一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置及方法
2023-06-07 07:15:11 2
一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置及方法
【專利摘要】本發明提出一種抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置及方法，該裝置主要由真空泵、空氣壓縮機、真空罐集水裝置、氣體交換裝置、自動控制閥門和排水體組成。該裝置突破了傳統單一抽真空排水方法的限制，採用抽真空和壓縮氣體循環作用的方法，通過充氣疏通在排水體外部周圍聚集的細顆粒，防止長時間抽氣作用下排水體周圍細顆粒聚集造成的排水體外部濾膜空隙的淤堵，提高了真空排水的效率。該裝置用於含水率較高的流態淤泥真空排水加固地基，通過自動控制閥門交替進行抽氣和充氣，使排水體周圍淤堵情況得到有效改善。本發明裝置操作簡便，自動化程度高，排水效率高。
【專利說明】一種對丨於泥抽氣與充氣循環排水防丨於堵的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置及方法，是特別針對於高含水率淤泥快速排水固結，降低土體含水率而發明的加速排水防止排水體淤堵的設備，該裝置通過自動控制閥門系統對各部件的工作進行有序控制，自動化程度高，採用抽氣與充氣循環的方式防止淤堵，排水效率高，屬於巖土工程及環境工程等相關【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在河道疏浚清淤工程和圍海造田工程中，都會遇到高含水率土體的吹填固結問題。對於吹填了高含水率淤泥的場地來說，若是場地的排水不暢或是吹填土體粘粒含量較高，則排水固結將是一個漫長的過程。對於急於用地開展進一步工程的項目和儘快復耕的徵地工程來說，如何快速地降低堆場中高含水率淤泥的含水率是關鍵的問題，因此需要採用人為手段加快排水過程。傳統的排水加固地基方法一般採用抽真空排水或堆載預壓排水，其中堆載預壓排水方法需要堆載物，堆載後還需卸載，增加施工工程量，一般真空排水方法應用較為廣泛。真空排水方法在施工初期效果明顯，隨著淤泥顆粒的遷移，排水通道容易發生淤堵，影響排水效率。水流帶動細顆粒在濾層材料或相鄰土體中聚集，影響濾層及附近土體的滲透能力造成機械淤堵，在淤堵形成之前，通過充氣破壞細顆粒的聚集，從而使排水順暢。為了解決淤堵問題，急需開發出一種在淤泥堆場和吹填場地中能夠持續有效地排出水分的儀器，以解決工程中實際的問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提出一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置及方法，在淤泥抽真空排水過程中能夠持續有效地排出水分，通過充氣疏通在排水體外部濾膜周圍聚集的細顆粒，以解決淤泥含水率較高，難以排出，容易造成排水體淤堵的問題。本發明主要適用於淤泥抽真空排水加固地基工程。
[0004]為實現上述發明目的，本發明採用下述技術方案予以實現:
一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置，包含:1真空泵，2空氣壓縮機，3排水口，4排水閥門，5水位觸發器，6浮球，7真空罐集水裝置，8通氣閥門，9計時觸發器，10通電導線，11真空表，12氣體交換管道，13加固地基，14真空罐集水裝置接口，15不鏽鋼螺旋卡箍，16排水體，17砂墊層，18排水管，19密封膜。
[0005]其特徵是:排水管18套接在真空罐集水裝置接口 14上，在真空罐集水裝置7內部安裝水位觸發器5，水位觸發器5連接彈簧驅動控制排水口 3的閥門。水位觸發器5由浮球6的位置控制，當浮球6位置到達水位觸發器5高度時，水位觸發器5啟動帶動驅動彈簧將真空罐集水裝置7的下部排水閥門4提起，進行排水，當浮球6高度位置到達排水口 4位置時，水位觸發器5關閉，排水閥門4落下，停止排水。真空表11安裝在真空罐集水裝置7上部，真空罐集水裝置7的另外兩個接口通過兩根氣體交換管道12分別與真空泵I以及空氣壓縮機2的通氣接口連接，真空罐集水裝置7與真空泵I以及空氣壓縮機2連接的接口處分別安裝通氣閥門8，通氣閥門8由計時觸發器9進行控制，各連接處用不鏽鋼螺旋卡箍15卡緊密封。
[0006]連接好各個部件後，設置計時觸發器9時間，將自動控制閥門通電導線10連接電源，通電後計時觸發器9啟動，真空泵I的閥門開啟，開始計時，計時觸發器9達到設置的時間時真空泵I的控制閥門關閉，同時空氣壓縮機2的控制閥門開啟，計時觸發器9再次計時，當計時觸發器9再次達到設置的時間時，空氣壓縮機2的控制閥門關閉，同時真空泵I的控制閥門開啟。如此反覆，實現抽氣與充氣循環排水。持續工作直至滿足排水要求，關閉電源。
一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置的操作方法:
1)、排水體16選用塑料排水板或者豎向砂井，打設排水體16，排水體16間隔距離與深度根據現場地基具體情況經計算確定；
2)、在打設好排水體16的地基上鋪設砂墊層17，埋入排水管18，鋪設密封膜19；
3)、將排水管18與真空罐集水裝置接口14連接，排水管18套接在真空罐集水裝置接口 14上，連接處用不鏽鋼螺旋卡箍15卡緊；
4)、在真空罐集水裝置7內部安裝水位觸發器5，水位觸發器5連接彈簧驅動控制排水口 3的閥門；
5)、密封連接各管道及部件後，設置計時觸發器9時間，將自動控制閥門通電導線10連接電源，持續工作直至滿足排水要求，關閉電源。
[0007]本發明採用抽真空和壓縮氣體循環作用的方法，抽氣一段時間後，利用充氣作用疏通在排水體外部周圍聚集的細顆粒，防止傳統抽真空方法在長時間抽氣作用下排水體周圍細顆粒聚集造成的排水體外部濾膜空隙的淤堵。本發明有效改善了排水體在長期抽真空作用下排水濾膜空隙的淤堵情況，提高了真空排水的效率，縮短了工期，具有良好的效益。
[0008]本發明的優點
本發明提出的用於高含水率淤泥堆場真空排水的抽氣與充氣循環排水防淤堵裝置，可以快速降低淤泥堆場或淤泥吹填場地中土體的含水率，採用抽真空和壓縮氣體循環作用的方法，通過充氣疏通在排水體外部周圍聚集的細顆粒，防止長時間抽氣作用下排水體周圍細顆粒聚集造成的排水體外部濾膜空隙的淤堵，提高了真空排水的效率。該裝置採用自動控制閥門系統，自動化程度高，操作簡便，工作效率高，具有良好的效益。
[0009]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]附圖1為儀器裝置連接圖 附圖2為氣體交換管道接口示意圖 附圖3為計時觸發器連接示意圖
圖中:1真空泵，2空氣壓縮機，3排水口，4排水閥門，5水位觸發器，6浮球，7真空罐集水裝置，8通氣閥門，9計時觸發器，10通電導線，11真空表，12氣體交換管道，13加固地基，14真空罐集水裝置接口，15不鏽鋼螺旋卡箍，16排水體，17砂墊層，18排水管，19密封膜。
[0011]【具體實施方式】: 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明的技術方案作進一步詳細的說明:
實施例一:
一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置，包括:1真空泵，2空氣壓縮機，3排水口，4排水閥門，5水位觸發器，6浮球，7真空罐集水裝置，8通氣閥門，9計時觸發器，10通電導線，11真空表，12氣體交換管道，13加固地基，14真空罐集水裝置接口，15不鏽鋼螺旋卡箍，16排水體，17砂墊層，18排水管，19密封膜。排水體16選用塑料排水板，將套管帶著塑料排水板沉到預定深度，剪斷排水板，拔出套管，排水板間隔距離與深度根據現場地基具體情況經計算確定，塑料排水板在地面上留有一定長度，在打設好塑料排水板的地基上鋪設砂墊層17，埋入排水管18，鋪設密封膜19。
[0012]將排水管18與真空罐集水裝置7連接，排水管18套接在真空罐集水裝置接口 14上，在真空罐集水裝置7內部安裝水位觸發器5，水位觸發器5連接彈簧驅動控制排水口 3的閥門。水位觸發器5由浮球6的位置控制，當浮球6位置到達水位觸發器5高度時，水位觸發器5啟動帶動驅動彈簧將真空罐集水裝置7的下部排水閥門4提起，進行排水，當浮球6高度位置到達排水口 4位置時，水位觸發器5關閉，排水閥門4落下，停止排水。真空表11安裝在真空罐集水裝置7上部，以便觀測真空罐集水裝置7內部的真空度，真空罐集水裝置7的另外兩個接口通過兩根氣體交換管道12分別與真空泵I以及空氣壓縮機2的通氣接口連接，真空罐集水裝置7與真空泵I以及空氣壓縮機2連接的接口處分別安裝通氣閥門8，通氣閥門8由計時觸發器9進行控制，各連接處用不鏽鋼螺旋卡箍15卡緊密封。
[0013]連接好各個部件後，設置計時觸發器9時間，將自動控制閥門通電導線10連接電源，通電後計時觸發器9啟動，真空泵I的閥門開啟，開始計時，計時觸發器9達到設置的時間時真空泵I的控制閥門關閉，同時空氣壓縮機2的控制閥門開啟，計時觸發器9再次計時，當計時觸發器9再次達到設置的時間時，空氣壓縮機2的控制閥門關閉，同時真空泵I的控制閥門開啟。如此反覆，實現抽氣與充氣循環排水。持續工作直至滿足排水要求，關閉電源。
[0014]實施例二:
與實施例一基本相同，不同之處在於排水體的選用及施工方法，如下:
排水體16選用豎向砂井，將套管沉到預定深度，然後在管內灌砂後，拔出套管，形成砂井，砂井間隔距離與深度根據現場地基具體情況經計算確定，在打設好豎向砂井的地基上鋪設砂墊層17，埋入排水管18，鋪設密封膜19，連接各管道，設置計時觸發器9，起動抽氣與充氣循環排水防淤堵裝置，實現抽氣與充氣循環排水，直至滿足排水要求，關閉電源。
[0015]一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置的操作方法:
1)、排水體16選用塑料排水板或者豎向砂井，打設排水體16，排水體16間隔距離與深度根據現場地基具體情況經計算確定；
2)、在打設好排水體16的地基上鋪設砂墊層17，埋入排水管18，鋪設密封膜19；
3)、將排水管18與真空罐集水裝置接口14連接，排水管18套接在真空罐集水裝置接口 14上，連接處用不鏽鋼螺旋卡箍15卡緊；
4)、在真空罐集水裝置7內部安裝水位觸發器5，水位觸發器5連接彈簧驅動控制排水口 3的閥門；
5)、密封連接各管道及部件後，設置計時觸發器9時間，將自動控制閥門通電導線10連接電源，持續工作直至滿足排水要求，關閉電源。
[0016]本發明採用抽真空和壓縮氣體循環作用的方法，抽氣一段時間後，利用充氣作用疏通在排水體外部周圍聚集的細顆粒，防止傳統抽真空方法在長時間抽氣作用下排水體周圍細顆粒聚集造成的排水體外部濾膜空隙的淤堵。
【權利要求】
1.一種對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵的裝置，包含:1真空泵，2空氣壓縮機，3排水口，4排水閥門，5水位觸發器，6浮球，7真空罐集水裝置，8通氣閥門，9計時觸發器，10通電導線，11真空表，12氣體交換管道，13加固地基，14真空罐集水裝置接口，15不鏽鋼螺旋卡箍，16排水體，17砂墊層，18排水管，19密封膜，其特徵是:排水管18套接在真空罐集水裝置接口 14上，在真空罐集水裝置7內部安裝水位觸發器5，水位觸發器5連接彈簧驅動控制排水口 3的閥門，水位觸發器5由浮球6的位置控制，真空表11安裝在真空罐集水裝置7上部，真空罐集水裝置7的另外兩個接口通過兩根氣體交換管道12分別與真空泵I以及空氣壓縮機2的通氣接口連接，真空罐集水裝置7與真空泵I以及空氣壓縮機2連接的接口處分別安裝通氣閥門8，通氣閥門8由計時觸發器9進行控制，各連接處用不鏽鋼螺旋卡箍15卡緊密封。
2.一種基於權利要求1所述的對淤泥抽氣與充氣循環排水防淤堵裝置的操作方法:其特徵是包括如下步驟: 1)、排水體16選用塑料排水板或者豎向砂井，打設排水體16，排水體16間隔距離與深度根據現場地基具體情況經計算確定； 2)、在打設好排水體16的地基上鋪設砂墊層17，埋入排水管18，鋪設密封膜19； 3)、將排水管18與真空罐集水裝置接口14連接，排水管18套接在真空罐集水裝置接口 14上，連接處用不鏽鋼螺旋卡箍15卡緊； 4)、在真空罐集水裝置7內部安裝水位觸發器5，水位觸發器5連接彈簧驅動控制排水口 3的閥門； 5)、密封連接各管道及部件後，設置計時觸發器9時間，將自動控制閥門通電導線10連接電源，持續工作直至滿足排水要求，關閉電源。
【文檔編號】E02D3/10GK103628465SQ201310568208
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】周源, 張凌雲, 高玉峰, 陸志浩, 張瑩 申請人:河海大學