CN204074695U - 一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及工程机械技术领域，是一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，该设备包括底座、底座上设有进料输送机、进料输送机上依次设有进料斗、进料滚筒、加药斗；进料输送机后部依次设有反应仓、内燃发动机、出料输送机和刮料板；所述进料斗、加药斗和反应仓为设有快接接口的模块化组件；所述快接接口结构，是在两设备的连接部位处以圆形凸起和圆形凹陷为相互匹配的接口结构。通过变换在同一移动底座上的不同模块以达到修复污染土壤满足环保目标及改良土壤符合园林绿化土的要求。其原理是通过依据污染土壤的不同情况快速拆卸及更换进料斗、加药仓及反应仓的模块组件，以达到对多样化的污染土壤进行快速、优化处理的目标。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种修复和改良土壤的集成设备。
背景技术
由于长期的工业生产活动影响，导致工业企业场地土壤污染形势日益突出，城市化进程的加快决定了原有土地功能的转变，然而这些场地存在的污染问题影响了土地的再开发与利用。污染场地给人类健康带来了极大的威胁，近些年来，有关污染场地造成危害的事件屡见报端。这些污染场地表现出污染类型多，污染源复杂，危害范围广、污染场地面积较小等特点，在进行污染场地修复、开发与再利用时，由于缺乏能够快速、经济对污染土壤进行修复技术，导致国内一些城市的土地开发再利用遭遇困难。例如，像上海市继世博公园、徐汇滨江绿地等大兴公共绿地开发之后，在十二五期间提出将新建迪士尼核心绿地等大型公共绿地。要实现高质量园林建设，除了选择好的苗木，还需要优质的绿化土来扶持植物的生长。但由于上海地处沿海工业地带，过度工业活动导致土质退化严重，此外，上海土质中性偏碱，粘稠大，如果直接利用，将难以满足园林建设和质量管理越来越高的要求。对此，上海在十二五期间提出并强调需通过绿化土壤改良来优化绿地植物生长环境。
综上所述，可见在我国一些城市对土壤修复、园林绿化土改良的相关需求大，且土壤修复、园林绿化土改良技术上存在诸多通性，均需要将污染土壤与药剂均匀混合。但目前现有技术中使用土工机械设备对污染土壤进行稳定化处理以及园林绿化土改良，存在污染土壤无法有效筛分、破碎不够完全、加药无法控制、混合搅拌不均匀、难以运输、无法处理多样化土壤等缺点。
现有技术中已披露的关于土壤破碎设备，如中国专利文献CN 201685324 U所公开的是一种粘土破碎机，主要用于水泥原料破碎、矿石破碎等。其内部设有多组碾碎辊、可以更加充分的碾碎原料。但此粘土破碎机只有单一的破碎功能，仅适用于破碎直径中等的物体，且其体积庞大、笨重，无配套的进料及出料输送设备，无法适用于多样化的污染场地。且该设备内部无防堵装置，可能导致设备长时间运行后淤积过多原料在设备机壳上，导致设备效率降低，甚至产生故障。
另一中国专利文献CN1261550A中，所提到的一种自行式土壤处理机，其结构为车载式或自行式。由于此土壤处理机在进料时是通过进料口的筛板或格板来筛除杂质的，因而不具备有效筛分土壤和破碎土壤的功能。此设备对于我国土壤特性不是很适用，一方面：由于我国的大部分土壤属于粘性土壤，粘性大含水率高，若不经过长时间的前处理，该类土壤将会直接堵住该设备的筛孔，而使该设备无法再进行筛分；另一方面：由于目前我国大部分处理的污染土壤中含有大量的大块建筑垃圾等，该筛分装置不仅不能对土壤进行有效筛分，且会破坏该筛分装置从而直接影响处理效果。此自行式土壤处理机只能对污染土壤进行较为单一的修复，不能将其中的各个组件进行拆解，无法满足上海污染场地复杂，污染物多样化的修复要求。
又一中国专利文献CN202700945U中所公开的是一种一体化模块蒸汽加热、液体药剂注入组件及带该组件的一体式污染土壤破碎混合修复设备。该设备内部有三根驱动轴，每个驱动轴上带有一种功能的旋转桨叶组，由于长三角地区土壤属于粘性土壤，粘性大含水率高。该一体式污染土壤破碎混合修复设备，通过三个旋转轴上的功能不同的桨叶组件以交错放置且旋转方向相反，实现土壤和添加药剂的混合，若有部分的粘性土壤进入其中，三个旋转轴之间的机械力将会使得粘结在旋转轴和组件的槽壁内，随着处理时间的增长，组件内会出现堵塞，将被迫停止工作。且该一体化设备无法自行移动，不能满足污染场地复杂需要经常进行短距离移动的修复要求。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，针对国内尤其长三角地区土壤属于粘性土壤，粘性大含水率高的特性，提供一种修复和改良土壤的集成设备，以实现修复污染土壤达到环保要求或改良土壤以符合园林绿化土的要求。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，该设备包括底座1、底座1上设有进料输送机2、进料输送机2上依次设有进料斗3、进料滚筒4、加药斗5，进料输送机2后部依次设有反应仓8、内燃发动机9、出料输送机10和刮料板11；其中进料斗3、加药斗5和反应仓8为设有快接接口的模块化组件。所述快接接口结构，是在两设备的连接部位处以圆形凸起和圆形凹陷为相互匹配的接口结构；
所述进料斗模块化组件为空斗或初筛分进料斗的模块组件；所述空斗形状为倒梯形，快接接口设置在空斗的底部；所述初筛分进料斗形状为倒梯形，快接接口设置在空斗的底部；初筛分进料斗的内部设置有可拆卸及移动的带齿滚轴，分别为第一滚轴、第二滚轴、第三滚轴，各带齿滚轴中的齿错落分布；所述在初筛分进料斗的前段设置有快开门。
进一步的，在连接部位外侧设有匹配的供螺栓或螺丝紧固的连接螺孔。
本文所述的模块化结构，是指可方便更换组件的结构形式。
进一步的，所述进料斗3模块化组件为空斗或初筛分进料斗的模块组件。可根据处理的污染土壤情况进行选择。
所述空斗形状为倒梯形，快接接口设置在空斗的底部，快接接口是可便于快速拆卸更换的接口结构。空斗的内部无破碎筛分装置，可使土壤快速通过，适用于处理建筑垃圾较少，不需要进行初步筛分的污染土壤。
所述初筛分进料斗形状为倒梯形，快接接口设置在空斗的底部，可根据施工现场的实际情况通过配置的快接口进行快速更换。初筛分进料斗的内部设置有可拆卸及移动的带齿滚轴，分别为第一滚轴31、第二滚轴32、第三滚轴33，各带齿滚轴中的齿错落分布，且每根带齿滚轴均直接由液压马达直接驱动，第一滚轴31、第二滚轴32、第三滚轴33均以倾斜一定角度设置，在筛分斗的前段设置有快开门34，筛分斗筛出的大物块均通过此门排出。
初筛分进料斗通过同步移动带齿滚轴，可直接调节滚轴之间的距离来选择性调节筛分粒径的大小，随着第一滚轴31、第二滚轴32、第三滚轴33三个轴的轴心距离上升H，齿间距由S1增大到S2（S2> S1），而不需如现有技术中的设备那样通过重新焊接破碎锤头调节筛分粒径，因此，在实际工程中更为方便实用。
进一步的，加药斗5包括大比例固体添加模块、小比例固体添加模块和液体添加模块。
所述大比例固体添加模块，药仓形状为圆柱体，其底部配置有螺旋进料机，通过底部快接口实现快速拆卸和安装。通过设置加药控制系统可根据土壤的进料速度，实现10~50%药剂土壤比的定量添加。
所述小比例固体添加模块，药仓形状为圆柱体，其底部配置有螺旋进料机，通过底部快接口实现快速拆卸和安装。通过设置加药控制系统可根据土壤的进料速度，实现5~15%的药剂土壤比的精确添加。
所述液体添加模块，加药仓与固体加药仓形状相似，其底部配置有泵和流量计，通过底部快接口实现快速拆卸和安装。在初筛分进料斗，进料输送机2、反应仓8三处均配置有液体药剂的喷头和相应管道，通过与液体添加模块连接，可以控制液体加药的顺序、位置、加药量及时间。
进一步的，反应仓8分为破碎混合仓或混合加热仓。
所述破碎混合仓为不规则立方体形状，其位于进料输送机2的后部，通过在进料处和出料处设置的快接口实现快速安装或拆卸。破碎混合仓内设置有切土刀组6、甩锤组71、和破碎兼防粘连混合锤系统72。破碎混合仓的上部设有一个进料口，进料输送机2通过该进料口将污染土壤送入破碎混合仓，仓内的切土刀组6剥落粘在进料输送机2传送带上的土壤。土壤被切土刀快速切成片状，连同药剂一起垂直得通过破碎混合仓内部多组快速旋转轴。
其中，甩锤组71为方形甩锤，当其工作时将高速旋转，利用惯性展开击打和破碎已经切片的土壤，并加快土壤与药剂的混合。在碰到坚硬物体时甩锤会部分收缩以避免机械损坏。破碎兼防粘连混合锤系统72为数组配有固定式尖形锤头的旋转轴，以一定位置包围在甩锤组周边，能防止因甩锤组高速旋转导致土壤和药剂被击打和粘连在反应仓壁，同时起到进一步破碎土壤的作用。两种破碎混合锤均为模块化结构，可快速简单地更换刀头。破碎混合仓外壁设置有一个液压柱，可在堵仓的情况下打开破碎混合仓进行清仓。
破碎混合仓的出料口与出料输送机10相连，已处理的土壤通过出料口落在出料输送机10上，在密封条件下被送出。
所述加热仓与破碎混合仓形状相似，通过进料和出料处的快接口实现快速拆卸和安装。加热仓内部结构可参见中国专利公开号CN103658164A，该现有技术可为本发明加热仓的一种实现方式。
上述本实用新型中所述的平板车或者履带式底座1、进料输送机2、进料滚筒4、出料输送机10、刮料板11、内燃发动机9以及液压站、UPS电源等设备可采用现有技术中的公知技术，有关上述公知技术方案，本领域的技术人员均已经了解，在此不再赘述。
本实用新型设备的修复和改良土壤的方法如下：
1) 根据污染土壤的情况，选择进料斗3，可采用空斗接入设备或初筛分进料斗，再利用挖掘机的挖斗将土壤放入进料斗3中，当采用初筛分进料斗时，通过调节进料斗3底部的带齿滚轴，即第一滚轴31、第二滚轴32、第三滚轴33与底部的距离来控制土壤的初步破碎和筛分后土壤的直径大小，同时筛分斗的前段设置有快开门34，筛分斗筛出的大物块均通过此门排出。
2) 土壤中的小颗粒将会进入底下的进料输送机2，在进料输送机2的入口上方的进料滚筒4压实进料土壤。
3) 根据污染土壤的情况更换不同的固体或液体加药斗5，在进料输送机2的传送过程中，向土壤进行加药。
4) 进料输送机2将土壤送往反应仓8内，根据现场情况选择不同的破碎混合仓或加热仓，破碎混合仓内切土刀组6剥落粘在进料输送机2传送带上的土壤，通过仓内高速旋转的甩锤组71、和破碎兼防粘连混合锤系统72破碎土壤，并混合土壤和药剂。若采用加热仓，其内部工艺处理过程可参见中国专利公开号CN103658164A中相关内容。
5) 经过处理的土壤落在出料输送机10的传送带上，在密封条件下被送出，在出料输送机出口被刮料板11刮落皮带表层附着的土壤。
附图说明
图1是本实用新型的修复和改良土壤的一体化模块化集成设备的结构示意图。
图2是本实用新型初筛分进料斗的俯视结构示意图。
图3是本实用新型初筛分进料斗的侧视结构示意图。
图4是本实用新型初筛分进料斗的快开门示意图。
图5是本实用新型初筛分进料斗的齿距调节示意图。
图6是本实用新型的破碎混合仓的结构示意图。
图7是-甩锤组7运动状态的方形甩锤结构示意图。
图8是-甩锤组7静止状态的方形甩锤结构示意图。
图9是本实用新型的修复和改良土壤的一体化模块化集成设备修复和改良土壤的工作流程图。
图10为本实用新型的快接接口结构示意图。
图中：1-底座；2-进料输送机；3-进料斗；31-第一滚轴；32-第二滚轴；33-第三滚轴；34-快开门；4-进料滚筒；5-加药斗、6-切土刀组、71-甩锤组、72-破碎兼防粘连混合锤系统、8-反应仓、9-内燃发动机、10-出料输送机、11-刮料板、12-螺孔。
具体实施方案
实施例1
如图1所示，一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，该设备包括底座1、底座1上设有进料输送机2、进料输送机2上依次设有进料斗3、进料滚筒4、加药斗5，进料输送机2后部依次设有反应仓8、内燃发动机9、出料输送机10和刮料板11；其中进料斗3、加药斗5和反应仓8为设有快接接口的模块化组件。可以根据施工要求及现场的实际情况在现场进行快速拆卸及组装多种模块类型，以达到对各种不同类型的土壤修复及改良土壤项目进行快速修复处理。
上述快接接口结构，如图10所示，是指在两部件A和B的连接部位处以圆形凸起和圆形凹陷为相互匹配的接口结构。在连接部位外侧设有匹配的供螺栓或螺丝紧固的连接螺孔12。
其中，进料斗3模块化组件为空斗或初筛分进料斗的模块组件。可根据处理的污染土壤情况进行选择。
所述空斗形状为倒梯形，快接接口设置在空斗的底部，快接接口是可便于快速拆卸更换的接口结构。空斗的内部无破碎筛分装置，可使土壤快速通过，适用于处理建筑垃圾较少，不需要进行初步筛分的污染土壤。
初筛分进料斗形状类似空斗也为倒梯形，并在底部配置快接口，可以根据现场的实际情况通过配置的快接口进行快速更换。本实用新型的初筛分进料斗与中国专利文献CN202689074U一种筛分破碎铲斗不同的是，现有的筛分破碎铲斗在液压挖掘机和轮式转载机的铲斗的基础上进行改造，其侧部的密封盒与斗体焊接在一起，盒里容纳有密封的链条和链轮，通过一个主动马达驱动和链条带动滚轴快速旋转，一旦遇到坚硬物体恰在滚轴之间则整体停转。且斗内的滚轴无法移动改变间距，所以不能选择性控制筛分后土壤粒径。
本实用新型的初筛分进料斗内部结构如图2、图3和图4所示，在初筛分进料斗中设置有带齿滚轴，分别为第一滚轴31、第二滚轴32、第三滚轴33，各带齿滚轴中的齿错落分布，且每根带齿滚轴均直接由液压马达直接驱动，第一滚轴31、第二滚轴32、第三滚轴33均以倾斜一定角度放置，在筛分斗的前段设置有快开门34，筛分斗筛出的大物块均通过此门排出。同时初筛分进料斗可通过同步移动带齿滚轴，直接调节滚轴之间的距离来选择性调节筛分粒径的大小（见图5），例如3个轴的距离上升H，齿间距由S1增大到S2（S2> S1）而不需要如现有技术中的设备那样通过重新焊接破碎锤头调节筛分粒径，在实际工程中更为方便实用。
加药斗5包括大比例固体添加模块、小比例固体添加模块和液体添加模块。
1）大比例固体添加模块，药仓形状为圆柱体，其底部配置有螺旋进料机，通过底部快接口实现快速拆卸和安装。通过设置加药控制系统，可根据土壤的进料速度，实现10~50%药剂土壤比的定量添加。
2）小比例固体添加模块，药仓形状为圆柱体，其底部配置有螺旋进料机，通过底部快接口实现快速拆卸和安装。通过设置加药控制系统，可根据土壤的进料速度，实现5~15%的药剂土壤比的精确添加。
3）液体添加模块，加药仓与固体加药仓形状相似，其底部配置有泵和流量计，通过底部快接口实现快速拆卸和安装。在初筛分进料斗，进料输送机2、反应仓8三处均配置有液体药剂的喷头和相应管道，通过与液体添加模块连接，可以控制液体加药的顺序、位置、加药量及时间。
反应仓8分为破碎混合仓和混合加热仓。
1）破碎混合仓为不规则立方体形状，位于进料输送机后面，通过进料和出料处的快接口实现快速拆卸和安装。破碎混合仓内布置有切土刀组6、甩锤组71、和破碎兼防粘连混合锤系统72（见图6）。破碎混合仓的上面有一个进料口，进料输送机2通过这个进料口将土壤送入破碎混合仓，仓内的切土刀组6剥落粘在进料输送机2传送带上的土壤。土壤被切土刀快速切成片状，连同药剂一起垂直得通过破碎混合仓内部多组快速旋转轴。
其中，甩锤组71为同轴安装的若干对称结构的方形甩锤组成，如图7和图8所示，当其工作时将高速旋转，利用惯性展开击打和破碎已经切片的土壤，并加快土壤与药剂的混合。在碰到坚硬物体时甩锤会部分收缩以避免机械损坏。破碎兼防粘连混合锤系统72为数组配有固定式尖形锤头的旋转轴，呈扇形以一定位置包围在甩锤组71周边，能防止因甩锤组高速旋转导致土壤和药剂被击打和粘连在反应仓壁，同时起到进一步破碎土壤的作用。两种破碎混合锤均为模块化结构，可快速简单地更换刀头。破碎混合仓外壁设置有一个液压柱，可在堵仓的情况下打开破碎混合仓进行清仓。
破碎混合仓的出料口与出料输送机10相连，已处理的土壤通过出料口落在出料输送机10上，在密封条件下被送出。
所述加热仓与破碎混合仓形状相似，通过进料和出料处的快接口实现快速拆卸和安装。加热仓内部结构可参见中国专利公开号CN103658164A，该现有技术可为本发明加热仓的一种实现方式。
上述本实用新型中所述的平板车或者履带式底座1、进料输送机2、进料滚筒4、出料输送机10、刮料板11、内燃发动机9以及液压站、UPS电源等设备可采用现有技术中的公知技术，有关上述公知技术方案，本领域的技术人员均已经了解，在此不再赘述。
本实用新型设备修复和改良土壤的具体工作流程如下：
1) 根据污染土壤的情况，选择进料斗3，可采用空斗接入设备或初筛分进料斗，再利用挖掘机的挖斗将土壤放入进料斗3中，当采用初筛分进料斗时，通过调节进料斗3底部的带齿滚轴，即第一滚轴31、第二滚轴32、第三滚轴33与底部的距离来控制土壤的初步破碎和筛分后土壤的直径大小，同时筛分斗的前段设置有快开门34，筛分斗筛出的大物块均通过此门排出。
2) 土壤中的小颗粒将会进入底下的进料输送机2，在进料输送机2的入口上方的进料滚筒4压实进料土壤。
3) 根据污染土壤的情况更换不同的固体或液体加药斗5，在进料输送机2的传送过程中，向土壤进行加药。
4) 进料输送机2将土壤送往反应仓8内，根据现场情况选择不同的破碎混合仓或加热仓，破碎混合仓内切土刀组6剥落粘在进料输送机2传送带上的土壤，通过仓内高速旋转的甩锤组71、和破碎兼防粘连混合锤系统72破碎土壤，并混合土壤和药剂。若采用加热仓，其内部工艺处理过程可参见中国专利公开号CN103658164A中相关内容。
5) 经过处理的土壤落在出料输送机10的传送带上，在密封条件下被送出，在出料输送机出口被刮料板11刮落皮带表层附着的土壤。
本实用新型是一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，通过变换在同一移动底座上的不同模块以达到修复污染土壤满足环保目标及改良土壤符合园林绿化土的要求。其原理是通过依据污染土壤的不同情况快速拆卸及更换进料斗、加药仓及反应仓的模块组件，以达到对多样化的污染土壤进行快速、优化处理的目标。
Claims (9)
1.一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，该设备包括底座、底座上设有进料输送机、进料输送机上依次设有进料斗、进料滚筒、加药斗；进料输送机后部依次设有反应仓、内燃发动机、出料输送机和刮料板；其特征在于，所述进料斗、加药斗和反应仓为设有快接接口的模块化组件；所述快接接口结构，是在两设备的连接部位处以圆形凸起和圆形凹陷为相互匹配的接口结构；
所述进料斗模块化组件为空斗或初筛分进料斗的模块组件；所述空斗形状为倒梯形，快接接口设置在空斗的底部；所述初筛分进料斗形状为倒梯形，快接接口设置在空斗的底部；初筛分进料斗的内部设置有可拆卸及移动的带齿滚轴，分别为第一滚轴、第二滚轴、第三滚轴，各带齿滚轴中的齿错落分布；所述在初筛分进料斗的前段设置有快开门。
2.根据权利要求1所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述每根带齿滚轴均直接由液压马达直接驱动。
3.根据权利要求1所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述加药斗包括大比例固体添加模块、小比例固体添加模块和液体添加模块。
4.根据权利要求3所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述大比例或小比例固体添加模块，药仓形状为圆柱体，其底部配置有螺旋进料机，通过底部快接口实现快速拆卸和安装。
5.根据权利要求3所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述液体添加模块，药仓形状为圆柱体，其底部配置有泵和流量计。
6.根据权利要求1所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述初筛分进料斗，进料输送机、反应仓三处均配置有液体药剂的喷头和相应管道。
7.根据权利要求1所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述反应仓为破碎混合仓或混合加热仓。
8.根据权利要求7所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述破碎混合仓为不规则立方体形状，其位于进料输送机的后部，在进料处和出料处设置有快接口实现。
9.根据权利要求7所述的一种修复和改良土壤的一体化模块化集成设备，其特征在于，所述破碎混合仓内设置有切土刀组、甩锤组和破碎兼防粘连混合锤系统；所述甩锤组为同轴安装的若干对称结构的方形甩锤；所述破碎兼防粘连混合锤系统为数组配有固定式尖形锤头的旋转轴，呈扇形包围在甩锤组周边。
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