包括偏置裝置的挖掘設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于從水底挖掘物料的挖掘設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種包括這種挖掘設(shè)備的挖掘船舶。
[0002]本發(fā)明還涉及一種使用這種挖掘船舶從水底挖掘物料的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]通常通過挖掘船舶(例如耙吸式挖泥船)在水底上拖拽耙頭來完成挖掘。耙頭借助于抽吸管連接至船舶。耙頭通過一個(gè)或多個(gè)起重纜線降低到水底。提供了一個(gè)或多個(gè)泵以通過耙頭、抽吸管將底部物料從水底抽吸到挖掘船舶的料斗中。
[0004]例如從US4249324、EP1786982以及US7895775已知不同的挖掘工具。
[0005]耙頭已知在其尾端處包括擋板(visor)。擋板能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，在使用中，該旋轉(zhuǎn)軸線大體與挖掘方向垂直并且大體與正在挖掘的水底水平或平行。擋板可安裝成使得該擋板能圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線自由地旋轉(zhuǎn)。
[0006]US1840606示出了外殼以及可圍繞大體垂直于挖掘方向并且大體水平的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的耙具(擋板)。在該耙具的頂部上具有包括槽的兩個(gè)凸起件，其中，連接件的下部銷可滑動(dòng)地接合。連接件的另一端通過彈簧減震器設(shè)備連接至外殼。耙頭可以自由地旋轉(zhuǎn)，直到連接件的下部銷到達(dá)槽的一端或另一端。設(shè)置彈簧減震器設(shè)備以在下部銷到達(dá)槽的端部時(shí)吸收振動(dòng)。在US1840606中，擋板在其移動(dòng)范圍內(nèi)自由地移動(dòng)。
[0007]自由移動(dòng)的擋板的缺點(diǎn)在于，擋板并非總是沿循水底(海溝、沙丘)的輪廓，這是因?yàn)樵摀醢鍍H通過其重量而將其保持抵靠水底。此外，由于擋板自身有限的重量，所以這種耙頭提供擋板的有限的穿透深度(造成更少的生產(chǎn))。在擋板上放置額外重量通常是一種不劃算的解決方案，這是因?yàn)樵趶乃刑嵘翌^時(shí)，需要更大的起重功率。已知可替代的解決方案克服了這個(gè)問題。
[0008]例如，眾所周知的是使擋板固定在期望的旋轉(zhuǎn)位置中。這個(gè)解決方案提供了在挖掘條件改變的情況下(例如，由浪涌、潮汐運(yùn)動(dòng)、在裝載或卸載時(shí)船舶改變吃水、水底的深度等造成的挖掘深度變化以及土壤特性(例如壓緊的土壤或松散的土壤等)的變化)的次佳結(jié)果。這個(gè)解決方案還可導(dǎo)致在定位至深處時(shí)耙頭的跟部(主要部件)從泥土中提起(造成更少的生產(chǎn))。此外，固定的擋板不能處理障礙物，并且會(huì)損壞。
[0009]另一種已知的解決方案是使用液壓致動(dòng)器控制擋板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，GB2128663使用液壓致動(dòng)器來控制擋板的旋轉(zhuǎn)位置。US4123859和US4150502均使用液壓致動(dòng)器來控制切割工具或鑿子的位置。然而，這是一種昂貴并且復(fù)雜的解決方案，該解決方案需要控制工作。液壓系統(tǒng)易于泄露和發(fā)生故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的挖掘設(shè)備。
[0011]因此，根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種用于從水底挖掘物料的挖掘設(shè)備，所述挖掘設(shè)備包括耙頭主體和擋板，所述擋板連接至耙頭主體并且可相對(duì)于耙頭主體在預(yù)定的范圍內(nèi)移動(dòng)，其中，在耙頭主體與擋板之間設(shè)置偏置裝置，該偏置裝置在擋板上在預(yù)定的范圍的偏置部分上施加偏置力，偏置部分是所述范圍的至少25%。
[0012]所述預(yù)定的范圍是可調(diào)節(jié)的，并且可由機(jī)械擋塊限定，限位器設(shè)置成限制可移動(dòng)部件的移動(dòng)。
[0013]力被施加以便朝向水底推動(dòng)擋板。擋板可包括多個(gè)齒，多個(gè)齒安裝成大體平行于旋轉(zhuǎn)軸線的一排。由偏置裝置施加的力將這些齒推入水底中。
[0014]該擋板可在旋轉(zhuǎn)范圍的剩余部分上自由地移動(dòng)，但是也可在旋轉(zhuǎn)范圍的剩余部分上(例如)由液壓裝置等控制。
[0015]通過使用偏置裝置，力施加至擋板從而產(chǎn)生更深的穿透深度，同時(shí)能夠保持避讓重物。
[0016]根據(jù)實(shí)施方式，偏置部分是所述范圍的至少40%。
[0017]根據(jù)實(shí)施方式，偏置部分是所述范圍的至少60%。
[0018]根據(jù)實(shí)施方式，偏置部分是所述范圍的至少80%或100%。
[0019]由于在挖掘期間需要更少的控制以顧及變化的挖掘條件(例如，挖掘深度)，所以更大的偏置范圍使挖掘更容易。
[0020]根據(jù)實(shí)施方式，擋板可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于耙頭主體旋轉(zhuǎn)，預(yù)定的偏置范圍是預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍，在使用時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)軸線大體平行于水底并且垂直于挖掘方向，并且所述預(yù)定的偏置范圍是預(yù)定的旋轉(zhuǎn)偏置范圍。擋板可以連接至耙頭主體的尾端。
[0021]可例如由兩個(gè)機(jī)械擋塊設(shè)置預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍，所述限位器將擋板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的自由度限制為例如20°、30°、40°或50°的范圍。
[0022]可替代地，可以使用能以另一方式移動(dòng)的擋板，例如可滑動(dòng)的擋板、可平移的擋板，或可以使用布置成執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)的組合的擋板。
[0023]在這種情況下，該范圍可例如是50°，其中，該范圍的偏置部分是20° (40%)。
[0024]根據(jù)實(shí)施方式，偏置裝置在擋板上施加偏置力，以使得擋板被推入到向下的方向內(nèi)。在使用時(shí)，朝向水底推動(dòng)擋板。
[0025]在旋轉(zhuǎn)的擋板的情況下，推動(dòng)擋板旋轉(zhuǎn)以使得擋板有效地向下移動(dòng)。
[0026]偏置裝置的一端連接至擋板，另一端連接至挖掘設(shè)備的另一部件(例如，耙頭主體或抽吸管的下端)，以使得偏置裝置可將力施加至擋板上。偏置力在(旋轉(zhuǎn)的)向下的方向上推動(dòng)擋板。
[0027]偏置裝置優(yōu)選地安裝在挖掘設(shè)備的頂部上。
[0028]根據(jù)實(shí)施方式，所述范圍的偏置部分是所述范圍的上部部分，并且所述擋板在所述范圍的剩余下部部分中自由移動(dòng)。
[0029]偏置力優(yōu)選地施加在(旋轉(zhuǎn)的)范圍的上部部分上。在挖掘設(shè)備被提起或被定位在船舶的甲板上的靜止位置上時(shí)，通常使用(旋轉(zhuǎn)的)范圍的下部部分。在挖掘設(shè)備浸泡在水底中時(shí)，也會(huì)使用(旋轉(zhuǎn)的)范圍的下部部分。
[0030]根據(jù)實(shí)施方式，所述偏置裝置是可調(diào)節(jié)的以設(shè)置正在施加的偏置力。
[0031]通過調(diào)節(jié)偏置力可以調(diào)節(jié)擋板的活動(dòng)。例如，如果偏置裝置設(shè)置為施加比較高的預(yù)載力，則擋板將被比較深地推入到水底內(nèi)，造成相對(duì)較大的挖掘深度。在這種情況下，在遇到障礙物(例如，巖石)時(shí)，擋板比較堅(jiān)硬。
[0032]將要理解的是，根據(jù)所使用的偏置裝置，實(shí)際的偏置力可以在(旋轉(zhuǎn)的)范圍的偏置部分上變化。然而，通過調(diào)節(jié)偏置力，偏置力可以在整個(gè)偏置部分上增大或減小。
[0033]根據(jù)實(shí)施方式，偏置裝置包括彈簧裝置，所述彈簧裝置在所述范圍的偏置部分中加載，以使得所述彈簧裝置在擋板上施加偏置力。
[0034]彈簧裝置是設(shè)置偏置裝置的有利裝置。此外，彈簧裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):例如在障礙物(例如石頭等)上拖拽耙頭時(shí)能以可靠的方式處理震動(dòng)。
[0035]此外，還可使用彈簧裝置，其中，偏置力在(旋轉(zhuǎn)的)范圍的偏置部分上朝向擋板的上部部分增大。彈簧裝置適于沿(旋轉(zhuǎn)的)范圍產(chǎn)生預(yù)定的力特性。
[0036]此外，彈簧裝置具有不需要外部電源的優(yōu)點(diǎn)。
[0037]根據(jù)實(shí)施方式，彈簧裝置包括一個(gè)或多個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧。
[0038]根據(jù)實(shí)施方式，彈簧裝置包括一個(gè)或多個(gè)盤簧。
[0039]盤簧可定向?yàn)槭蛊淇v向方向平行于挖掘方向或相對(duì)于挖掘方向呈向上的角度。在旋轉(zhuǎn)擋板的情況下，縱向方向可垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。盤簧可相對(duì)于水平方向呈一角度。
[0040]盤簧可以是在卸載時(shí)相鄰的線圈不彼此接觸的壓縮彈簧。構(gòu)造并且安裝盤簧以使得該盤簧至少在該范圍的上文限定的(旋轉(zhuǎn)的)偏置部分上壓縮。
[0041]當(dāng)然，可以使用其他合適的彈簧裝置，例如，橡膠裝置。
[0042]根據(jù)實(shí)施方式，所述偏置裝置安裝在擋板與耙頭主體或抽吸管的下端之間。
[0043]抽吸管可連接至耙頭主體，或抽吸管可與耙頭主體整體形成。
[0044]預(yù)載裝置能以任何合適的方式連接至耙頭主體或抽吸管的下端。該連接可以是直接連接或可以借助于連接構(gòu)件來建立。該連接可以是旋轉(zhuǎn)連接，該旋轉(zhuǎn)連接允許偏置裝置圍繞平行于擋板的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于耙頭主體或抽吸管的下端進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0045]偏置裝置可以直接連接至擋板。偏置裝置可借助于旋轉(zhuǎn)連接來連接至擋板，該旋轉(zhuǎn)連接允許偏置裝置圍繞平行于擋板的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于擋板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0046]可替代地或此外，該連接允許滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)。
[0047]根據(jù)實(shí)施方式，偏置裝置借助于力傳輸構(gòu)造連接至挖掘設(shè)備。
[0048]力傳輸構(gòu)造包括兩個(gè)或更多個(gè)可旋轉(zhuǎn)連接的梁，該梁將力從預(yù)載裝置傳遞至擋板?？商娲鼗虼送猓鬏敇?gòu)造允許滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)。
[0049]根據(jù)實(shí)施方式，力傳輸構(gòu)造是可調(diào)節(jié)的以設(shè)置由偏置裝置施加在擋板上的力矩。
[0050]根據(jù)實(shí)施方式，力傳輸構(gòu)造是可調(diào)節(jié)的以設(shè)置預(yù)定的范圍。
[0051]根據(jù)實(shí)施方式，可移動(dòng)的部件是擋板，并且偏置裝置布置成施加偏置力，該偏置力產(chǎn)生作用在