土永磁鐵製作，袋裝土收口裝置採用鋼製封條封口。

且在該擱板輸送機裝拋袋裝置還置有一控制系統，在進行裝袋過程中可控制擱板輸送機的啟停，並根據袋體在翻板上的滑落情況通過控制面板上的撥杆來控制翻板下部的頂撐液壓缸的伸縮，以此來調整翻板的拋袋角度。

本發明所述的一種擱板輸送機裝拋袋工藝方法，包括以下步驟：

(1)將土工織物袋體5利用磁條14固定於漏鬥13下口132，並將袋體5下部拉開平鋪於擱板輸送機上；

(2)利用甲板駁6上的挖機11，從停靠於甲板駁6船舷的泥駁16內挖取土體，並通過漏鬥13對土工織物袋5體進行裝袋；

(3)實時觀察土工織物袋體5的裝袋量，當土工織物袋體5裝滿時，則挖機11停止餵料，並扯下漏鬥13下部132的磁條14，釋放土工織物袋體5的袋口51；

(4)打開控制系統4上，電源總開關42，通過調整液壓缸頂升撥杆44調整翻板31角度；接著打開擱板輸送機啟閉開關43，使得擱板23將漏鬥13下部132的已裝滿的土工織物袋體5移出裝袋區域；

(5)在已裝滿的土工織物袋體5移出漏鬥13下部132區域過程中，靠近臨水面翻板31處已扎口的土工織物袋體5同時會被擱板輸送機輸移至翻板31上，進行滑落拋袋；

(6)靠近臨水面的土工織物袋體5滑落後，關閉擱板輸送機其閉開關43，停止擱板輸送機；

(7)將已裝滿的土工織物袋體5，使用鋼絲封條15對土工織物袋體5進行封口；

(8)在封口的同時，即可開始步驟(1)～(7)的循環，以此實現裝拋袋體的連續施工；

以下是本發明的一個具體實施例：

擱板輸送機長8300mm，寬2900mm，高635mm；電機採用11Kw臺灣大同電機，配BWY5行星減速機；變頻器採用三菱變頻器380V；主體框架採用80*80*6mm方管焊接；擱板採用10mm鋼板折制；鏈條採用拮据200mm擱板專用鏈條；鏈條的軌道採用14#槽鋼焊接；鏈條齒輪採用6齒鏈輪，配200mm的擱板鏈條；翻板採用10mm的鐵板焊接加工；液壓頂升系統採用缸徑100mm行程700mm的油壓缸，液壓泵站採用2.2KW的液壓泵站。

漏鬥支架寬2500mm，長3000mm，高2600mm，採用80*80*6mm的方管焊制；漏鬥採用6mm的不鏽鋼板焊制而成，漏鬥總高為1000mm，上口為方形，寬2000mm；下口亦為方形，寬1600mm；下口有垂直延生段，高250mm。下部連接土工織物袋體的開口，開口為直筒形；該土工織物袋體為無側縫圓底直筒型雙拼袋體，其直徑為Φ2200mm，高2500mm，該袋體上部為柔性機織布，高500mm；該袋體下部為普通土工織物，高2000mm；該土工織物袋體品質均為200g/㎡。該袋體開口與漏鬥下口用磁條相連。

採用的物料為現場取土，土體0.075mm以上顆粒含量佔比50％，土質類型屬於粉細砂，土質天然容重1.714t/m3。

所用泥駁為500方開體駁船，挖機為200型，鬥容為0.8m3，迴轉速度為12.4rpm。

裝拋袋施工過程中，先開啟擱板輸送機和液壓泵站的電源。將翻板角度調整至30°，同時試運行擱板輸送機，可以正常啟動和停止。

將土工織物袋用磁條固定於漏鬥下口處，固定完畢後，通過挖機將泥駁內的粉細砂裝入土工織物袋內。當袋體內土體高度約為1.2m左右時，停止餵料。並人工扯下磁條，將已裝滿的土工織物袋開口脫離漏鬥下口。

開啟擱板輸送機，將裝滿的土工織物袋運送靠近翻板處的擱板上後，停止擱板輸送機。

停止擱板輸送機後，由人工用鋼絲封條將已裝滿的土工織物袋封口；同時，由人工將新的袋體用磁條將土工織物袋體開口固定於漏鬥下口。

固定完畢後，再次通過挖機將泥駁內的粉細砂裝入土工織物袋內。當袋體內土體高度約為1.2m左右時，停止餵料。並扯下磁條，將已裝滿的土工織物袋開口脫離漏鬥下口。

開啟擱板輸送機，將裝滿的土工織物袋運送至靠近翻板處的擱板上。同時，原本位於該處的已封口的土工織物袋通過擱板輸送機的輸移，通過翻板滑落拋入水。當原本已封口的袋體拋填入水，且新的未封口的袋體輸移至靠近翻板處的擱板上時，停止擱板輸送機。

停止擱板輸送機後，由人工用鋼絲封條將已裝滿的土工織物袋封口；同時繼續掛袋、裝袋、輸移、拋填的循環操作，以此實現擱板輸送機的裝拋袋的連續不間斷施工。