一种制备流态固化土用分批式解泥装置及工艺 |
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| 申请号 | CN202311822468.4 | 申请日 | 2023-12-27 | 公开(公告)号 | CN117619548A | 公开(公告)日 | 2024-03-01 |
| 申请人 | 南京三合建环保科技有限公司; | 发明人 | 王宁宁; 包益鋆; 李书进; 杨浍彬; 张文文; 余巍; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及流动化土解泥技术领域，尤其涉及一种制备流态 固化 土用分批式解泥装置及工艺，包括：解泥池、取料组件、筛分组件和 破碎 组件，取料组件包括挖机和分筛斗，分筛斗内设有转筒及用于驱动转筒正反转进行解泥的驱动件；筛分组件包括 振动筛 及设置在振动筛下方的储浆仓，用于对解泥后的泥浆进行二级筛分；破碎组件设置在振动筛的出口处，对筛分出的大颗粒 块 进行破碎；转筒包括外套筒和内套筒，外套筒和内套筒分别设有若干第一筛孔组和若干第二筛孔组，若干第一筛孔组与若干第二筛孔组在轴向上呈交错设置；外套筒的转速大于内套筒的转速，在外套筒与内套筒之间形成 负压 ，能够加快内套筒内泥浆快速流出，保证了解泥的均匀性，提高了解泥效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种制备流态固化土用分批式解泥装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种制备流态固化土用分批式解泥装置及工艺技术领域[0001] 本发明涉及流动化土解泥技术领域，尤其涉及一种制备流态固化土用分批式解泥装置及工艺。 背景技术[0002] 随着我国基础建设的不断进行，带来了两个特别需要关注的问题，一是建筑过程中产生了大量的建筑垃圾，其中工程渣土和泥浆占比最高，另一个是天然资源的大量消耗。目前在我国，工程渣土的处置大多数是以外运弃置、堆放填埋为主。 [0003] 工程渣土资源化利用的用途应根据土质分类，以适用用途标准为基准，并根据具体情况进行处理。 一般情况下，在土质划分时，卵石土、砾砂土、砂性土、中强度风化岩等称为“优质土”（颗粒状原料），可以直接利用或作为流态固化土密度调整材料使用。硬塑状、软塑状粘质土及流塑状泥浆土被称为“不良土”（粘聚状原料），若要利用则需要进行改良等。 [0004] 流态固化土就是利用工程渣土，掺入一定量的与岩土特性相适应的固化材料，通过特定的搅拌设备拌合均匀后，形成可泵送、自密实、自硬性的混合料，施工便捷，无需重型、带振动设备碾压，同时具有良好的体积稳定性，且震动后不发生液化，对地下水渗透有较好的抑制作用，而流态固化土的制备过程中最关键的一步就是对渣土进行解泥，解泥成泥浆后，可以将其中一些超粒径颗粒和杂物过滤掉，满足一定比重要求的泥浆作为制备流态固化土的原料使用。 [0005] 然而上述工程渣土以粘性土为主，并且渣土中还存在大颗粒碎石，在解泥过程中会导致解泥不均匀，从而影响回填效果，导致回填质量无法达到工程要求，为很多工程留下了病害隐患。 [0006] 鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种制备流态固化土用分批式解泥装置及工艺，使其更具有实用性。 发明内容[0007] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种制备流态固化土用分批式解泥装置及工艺，有效解决背景技术中的问题。 [0008] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种制备流态固化土用分批式解泥装置，包括：解泥池，内部设有用于盛放液态水的腔体；取料组件，包括挖机、及设置在挖机位于摆臂端的分筛斗，所述分筛斗内设有转筒及用于驱动所述转筒正反转进行解泥的驱动件； 筛分组件，设置在所述解泥池的出口，包括振动筛及设置在所述振动筛下方的储 浆仓，用于对解泥后的泥浆进行筛分； 破碎组件，设置在所述振动筛的出口处，能够对筛分出的大颗粒块进行破碎； 其中，所述转筒包括外套筒及同轴设置在所述外套筒内的内套筒，所述外套筒和 所述内套筒沿转轴的轴线方向分别设有若干第一筛孔组和若干第二筛孔组，且若干所述第一筛孔组与若干所述第二筛孔组在轴向上呈交错设置；所述外套筒的转速大于所述内套筒的转速，以在所述外套筒与所述内套筒之间形成负压。 [0010] 进一步地，所述解泥池的底部朝向所述出口处倾斜设置，在所述出口形成集料槽；所述集料槽包括与出口对应的中间导流面，及对称设置在所述中间导流面两侧的 侧导流面，两个所述侧导流面朝向所述中间导流面向内逐渐聚拢。 [0011] 进一步地，所述内套筒的内壁上设有破碎刀片。 [0012] 进一步地，所述外套筒和所述内套筒采用单独的驱动件实现正反转解泥。 [0013] 进一步地，所述第一筛孔组包括沿所述外套筒圆周方向均布设置的多个条形孔，所述第二筛孔组包括沿所述内套筒圆周方向均布设置的多个圆孔；且多个所述圆孔与多个所述条形孔一一对应设置。 [0014] 进一步地，所述条形孔沿轴线倾斜设置。 [0015] 进一步地，所述振动筛的滤网上设有多个导流条，且多个所述导流条等间距设置，并沿平行于颗粒的流动方向设置。 [0016] 进一步地，所述破碎组件包括清洗槽和破碎槽，所述清洗槽设置在所述振动筛的出口处，所述破碎槽设置在所述清洗槽的出口处；所述清洗槽内设有高压冲洗喷嘴，用于对进入所述清洗槽内的颗粒物进行冲洗； 所述破碎槽内在垂直方向上设有两个破碎辊，并在所述破碎槽下方设有储细颗粒 槽； 其中，所述破碎槽靠近所述清洗槽一侧设有分隔板，所述分隔板的顶部与所述清 洗槽之间设有滤网，且在所述滤网下方设有流通通道，所述流通通道的下方设有收集仓。 [0017] 本发明还提供了一种制备流态固化土用分批式解泥装置的解泥工艺，包括以下步骤：S1：对现场渣土进行取样分析； S2：取适量渣土进行解泥实验，找出泥浆一定湿密度范围内渣土与水的体积比，并将其换算为转筒容积与注水体积的比例； S3：在现场挖一定体积的解泥槽或者直接采用集装箱作为解泥槽； S4：往解泥槽内注入一定体积水，计算出渣土所需体积，并基于转筒容积，以转筛挖的次数衡量渣土体积； S5：通过挖掘机带动转筒正反转，实现解泥过程，每一次转筛中多余的块体全部进入清洗破碎装置进行清洗，破碎，随后作为密度调整材料，在注入水的体积相对应的转筛次数完成后，作为一批，分批进行； S6：解泥完成的泥浆进入振动筛，在振动筛的震动下进入储泥浆槽备用，而筛出的超粒径块体进入清洗破碎装置进行清洗、破碎后作为密度调整材料。 [0018] 本发明的有益效果为：本发明通过分筛斗内转筒的设置，在保证取料动作同时能够与振动筛形成对渣土的多级筛分，提高了解泥效果，而在转筒转动筛分过程中，外套筒的离心力，以在与内套筒的环形间隙内形成负压，能够加快内套筒内泥浆快速流出，保证了解泥的均匀性，提高了解泥效率。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0020] 图1为本发明中制备流态固化土用分批式解泥装置的立体示意图；图2为本发明中制备流态固化土用分批式解泥装置的正视图； 图3为本发明中转筒的结构示意图； 图4为本发明中解泥池内集料槽的结构示意图； 图5为本发明中解泥池的截面示意图； 图6为本发明中第一筛孔组与第二筛孔组的位置示意图； 图7为本发明中第一筛孔组的一种结构示意图； 图8为本发明中第一筛孔组的另一种结构示意图； 图9为本发明中振动筛与破碎组件的位置关系示意图； 图10为本发明中破碎组件的结构示意图； 图11为本发明中分隔板在伸缩缝内的结构示意图。 [0021] 附图标记：1、解泥池；11、液位高度传感器；12、气动蝶阀；13、集料槽；131、中间导流面；132、侧导流面；2、取料组件；21、转筒；21a、外套筒；21b、内套筒；22、驱动件；2A、第一筛孔组；2B、第二筛孔组；2C、破碎刀片；3、筛分组件；31、振动筛；311、导流条；32、储浆仓；4、破碎组件；41、清洗槽；42、破碎槽；43、储细颗粒槽；44、分隔板；45、滤网；46、流通通道；47、收集仓。 具体实施方式[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0023] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。 [0024] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 [0025] 如图1至图11所示的制备流态固化土用分批式解泥装置，包括：解泥池1、取料组件2、筛分组件3和破碎组件4，解泥池1内部设有用于盛放液态水的腔体；取料组件2包括挖机、及设置在挖机位于摆臂端的分筛斗，分筛斗内设有转筒21及用于驱动转筒21正反转进行解泥的驱动件22，转筒21用于对工程渣土进行解泥同时完成一级筛分；筛分组件3设置在解泥池1的出口，包括振动筛31及设置在振动筛31下方的储浆仓32，用于对解泥后的泥浆进行二级筛分；破碎组件4设置在振动筛31的出口处，能够对一级筛分和二级筛分出的大颗粒块进行破碎； 其中，转筒21包括外套筒21a及同轴设置在外套筒21a内的内套筒21b，外套筒21a 和内套筒21b沿转轴的轴线方向分别设有若干第一筛孔组2A和若干第二筛孔组2B，且若干第一筛孔组2A与若干第二筛孔组2B在轴向上呈交错设置；外套筒21a的转速大于内套筒21b的转速，以在外套筒21a与内套筒21b之间形成负压。 [0026] 本发明中解泥池1可以现场挖掘或采用集装箱，对解泥池1进行注水，根据解泥实验结果得到的泥浆一定湿密度范围内渣土与水的体积比，并将注水体积换算所需转筒21挖掘渣土体积，以通过转筒21的容积计算取土次数，且转筒21每次挖掘的渣土体积是恒定的，具体实施过程中，挖机的摆臂控制分筛斗抓取渣土，并将分筛斗置于解泥池1的水中，通过驱动件22控制外套筒21a和内套筒21b同步转动，并使外套筒21a的转速大于内套筒21b的转动，且转向相反，此时外套筒21a的离心力在内套筒21b外侧形成负压，加快内套筒21b内部液体向外侧的流动速度，以实现快速解泥，而在完成一次解泥后，转筒21中筛分处的多余块体会倒入破碎组件4进行破碎，此时转筒21会再次进行取土，直至达到所需取土次数后，完成第一批解泥；将解泥池1打开，解泥池1内泥浆会经振动筛31进行二级筛分，筛分后的泥浆在震动作用下进入储浆仓32，而筛分出的颗粒会进入破碎组件4进行破碎，破碎后的渣土进行储存将作为密度调整材料，用于对解泥后的泥浆密度不满足要求的进行密度调整。本发明通过分筛斗内转筒21的设置，在保证取料动作同时能够与振动筛31形成对渣土的多级筛分，提高了解泥效果，而在转筒21转动筛分过程中，外套筒21a的离心力，以在与内套筒21b的环形间隙内形成负压，能够加快内套筒21b内泥浆快速流出，保证了解泥的均匀性，提高了解泥效率。 [0027] 本发明中泥浆密度调整具体为：若解泥完成的泥浆密度已经达到预先设计的密度时，不需要增加密度调整材料；若大于泥浆设计密度，则通过加水调整；若小于设计泥浆密度，则需要增加密度调整材料。 [0028] 由于转筒21在解泥过程中会造成解泥池1内液面波动，导致泥浆溢出现象，因此，在解泥池1的内部设有液位高度传感器11；并在解泥池1的出口设有气动蝶阀12。在分筛斗进入解泥池1的液体中后，液位高度传感器11检测到解泥池1内的液面高度超出预警值后，便控制气动蝶阀12打开，以释放解泥池1内部分泥浆，以保证分筛斗内转筒21的正常解泥动作。 [0029] 本发明中解泥池1内泥浆在排放至振动筛31时，而为了便于解泥池1内泥浆能够完全排出，将出口设置在解泥池1的底部，但是一级筛分后的泥浆仍会存在渣土颗粒，而渣土颗粒在随着泥浆排出过程中，沿解泥池1底部朝向出口移动，容易造成堵塞现象，影响泥浆的流动速度，因此，为了避免沉积后颗粒影响泥浆在出口流动速度，将解泥池1底部设置成带有倾斜角度的斜面结构，具体地，如图4‑5所示，解泥池1的底部朝向出口处倾斜设置，在出口形成集料槽13；集料槽13包括与出口对应的中间导流面131，及对称设置在中间导流面131两侧的侧导流面132，两个侧导流面132朝向中间导流面131向内逐渐聚拢，以将两侧边的颗粒汇聚至中间导流面131上，并经中间导流面131引流至出口，能够对渣土颗粒起到一定助推作用，避免沉积死角的出现，并且在解泥结束后，便于对解泥池1进行清洗。 [0030] 本发明优选实施例中，如图3所示，内套筒21b的内壁上设有破碎刀片2C，能够在转动解泥过程中，对结块渣土进行破碎，能够对转筒21内渣土起到高效解泥处理，保证解泥产量。 [0031] 另外，在优选方案中，外套筒21a和内套筒21b采用单独的驱动件22实现正反转解泥，对外套筒21a和内套筒21b采用单独驱动，能够独立控制转速和运动方向，并通过选择不同的转速传动比，使外套筒21a的转速大于内套筒21b的转速，从而基于两者转速差异形成负压，增大了解泥力，实现高效的解泥作用，而单独的驱动形式减少机械传动，降低故障的发生概率，从而降低解泥装置的故障风险。 [0032] 本发明优选方案中，如图3和图6‑8所示，第一筛孔组2A包括沿外套筒21a圆周方向均布设置的多个条形孔，第二筛孔组2B包括沿内套筒21b圆周方向均布设置的多个圆孔；且多个圆孔与多个条形孔一一对应设置。 [0033] 将转筒21逐步放入解泥池1时，保持分筛斗的开口朝上，此时转筒21未开始转动，当转筒21的底部接触解泥池1内液体时，液体会从条形孔进入，并经圆孔快速进入内套筒21b内，随着转筒21不断放入，直至完全淹没转筒21，此时外套筒21a和内套筒21b开始同步反向转动，转筒21内解泥后泥浆经同一组内的多个圆孔进入负压区，以在负压区形成分流层，并流入相邻的两组第一筛孔组2A内，而内套筒21b和外套筒21a产生的双层离心使内套筒21b内泥水快速排入解泥池1，而解泥池1内顶部密度较小的泥水会继续从顶部开口处再次进入内套筒21b，以形成解泥循环，保证了渣土的解泥效果。 [0034] 而本发明优选方案中将条形孔沿轴线倾斜设置，在运转过程中会产生一个螺旋状的运动路径，能够更好地搅动和混合泥浆或颗粒位置，从而在增加解泥效率，并且倾斜的条形孔可以利用离心力和流体动力，能够将卡在条形孔内物质清除，有助于减少孔道堵塞和积聚，提高设备的自清洁性，减少维护和停机时间。 [0035] 优选地，条形孔呈弧形设置，可以使流体沿着曲线路径通过，从而实现更均匀的流体分布。这有助于避免流体在孔道中产生过大的速度差异或流量偏向，减少死角和流体堆积的可能性。 [0036] 如图9所示，在本方案中振动筛31的滤网45上设有多个导流条311，且多个导流条311等间距设置，并沿平行于颗粒的流动方向设置，能够顺利将筛分处的颗粒物引入破碎机构，并起到对筛网上颗粒分散均匀的作用，且导流条311可以减少颗粒对滤网45的冲击和摩擦，延长滤网45的使用寿命。 [0037] 本发明优选实施例中，如图9和图10所示，破碎组件4包括清洗槽41和破碎槽42，清洗槽41设置在振动筛31的出口处，破碎槽42设置在清洗槽41的出口处；清洗槽41内设有高压冲洗喷嘴，用于对进入清洗槽41内的颗粒物进行冲洗；破碎槽42内在垂直方向上设有两个破碎辊，并在破碎槽42下方设有储细颗粒槽43；其中，破碎槽42靠近清洗槽41一侧设有分隔板44，分隔板44的顶部与清洗槽41之间设有滤网45，且在滤网45下方设有流通通道46，流通通道46的下方设有收集仓47。 [0038] 通过高压水流的喷射，能够有效地将附着在颗粒表面的杂质和污垢洗净，以减少颗粒上含泥量，产生的泥水会经流通槽进入收集仓47，而清洗后的颗粒物经滤网45进行过滤多余水分后进入破碎槽42，经两个破碎辊旋转和挤压作用，可以将颗粒破碎成所需的粒度。同时，破碎槽42下方设有储细颗粒槽43，能够收集和储存已经达到所需粒度的颗粒。此外分隔板44的顶部高于清洗槽41的底部，以使滤网45呈倾斜设置，能够使清洗后的颗粒在滤网45实现短暂停留，避免将多余水分带入破碎槽42，减小含水率，便于更好的调整泥浆密度。 [0039] 另一种优选方案中，如图11所示，在收集仓47与储细颗粒槽43之间设有伸缩缝，分隔板44设置在伸缩缝内，并在伸缩缝的底部设有弹性件，以使分隔板44在垂直方向上升降，从而控制滤网45的倾斜角度。具体地，当渣土颗粒在滤网45积聚后，滤网45受渣土颗粒的压力使分隔板44向下运动，此时滤网45的倾角变小，便于颗粒进入破碎槽42。 [0040] 本发明还提供了一种制备流态固化土用分批式解泥装置的解泥工艺，包括以下步骤：S1：对现场渣土进行取样分析，所要分析的参数包括液塑限、颗粒级配、渣土类型、含水率、有机质含量等基本性能； S2：取适量渣土进行解泥实验，找出泥浆一定湿密度范围内渣土与水的体积比，并将其换算为转筒21容积与注水体积的比例；通过对现场渣土进行取样分析和解泥实验，可以确定渣土与水的体积比例范围，从而在解泥过程中达到较高的解泥效率。 [0041] S3：在现场挖一定体积的解泥槽或者直接采用集装箱作为解泥槽；S4：往解泥槽内注入一定体积水，计算出渣土所需体积，并基于转筒21容积，以转筛挖的次数衡量渣土体积； S5：通过挖掘机带动转筒21正反转，实现解泥过程，每一次转筛中多余的块体全部进入清洗破碎装置进行清洗，破碎，随后作为密度调整材料，在注入水的体积相对应的转筛次数完成后，作为一批，分批进行； S6：解泥完成的泥浆进入振动筛31，在振动筛31的震动下进入储泥浆槽备用，而筛出的超粒径块体进入清洗破碎装置进行清洗、破碎后作为密度调整材料。 [0042] 本发明通过分筛斗内转筒21的设置，在保证取料动作同时能够与振动筛31形成对渣土的多级筛分，提高了解泥效果，而在转筒21转动筛分过程中，外套筒21a的离心力，以在与内套筒21b的环形间隙内形成负压，能够加快内套筒21b内泥浆快速流出，保证了解泥的均匀性，提高了解泥效率。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 |
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