專利名稱：一種大批量泥漿的泥水分離裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種大批量泥漿的泥水分離裝置及其方法。
背景技術：
在眾多需用大量泥漿的工程施工領域，如現代基礎工程施工采用的泥漿固壁、循環鉆進工藝的大口徑樁基工程、防滲墻工程，以及隧道施工中泥水平衡盾構方式掘進的泥漿處理等，都需要一套自動化程度高、運行可靠、除砂效率高的泥漿輸送和處理系統配合，將專業的挖掘設備開挖下來的砂土及時、快速地進行輸送、處理和循環利用。否則，挖掘設備不能連續、高效地進行挖掘，從而影響整個工程的施工進度。然而，目前能夠配合專業的挖掘設備進行運作的大批量的泥漿輸送和處理系統，普遍存在著這樣的問題一、設備故障率較高，可靠性差，管路設計簡易，一旦發生故障即要停機修理，難以滿足挖掘設備連續、高效的進行開挖的要求；二、泥漿處理能力不足，較難按照施工的實際需要，特別是根據不同的挖掘地質情況，調節泥漿的技術參數；三、碴土分離能力低，碴料脫水效果不夠理想，不能滿足直接裝車外運的要求。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高效率、運行可靠、故障率低、操控容易、簡單的大批量泥漿的泥水分離裝置及其方法。
本發明的技術方案是這樣實現的一種大批量泥漿的泥水分離裝置，其特征在于包括流量調整池、泥漿凈化系統、泥漿調節槽、儲漿槽及連接于它們之間的泥漿輸送系統，其中所述流量調整池通過泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將泥水倉內的需要處理的泥漿輸送到流量調整池，所述泥漿凈化系統的輸入端通過泥漿輸送系統與流量調整池的相連接而實現對泥漿的凈化處理，且其輸出端通過泥漿輸送系統與泥漿調節槽的相連接而實現將凈化后泥漿回收到泥漿調節槽，所述儲漿槽與泥漿調節槽相連接，所述泥漿調節槽通過另一泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將經調整處理后的泥漿回輸至挖掘設備的泥水倉。
為了使上述泥漿凈化系統能夠對含有各種土質的泥漿進行有效地除碴，上述泥漿凈化系統包括一級除砂系統及二級除砂系統，其中，所述一級除砂系統為由至少一臺可過濾處理粒徑≥74μm的砂粒的泥漿凈化機組成，所述二級除砂系統為由至少一臺可過濾處理粒徑≥45μm的砂粒的泥漿凈化機組成，所述一級除砂系統通過泥漿輸送系統與二級除砂系統相連。
為了使本發明能夠滿足挖掘設備連續、高效地進行開挖的要求，上述泥漿凈化系統還包括由至少一臺可過濾處理粒徑≥74μm的砂粒的泥漿凈化機組成的一級除砂備用系統及由至少一臺可過濾處理粒徑≥45μm的砂粒的泥漿凈化機組成的二級除砂備用系統，其中，所述一級除砂備用系統的輸入端及輸出端通過泥漿輸送系統分別與上述一級除砂系統的輸入端及泥漿調節槽相連接，所述二級除砂備用系統的輸入端及輸出端通過泥漿輸送系統分別與上述一級除砂系統的輸出端、一級除砂備用系統的輸出端及泥漿調節槽相連接。
本發明實施上述泥水分離裝置的方法，其步驟如下(1)初次挖掘前，利用制漿機制造出符合土質要求的粘度的泥漿，并將泥漿填充入泥漿調整槽，且填充至泥漿調整槽的設計標高；(2)當挖掘設備開挖時，通過泥漿泵及泥漿輸送管道將泥漿調整槽內的泥漿輸送到挖掘設備的泥水倉；(3)挖掘設備開挖下來的砂土進入泥水倉，經挖掘設備的攪拌設備攪拌成的高密度的泥水通過泥漿泵及泥漿輸送管道輸送到流量調整池進行初步沉淀；(4)通過泥漿泵及泥漿輸送管道送將流量調整池的泥漿輸送到泥漿凈化系統進行漿碴分離；(5)將分離后的泥漿輸送至泥漿調節槽，分離出的碴土通過運輸工具外運；(6)分離后的泥漿在調節槽經調整到符合施工要求的密度、粘度后，再通過泥漿泵及泥漿輸送管輸送回泥水倉。
為了上述泥水分離裝置能夠連續、高效地進行漿碴處理，上述步驟(4)中還包括如下步驟(4-1)經泥漿凈化系統的一級除砂系統進行漿碴分離后的泥漿的比重及含砂量降至合理范圍內，泥漿直接回收到泥漿調節槽；(4-2)經泥漿凈化系統的一級除砂系統進行漿碴分離后的泥漿的比重及含砂量未降至合理范圍內，通過調節輸送管道上的閥門，將泥漿輸送到二級除砂系統進行再次篩除，然后再回收到泥漿調節槽中；(4-3)一級除砂系統或二級除砂系統發生故障，可通過調節輸送管道上的閥門，將泥漿切換至一級除砂備用系統或二級除砂備用系統進行處理。
本發明采用由流量調整池、泥漿凈化系統、泥漿調節槽、儲漿槽及連接于它們之間的泥漿輸送系統組成的泥水分離裝置以及用于實施該裝置的方法，使本發明對專業的挖掘設備開挖出來的砂土通過泥漿輸送系統流入流量調整池進行初步沉淀，再經泥漿凈化系統對污漿進行篩分處理，達標后的泥漿流入泥漿調節槽，對其技術參數如比重和粘度進行調節；篩分出來的碴土脫水效果好，通過車輛直接裝車外運；經調節的泥漿達到施工技術要求后流入儲漿槽，再經過泥漿輸送系統送回挖掘設備的泥水倉，從而達到高效、連續的循環使用泥漿的目的。同時，本發明還包括一套由一級除砂備用系統及二級除砂備用系統組成的泥漿凈化備用系統，使發明在進行漿碴分離處理過程中，當一套除砂系統出現故障時能迅速通過泥漿輸送管道和閥門開關切換到該套泥漿凈化備用系統繼續進行漿碴分離處理，從而有效地保證開挖施工能夠順利連續、高效地進行。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
圖1為本發明的結構組成示意圖。
圖2為本發明方框原理圖。
具體實施例方式
如結構組成示意1所示，本發明包括流量調整池、泥漿凈化系統、泥漿調節槽、儲漿槽及連接于它們之間的泥漿輸送系統，其中所述流量調整池通過泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將泥水倉內的需要處理的泥漿輸送到流量調整池，所述泥漿凈化系統的輸入端通過泥漿輸送系統與流量調整池的相連接而實現對泥漿的凈化處理，且其輸出端通過泥漿輸送系統與泥漿調節槽的相連接而實現將凈化后泥漿回收到泥漿調節槽，對泥漿的密度、粘度、比重等技術參數進行調節，使泥漿各項參數達到施工技術的要求。所述儲漿槽與泥漿調節槽相連接，形成一個大容量的迷宮式的泥漿池。所述泥漿調節槽通過另一泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將經調整處理后的泥漿回輸至挖掘設備的泥水倉，從而達到泥漿循環利用的目的。為了保證泥漿含碴量降至符合施工要求范圍，使本發明能夠適用于處理各種不同土質的砂土，上述泥漿凈化系統包括一級除砂系統及二級除砂系統，其中，所述一級除砂系統為由至少一臺可過濾處理粒徑≥74μm的砂粒的泥漿凈化機(例如ZX500型泥漿凈化機)組成，所述二級除砂系統為由至少一臺可過濾處理粒徑≥45μm的砂粒的泥漿凈化機(例如ZX250型泥漿凈化機)組成，所述一級除砂系統通過泥漿輸送系統與二級除砂系統相連。為了保證施工工作的連續、高效地進行，上述泥漿凈化系統還包括由至少一臺可過濾處理粒徑≥74μm的砂粒的泥漿凈化機組成的一級除砂備用系統及由至少一臺可過濾處理粒徑≥45μm的砂粒的泥漿凈化機組成的二級除砂備用系統，其中，所述一級除砂備用系統的輸入端及輸出端通過泥漿輸送系統分別與上述一級除砂系統的輸入端及泥漿調節槽相連接，所述二級除砂備用系統的輸入端及輸出端通過泥漿輸送系統分別與上述一級除砂系統的輸出端、一級除砂備用系統的輸出端及泥漿調節槽相連接。如圖1所示，上述泥漿輸送系統由泥漿泵3、閥門2及泥漿輸送管道1組成。
如工作原理2所示，本發明工作原理這樣的挖掘設備與泥水處理系統之間的循環是由泥漿輸送系統實現的，挖掘設備開挖下來的土砂進入泥水倉，經挖掘設備的攪拌系統攪拌后的高密度泥漿由泥漿泵和泥漿管泵送至流量調整池中，然后再通過設置于流量調整池中的泥泵泵送到泥漿凈化系統進行處理篩分，分離后的泥漿輸送泥漿調節槽，經調整密度、粘度等指標后再泵回到挖掘設備的泥水倉，如此循環反復利用。泥漿凈化系統分一級除砂設備和二級除砂設備，其處理能力和篩分能力各不相同，二級除砂設備視施工的實際情況需要決定是否開啟。泥漿調節槽與儲漿槽相連，形成一個大容量的迷宮式的泥漿池，起調漿和蓄漿的作用。
本發明實施上述泥水分離裝置的方法，其步驟如下(1)初次挖掘前，利用制漿機制造出符合土質要求的粘度的泥漿，并將泥漿填充入泥漿調節槽，且填充至泥漿調節槽的設計標高；(2)當挖掘設備開挖時，通過泥漿泵及泥漿輸送管道將泥漿調節槽內的泥漿輸送到挖掘設備的泥水倉；(3)挖掘設備開挖下來的砂土進入泥水倉，經挖掘設備的攪拌設備攪拌成的高密度的泥水通過泥漿泵及泥漿輸送管道輸送到流量調整池進行初步沉淀；(4)通過泥漿泵及泥漿輸送管道送將流量調整池的泥漿輸送到泥漿凈化系統進行漿碴分離；(5)將分離后的泥漿輸送至泥漿調節槽，分離出的碴土通過運輸工具外運；(6)分離后的泥漿在調節槽經調整到符合施工要求的密度、粘度后，再通過泥漿泵及泥漿輸送管輸送回泥水倉。
為了上述泥水分離裝置能夠連續、高效地進行漿碴處理，上述步驟(4)中還包括如下步驟(4-1)經泥漿凈化系統的一級除砂系統進行漿碴分離后的泥漿的比重及含砂量降至合理范圍內，泥漿直接回收到泥漿調節槽；(4-2)經泥漿凈化系統的一級除砂系統進行漿碴分離后的泥漿的比重及含砂量未降至合理范圍內，通過調節輸送管道上的閥門，將泥漿輸送到二級除砂系統進行再次篩除，然后再回收到泥漿調節槽中；(4-3)一級除砂系統或二級除砂系統發生故障，可通過調節輸送管道上的閥門，將泥漿切換至一級除砂備用系統或二級除砂備用系統進行處理。
為了有效保證泥漿泵的工作性能，降低磨耗，減少輸送管道的阻力，本發明中上述經泥漿調節槽調節后的泥漿的一般比重為1.00～1.50。因為如果使用比重較大的泥漿，不但會降低泥漿泵的能力，還會增加配管的阻力。相反，如果比重較小，則會降低開挖面的穩定性，導致界限沉降速度的增加，增加堵塞的危險性。因此，本實施例根據泥漿泵設計能力，將泥漿控制在最佳比重為1.10～1.30范圍內。同樣，泥漿的粘度值亦會影響整套設備正常運作，因為使用粘性較低的泥漿，將會導致開挖面穩定性的下降。同時，由于泥漿不能包裹固體物質的顆粒，還會增加配管的阻力，加快配管、泥漿泵的磨耗。因而，本發明中上述經泥漿調節槽調節后的粘度值選為10～50sec。以達到降低配管、泥漿泵的阻力和磨耗，確保整套設備正常運作。
權利要求
1.一種大批量泥漿的泥水分離裝置，其特征在于包括流量調整池、泥漿凈化系統、泥漿調節槽、儲漿槽及連接于它們之間的泥漿輸送系統，其中所述流量調整池通過泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將泥水倉內的需要處理的泥漿輸送到流量調整池，所述泥漿凈化系統的輸入端通過泥漿輸送系統與流量調整池的相連接而實現對泥漿的凈化處理，且其輸出端通過泥漿輸送系統與泥漿調節槽的相連接而實現將凈化后泥漿回收到泥漿調節槽，所述儲漿槽與泥漿調節槽相連接，所述泥漿調節槽通過另一泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將經調整處理后的泥漿回輸至挖掘設備的泥水倉。
2.根據權利要求1所述大批量泥漿的泥水分離裝置，特征在于上述泥漿凈化系統包括一級除砂系統及二級除砂系統，其中，所述一級除砂系統為由至少一臺可過濾處理粒徑≥74μm的砂粒的泥漿凈化機組成，所述二級除砂系統為由至少一臺可過濾處理粒徑≥45μm的砂粒的泥漿凈化機組成，所述一級除砂系統通過泥漿輸送系統與二級除砂系統相連。
3.根據權利要求2所述大批量泥漿的泥水分離裝置，特征在于上述泥漿凈化系統還包括由至少一臺可過濾處理粒徑≥74μm的砂粒的泥漿凈化機組成的一級除砂備用系統及由至少一臺可過濾處理粒徑≥45μm的砂粒的泥漿凈化機組成的二級除砂備用系統，其中，所述一級除砂備用系統的輸入端及輸出端通過泥漿輸送系統分別與上述一級除砂系統的輸入端及泥漿調節槽相連接，所述二級除砂備用系統的輸入端及輸出端通過泥漿輸送系統分別與上述一級除砂系統的輸出端、一級除砂備用系統的輸出端及泥漿調節槽相連接。
4.根據權利要求1或2或3所述大批量泥漿的泥水分離設備，特征在于上述泥漿輸送系統由泥漿泵、閥門及泥漿輸送管道組成。
5.一種大批量泥漿的泥水分離方法，其特征在于包括如下步驟(1)初次挖掘前，利用制漿機制造出符合土質要求的粘度的泥漿，并將泥漿填充入泥漿調節槽，且填充至泥漿調節槽的設計標高；(2)當挖掘設備開挖時，通過泥漿泵及泥漿輸送管道將泥漿調節槽內的泥漿輸送到挖掘設備的泥水倉；(3)挖掘設備開挖下來的砂土進入泥水倉，經挖掘設備的攪拌設備攪拌成的高密度的泥水通過泥漿泵及泥漿輸送管道輸送到流量調整池進行初步沉淀；(4)通過泥漿泵及泥漿輸送管道送將流量調整池的泥漿輸送到泥漿凈化系統進行漿碴分離；(5)將分離后的泥漿輸送至泥漿調節槽，分離出的碴土通過運輸工具外運；(6)分離后的泥漿在調節槽經調整到符合施工要求的密度、粘度后，再通過泥漿泵及泥漿輸送管輸送回泥水倉。
6.根據權利要求5所述大批量泥漿的泥水分離方法，其特征在于上述步驟(4)中還包括如下步驟(4-1)經泥漿凈化系統的一級除砂系統進行漿碴分離后的泥漿的比重及含砂量降至合理范圍內，泥漿直接回收到泥漿調節槽；(4-2)經泥漿凈化系統的一級除砂系統進行漿碴分離后的泥漿的比重及含砂量未降至合理范圍內，通過調節輸送管道上的閥門，將泥漿輸送到二級除砂系統進行再次篩除，然后再回收到泥漿調節槽中；(4-3)一級除砂系統或二級除砂系統發生故障，可通過調節輸送管道上的閥門，將泥漿切換至一級除砂備用系統或二級除砂備用系統進行處理。
7.根據權利要求5所述大批量泥漿的泥水分離方法，其特征在于上述經泥漿調節槽調節后的泥漿的比重為1.00～1.50。
8.根據權利要求7所述大批量泥漿的泥水分離方法，其特征在于上述經泥漿調節槽調節后的泥漿的最佳比重為1.10～1.30。
9.根據權利要求5所述大批量泥漿的泥水分離方法，其特征在于上述經泥漿調節槽調節后的粘度值為10～50sec。
全文摘要
一種大批量泥漿的泥水分離裝置及其方法。本發明包括流量調整池、泥漿凈化系統、泥漿調節槽、儲漿槽及連接于它們之間的泥漿輸送系統，其中所述流量調整池通過泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將泥水倉內的需要處理的泥漿輸送到流量調整池，所述泥漿凈化系統的輸入端通過泥漿輸送系統與流量調整池的相連接而實現對泥漿的凈化處理，且其輸出端通過泥漿輸送系統與泥漿調節槽的相連接而實現將凈化后泥漿回收到泥漿調節槽，所述儲漿槽與泥漿調節槽相連接，所述泥漿調節槽通過另一泥漿輸送系統與挖掘設備的泥水倉的相連接而實現將經調整處理后的泥漿回輸至挖掘設備的泥水倉。
文檔編號B28C7/00GK1598171SQ20041005112
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月17日 優先權日2004年8月17日
發明者賴偉文, 易覺, 王永貴, 凌波, 吳啟光 申請人:廣東省基礎工程公司