CN112813957A - 一种水气分离式集成抽真空装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水气分离式集成抽真空装置和方法，该装置包括底部和顶部均封口设置的罐体，下部罐体设置为预埋在地表以下的集水罐，上部罐体设置为集气罐，集水罐通过排水管道与排水板连接，集气罐通过抽真空管道连接有排气用的外接真空泵，集水罐内装有排水用的真空射流泵。本发明通过小功率真空泵与大功率真空泵集成抽真空的方式，实现了小功率真空泵排水，大功率真空泵排气的目的，形成负压将土体中的孔隙水和空气排出加固土体，不仅将抽真空的负压降至地表以下，减少真空泵能耗损失，节约能源，同时安装方便，便于抽真空过程中真空度的监测，还能保证抽真空的真空度以及地基处理的质量。

Description

一种水气分离式集成抽真空装置和方法

技术领域

本发明涉及一种抽真空装置，特别涉及一种水气分离式集成抽真空装置和方法。

背景技术

真空预压处理工程的真空装置选用真空泵功率为7.5KW，按照施工平面布置图进行安装，每台泵控制1000 m²左右；将真空泵放置在加固区上面，真空泵进水口和出膜口保持同一平面。在实际使用中，随着抽真空的进行，真空泵进水口和出膜口保持同一平面很难实现，且将真空泵抽真空的有效功率大大降低。真空泵间断排水、排气易出现电机损坏，能耗损失等问题，且由于7.5KW真空泵作用范围较小，场地布置真空泵数量较多，真空泵出现故障不易排查。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，将负压降至地表以下，提高真空泵抽真空效率的水气分离式集成抽真空装置。

本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种使用上述水气分离式集成抽真空装置进行气水分离的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水气分离式集成抽真空装置，其特点是，该装置包括底部和顶部均封口设置的罐体，下部罐体设置为预埋在地表以下的集水罐，上部罐体设置为集气罐，集水罐通过排水管道与排水板连接，集气罐通过抽真空管道连接有排气用的外接真空泵，集水罐内装有排水用的真空射流泵；

同时开启外接真空泵和真空射流泵，在外接真空泵的作用下在罐体内形成负压，在负压条件下，地基处理区域内的水通过排水板、排水管道进入集水罐内，再通过集水罐内的真空射流泵排出，实现水气分离。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，在所述集水罐上部安装有接水管，接水管与排水管道连接。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述接水管设有2-4根，沿集水罐的周向均匀分布。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，在所述集水罐的顶边设有内翻边，在集气罐的底边设有与内翻边相对的外翻边，内翻边与外翻边密封相接。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，在所述集气罐的顶部设有与真空射流泵相连的预留排水口，集气罐的顶部安装有与外接真空泵相连的预留弯头，集气罐的顶部还设有安装真空表的预留接口。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述外接真空泵采用55KW真空泵，真空射流泵采用7.5KW真空泵。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述下部罐体的内表面和外表面均涂布有防锈层。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，在所述集气罐下部设有泄水口，泄水口处装有阀门。

一种水气分离式集成抽真空方法，其特点是，采用上述水气分离式集成抽真空装置，该方法包括如下步骤，

（1）预埋集水罐

先将集水罐预埋至地基处理区域，在集水罐内安装好真空射流泵后，对集水罐上部的接水管和集水罐的上口进行封堵，封堵完采用土体对预埋下部罐体四周进行回填密实，回填至与预埋罐体顶部齐平；

（2）安装排水板

将排水板通过排水管道连接至已预埋完成的集水罐接水管处，做好密封处理，即，地基处理区域整体覆盖一层无纺土工布，再覆盖三层密封膜；

（3）安装集气罐

拆除集水罐处的封堵，将集水罐内的真空射流泵与集气罐顶部的预留排水口相连，再将集气罐安装在集水罐顶部，确保连接口处于密封状态；

（4）重复步骤（1）-（3），直至地基处理同区域全部完成连接后，开启试抽真空，抽真空过程中严格控制抽真空速率，检查无漏气现象后，开启所有的外接真空泵和真空射流泵，实现真空射流泵排水，外接真空泵排气，负压抽真空，加固土体。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，该方法的具体步骤如下，

（1）预埋集水罐

1.1确定预埋罐体位置原则为：地基处理区域每5000m²布置一个罐体，下部罐体的预埋位置为5000m²地基处理区域中心位置；

1.2采用铁锨将预埋下部罐体位置进行开挖，开挖深度为1.5m，底部整平，平整度允许偏差±30mm；

1.3将下部罐体埋至已开挖的坑中，采用柔性材料将集水罐的接水管进行封堵，采用钢制材料将集水罐上口封堵，防止杂物堵塞破坏预留管管口及螺栓孔；

1.4采用土体对预埋下部罐体四周进行回填密实，回填土体与预埋罐体顶部齐平；

（2）安装排水板

将排水板的排水管道连接至已预埋完成的集水罐接水管处，做好密封处理，地基处理区域整体覆盖一层无纺土工布，再覆盖三层密封膜；

（3）安装集气罐

拆除集水罐处的封堵，将集水罐内的真空射流泵与集气罐顶部的预留排水口相连，再将集气罐安装在集水罐顶部，集气罐底口外翻边与集水罐顶口内翻边采用密封圈及螺栓穿过预埋罐体螺栓孔方式连接，连接处用密封胶封堵严实，抽真空过程中进行检查，确保连接处处于密封状态，在集气罐顶部安装真空表，预留弯头通过管道连接55KW真空泵；

（4）重复步骤（1）、（2）、（3），直至地基处理同区域全部完成连接后，开启试抽真空，抽真空过程中严格控制抽真空速率，检查无漏气现象后，开启所有的外接真空泵和真空射流泵，实现真空射流泵排水，外接真空泵排气，负压抽真空，加固土体。

与现有技术相比，本发明将下部罐体预埋在地基处理区域地表以下，下部罐体内安装一台功率为7.5KW真空射流泵，上部罐体外接55KW真空泵，通过小功率真空泵与大功率真空泵集成抽真空的方式，实现了小功率真空泵排水，大功率真空泵排气的目的，形成负压将土体中的孔隙水和空气排出加固土体，不仅将抽真空的负压降至地表以下，减少真空泵能耗损失，节约能源，同时安装方便，便于抽真空过程中真空度的监测，还能保证抽真空的真空度以及地基处理的质量。

附图说明

图1为本发明中下部罐体的结构图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明中上部罐体的结构图；

图4为图3的正视图；

图5为图3的侧视图；

图6为本发明所述装置的布置示意图。

图中：1-罐体、2-内翻边、3-接水管、4-螺栓孔、5-外翻边、6-真空射流泵、7-预留接口、8-预留弯头、9-泄水口、10-外接真空泵。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-6，一种水气分离式集成抽真空装置，该装置包括底部和顶部均封口设置的罐体1，下部罐体设置为预埋在地表以下的集水罐，上部罐体设置为集气罐，集水罐通过排水管道与排水板连接，集气罐通过抽真空管道连接有排气用的外接真空泵10，集水罐内装有排水用的真空射流泵6，外接真空泵10的功率大于真空射流泵6的功率，所述外接真空泵10采用55KW真空泵，真空射流泵6采用7.5KW真空泵，在所述集气罐下部设有泄水口9，泄水口9处装有阀门，所述下部罐体的内表面和外表面均涂布有防锈层；

同时开启外接真空泵10和真空射流泵6，在外接真空泵的作用下在罐体内形成负压，在负压条件下，地基处理区域内的水通过排水板、排水管道进入集水罐内，再通过集水罐内的真空射流泵排出，实现水气分离。

在所述集水罐上部安装有接水管3，接水管3与排水管道连接，所述接水管3设有2-4根，沿集水罐的周向均匀分布。

在所述集水罐的顶边设有内翻边2，在集气罐的底边设有与内翻边2相对的外翻边5，内翻边2与外翻边5密封相接，在所述集气罐的顶部设有与真空射流泵6相连的预留排水口7，集气罐的顶部安装有与外接真空泵10相连的预留弯头8，集气罐的顶部还设有安装真空表的预留接口。

一种水气分离式集成抽真空方法，包括如下具体步骤，

（1）制作下部罐体：

1.1采用钢板焊接工艺制作下部罐体，罐体整体外形类似圆柱体，下部罐体采用整块钢板平底封口,底口直径为1000mm。罐体上口采用敞口设计，由上部罐体内翻边形成敞口，敞口直径为800mm,上口内翻边预留一圈螺栓孔。柱体结构高度为1500mm，上部距离顶口100mm处预留4个φ30mm的预留孔，分别焊接一根φ30mm，L100mm钢制接水管。对下部罐体整体进行防腐防锈蚀处理，以防止后续集水期间土壤水体对罐体产生锈蚀，影响抽真空效果。

（2）预埋下部罐体即集水罐：

2.1确定预埋罐体位置原则为：地基处理区域每5000m2布置一个罐体，下部罐体预埋位置为5000m2地基处理区域中心位置。

2.2采用铁锨将预埋下部罐体位置进行开挖，开挖深度为1.5m，底部整平，平整度允许偏差±30mm。

2.3将下部罐体埋至已开挖的坑中，采用柔性材料将集水罐4个接水管进行封堵，采用钢制材料将集水罐上口封堵，防止杂物堵塞破坏预留管管口及螺栓孔。

2.4采用土体对预埋下部罐体四周进行回填密实，回填土体与预埋罐体顶部齐平。

（3）将排水板的排水管道连接至已预埋完成的下部罐体接水管3处，做好密封处理。地基处理区域整体覆盖一层无纺土工布再覆盖三层密封膜。

（4）安装上部罐体即集气罐：

4.1集气罐整体类似圆柱体，集气罐材质与集水罐一致且进行整体防腐防锈蚀处理。集气罐底口敞开，底口直径为800mm，底口边外翻100mm等间距预留螺栓孔。集气罐整体高度为1800mm，距离底口300mm处预留一处排水口，排水口直径为100mm。集气罐顶部预留一个弯头接口，接口直径100mm，用于后期与55KW真空泵抽真空管道连接，预留一个直接口，用于后期安装真空表，监测膜下真空度。

4.2预埋罐体内部安装一台7.5KW真空泵，真空泵出水口与真空装置集气罐预留排水口相连，用于后期将罐体内的集水排出。连接口采用密封圈以及密封胶封堵严实，保证密封性。

4.3集气罐底口外翻边与集水罐顶口内翻边采用密封圈及螺栓穿过预埋罐体螺栓孔4方式连接，连接处用密封胶封堵严实，过程中进行检查，确保连接口处于密封状态。

4.4集气罐顶部预留直接口安装真空表，预留弯头接口8连接55KW真空泵主管道。

（5）重复（1）（2）（3）（4）步骤，直至地基处理同区域全部完成连接后，开启试抽真空，过程中严格控制抽真空速率，检查无漏气现象后，开启所有水气分离式集成泵，实现小功率真空泵排水，大功率真空泵排气，负压抽真空，加固土体。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水气分离式集成抽真空装置，其特征在于：该装置包括底部和顶部均封口设置的罐体，下部罐体设置为预埋在地表以下的集水罐，上部罐体设置为集气罐，集水罐通过排水管道与排水板连接，集气罐通过抽真空管道连接有排气用的外接真空泵，集水罐内装有排水用的真空射流泵；

同时开启外接真空泵和真空射流泵，在外接真空泵的作用下在罐体内形成负压，在负压条件下，地基处理区域内的水通过排水板、排水管道进入集水罐内，再通过集水罐内的真空射流泵排出，实现水气分离。

2.根据权利要求1所述的一种水气分离式集成抽真空装置，其特征在于，在所述集水罐上部安装有接水管，接水管与排水管道连接。

3.根据权利要求2所述的一种水气分离式集成抽真空装置，其特征在于，所述接水管设有2-4根，沿集水罐的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种水气分离式集成抽真空装置，其特征在于，在所述集水罐的顶边设有内翻边，在集气罐的底边设有与内翻边相对的外翻边，内翻边与外翻边密封相接。

5.根据权利要求1所述的一种水气分离式集成抽真空装置，其特征在于，在所述集气罐的顶部设有与真空射流泵相连的预留排水口，集气罐的顶部安装有与外接真空泵相连的预留弯头，集气罐的顶部还设有安装真空表的预留接口。

6.根据权利要求1所述的一种水气分离式集成抽真空方法，其特征在于，所述外接真空泵采用55KW真空泵，真空射流泵采用7.5KW真空泵。

7.根据权利要求1所述的一种水气分离式集成抽真空方法，其特征在于，在所述集气罐下部设有泄水口，泄水口处装有阀门。

8.根据权利要求1所述的一种水气分离式集成抽真空方法，其特征在于，所述下部罐体的内表面和外表面均涂布有防锈层。

9.根据权利要求1所述的一种水气分离式集成抽真空方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的水气分离式集成抽真空装置，该方法包括如下步骤，

（1）预埋集水罐

先将集水罐预埋至地基处理区域，在集水罐内安装好真空射流泵后，对集水罐上部的接水管和集水罐的上口进行封堵，封堵完采用土体对预埋下部罐体四周进行回填密实，回填至与预埋罐体顶部齐平；

（2）安装排水板

将排水板通过排水管道连接至已预埋完成的集水罐接水管处，做好密封处理，即，地基处理区域整体覆盖一层无纺土工布，再覆盖三层密封膜；

（3）安装集气罐

拆除集水罐处的封堵，将集水罐内的真空射流泵与集气罐顶部的预留排水口相连，再将集气罐安装在集水罐顶部，确保连接口处于密封状态；

（4）重复步骤（1）-（3），直至地基处理同区域全部完成连接后，开启试抽真空，抽真空过程中严格控制抽真空速率，检查无漏气现象后，开启所有的外接真空泵和真空射流泵，实现真空射流泵排水，外接真空泵排气，负压抽真空，加固土体。

10.根据权利要求9所述的一种水气分离式集成抽真空方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下，

（1）预埋集水罐

1.1确定预埋罐体位置原则为：地基处理区域每5000m²布置一个罐体，下部罐体的预埋位置为5000m²地基处理区域中心位置；

1.2采用铁锨将预埋的下部罐体位置进行开挖，开挖深度为1.5m，底部整平，平整度允许偏差±30mm；

1.3将下部罐体埋至已开挖的坑中，采用柔性材料将集水罐的接水管进行封堵，采用钢制材料将集水罐上口封堵；

1.4采用土体对预埋的下部罐体四周进行回填密实，回填土体与预埋罐体顶部齐平；

（2）安装排水板

将排水板的排水管道连接至已预埋完成的集水罐接水管处，做好密封处理，地基处理区域整体覆盖一层无纺土工布，再覆盖三层密封膜；

（3）安装集气罐

拆除集水罐处的封堵，将集水罐内的真空射流泵与集气罐顶部的预留排水口相连，再将集气罐安装在集水罐顶部，集气罐底口外翻边与集水罐顶口内翻边采用密封圈及螺栓穿过预埋罐体螺栓孔方式连接，连接处用密封胶封堵严实，抽真空过程中进行检查，确保连接处处于密封状态，在集气罐顶部安装真空表，预留弯头通过管道连接55KW真空泵；

（4）重复步骤（1）、（2）、（3），直至地基处理同区域全部完成连接后，开启试抽真空，抽真空过程中严格控制抽真空速率，检查无漏气现象后，开启所有的外接真空泵和真空射流泵，实现真空射流泵排水，外接真空泵排气，负压抽真空，加固土体。

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