水力分選泥沙裝置的製作方法

2023-05-30 23:51:26

專利名稱：水力分選泥沙裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水利技術領域，尤其涉及一種水力分選泥沙裝置。
背景技術：
黃河下遊多年平均輸沙量約16億噸，其中約1/3淤積在下遊河道。泥沙具有災害和資源兩重性，隨著社會進步和科學技術的發展，尤其是受國家對基本農田保護力度的加大和對農田的需求增加，泥沙作為一種資源越來越受到人們所重視，越來越多的有識之士投入到黃河泥沙資源化的研究和利用中去，取得了一大批成果和重要進展。根據黃河泥沙資源化利用的多年實踐和研究得知，粗顆粒泥沙在鑄件模具製作、免燒磚(塊石)、透油阻水材料、建築摻和料等領域有廣闊的應用空間，具有很高的經濟利用價值；粉細沙、兩合土在築堤、填築窪地、填高房臺等方面有廣闊的應用空間，特別是在空心磚燒制方面的應用備受目前灘區居民和政府的重視和鼓勵；粘細顆粒泥沙在改良土壤、升級農田品質、提高農田產量等方面有廣闊的應用前景，特別是黃河沿岸低洼坑塘和黃河故道的沙崗、鹽鹼荒地和低產田，如果得到黃河粘細顆粒泥沙改良很容易變成高產、穩產的高品質農田，對保護基本農田和糧食增長具有重要的現實意義。但黃河泥沙是富含鐵砂和不同比例的粗、中、細、泥混合體，目前的黃河泥沙資源化利用方面還主要集中在泥沙原始的混雜應用，沒有泥沙顆粒分類的高品質和精細使用，究其根本原因就是目前沒有泥沙分選裝置及其相應技術，很大程度上制約了黃河泥沙資源化利用的進程和效益發揮。因此，研究黃河下遊泥沙分選利用裝置及其技術也就顯得極為迫切和需要。另外，目前國內外都在大規模開展淤填造陸工程建設，其中關鍵性的要求就是希望使用較粗泥沙，以便快速沉降固結、具有較高的承載力和較好的充填土工織物沙袋。如吹填工程一般要求吹填料粒徑0.05mm以上，《土工材料應用技術規範》規定:「土工織物沙袋充填料應選用沙性土，粒徑大於0.075mm的顆粒含量要大於50%，粒徑小於0.005mm的顆粒含量要控制在10%以內」。但工程建設地點附近的床底質以泥加沙為主，一般細顆粒泥沙含量較多，大多數工程很難就近獲取滿足吹填造陸或充填沙袋沙質要求的沙源。採用周邊地區符合條件的沙源作為充填料，需要遠距離採運、增加工程建設成本；直接就近採砂是富含細泥顆粒的泥沙混合體，相當一部分泥沙不能滿足工程使用要求，直接採用嚴重影響工程施工的效果和質量，非常希望將泥沙混合體的細泥顆粒預先分離出去後利用合乎要求的泥沙進行工程建設，以節約工程投資。

實用新型內容本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，解決非均勻多相混合物的分選難題，提供一種結構簡單、操作維修方便、結實耐用、節能高效、成本低廉的水力分選泥沙裝置。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案:水力分選泥沙裝置，包括輸沙管道、鐵砂收集箱和泥沙分選筒，鐵砂收集箱下部兩側連通在輸沙管道上，輸沙管道的出沙端與泥沙分選筒的泥沙水體進口連接，泥沙水體進口的方向與泥沙分選筒的切線方向—致。所述鐵砂收集箱並聯設有兩個，每個鐵砂收集箱兩側的輸沙管道上均設有閘閥，鐵砂收集箱頂部設有高強磁鐵，鐵砂收集箱內底部設有活動底封板，鐵砂收集箱側部設有鐵砂出口。所述泥沙分選筒上部和下部分別為圓筒形和圓錐形，泥沙分選筒側部設有高於泥沙水體進口的泥沙溢出口以及低於泥沙水體進口、錯落分布的粗沙出口、中沙出口和細沙出口，粗沙出口連接泥沙分選筒內部的外圈，中沙出口連接泥沙分選筒內部的中圈，細沙出口連接泥沙分選筒內部的裡圈，泥沙分選筒頂部轉動設有旋轉波輪裝置。所述旋轉波輪裝置包括轉動連接在泥沙分選筒頂部的轉軸，轉軸下端設有位於泥沙分選筒內部的兩層十字形布設的輻條，上層的輻條通過鋼筋圈徑向連接有輻板，下層的輻條連接有漏鬥狀的導流板，導流板上面與輻板下邊沿連接，導流板下表面周向均布有攪動板。採用上述技術方案，本實用新型是一種根據磁性吸附和不同顆粒泥沙做旋轉運動時離心力不同而分離非均相液體混合液的專用設備，其基本原理是:泥漿泵出口將多相組成的混合物通過輸沙管道和控制閘閥進入鐵砂收集箱，利用高強磁鐵將混合物中的鐵砂首先吸附至鐵砂收集箱，實現鐵砂的首先分選；然後將分選出鐵砂後的泥沙水體輸送至泥沙分選筒，泥沙水體從切向進入泥沙分選筒內，衝擊旋轉波輪裝置在泥沙分選筒內做旋轉運動，泥沙在伴隨水體旋轉過程中沿徑向分選並向下沉降，不能沉降的細泥和水體沿分選筒內壁向上運動，自溢水口流出分選筒，這樣就達到了鐵砂、粗沙、中沙、細沙和泥水的多相分離的目的。本實用新型利用水力分選非均勻多相混合物技術，可以從泥漿泵輸送的非均相混合物中分選出具有不同用途的鐵砂、粗沙、中沙、細沙和泥水，提高黃河泥沙的利用品質，促進黃河泥沙資源化利用和效益最大化；可以從工程區域內不適用沙源中分選出可供使用的優質泥沙，從而避免高成本的遠距離取沙，達到就近取材、節約成本的目的。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1當中鐵砂收集箱和輸沙管道的俯視圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型的水力分選泥沙裝置，包括輸沙管道2、鐵砂收集箱4和泥沙分選筒10，鐵砂收集箱4下部兩側連通在輸沙管道2上，輸沙管道2的出沙端與泥沙分選筒10的泥沙水體進口 9連接，泥沙水體進口 9的方向與泥沙分選筒10的切線
方向一致。鐵砂收集箱4並聯設有兩個，每個鐵砂收集箱4兩側的輸沙管道2上均設有閘閥3，鐵砂收集箱4頂部設有高強磁鐵5，鐵砂收集箱4內底部設有活動底封板7，鐵砂收集箱4側部設有鐵砂出口 6。泥沙分選筒10上部和下部分別為圓筒形和圓錐形，泥沙分選筒10側部設有高於泥沙水體進口 9的泥沙溢出口 11、低於泥沙水體進口 9的粗沙出口 12、低於粗沙出口 12的中沙出口 13和低於中沙出口 13的細沙出口 14，粗沙出口 12連接泥沙分選筒10內部的外圈，中沙出口 13連接泥沙分選筒10內部的中圈，細沙出口 14連接泥沙分選筒10內部的裡圈，泥沙分選筒10頂部轉動設有旋轉波輪裝置。旋轉波輪裝置包括轉動連接在泥沙分選筒10頂部的轉軸16，轉軸16上端設有固定在分選筒10頂部的轉軸定位塊15,轉軸16下端設有位於泥沙分選筒10內部的兩層十字形布設的輻條20，上層的輻條20通過鋼筋圈徑向連接有輻板17，下層的輻條20連接有漏鬥狀的導流板19，導流板19上面與輻板17下邊沿連接，導流板19下表面周向均布有攪動板18。本實用新型在工作使用時，泥漿泵將輸沙水流I (箭頭所示)通過輸沙管道2輸出，鐵砂收集箱4的頂部的可移動的高強磁鐵5吸附流經該段輸沙管道2混合體中的鐵砂至鐵砂收集箱4，鐵砂收集箱4的某一面開設鐵砂吸附情況觀察透明窗口，另一面的底部(輸沙管道2頂部對應高度)設置活動底封板7，並在此高度設置適宜的鐵砂出口 6及其相應的封堵板。通過透明窗口觀察鐵砂收集箱4吸滿鐵砂後，關閉該通路上的閘閥3同時開啟另一個鐵砂收集箱4上下的閘閥3，另一個分選鐵砂收集箱3開始工作期間，打開吸滿鐵砂鐵砂收集4的鐵砂出口 6的封堵板，插入活動底封板7,移除鐵砂收集箱4頂部的聞強磁鐵5,鐵砂自鐵砂出口 6掏出乾淨後，各部件復位準備下一輪分選鐵砂工作。通過鐵砂收集箱4分選出鐵砂後的泥沙水體，再通過輸沙管道2進入到泥沙水體進口 9，切向進入通過支架固定在陸地上的泥沙分選筒10，衝擊分選筒內固定於導流板19上的輻板17，輻板17帶動通過輻條20固定於轉軸16上的導流板19及其下部的攪動板18圍繞著固定於分選筒頂上轉軸定位塊15的轉軸16做圓周運動，並帶動沿導流板19流入泥沙分選筒10中心區域的泥沙水體在泥沙分選筒10內做旋轉運動，不同顆粒泥沙在伴隨水體旋轉過程中沿徑向分選並向下沉降，在泥沙分選筒10不同半徑環區內沉降的粗沙、中沙、細沙分別通過粗沙出口 12、中沙出口 13、細沙出口 14排出泥沙分選筒10，不能沉降的細泥和水體沿分選筒內壁向上運動，自泥水溢水口 11流出泥沙分選筒10。
權利要求1.水力分選泥沙裝置，其特徵在於:包括輸沙管道、鐵砂收集箱和泥沙分選筒，鐵砂收集箱下部兩側連通在輸沙管道上，輸沙管道的出沙端與泥沙分選筒的泥沙水體進口連接，泥沙水體進口的方向與泥沙分選筒的切線方向一致。
2.根據權利要求1所述的水力分選泥沙裝置，其特徵在於:所述鐵砂收集箱並聯設有兩個，每個鐵砂收集箱兩側的輸沙管道上均設有閘閥，鐵砂收集箱頂部設有高強磁鐵，鐵砂收集箱內底部設有活動底封板，鐵砂收集箱側部設有鐵砂出口。
3.根據權利要求1或2所述的水力分選泥沙裝置，其特徵在於:所述泥沙分選筒上部和下部分別為圓筒形和圓錐形，泥沙分選筒側部設有高於泥沙水體進口的泥沙溢出口以及低於泥沙水體進口、錯落分布的粗沙出口、中沙出口和細沙出口，粗沙出口連接泥沙分選筒內部的外圈，中沙出口連接泥沙分選筒內部的中圈，細沙出口連接泥沙分選筒內部的裡圈，泥沙分選筒頂部轉動設有旋轉波輪裝置。
4.根據權利要求3所述的水力分選泥沙裝置，其特徵在於:所述旋轉波輪裝置包括轉動連接在泥沙分選筒頂部的轉軸，轉軸下端設有位於泥沙分選筒內部的兩層十字形布設的輻條，上層的輻條通過鋼筋圈徑向連接有輻板，下層的輻條連接有漏鬥狀的導流板，導流板上面與輻板下邊沿連接，導流板下表面周向均布有攪動板。
專利摘要本實用新型公開了水力分選泥沙裝置，包括輸沙管道、鐵砂收集箱和泥沙分選筒,鐵砂收集箱下部連接在輸沙管道上，輸沙管道的出沙端與泥沙分選筒的泥沙水體進口連接，泥沙水體進口的方向與泥沙分選筒的切線方向一致。本實用新型利用水力分選非均勻多相混合物技術，可以從泥漿泵輸送的非均相混合物中分選出具有不同用途的鐵砂、粗沙、中沙、細沙和泥水，提高黃河泥沙的利用品質，促進黃河泥沙資源化利用和效益最大化；可以從工程區域內不適用沙源中分選出可供使用的優質泥沙，從而避免高成本的遠距離取沙，達到就近取材、節約成本的目的。
文檔編號B03B5/62GK203002459SQ201220599450
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者耿淼蕊, 耿繼濤 申請人:耿淼蕊