CN115193682B - 用于盾构渣土的土石分离装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于盾构渣土的土石分离装置，包括打散装置、分离罐体、分散剂配药箱、驱动电机和控制主机，打散装置包括连接主杆和打散支杆；分离罐体开设有进料口、出料口、铺设有筛网、底部居中设有清理出水口；分散剂配药箱位于分离罐体的左侧，底部开口处安装有管道，管道首端设有流量控制阀、管身设有压力泵、末端设有智能喷射装置；本发明还公开一种用于盾构渣土的土石分离方法，包括以下步骤：步骤A、采用上述用于盾构渣土的土石分离装置，复配形成分散剂；步骤B、控制主机控制；步骤C、从进料口投放包裹黏土的石料至分离罐体内；步骤D、分离罐体内部清理，具有石粒与黏土的分离效果好、清洁打扫方便、适用范围广、灵活性强等优点。

Description

用于盾构渣土的土石分离装置及方法

技术领域

本发明属于土石分离技术领域，具体涉及一种用于盾构渣土的土石分离装置及方法。

背景技术

近年来地铁项目的大量施工盾构渣土越来越多，对盾构渣土进行回收处理并资源化利用的技术正在发展，通过旋流器对不同粒径砾石进行分选，再对分选后的砾石进行资源化利用，在对不同粒径砾石进行分选时，发现细小石粒上会有黏土类物质聚合在石粒上，这些物质由天然存在的黏土、膨润土、蒙脱石以及细泥组成，具有很强的粘性，导致石粒被包裹的很紧。

还由于施工时人为投加的泡沫剂，使得黏土与石粒包裹的更紧，进而粒径变大，被当作更大一级粒径砾石选出，而大粒径砾石大多被用作建筑骨料等，因此会造成不必要的安全隐患。此外，这些黏土包裹的细小石粒还容易将出料口堵塞，造成机器的损伤，延误工期，增加施工人员工作量。

由于盾构渣土的石粒与黏土包裹紧密，现有的土石分离装置无法满足盾构渣土的土石分离要求。

发明内容

本发明旨在提供一种用于盾构渣土的土石分离装置及方法，有效分离盾构渣土的黏土与石粒，分离效果好，解决由于盾构渣土的石粒与黏土包裹紧密导致现有的土石分离装置无法满足盾构渣土的土石分离要求的问题。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种用于盾构渣土的土石分离装置，包括打散装置、分离罐体、分散剂配药箱、驱动电机和控制主机，所述打散装置包括连接主杆和打散支杆，连接主杆的左部位于分离罐体内部，右部延伸至分离罐体外并与驱动电机的转轴连接，所述打散支杆沿连接主杆左部杆身螺旋间隔焊接固定，打散支杆整体呈圆柱状且柱体外壁横向设有柱状凸起；所述分离罐体顶侧靠右处开设有进料口、左上侧开设有出料口、内部水平铺设有筛网、底部居中设有清理出水口，所述进料口顶部设有智能开合板；所述分散剂配药箱位于分离罐体的左侧，且底部开口处安装有通往分离罐体内部的管道，管道首端设有流量控制阀、管身设有压力泵、末端设有智能喷射装置，所述智能喷射装置包括内腔中空且与管道连通的圆盘、呈发散状均布在圆盘底部的360°旋转喷头；所述控制主机能调节智能开合板的开合、驱动电机的转速、流量控制阀开合和360°旋转喷头的喷射个数及喷射角度。

作为上述方案的优选，所述进料口呈贯通分离罐体顶侧的锥形漏斗状，方便盾构渣土进料方便快捷，盾构渣土不易散落在外，分离罐体底部围绕清理出水口设有环向倾斜坡度，方便污水顺着坡度流出。

进一步优选为，所述360°旋转喷头呈上小下大的喇叭状，且底部均布开设有细孔，细孔直径为1mm～2mm，相邻细孔间距为2mm～4mm，保证细孔的密集度，方便分散剂能均匀喷射在盾构渣土上。

进一步优选为，所述筛网上阵列均布设置有圆锥筛齿，且圆锥筛齿与筛网采用同种材质，当石粒不小心滚落在筛网上时，通过圆锥筛齿将石粒上的黏土剥离掉。

进一步优选为，所述连接主杆右端与驱动电机的旋转轴通过联轴器连接，连接稳固，安装方便。

本发明还提供一种用于盾构渣土的土石分离方法，包括以下步骤：

步骤A、采用上述用于盾构渣土的土石分离装置，将水、硅酸钠、硬脂酸钠、高级醇磷酸酯二钠、烷基三甲基氯化铵、十二烷基氨基丙烯酸钠、聚乙烯醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照质量比93～98:3.5～6:1.5～4:2～3:1.5～2.5:1.5～2:1.2～2.5:1～2投入分散剂配药箱内进行复配形成分散剂；

步骤B、通过控制主机控制打开智能开合板，开启驱动电机，开启流量控制阀，然后根据黏土的黏着程度调控驱动电机转轴转速和360°旋转喷头的喷射个数；

步骤C、从进料口投放包裹黏土的石料至分离罐体内，由于喷射的分散剂使黏土与石粒的粘结能力下降，驱动电机转轴带动连接主杆转动时，打散支杆与土石发生碰撞使黏土与石粒分离；

步骤D、脱离黏土的石粒被转动时的打散支杆从出料口打出，分离后的黏土穿过筛网积蓄在分离罐体底部，用于盾构渣土的土石分离完成后进行分离罐体内部清理，通过控制主机调整360°旋转喷头喷射角度，将清水注入分散剂配药箱内，进行分离罐体内壁全方位冲刷清洗。

本发明的有益效果：

(1)通过添加分散剂，帮助石粒与黏土分离，构思巧妙，硅酸钠分散剂在超细粉体表面的吸附能显著地提高粉体表面电位的绝对值，从而产生强大的双电层静电排斥作用；硬脂酸钠、高级醇磷酸酯二钠、烷基三甲基氯化铵对粉体分散与团聚行为的作用都有一个转折浓度，即随着表面活性剂浓度增大，粉体的团聚行为增强，当达到一定转折浓度时，粉体开始解聚，浓度进一步增大，悬浮液的分散性变好；十二烷基氨基丙烯酸钠、聚乙烯醇作为分散剂主要是利用它在粉体表面的吸附膜的强大空间位阻排斥效应，以上物质相辅相成，共同帮助石粒与黏土的分离，分离效果好。

(2)将分散剂与打散装置进行结合，进一步提高石粒与黏土分离效果，有效确保盾构渣土的土石分离效果，打散装置包括连接主杆和打散支杆，打散支杆沿连接主杆左部杆身螺旋间隔焊接固定，焊接保证打散支杆的稳固连接，螺旋间隔设置保证分离完成的石粒能在连接主杆转动中从出料口出去，打散支杆整体呈圆柱状且柱体外壁横向设有柱状凸起，一方面增加打散支杆的表面积，从而增加与土石的接触面积，另一方面能从横向进行切割打散，结合打散支杆进行全方位立体打散，保证所有土石都能碰撞从而将石粒与黏土分离，还能对土石进行轴向路线引导，方便分离完成的石粒轴向移动至出料口。

(3)分离罐体顶侧靠右处开设有进料口、左上侧开设有出料口、内部水平铺设有筛网、底部居中设有清理出水口，进料口位于右侧，保证盾构渣土能被旋转中的打散支杆从右向左多次碰撞，保证土石分离效果；进料口顶部设有智能开合板，出料口位于罐体左上侧从分离罐体罐内向左下倾斜延伸，保证管内石粒经过搅拌清理后溢出罐体，避免土石未完全反应分离完成。

(4)智能喷射装置包括内腔中空且与管道连通的圆盘、呈发散状均布在圆盘底部的360°旋转喷头，保证喷头能多角度喷洒，方便分散剂能与盾构渣土充分反应，也方便全方位清洗分离罐体内壁。

(5)控制主机能调节智能开合板的开合、驱动电机的转速、流量控制阀开合和360°旋转喷头的喷射个数及喷射角度，根据盾构渣土的石粒大小、土石粘结紧密程度来调节，适用范围广，灵活性强，操作方便，分离高效，能有效减轻工作人员任务量，缩短工期，降低时间成本。

综上所述，具有石粒与黏土的分离效果好、清洁打扫方便、适用范围广、灵活性强、操作方便、降低时间成本等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的另一角度的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

结合图1—图2所示，一种用于盾构渣土的土石分离装置，由打散装置1、分离罐体2、分散剂配药箱3、驱动电机4和控制主机组成。

打散装置1由连接主杆11和打散支杆12组成。

连接主杆11的左部位于分离罐体2内部，右部延伸至分离罐体2外并与驱动电机4的转轴连接。

连接主杆11右端与驱动电机4的旋转轴通过联轴器5连接。

打散支杆12沿连接主杆11左部杆身螺旋间隔焊接固定，打散支杆12整体呈圆柱状且柱体外壁横向设有柱状凸起。

分离罐体2顶侧靠右处开设有进料口21、左上侧开设有出料口22、内部水平铺设有筛网23、底部居中设有清理出水口。

进料口21呈贯通分离罐体2顶侧的锥形漏斗状，进料口21顶部设有智能开合板。

出料口22从分离罐体2罐内向左下倾斜延伸。

筛网23上阵列均布设置有圆锥筛齿，且圆锥筛齿与筛网23采用同种材质。

分离罐体2底部围绕清理出水口设有环向倾斜坡度。

分散剂配药箱3位于分离罐体2的左侧，且底部开口处安装有通往分离罐体2内部的管道31。

管道31首端设有流量控制阀311、管身设有压力泵、末端设有智能喷射装置32。

智能喷射装置32由内腔中空且与管道连通的圆盘321、呈发散状均布在圆盘321底部的360°旋转喷头322组成。

360°旋转喷头322呈上小下大的喇叭状，且底部均布开设有细孔，细孔直径优选为1mm～2mm，相邻细孔间距优选为2mm～4mm。

控制主机能调节智能开合板的开合、驱动电机4的转速、流量控制阀311开合和360°旋转喷头322的喷射个数及喷射角度。

一种用于盾构渣土的土石分离方法，具体实施步骤如下：

步骤A、采用上述用于盾构渣土的土石分离装置，将水、硅酸钠、硬脂酸钠、高级醇磷酸酯二钠、烷基三甲基氯化铵、十二烷基氨基丙烯酸钠、聚乙烯醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照质量比93～98:3.5～6:1.5～4:2～3:1.5～2.5:1.5～2:1.2～2.5:1～2投入分散剂配药箱3内进行复配形成分散剂。

步骤B、通过控制主机控制打开智能开合板，开启驱动电机4，开启流量控制阀311。

然后根据黏土的黏着程度调控驱动电机4转轴转速和360°旋转喷头322的喷射个数。

步骤C、从进料口21投放包裹黏土的石料至分离罐体2内，由于喷射的分散剂使黏土与石粒的粘结能力下降，驱动电机4转轴带动连接主杆11转动时，打散支杆12与土石发生碰撞使黏土与石粒分离。

步骤D、脱离黏土的石粒被转动时的打散支杆12从出料口22打出，分离后的黏土穿过筛网23积蓄在分离罐体2底部，用于盾构渣土的土石分离完成后进行分离罐体2内部清理。

通过控制主机调整360°旋转喷头322喷射角度，将清水注入分散剂配药箱3内，进行分离罐体2内壁全方位冲刷清洗。

Claims (5)

1.一种用于盾构渣土的土石分离装置，其特征在于：包括打散装置（1）、分离罐体（2）、分散剂配药箱（3）、驱动电机（4）和控制主机，所述打散装置（1）包括连接主杆（11）和打散支杆（12），连接主杆（11）的左部位于分离罐体（2）内部，右部延伸至分离罐体（2）外并与驱动电机（4）的转轴连接，所述打散支杆（12）沿连接主杆（11）左部杆身螺旋间隔焊接固定，打散支杆（12）整体呈圆柱状且柱体外壁横向设有柱状凸起；所述分离罐体（2）顶侧靠右处开设有进料口（21）、左上侧开设有出料口（22）、内部水平铺设有筛网（23）、底部居中设有清理出水口，所述进料口（21）顶部设有智能开合板；所述分散剂配药箱（3）位于分离罐体（2）的左侧，且底部开口处安装有通往分离罐体（2）内部的管道（31），管道（31）首端设有流量控制阀（311）、管身设有压力泵、末端设有智能喷射装置（32），所述智能喷射装置（32）包括内腔中空且与管道连通的圆盘（321）、呈发散状均布在圆盘（321）底部的360°旋转喷头（322）；所述控制主机能调节智能开合板的开合、驱动电机（4）的转速、流量控制阀（311）开合和360°旋转喷头（322）的喷射个数及喷射角度，所述筛网（23）上阵列均布设置有圆锥筛齿，且圆锥筛齿与筛网（23）采用同种材质，分散剂由水、硅酸钠、硬脂酸钠、高级醇磷酸酯二钠、烷基三甲基氯化铵、十二烷基氨基丙烯酸钠、聚乙烯醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照质量比93～98:3.5～6:1.5～4:2～3:1.5～2.5:1.5～2:1.2～2.5:1～2投入分散剂配药箱（3）内进行复配形成。

2.根据权利要求1所述的用于盾构渣土的土石分离装置，其特征在于：所述进料口（21）呈贯通分离罐体（2）顶侧的锥形漏斗状，分离罐体（2）底部围绕清理出水口设有环向倾斜坡度。

3.根据权利要求1所述的用于盾构渣土的土石分离装置，其特征在于：所述360°旋转喷头（322）呈上小下大的喇叭状，且底部均布开设有细孔，细孔直径为1mm～2mm，相邻细孔间距为2mm～4mm。

4.根据权利要求1所述的用于盾构渣土的土石分离装置，其特征在于：所述连接主杆（11）右端与驱动电机（4）的旋转轴通过联轴器（5）连接。

5.一种用于盾构渣土的土石分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、采用权利要求1-权利要求4中任一项所述的用于盾构渣土的土石分离装置，将水、硅酸钠、硬脂酸钠、高级醇磷酸酯二钠、烷基三甲基氯化铵、十二烷基氨基丙烯酸钠、聚乙烯醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照质量比93～98:3.5～6:1.5～4:2～3:1.5～2.5:1.5～2:1.2～2.5:1～2投入分散剂配药箱（3）内进行复配形成分散剂；

步骤B、通过控制主机控制打开智能开合板，开启驱动电机（4），开启流量控制阀（311），然后根据黏土的黏着程度调控驱动电机（4）转轴转速和360°旋转喷头（322）的喷射个数；

步骤C、从进料口（21）投放包裹黏土的石料至分离罐体（2）内，由于喷射的分散剂使黏土与石粒的粘结能力下降，驱动电机（4）转轴带动连接主杆（11）转动时，打散支杆（12）与土石发生碰撞使黏土与石粒分离；

步骤D、脱离黏土的石粒被转动时的打散支杆（12）从出料口（22）打出，分离后的黏土穿过筛网（23）积蓄在分离罐体（2）底部，通过控制主机调整360°旋转喷头（322）喷射角度，将清水注入分散剂配药箱（3）内，进行分离罐体（2）内壁全方位冲刷清洗。