CN108508159A - 一种新型的搅拌外置式渣土改良试验台 - Google Patents
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Abstract
一种新型的搅拌外置式渣土改良试验台，包括泡沫发生器、螺旋输送机Ⅰ、筒体、螺旋输送机Ⅱ，泡沫发生器添加水、空气和渣土改良剂后产生改良剂泡沫；该泡沫发生器的出口与搅拌盒连通，搅拌盒与搅拌器配合将渣土和改良剂泡沫混合均匀；螺旋输送机Ⅰ将改良后的渣土提升至出渣筒上方，沿出渣筒及其下方的进土口输送至筒体内；液压缸固设于筒体的一侧，其活塞位于筒体内并与筒体共同构成土仓；筒体的另一侧设有多个土压传感器；螺旋输送机Ⅱ将试验渣土提升至出土仓门上方，从出土仓门掉落。所述试验台在盾构机出发施工前，对不同的地质渣土进行各种型号的改良剂效果试验，针对各个施工段选定效果最优的渣土改良剂，保证盾构施工的正常进行。
Description
技术领域
本发明属于渣土改良技术领域，特别设计一种新型的搅拌外置式渣土改良试验台。
背景技术
目前我国的地下工程(如地铁、隧道)施工，都要使用盾构机。在城市地下进行施工时使用盾构机必须保证盾构机土仓压力和地面压力平衡，这样才能保证对地面上的建筑和设施扰动最小。盾构机土仓的压力是由土压传感器测量，如果土仓压力高于地面压力，则螺旋输送机输送渣土的速度加快，土仓压力下降，当下降到设定值时，螺旋输送机输送渣土的速度下降，这样不断地控制调节螺旋输送机输送渣土的速度，可以实时调节盾构机土仓压力，保证盾构机土仓压力和地面压力基本平衡。但是地下盾构机施工的地质条件是变化的，有些地质条件下，盾构机刀盘切下的渣土粘性特别大，螺旋输送机出渣土不畅，造成盾构机土仓压力增大，大于地面压力，使地面隆起，破坏地面建筑，此时必须在渣土仓添加渣土改良剂泡沫，改善渣土流动性，使螺旋输送机出渣土顺畅；有些地质条件下，渣土是沙质土，含水量大，渣土流动性太好，造成螺旋输送机喷涌，使盾构机渣土仓压力迅速降低，小于地面压力，造成地面塌陷，破坏地面建筑和设施，造成巨大损失，这时就需要对渣土仓添加渣土改良剂，使渣土的粘性加大，使盾构机按照控制要求正常出土，保证土仓的压力。因此针对不同的地质条件，必须选择不同的渣土改良剂，但是目前市面上的渣土改良剂种类繁多，也没有专门的渣土改良剂性能试验平台，通常都是依据经验去选择，难免存在偏差，进而造成施工效率低，地面隆起或塌陷的风险增大。
发明内容
针对前述问题，本发明的目的在于提出一种新型的搅拌外置式渣土改良试验台，针对不同情况的地质渣土进行各种型号的渣土改良剂的效果试验，针对各个施工段分别选择效果最优的渣土改良剂，保证盾构施工的正常进行。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种新型的搅拌外置式渣土改良试验台，包括泡沫发生器4、螺旋输送机Ⅰ7、筒体11、螺旋输送机Ⅱ14，泡沫发生器4通过管道Ⅰ1、管道Ⅱ2、管道Ⅲ3分别添加水、空气和渣土改良剂，并产生改良剂泡沫；该泡沫发生器4的出口与搅拌盒5连通，搅拌盒5与搅拌器6配合将渣土A和改良剂泡沫混合均匀；螺旋输送机Ⅰ7由电机Ⅰ8通过减速器驱动，其进口端位于搅拌盒5的底部；位于搅拌盒5外部的螺旋输送机Ⅰ7上设有出渣筒9；
筒体11的顶部设有位于出渣筒9下方的进土口10，其底部设有出渣口16；液压缸17固设于筒体11的一侧，其活塞1701位于筒体11内，该活塞1701与筒体11共同构成土仓B；筒体11的另一侧设有多个土压传感器12；
螺旋输送机Ⅱ14由电机Ⅱ13通过减速器驱动，其进口端位于土仓B的底部；螺旋输送机Ⅱ14上还设有出土仓门15，该出土仓门15位于筒体11外部并由油缸驱动实现打开或关闭；
所述泡沫发生器4、搅拌器6、电机Ⅰ8、电机Ⅱ13、液压缸17及多个土压传感器12均与控制器连接。
进一步的，所述泡沫发生器4、搅拌盒5、电机Ⅰ8、电机Ⅱ13、筒体11分别安装在相应的支架上。
进一步的，所述搅拌器6固设在搅拌盒5上方，其叶片位于搅拌盒5内。
进一步的，多个所述土压传感器12在筒体11的另一侧呈环形布置。
借由前述技术方案，本发明提出的搅拌外置式渣土改良试验台，在盾构机出发施工前，能够对不同的地质渣土进行各种型号的改良剂效果试验，针对各个施工段选定效果最优的渣土改良剂，保证盾构施工的正常进行，提高施工效率，降低地面隆起或塌陷的风险。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一种搅拌外置式渣土改良试验台的示意图。
【主要元件符号说明】
1-管道Ⅰ
2-管道Ⅱ
3-管道Ⅲ
4-泡沫发生器
5-搅拌盒
6-搅拌器
7-螺旋输送机Ⅰ
8-电机Ⅰ
9-出渣管
10-进土口
11-筒体
12-土压传感器
13-电机Ⅱ
14-螺旋输送机Ⅱ
15-出土仓门
16-出渣口
17-液压缸 1701-活塞
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种搅拌外置式渣土改良试验台结构及方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1，一种新型的搅拌外置式渣土改良试验台，包括泡沫发生器4、螺旋输送机Ⅰ、筒体11、螺旋输送机Ⅱ，泡沫发生器4通过管道Ⅰ1、管道Ⅱ2、管道Ⅲ3添加水、空气和渣土改良剂，由控制器控制按照比例进行添加，并产生改良剂泡沫。泡沫发生器4的出口与搅拌盒5连通，搅拌盒5用于盛放不同施工段的试验渣土A，与搅拌器6配合使用，改良剂泡沫添加到渣土A中后由搅拌器6带动叶片把渣土和改良剂泡沫混合均匀。螺旋输送机Ⅰ7由电机Ⅰ8配合减速器驱动，其进口端位于搅拌盒5底部，用于提升改良后的渣土。位于搅拌盒5外部的螺旋输送机Ⅰ7上设有出渣管9.
筒体11顶部设有进土口10，其底部设有残留渣土清理的出渣口16，该进土口10位于出渣管9的下部，能够将螺旋输送机Ⅰ7提升的改良后的渣土输送至筒体11内。液压缸17固设在筒体11一侧，其活塞定位于筒体11内，该活塞1701与筒体11的另一侧构成的空腔为土仓B。所述活塞1701的形状与筒体2内腔的截面形状一致，在活塞杆的推动下活塞1701沿筒体的轴线方向移动对渣土施压，模拟土仓压力。所述筒体11的另一侧面(即液压缸17的相对侧)设有呈环形布置的多个土压传感器12，用于检测土仓B的压力。
螺旋输送机Ⅱ14由电机Ⅱ13配合减速器驱动实现旋转，其进口端位于土仓B的底部。位于筒体11外部的螺旋输送机Ⅱ14上还设有出土仓门15，该出土仓门15由油缸驱动，正常出土时出土仓门15打开，当螺旋输送机Ⅱ14出现喷涌情况时出土仓门15关闭。
所述液压缸17、泡沫发生器4、电机Ⅰ8、电机Ⅱ13、油缸及土压传感器12均与控制器连接，泡沫发生器4中水、空气、渣土改良剂的添加比例由控制器控制；土压传感器12将检测到的土仓压力数据传输至控制器进行处理，控制器输出控制电机Ⅱ13的转动速率，控制出渣土速度，使土仓B保持一定的压力。
作为本发明的进一步改善，泡沫发生器4、搅拌盒5、搅拌器6、电机Ⅰ8、电机Ⅱ13、筒体11分别安装在相应的支架上。
本发明一种新型的搅拌平衡式渣土改良试验台的工作原理如下：
将施工段Ⅰ的试验渣土A添加至搅拌盒5内。然后通过控制器启动泡沫发生器4、搅拌器6、电机Ⅰ8，通过管道Ⅰ1、管道Ⅱ2、管道Ⅲ3由控制器控制按照比例向泡沫发生器4内添加水、空气和渣土改良剂，泡沫发生器4产生改良剂泡沫并将其持续加入搅拌盒5内；搅拌器6带动叶片将渣土A和改良剂泡沫搅拌均匀；螺旋输送机Ⅰ7由电机Ⅰ8驱动提升改良好的渣土，提升至出渣筒9上方时，沿出渣筒9、进土口10输送至筒体11内。
当改良后的渣土量满足试验要求时，通过控制器关闭泡沫发生器4、搅拌器6、电机Ⅰ8，同时关闭进土口10.再然后启动电机Ⅱ13、液压缸17，液压缸17推动活塞1701对改良后的渣土A施压，模拟土仓压力；螺旋输送机Ⅱ14由电机Ⅱ13驱动提升试验渣土，提升至出土仓门15上方时，从出土仓门15掉落。
在试验的过程中，土压传感器12将检测到的土仓压力传递给控制器，控制器输出控制电机Ⅱ13的转动速率，控制出渣土速度。正常出土时出土仓门15打开，螺旋输送机Ⅱ13携带渣土并将其从出土仓门15送出，一旦螺旋输送机Ⅱ13出现喷涌情况时油缸驱动出土仓门15关闭。在试验的过程中通过控制器查看多个土压传感器12检测到的土仓压力数据，采用某种渣土改良剂时土仓压力维持与预定的压力值基本平衡，则在施工段Ⅰ施工时采用该种渣土改良剂。
施工段Ⅰ的渣土试验完成后，打开出渣口16，将筒体11内残留的渣土清理干净，清理完成后关闭出渣口16。
按照前述过程依次对施工段Ⅱ、施工段Ⅲ、施工段Ⅳ、施工段Ⅴ等不同施工段的渣土进行试验，最终分别选定不同施工段施工时采用的渣土改良剂的种类。
以上所述，仅是本发明专利的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术方案范围内，依据本专利的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种新型的搅拌外置式渣土改良试验台，其特征在于包括泡沫发生器(4)、螺旋输送机Ⅰ(7)、筒体(11)、螺旋输送机Ⅱ(14)，泡沫发生器(4)通过管道Ⅰ(1)、管道Ⅱ(2)、管道Ⅲ(3)分别添加水、空气和渣土改良剂，并产生改良剂泡沫；该泡沫发生器(4)的出口与搅拌盒(5)连通，搅拌盒(5)与搅拌器(6)配合将渣土(A)和改良剂泡沫混合均匀；螺旋输送机Ⅰ(7)由电机Ⅰ(8)通过减速器驱动，其进口端位于搅拌盒(5)的底部；位于搅拌盒(5)外部的螺旋输送机Ⅰ(7)上设有出渣筒(9)；
筒体(11)的顶部设有位于出渣筒(9)下方的进土口(10)，其底部设有出渣口(16)；液压缸(17)固设于筒体(11)的一侧，其活塞(1701)位于筒体(11)内，该活塞(1701)与筒体(11)共同构成土仓(B)；筒体(11)的另一侧设有多个土压传感器(12)；
螺旋输送机Ⅱ(14)由电机Ⅱ(13)通过减速器驱动，其进口端位于土仓(B)的底部；螺旋输送机Ⅱ(14)上还设有出土仓门(15)，该出土仓门(15)位于筒体(11)外部并由油缸驱动实现打开或关闭；
所述泡沫发生器(4)、搅拌器(6)、电机Ⅰ(8)、电机Ⅱ(13)、液压缸(17)及多个土压传感器(12)均与控制器连接。
2.如权利要求1所述的搅拌外置式渣土改良试验台，其特征在于所述泡沫发生器(4)、搅拌盒(5)、电机Ⅰ(8)、电机Ⅱ(13)、筒体(11)分别安装在相应的支架上。
3.如权利要求1所述的搅拌外置式渣土改良试验台，其特征在于所述搅拌器(6)固设在搅拌盒(5)上方，其叶片位于搅拌盒(5)内。
4.如权利要求1所述的搅拌外置式渣土改良试验台，其特征在于多个所述土压传感器(12)在筒体(11)的另一侧呈环形布置。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20211014 Address after: No.99, South Third Ring Road, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: CHANGSHU INSTITUTE OF TECHNOLOGY Address before: 471003 No.8, Fenghua Road, high tech Zone, Luoyang City, Henan Province Applicant before: LUOYANG INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180907 |