CN113210120A - 一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置及实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境资源技术领域，且公开了一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置及实施方法，包括共振预处理装置，所述共振预处理装置的右侧固定安装有滑槽，所述滑槽的底端活动连接有第一土料箱，该结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置及实施方法，通过把弃土烘干，再经研磨过筛，去除比较大的碎石块或杂物，先获得干燥颗粒状弃土，然后把弃土倒入共振预处理装置的上端盖中进行处理，处理好的弃土会经过滑槽流到第一土料箱中，然后通过变频电机控制泥浆泵把弃土向管道传送再传入到旋流分离装置中，然后再通过增量导流板把弃土向第三土料箱的内部传送，从而高效率地处理回收城市弃土，实现城市废弃物资源转化，既节省造价，又避免了环境污染的效果。
Description
技术领域
本发明涉及环境资源技术领域，具体为一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，以及实施方法。
背景技术
近年来，我国城市建筑行业、轨道交通、地下空间等工程高速发展，高速发展的城市化进程不仅给城市带来广阔的发展空间，也导致了大量废弃物形成，其中城市弃土是工程中体量较大、影响最为严重的废弃物之一，城市弃土主要指建筑物地基开挖、钻孔桩基与盾构隧道等施工过程中产生的废弃土料，大量弃土积存不仅严重影响了城市建设的长远发展，还会污染土壤与地表水源，而且，城市弃土的处理难度较高，不仅耗资巨大，还缺少合适的处理回收方案，造成了极为严峻的经济损失与资源浪费，为了解决这些城市弃土回收利用与相关环境问题整治，有必要对城市弃土回收技术进行发展，因此，探究城市弃土的资源化处理回收技术将是服务城市发展的重要课题，也深度契合了国家关于建设资源节约型社会的发展规划。
目前，国内外常见的弃土处理方法包括：外运堆放/排放法、振动筛分法、沉降分离法、机械压滤法、化学固化法、旋流分离法等，这些传统处理方式普遍存在效率低、成本高、易污染环境等不足，加之功能单一，多用于土与水的分离，特别是我国东南沿海地区城市弃土中含砂情况多以中砂、细砂为主，传统的旋流分离方法，也因砂粒与黏土粒联接较强，无法处理细小颗粒，对于泥/砂资源化分离并不充分适用，缺乏有效解决途径，基于此，我们提出了一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置及实施方法，用于城市弃土的弃土资源化处理与回收。
发明内容
为实现上述城市弃土的弃土资源化处理与回收目的，本发明提供如下技术方案：一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，包括共振预处理装置，所述共振预处理装置的右侧固定安装有滑槽，所述滑槽的底端活动连接有第一土料箱，所述第一土料箱的顶端固定安装有物料泵送装置，所述物料泵送装置的顶端固定安装有变频电机，所述物料泵送装置的底端固定安装有管道，所述管道的右侧固定安装有旋流分离装置，所述旋流分离装置的底端外壁固定安装有支架，所述旋流分离装置的底端固定安装有第二土料箱，所述管道的右侧固定安装有第三土料箱。
所述旋流分离装置的左侧固定安装有增量导流板。
作为进一步的优化，所述共振预处理装置分为共振台，共振弹簧，上端盖三部分，共振弹簧的顶端与上端盖的底端固定连接，共振弹簧的底端与共振台的顶端固定连接，建议使用小型双自由度共振台。
作为进一步的优化，所述物料泵送装置由泥浆泵与变频电机构成，所述物料泵送装置的底端固定安装有泥浆泵，所述物料泵送装置的顶端与变频电机的输出轴固定连接，物料泵送装置通过变频电机，可以实现流量调节与控制。
作为进一步的优化，所述旋流分离装置分为传统旋流分离器，锥形斗，底部连接口，传统旋流分离器的底端与锥形斗的顶端固定连接，锥形斗的底端与第二土料箱的顶端固定连接，方便对土料进行反复的处理，加大回收率，旋流分离装置可减小分离器内部结构的使用磨损，又可一定程度上缩小过流断面，增大土料流量。
作为进一步的优化，所述管道的外壁固定安装有契合目头，所述旋流分离装置的顶端固定安装有契合公头，方便管道与旋流分离装置进行连接，进行土料的传送。
作为进一步的优化，所述支架的数量为四个，每两个所述支架之间的角度均为九十度，所述支架的顶端与旋流分离装置的外壁固定连接，保证旋流分离装置安装的稳定性以及可调性。
上述一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置的实施方法，其步骤如下：
步骤1)、首先将弃土烘干，经研磨过筛，去除大的碎石块或杂物，获得干燥颗粒状弃土；
步骤2)、将颗粒状弃土放在共振预处理装置上，振动频率设置为砂粒固有频率，通过共振法对弃土进行预处理，将弃土中的砂黏土颗粒混合结构振散后沿滑槽收纳入第一土料箱，有助于提升后续步骤的分离效率；
步骤3)、在第一土料箱中加适量水，并将干燥颗粒状弃土于水搅拌至均匀泥浆状态，此时，含砂泥浆的含水量应达到试验研究得出的分离标准含水量，至少达到土样两倍液限以上；
步骤4)、第一土料箱内的含砂泥浆经物料泵送装置，以某一流量标准进入旋流分离装置，其中，旋流分离装置进液口通过管道与物料泵送装置连接，流量可由变频电机调控；
步骤5)、含砂泥浆凭借物料泵送装置，通过管道从旋流器进液口进入，沿着旋流器壁做螺旋向下的运动，由于砂密度比泥浆密度大，砂受到的离心力大于泥浆的离心力，砂颗粒更靠近旋流器壁，随后砂颗粒沿器壁从底流口流出，大部分泥浆无法从底流口流出而进行螺旋向上运动，最后从旋流分离器上方的溢流管流出，实现了泥砂分离的目的；
步骤6)、底流口流出的砂待清水清洗后可直接回收利用，溢流口流出的泥浆存储备用，可用于其他用途。
本发明的有益效果是：该结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置及实施方法，通过把弃土烘干，再经研磨过筛，去除比较大的碎石块或杂物，先获得干燥颗粒状弃土，然后把弃土倒入共振预处理装置的上端盖中进行处理，处理好的弃土会经过滑槽流到第一土料箱中，然后通过变频电机控制泥浆泵把弃土向管道传送再传入到旋流分离装置中，然后再通过增量导流板把弃土向第三土料箱的内部传送，从而高效率地处理回收城市弃土，实现城市废弃物资源转化，既节省造价，又避免了环境污染的效果。
附图说明
图1为本发明的整体装置图；
图2为本发明的实施方法流程图；
图3为本发明装置中旋流分离装置的改装部位图。
图中：1、共振预处理装置；2、滑槽；3、变频电机；4、物料泵送装置；5、旋流分离装置；6、管道；7、支架；8、第一土料箱；5、旋流分离装置；9、增量导流板；10、第二土料箱；11、第三土料箱。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，包括共振预处理装置1，共振预处理装置1分为共振台，共振弹簧，上端盖三部分，共振弹簧的顶端与上端盖的底端固定连接，共振弹簧的底端与共振台的顶端固定连接，建议使用小型双自由度共振台，共振预处理装置1的右侧固定安装有滑槽2，滑槽2的底端活动连接有第一土料箱8，第一土料箱8的顶端固定安装有物料泵送装置4，物料泵送装置4由泥浆泵与变频电机3构成，物料泵送装置4的底端固定安装有泥浆泵，物料泵送装置4的顶端与变频电机3的输出轴固定连接，物料泵送装置4通过变频电机3，可以实现流量调节与控制，物料泵送装置4的顶端固定安装有变频电机3，物料泵送装置4的底端固定安装有管道6，管道6的外壁固定安装有契合目头，旋流分离装置5的顶端固定安装有契合公头，方便管道6与旋流分离装置5进行连接，进行土料的传送，管道6的右侧固定安装有旋流分离装置5，旋流分离装置5分为传统旋流分离器，锥形斗，底部连接口，传统旋流分离器的底端与锥形斗的顶端固定连接，锥形斗的底端与第二土料箱10的顶端固定连接，方便对土料进行反复的处理，加大回收率，旋流分离装置5可减小分离器内部结构的使用磨损，又可一定程度上缩小过流断面，增大土料流量，旋流分离装置5的底端外壁固定安装有支架7，支架7的数量为四个，每两个支架7之间的角度均为九十度，支架7的顶端与旋流分离装置5的外壁固定连接，保证旋流分离装置5安装的稳定性以及可调性，旋流分离装置5的底端固定安装有第二土料箱10，管道6的右侧固定安装有第三土料箱11。
请参阅图2，旋流分离装置5的左侧固定安装有增量导流板9。
一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置的实施方法，其步骤如下：
步骤1)、首先将弃土烘干，经研磨过筛，去除大的碎石块或杂物，获得干燥颗粒状弃土；
步骤2)、将颗粒状弃土放在共振预处理装置1上，振动频率设置为砂粒固有频率，通过共振法对弃土进行预处理，将弃土中的砂黏土颗粒混合结构振散后沿滑槽2收纳入第一土料箱8，有助于提升后续步骤的分离效率；
步骤3)、在第一土料箱8中加适量水，并将干燥颗粒状弃土于水搅拌至均匀泥浆状态，此时，含砂泥浆的含水量应达到试验研究得出的分离标准含水量，至少达到土样2倍液限以上；
步骤4)、第一土料箱8内的含砂泥浆经物料泵送装置4，以某一流量标准进入旋流分离装置5，其中，旋流分离装置5进液口通过管道6与物料泵送装置4连接；流量可由变频电机3调控；
步骤5)、含砂泥浆凭借物料泵送装置4，通过管道6从旋流器进液口进入，沿着旋流器壁做螺旋向下的运动，由于砂密度比泥浆密度大，砂受到的离心力大于泥浆的离心力，砂颗粒更靠近旋流器壁，随后砂颗粒沿器壁从底流口流出，大部分泥浆无法从底流口流出而进行螺旋向上运动，最后从旋流分离器上方的溢流管流出，实现了泥砂分离的目的。
步骤6)、底流口流出的砂待清水清洗后可直接回收利用，溢流口流出的泥浆存储备用，可用于其他用途。
工作原理：从城市弃土中获取砂粒与纯泥浆资源，经过共振预处理装置1、物料泵送装置4、旋流分离装置5分离后的砂粒与泥浆资源，要进行二次转化处理，处理过程如下：
请参阅图3，第一步：干燥研磨过筛，将弃土干燥后，研磨过筛，得到干燥颗粒状弃土；
第二步：进行弃土预处理2，使用共振预处理装置1将干燥颗粒状弃土中的砂黏土颗粒混合结构振散，然后打开前盖，将预处理后的弃土沿滑槽2收纳至第一土料箱8中；
第三步：在集土箱中加入清水，充分搅拌，将干燥颗粒状弃土于水中搅拌至均匀泥浆状态，且含水量至少达到土样两倍液限以上；
第四步：使用管道6将物料泵送装置4与旋流分离装置5相连，操作变频电机3进行泥浆泵送，含砂泥浆经过管道6进入旋流分离装置5；
第五步：含砂泥浆在旋流分离装置5中进行旋流分离，砂粒从底流口流出，待清水清洗后可直接回收利用，泥浆从溢流口流出后存储备用，通过这种方法可以获得资源化的砂粒与纯泥浆。
以上，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 (7)
1.一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，包括共振预处理装置(1)，其特征在于：所述共振预处理装置(1)的右侧固定安装有滑槽(2)，所述滑槽(2)的底端活动连接有第一土料箱(8)，所述第一土料箱(8)的顶端固定安装有物料泵送装置(4)，所述物料泵送装置(4)的顶端固定安装有变频电机(3)，所述物料泵送装置(4)的底端固定安装有管道(6)，所述管道(6)的右侧固定安装有旋流分离装置(5)，所述旋流分离装置(5)的底端外壁固定安装有支架(7)，所述旋流分离装置(5)的底端固定安装有第二土料箱(10)，所述管道(6)的右侧固定安装有第三土料箱(11)；
所述旋流分离装置(5)的左侧固定安装有增量导流板(9)。
2.根据权利要求1所述的一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，其特征在于：所述共振预处理装置(1)分为共振台，共振弹簧，上端盖三部分，共振弹簧的顶端与上端盖的底端固定连接，共振弹簧的底端与共振台的顶端固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，其特征在于：所述物料泵送装置(4)由泥浆泵与变频电机(3)构成，所述物料泵送装置(4)的底端固定安装有泥浆泵，所述物料泵送装置(4)的顶端与变频电机(3)的输出轴固定连接，物料泵送装置(4)通过变频电机(3)，实现流量调节与控制。
4.根据权利要求1所述的一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，其特征在于：所述旋流分离装置(5)分为传统旋流分离器，锥形斗，底部连接口，传统旋流分离器的底端与锥形斗的顶端固定连接，锥形斗的底端与第二土料箱(10)的顶端固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，其特征在于：所述管道(6)的外壁固定安装有契合目头，所述旋流分离装置(5)的顶端固定安装有契合公头。
6.根据权利要求1所述的一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置，其特征在于：所述支架(7)的数量为四个，每两个所述支架(7)之间的角度均为九十度，所述支架(7)的顶端与旋流分离装置(5)的外壁固定连接。
7.一种权利要求1所述一种结合共振法预处理的泥/砂资源分离装置的实施方法，其特征在于，其步骤如下：
步骤1)、首先将弃土烘干，经研磨过筛，去除大的碎石块或杂物，获得干燥颗粒状弃土；
步骤2)、将颗粒状弃土放在共振预处理装置(1)上，振动频率设置为砂粒固有频率，通过共振法对弃土进行预处理，将弃土中的砂黏土颗粒混合结构振散后沿滑槽(2)收纳入第一土料箱(8)；
步骤3)、在第一土料箱(8)中加适量水，并将干燥颗粒状弃土于水搅拌至均匀泥浆状态，此时，含砂泥浆的含水量应达到试验研究得出的分离标准含水量；
步骤4)、第一土料箱(8)内的含砂泥浆经物料泵送装置(4)，以某一流量标准进入旋流分离装置(5)，其中，旋流分离装置(5)进液口通过管道(6)与物料泵送装置(4)连接，流量可由变频电机(3)调控；
步骤5)、含砂泥浆凭借物料泵送装置(4)，通过管道(6)从旋流器进液口进入，沿着旋流器壁做螺旋向下的运动，由于砂密度比泥浆密度大，砂受到的离心力大于泥浆的离心力，砂颗粒更靠近旋流器壁，随后砂颗粒沿器壁从底流口流出，大部分泥浆无法从底流口流出而进行螺旋向上运动，最后从旋流分离器上方的溢流管流出；
步骤6)、底流口流出的砂待清水清洗后可直接回收利用，溢流口流出的泥浆存储备用，可用于其他用途。
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