[0001]
本发明涉及淤泥、泥浆处置技术领域，特别涉及真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置。
背景技术：
[0002]
在河道底泥、钻孔灌注桩成孔施工泥浆、泥水平衡法盾构推进施工泥浆的处理工作中，以往河道底泥随意倾倒在农田或其他陆域，施工泥浆随意倾倒在河道、农田或其他陆域通过大自然循环，但是由于这种土、泥浆的特点是含水量大，并有可能有一定的污染性，而且随着国家环保要求逐步提高，河道底泥、施工泥浆不能随意倾倒，必须有合适的存放点或经处置合格后作为他用。
[0003]
随着城市的快速发展，对农田的保护要求越来越高，合适的存放点(荒地)越来越少。国家对水环境整治力度不断加大，要实现水清，必须对河道底泥进行处置，否则治标不治本。大量的河道底泥运输对环境的污染影响很大，为减少其影响，往往采用槽罐车运输，成本大。
[0004]
在现有技术中，对施工泥浆的处置方法有板框压滤、机械压滤等，但其功效慢，处理成本高。对于河道底泥，因其体量巨大，无法采用板框压滤、机械压滤等方法处置。
[0005]
现有方法的主要问题是，采用板框压滤工艺必须将河道底泥制成泥浆，大大增加了处理工程量，影响工期，也影响工程造价。
[0006]
现有方法的主要问题是，采用机械压滤工艺，为达到快速脱水目的，必须对少量的泥浆或淤泥实施挤压，虽实现连续作业，但功耗大、功效慢、造价高。
[0007]
因此，本领域的技术人员长期以来一直致力于开发一种加压持续时间短、排水效果好的淤泥、泥浆快速脱水施工工艺。
技术实现要素：
[0008]
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，实现的目的是通过真空联合增压，提高内外压差，采用小直径脱水管及增压管密插形式，减少所占体积，增加透水表面积，减小排水路径，克服“井阻”作用，有效提高脱水效率。
[0009]
为实现上述目的，本发明公开了真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，包括储泥罐；所述储泥罐内靠近中心位置设有真空联合增压系统装置，所述真空联合增压系统装置包括若干真空脱水管和真空增压系统；
[0010]
所述储泥罐为一带有可开启上盖和下盖的密封容器；
[0011]
若干所述真空脱水管均竖直设置；每一所述真空脱水管的管壁上均设有若干透水小孔，且每一所述真空脱水管的外壁均设包裹透水膜；
[0012]
若干所述真空脱水管呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列，上端均与水平设置的排水管连接，并通过所述排水管与排水口连通；
[0013]
所述真空增压系统包括若干竖直设置的增压管，每一所述增压管均为充气膨胀
柱；
[0014]
若干所述增压管呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列，与每一所述真空脱水管均互相平行并间隔布置，上端均与水平设置的进气管连接，通过所述进气管与进气口连通；
[0015]
若干所述真空脱水管和若干所述增压管的上下两端分别与上部固定架和下部固定架连接；
[0016]
所述真空联合增压系统装置与所述脱水区之间设有最少两根竖直设置的导向管；所述上部固定架和所述下部固定架均通过导向套与每一所述导向管呈移动副连接，能够沿每一所述导向管的长度方向往复移动。
[0017]
优选的，每一所述真空脱水管的直径均为1厘米至2厘米；若干所述真空脱水管采用，每两根相邻的所述真空脱水管之间的间隔在7厘米至10厘米之间。
[0018]
优选的，每一所述充气膨胀柱采用薄膜材料或高弹力橡胶材料制成。
[0019]
优选的，所述上部固定架和所述下部固定架通过最少两根竖直设置的固定架连接杆固定；
[0020]
每一所述固定架连接杆均设置在所述储泥罐的内侧壁与所述脱水区之间。
[0021]
优选的，每一所述导向管均通过导向管固定件与所述储泥罐的内侧壁固定。
[0022]
优选的，所述上部固定架和所述下部固定架均包括脱水管固定架和增压管固定架；所述脱水管固定架和所述增压管固定架均为由若干水平设置的型钢焊接而成的网状结构。
[0023]
优选的，每一所述真空脱水管均通过真空脱水管固定套与所述排水管连接；每一所述增压管均通过增压管固定套与进气管连接。
[0024]
优选的，每一所述真空脱水管均通过真空脱水管固定销与所述上部固定架和所述下部固定架固定；每一所述增压管均通过增压管固定销与所述上部固定架和所述下部固定架固定。
[0025]
优选的，所述上部固定架上设有起吊钩。
[0026]
优选的，所述排水管对应与之连接的每一所述真空脱水管均设有弯管、三通管或者四通管，与每一所述弯管、每一所述三通管或者每一所述四通管均通过管箍固定；
[0027]
所述进气管对应与之连接的每一所述增压管均设有弯管、三通管或者四通管，与每一所述弯管、每一所述三通管或者每一所述四通管均通过管箍固定。
[0028]
本发明的有益效果：
[0029]
本发明通过真空联合增压，提高内外压差，采用小直径脱水管及增压管密插形式，减少所占体积，增加透水表面积，减小排水路径，克服“井阻”作用，有效提高脱水效率。
[0030]
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
[0031]
图1示出本发明一实施例的正面结构示意图。
[0032]
图2示出本发明一实施例的侧面结构示意图。
[0033]
图3示出本发明一实施例的俯视方向结构示意图。
[0034]
图4示出本发明一实施例中真空脱水管的结构示意图。
[0035]
图5示出本发明一实施例中若干真空脱水管与排水管连接部的结构示意图。
[0036]
图6示出本发明一实施例中若干真空脱水管和若干增压管的平面布置结构示意图。
具体实施方式
[0037]
实施例
[0038]
如图1至图6所示，真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，包括储泥罐18；储泥罐18内靠近中心位置设有真空联合增压系统装置，真空联合增压系统装置包括若干真空脱水管1和真空增压系统；
[0039]
储泥罐18为一带有可开启上盖和下盖的密封容器；
[0040]
若干真空脱水管1均竖直设置；每一真空脱水管1的管壁上均设有若干透水小孔20，且每一真空脱水管1的外壁均设包裹透水膜21；
[0041]
若干真空脱水管1呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列，上端均与水平设置的排水管2连接，并通过排水管2与排水口3连通；
[0042]
真空增压系统包括若干竖直设置的增压管4，每一增压管4均为充气膨胀柱；
[0043]
若干增压管4呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列，与每一真空脱水管1均互相平行并间隔布置，上端均与水平设置的进气管5连接，通过进气管5与进气口6连通；
[0044]
若干真空脱水管1和若干增压管4的上下两端分别与上部固定架7和下部固定架8连接；
[0045]
真空联合增压系统装置与脱水区之间设有最少两根竖直设置的导向管15；上部固定架7和下部固定架8均通过导向套16与每一导向管15呈移动副连接，能够沿每一导向管15的长度方向往复移动。
[0046]
本发明的原理如下：
[0047]
在装满淤泥或泥浆的容器中埋入真空脱水管1及增压管4，真空脱水原理是在脱水管形成负压，在脱水管内外形成压差，土体中的水分在压差的作业下，不断经透水膜流向脱水管，排除储泥罐。增压管通过加压使其膨胀，一方面，对密闭的容器中的土体抽真空脱水，在不断随排水时进行体积补充，否则在无体积补充的密闭容器中，在真空吸附作用下，水体无法排除，增压管体积补充是真空脱水的必须条件；另一方面，增压管体积膨胀在淤泥或泥浆中以水平方式挤压土体，增加压差，使土体主动排水，减少排水时间；增压管内压力即土体内正压宜始终维持在100kpa至200kpa左右，压力过大对储泥罐的材料要求增高，其经济性及运输、使用便利性较差。
[0048]
通过密插形式布置的若干真空脱水管1一方面可增加透水表面积，另一方面可有效减少所占体积，同时可减小排水路径。
[0049]
而采用密插形式布置的若干增压管4，与真空脱水管间隔布置，在增压管充气后膨胀，形成柱体，一方面补充真空负压脱水后储泥罐18的体积损失，减小充气膨胀柱表面至每一相邻的真空脱水管1之间的距离，减小排水路径，提高脱水效率；另一方面还能能够通过膨胀挤压土体，增加压差，进一步提高脱水效率。
[0050]
而且通过进气管5连接的若干增压管4能够实现一台真空泵压力泵连接多套真空
联合增压系统装置，大大节省能耗，可实现循环流水作业，有效提高日处理量。
[0051]
若干真空脱水管1和若干增压管4由上部固定架7、下部固定架8和固定架连接杆9连接成一整体，再通过导向套16形成能够沿导向管15上下垂直移动的移动副；
[0052]
在实际操作时，在储泥罐18装满土后，将真空联合增压系统装置压入土中，合上上盖；抽真空负压至100kpa，开启增压阀，一般增压至100kpa至200kpa，在真空联合增压作用下，脱水管内外压差达到200kpa至300kpa，有效加快脱水进程。
[0053]
储泥罐18装土时下盖合上，开启上盖装土；脱水完成后，打开上盖、下盖，拔出真空联合增压系统装置，土体从下口卸出。
[0054]
如图6所示，在某些实施例中，每一真空脱水管1的直径均为1厘米至2厘米；若干真空脱水管1采用，每两根相邻的真空脱水管1之间的间隔在7厘米至10厘米之间。
[0055]
上述间隔距离的设置形成了“小直径密插”的结构，即土体排水过程中，在最靠近透水膜处最先排水密实，随着时间推移，密实土体厚度增加，形成“井阻”，远离透水膜土体中的水较难穿越“井阻”区排出，“井阻”以外土体脱水效果差；“小直径密插”一方面可增加透水表面积，另一方面可有效减少所占体积，同时可减小排水路径，使待脱水处理的淤泥或泥浆在“井阻”范围以内，实现快速脱水效果。
[0056]
上述结构能够防止密实土体厚度增加，形成“井阻”，导致远离透水膜土体中的水较难穿越“井阻”区排出，影响透水效果。
[0057]“井阻”是指土体在最靠近透水膜处最先排水密实，随着时间推移，密实土体厚度增加，导致远离透水膜土体中的水较难穿越的现象
[0058]
在某些实施例中，每一充气膨胀柱采用薄膜材料或高弹力橡胶材料制成。能够有效的减小每一增压管4的体积。
[0059]
在某些实施例中，上部固定架7和下部固定架8通过最少两根竖直设置的固定架连接杆9固定；
[0060]
每一固定架连接杆9均设置在储泥罐18的内侧壁与脱水区之间。
[0061]
在某些实施例中，每一导向管15均通过导向管固定件17与储泥罐18的内侧壁固定。
[0062]
在某些实施例中，上部固定架7和下部固定架8均包括脱水管固定架22和增压管固定架23；脱水管固定架22和增压管固定架23均为由若干水平设置的型钢焊接而成的网状结构。
[0063]
在某些实施例中，每一真空脱水管1均通过真空脱水管固定套12与排水管2连接；每一增压管4均通过增压管固定套14与进气管5连接。
[0064]
在某些实施例中，每一真空脱水管1均通过真空脱水管固定销11与上部固定架7和下部固定架8固定；每一增压管4均通过增压管固定销13与上部固定架7和下部固定架8固定。
[0065]
在某些实施例中，上部固定架7上设有起吊钩19。
[0066]
在某些实施例中，排水管2对应与之连接的每一真空脱水管1均设有弯管24、三通管25或者四通管26，与每一弯管24、每一三通管25或者每一四通管26均通过管箍27固定；
[0067]
进气管5对应与之连接的每一增压管4均设有弯管24、三通管25或者四通管26，与每一弯管24、每一三通管25或者每一四通管26均通过管箍27固定。
[0068]
在实际应用中，本发明的实用步骤如下：
[0069]
步骤1、合上储泥罐18的下盖，打开上盖，装入淤泥或泥浆。
[0070]
步骤2、将真空联合增压系统装置延导向垂直压入土体中，合上上盖，抽真空，同时加压，可根据抽取的水量确定是否达到预定效果。
[0071]
步骤3、打开上盖，拔出真空联合增压系统装置，若起拔困难，可在真空联合增压系统装置上安装震动器，边振边拔，直至完全拔出。
[0072]
步骤4、打开下盖，开启震动器，土体振松后自动掉落。
[0073]
根据上述真空联合增压系统淤泥及泥浆处置工艺，一台真空泵增压泵可同时连接多台处置装置，实现循环流水作业，大大节省能耗，有效提高日处理量。
[0074]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
技术特征：
1.真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，包括储泥罐(18)；其特征在于，所述储泥罐(18)内靠近中心位置设有真空联合增压系统装置，所述真空联合增压系统装置包括若干真空脱水管(1)和真空增压系统；所述储泥罐(18)为一带有可开启上盖和下盖的密封容器；若干所述真空脱水管(1)均竖直设置；每一所述真空脱水管(1)的管壁上均设有若干透水小孔(20)，且每一所述真空脱水管(1)的外壁均设包裹透水膜(21)；若干所述真空脱水管(1)呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列，上端均与水平设置的排水管(2)连接，并通过所述排水管(2)与排水口(3)连通；所述真空增压系统包括若干竖直设置的增压管(4)，每一所述增压管(4)均为充气膨胀柱；若干所述增压管(4)呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列，与每一所述真空脱水管(1)均互相平行并间隔布置，上端均与水平设置的进气管(5)连接，通过所述进气管(5)与进气口(6)连通；若干所述真空脱水管(1)和若干所述增压管(4)的上下两端分别与上部固定架(7)和下部固定架(8)连接；所述真空联合增压系统装置与所述脱水区之间设有最少两根竖直设置的导向管(15)；所述上部固定架(7)和所述下部固定架(8)均通过导向套(16)与每一所述导向管(15)呈移动副连接，能够沿每一所述导向管(15)的长度方向往复移动。2.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，每一所述真空脱水管(1)的直径均为1厘米至2厘米；若干所述真空脱水管(1)采用，每两根相邻的所述真空脱水管(1)之间的间隔在7厘米至10厘米之间。3.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，每一所述充气膨胀柱采用薄膜材料或高弹力橡胶材料制成。4.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，所述上部固定架(7)和所述下部固定架(8)通过最少两根竖直设置的固定架连接杆(9)固定；每一所述固定架连接杆(9)均设置在所述储泥罐(18)的内侧壁与所述脱水区之间。5.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，每一所述导向管(15)均通过导向管固定件(17)与所述储泥罐(18)的内侧壁固定。6.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，所述上部固定架(7)和所述下部固定架(8)均包括脱水管固定架(22)和增压管固定架(23)；所述脱水管固定架(22)和所述增压管固定架(23)均为由若干水平设置的型钢焊接而成的网状结构。7.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，每一所述真空脱水管(1)均通过真空脱水管固定套(12)与所述排水管(2)连接；每一所述增压管(4)均通过增压管固定套(14)与进气管(5)连接。8.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，每一所述真空脱水管(1)均通过真空脱水管固定销(11)与所述上部固定架(7)和所述下部固定架(8)固定；每一所述增压管(4)均通过增压管固定销(13)与所述上部固定架(7)和所述下部固定架(8)固定。
9.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，所述上部固定架(7)上设有起吊钩(19)。10.根据权利要求1所述的真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，其特征在于，所述排水管(2)对应与之连接的每一所述真空脱水管(1)均设有弯管(24)、三通管(25)或者四通管(26)，与每一所述弯管(24)、每一所述三通管(25)或者每一所述四通管(26)均通过管箍(27)固定；所述进气管(5)对应与之连接的每一所述增压管(4)均设有弯管(24)、三通管(25)或者四通管(26)，与每一所述弯管(24)、每一所述三通管(25)或者每一所述四通管(26)均通过管箍(27)固定。
技术总结
本发明公开了真空联合加压淤泥及泥浆快速脱水装置，包括储泥罐；储泥罐内设有包括若干真空脱水管和真空增压系统的真空联合增压系统装置；若干真空脱水管呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列；真空增压系统包括若干竖直设置的增压管，每一增压管均为充气膨胀柱；若干增压管呈密插形式布置，在水平面上的投影呈矩形阵列，与每一真空脱水管均互相平行并间隔布置；若干真空脱水管和若干增压管的上下两端分别与上部固定架和下部固定架连接；上部固定架和下部固定架均通过导向套与每一导向管呈移动副连接。本发明与现有技术相比减小了体积，增加透水表面积，减小排水路径，克服“井阻”作用，有效提高脱水效率。有效提高脱水效率。有效提高脱水效率。
技术开发人、权利持有人：项培林
