CN211777432U - 一种泥水环流系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泥水环流系统，包括进浆模块、控制模块、混合模块和排浆模块，进浆模块一端与控制模块连接，控制模块一端与混合模块连接，控制模块另一端与排浆模块连接，排浆模块一端连接去泥浆处理装置。其中，进浆模块包括有第一进浆管路、调浆池和进浆泵，调浆池一端连接第一进浆管路；控制模块包括有第二进浆管路和第一排浆管路；混合模块包括有第三进浆管路、土仓和回浆管路；排浆模块包括有第二排浆管路，第二排浆管路一端连接第一排浆管路，另一端连接去泥浆处理装置。本实用新型针对泥水循环系统中容易出现堵管的问题，设计了正逆循环冲洗反循环模式及旁通模式，防堵管性能更突出，更易判断堵管位置并进行高效处理。

Description

一种泥水环流系统

技术领域

本实用新型涉及盾构机技术领域，具体涉及一种泥水环流系统。

背景技术

常见的盾构机有土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机。泥水平衡式盾构即在开挖面的密封隔仓内注入泥水，通过泥水加压和外部压力平衡，以保证开挖面土体的稳定。泥水平衡式盾构广泛用于过江过海等公路铁路隧道的施工。

泥水盾构机以其土体压力控制精度高，土体干扰小，刀盘磨损扭矩小，开挖面稳定能力强的特点，尤其适合长距离土体稳定性差的土层或是过江过河段施工。但是泥水盾构机内部的环流系统在使用过程中容易因为大直径的砾石进入系统或泥浆结成泥饼而导致系统内部堵塞，而且堵塞后不容易发现堵塞部位，排查困难，进而导致输送效率低下。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种泥水环流系统，以解决目前泥水机平衡盾构机在使用或停机过程中所造成的易堵塞、不易排查、输送效率低等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种泥水环流系统，包括进浆模块、控制模块、混合模块和排浆模块，所述进浆模块一端与控制模块连接，所述控制模块一端与混合模块连接，所述控制模块另一端与排浆模块连接，所述排浆模块一端连接去泥浆处理装置，其中：

所述进浆模块包括有第一进浆管路、调浆池和进浆泵，所述调浆池一端连接第一进浆管路，所述进浆泵设置在所述第一进浆管路上；

所述控制模块包括有第二进浆管路和第一排浆管路，所述第二进浆管路上设置有至少三条支路，所述第一排浆管路上设置有至少一条支路；

所述混合模块包括有第三进浆管路、土仓和回浆管路，所述第三进浆管路一端连接所述第二进浆管路，另一端连接所述土仓，所述回浆管路一端连接土仓，另一端与第一排浆管路连接，泥浆从所述第三进浆管路经过土仓流入所述回浆管路中；

所述排浆模块包括有第二排浆管路，所述第二排浆管路一端连接所述第一排浆管路，另一端连接去泥浆处理装置。

进一步地，所述第一进浆管路上设置有第七气动球阀、流量传感器和密度计，所述第七气动球阀、流量传感器和密度计在所述第一进浆管路上依次连接。

进一步地，所述第一进浆管路上还设置有一条进浆支路，所述进浆支路上设置有加压泵。

进一步地，所述第二进浆管路上设置有第五气动球阀，所述第二进浆管路上还设置有四条支路，分别为支路C、D、E和I，所述支路C上设置有第二气动球阀，所述支路D 上设置有第三气动球阀、第四气动球阀和气动V型阀，所述第三气动球阀、气动V型阀和第四气动球阀依次连接，所述支路E上设置有第三气动球阀，所述支路I上设置有紧急卸压阀。

进一步地，所述第三进浆管路上设置有第五液动球阀，所述第三进浆管路上还设置有一条支路F，所述支路F上设置有第六液动球阀，泥浆从所述第三进浆管路流入土仓。

进一步地，所述回浆管路上依次设置有第三液动球阀和采石箱，所述回浆管路上还设置有支路G、支路H，所述支路G上设置有第二液动球阀，所述支路H上设置有第四液动球阀，土仓中的混合浆液经过回浆管路流入采石箱，所述采石箱一端与所述第一排浆管路连接，所述第一排浆管路上设置有第六气动球阀。

进一步地，所述第二排浆管路上依次设置有第一泥浆泵、第一手动刀闸阀、第三泥浆泵和第四泥浆泵，所述第四泥浆泵另一端与去泥浆处理装置连接。

进一步地，所述采石箱上方设置有第二手动刀阀闸和第二泥浆泵，所述第二手动刀阀闸和第二泥浆泵依次连接。

进一步地，所述进浆泵、加压泵、第一泥浆泵、第二泥浆泵、第三泥浆泵和第四泥浆泵的两端均设置有挠性橡胶接头。

附图说明

图1为本实用新型的泥水环流系统的结构示意图；

图2为本实用新型的泥水环流系统的开挖模式；

图3为本实用新型的泥水环流系统的保压模式；

图4为本实用新型的泥水环流系统的旁通模式；

图5为本实用新型的泥水环流系统的反循环模式；

图6为本实用新型的泥水环流系统的隔离模式。

附图标记说明：1－第六液动球阀、2－第二手动球阀、3.1－第五液动球阀、3.2－第一液动球阀、4－进浆模块、5－控制模块、6－混合模块、7.1－第二液动球阀、7.2－第四液动球阀、8－第三液动球阀、9－排浆模块、10－第一进浆管路、11.4－第一手动球阀、12－第二进浆管路、13－第二手动刀闸阀、14－调浆池、15－第三进浆管路、16－回浆管路、17－第二泥浆泵、18－第一气动球阀、18.1－紧急泄压阀、19.2－第四手动球阀、19.3－第三手动球阀、20－气动V型阀、21－第一排浆管路、22.1－第五气动球阀、22.2－第六气动球阀、23.1－第二气动球阀、23.2－第三气动球阀、23.3－第四气动球阀、24－减缓吸空阀、25.4－第一手动刀闸阀、25.5－第三手动刀闸阀、 26－第二排浆管路、27－土仓、28－采石箱、29－第一泥浆泵、31－流量传感器、32－密度计、33－第三泥浆泵、34－第四泥浆泵、37－进浆泵、40－加压泵、41－第七气动球阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种技术方案：

一种泥水环流系统，包括进浆模块4、控制模块5、混合模块6和排浆模块9，所述进浆模块4一端与控制模块5连接，所述控制模块5一端与混合模块6连接，所述控制模块 5另一端与排浆模块9连接，所述排浆模块9一端连接去泥浆处理装置，其中：

所述进浆模块4包括有第一进浆管路10、调浆池14和进浆泵37，所述调浆池14一端连接第一进浆管路10，所述进浆泵37设置在所述第一进浆管路10上；

所述控制模块5包括有第二进浆管路12和第一排浆管路21，所述第二进浆管路12上设置有四条支路，所述第一排浆管路21上设置有一条支路；

所述混合模块6包括有第三进浆管路15、土仓27和回浆管路16，所述第三进浆管路15一端连接所述第二进浆管路12，另一端连接所述土仓27，所述回浆管路16一端连接土仓27，另一端与第一排浆管路21连接，泥浆从所述第三进浆管路15经过土仓27流入所述回浆管路16中；

所述排浆模块9包括有第二排浆管路26，所述第二排浆管路26一端连接所述第一排浆管路21，另一端连接去泥浆处理装置。

所述第一进浆管路10上设置有第七气动球阀41、流量传感器31和密度计32，所述第七气动球阀41、流量传感器31和密度计32在所述第一进浆管路10上依次连接。

所述第一进浆管路10上还设置有一条进浆支路，所述进浆支路上设置有加压泵40。

所述第二进浆管路12上设置有第五气动球阀22.1，所述第二进浆管路12上还设置有四条支路，分别为支路C、D、E和I，所述支路C上设置有第二气动球阀23.1，所述支路 D上设置有第三气动球阀19.3、第四气动球阀19.2和气动V型阀20，所述第三气动球阀 19.3、气动V型阀20和第四气动球阀19.2依次连接，所述支路E上设置有第三气动球阀 23.2，所述支路I上设置有紧急卸压阀18.1。

所述第三进浆管路15上设置有第五液动球阀3.1，所述第三进浆管路15上还设置有一条支路F，所述支路F上设置有第六液动球阀1，泥浆从所述第三进浆管路15流入土仓27。

所述回浆管路16上依次设置有第三液动球阀8和采石箱28，所述回浆管路16上还设置有支路G、支路H，所述支路G上设置有第二液动球阀7.1，所述支路H上设置有第四液动球阀7.2，土仓27中的混合浆液经过回浆管路16流入采石箱28，所述采石箱28一端与所述第一排浆管路21连接，所述第一排浆管路21上设置有第六气动球阀22.2。

所述第二排浆管路26上依次设置有第一泥浆泵29、第一手动刀闸阀25.4、第三泥浆泵33和第四泥浆泵34，所述第四泥浆泵34另一端与去泥浆处理装置连接。

所述采石箱28上方设置有第二手动刀阀闸13和第二泥浆泵17，所述第二手动刀阀闸13和第二泥浆泵17依次连接。

所述进浆泵37、加压泵40、第一泥浆泵29、第二泥浆泵17、第三泥浆泵33和第四泥浆泵34的两端均设置有挠性橡胶接头。设置挠性橡胶接头可以减少噪音、消除电腐蚀和对瞬变力、冲击力的防护、缓解管道的应力。

工作原理：

图2为开挖模式，这个模式在盾构掘进时使用，根据土仓里泥浆高程及所需的排渣流量，对进浆泵及排桨泵的转速分别进行调整，确保土仓压力处于合理范围。其工作模式如图下：关闭第一气动球阀18、第一液动球阀3.2、第二气动球阀23.1、第三气动球阀23.2 和第四气动球阀23.3。自调浆池14起，泥浆依次通过进浆泵37流入第一进浆管路10，第一进浆管路10上设有第一流量传感器31和第一密度计32，泥浆在第一进浆管路10上依次流经第一流量传感器31和第一密度计32后流入第二进浆管路12，经过第五气动球阀22.1 流入第三进浆管路15后流入土仓27，泥浆和刀盘切削下来的土石搅拌混合后形成混合浆液可通过第二液动球阀7.1、第三液动球阀8和/或第四液动球阀7.2流出，汇集流经回浆管路16后流入第一排浆管路21，经第一排浆管路21上的第六气动球阀22.2流入第二排浆管路26中，依次经过第一泥浆泵29和第一手动刀闸阀25.4流出，最后流入去泥浆处理装置进行后续的处理。

在控制模块的支路I上还设置有紧急卸压阀18.1，当切口水压超过设定值的时候，把切口水压卸压。此外，在控制模块的支路C的旁路上还设置有减缓吸空阀24，通过在第一手动球阀11.4上安装吸入压力检测器进行压力检测，通过控制减缓吸空阀24上的开度来减缓第一泥浆泵29的吸空现象。

回浆管路16上还设有采石箱28，当开挖过程中有大直径的砾石时，可从采石箱28上部抽取部分泥浆，泥浆依次通过第二手动刀闸阀13、第二泥浆泵17和第二手动球阀2返回土仓27，这样做可加快浆液的流动性，从而提高浆液流动冲刷速度，提高带出大直径的砾石的能力。

图3为保压模式，当静止状态时盾构机在地层中处于非掘进状态时，为补偿由于泥浆渗入地层而引起的压力损失。其工作模式如下：关闭第七气动球阀41、第五气动球阀22.1、第一液动球阀3.2、第二手动球阀2、第二液动球阀7.1、第三液动球阀8、第四液动球阀7.2、第二气动球阀23.1、第三气动球阀23.2、第四气动球阀23.3。自调浆池14起，泥浆通过加压泵40进入第一进浆管路10，依次经过第一流量传感器31、第一密度计32进入第二进浆管路12中，依次流经第三手动球阀19.3、第一气动V型阀20第四手动球阀19.2流入第三进浆管路15后流入土仓27并保持压力，第一气动V型阀20的阀门开度根据土仓27内实际压力与设定切口压力的偏差信号自动调整，当开挖面压力降低时阀门开度增大，达到设定值时减少或关闭，另外加压泵40的电机也随泥浆压力的变化自动调速或自动启动停止，使开挖面泥浆压力在盾构机停止工作期间始终维持稳定状态。

图4为旁通模式，用于盾构不进行开挖时执行其他功能，该模式也用于当泥水盾构从一种功能切换到另一种功能。例如当排泥管由于某种原因堵塞时，送泥管及土仓内泥浆压力会急剧升高，若频繁堵管，将引起开挖面周围土体的扰动，这时必须退出掘进状态而进入旁通状态；当一环掘进完成后(管片拼装期间)也需要进入旁通状态，先使支路A旁通，待进排泥浆密度趋于相等再关闭支路A并开通支路B实现机外旁通；当开机前或环流系统起动之前，均要求由旁通状态开始运行，先使支路B旁通，待进排泥浆密度趋于相等再关闭支路B并开通支路A实现机内旁通，旁通状态是进行各种状态切换的必须中间状态。其工作模式如下：

当机内旁通时，紧急泄压阀18.1、第一气动V型阀20、第二气动球阀23.1、第三气动球阀23.2、第四气动球阀23.3、第五液动球阀3.1、第二手动球阀2、第六液动球阀1、第二液动球阀7.1、第三液动球阀8、第四液动球阀7.2关闭。自调浆池14起，泥浆经过进浆泵37进入第一进浆管10，依次经过第七气动球阀41、第一流量传感器31和密度计32后进入第二进浆管12，沿着第二进浆管12继续流动，经过第五气动球阀22.1流入第一液动球阀3.2所在的支路A，流入回浆管路16中，接着进入第一排浆管路21，经过第六气动球阀22.2后流入第二排浆管路26，依次经过第一泥浆泵29、第三泥浆泵33、第四泥浆泵34 流出至泥浆处理装置进行下一步处理。

当机外旁通时，紧急卸压阀18.1、第一气动V型阀20、第四气动球阀23.3第五气动球阀22.1和第六气动球阀22.2关闭。自调浆池14起，泥浆经过进浆泵37进入第一进浆管路10，依次经过第七气动球阀41、第一流量传感器31和密度计32后进入第二进浆管路12，流经第二气动球阀23.1所在的B管后流入第一排浆管路21，而后沿着第二排浆管路26依次经过第一泥浆泵29、第三泥浆泵33、第四泥浆泵34流出至泥浆处理装置进行下一步处理。

图5为反循环模式，这个模式使开挖仓里的泥浆逆向流动，该模式仅用于一些特殊情况，特别是在开挖仓内发生阻塞时用于疏通开挖仓，或在清理盾构排桨管道内的渣土时使用。或者由于土仓下方砾石堵塞排泥口，一时又无法将砾石排出，为了维持继续掘进采用了逆循环掘进。其工作模式如下：第一气动球阀18、第一气动V型阀20、第五气动球阀 22.1、第六气动球阀22.2、第二气动球阀23.1、第二手动球阀2、第一液动球阀3.2关闭。自调浆池14起，泥浆经过进浆泵37进入第一进浆管路10，依次经过第七气动球阀41、第一流量传感器31和密度计32后进入第二进浆管路12，流经第三气动球阀23.2后流入回浆管路16，经过第二液动球阀7.1、第三液动球阀8和/或第四液动球阀7.2流入土仓27，泥浆和刀盘切削下来的土石搅拌混合后形成混合浆液经过第三进浆管路15排出，经过第四气动球阀23.3流入第一泥浆泵29、第三泥浆泵33、第四泥浆泵34流出至泥浆处理装置进行下一步处理。

图6为为隔离模式，这个模式使隧道里的泥浆管道系统与地面系统处于完全隔离的状态，一般该模式用于隧道泥浆管道延伸时的情况。这时应迅速完成管道连接，如果切断状态维持时间较长，可利用自来水系统或空气系统暂时加压，以补偿开挖面的压力损失。其工作模式如下：第一气动球阀18、第一手动刀闸阀25.4和第三手动刀闸阀25.5关闭，所有泵均停止运转。自调浆池14起，泥浆通过自重压力作用流入第一进浆管路10和第二排浆管路26，分别止于第三手动刀阀闸25.5和第一手动刀阀闸25.4。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种泥水环流系统，其特征在于，包括进浆模块(4)、控制模块(5)、混合模块(6)和排浆模块(9)，所述进浆模块(4)一端与控制模块(5)连接，所述控制模块(5)一端与混合模块(6)连接，所述控制模块(5)一端与排浆模块(9)连接，所述排浆模块(9)一端连接去泥浆处理装置，其中：

所述进浆模块(4)包括有第一进浆管路(10)、调浆池(14)和进浆泵(37)，所述调浆池(14)一端连接第一进浆管路(10)，所述进浆泵(37)设置在所述第一进浆管路(10)上；

所述控制模块(5)包括有第二进浆管路(12)和第一排浆管路(21)，所述第二进浆管路(12)上设置有至少三条支路，所述第一排浆管路(21)上设置有至少一条支路；

所述混合模块(6)包括有第三进浆管路(15)、土仓(27)和回浆管路(16)，所述第三进浆管路(15)一端连接所述第二进浆管路(12)，另一端连接所述土仓(27)，所述回浆管路(16)一端连接土仓(27)，另一端与第一排浆管路(21)连接，泥浆从所述第三进浆管路(15)经过土仓(27)流入所述回浆管路(16)中；

所述排浆模块(9)包括有第二排浆管路(26)，所述第二排浆管路(26)一端连接所述第一排浆管路(21)，另一端连接去泥浆处理装置。

2.根据权利要求1所述的泥水环流系统，其特征在于，所述第一进浆管路(10)上设置有第七气动球阀(41)、流量传感器(31)和密度计(32)，所述第七气动球阀(41)、流量传感器(31)和密度计(32)在所述第一进浆管路(10)上依次连接。

3.根据权利要求1所述的泥水环流系统，其特征在于，所述第一进浆管路(10)上还设置有一条进浆支路，所述进浆支路上设置有加压泵(40)。

4.根据权利要求1所述的泥水环流系统，其特征在于，所述第二进浆管路(12)上设置有第五气动球阀(22.1)，所述第二进浆管路(12)上还设置有四条支路，分别为支路C、D、E和I，所述支路C上设置有第二气动球阀(23.1)，所述支路D上设置有第三气动球阀(19.3)、第四气动球阀(19.2)和气动V型阀(20)，所述第三气动球阀(19.3)、气动V型阀(20)和第四气动球阀(19.2)依次连接，所述支路E上设置有第三气动球阀(23.2)，所述支路I上设置有紧急卸压阀(18.1)。

5.根据权利要求1所述的泥水环流系统，其特征在于，所述第三进浆管路(15)上设置有第五液动球阀(3.1)，所述第三进浆管路(15)上还设置有一条支路F，所述支路F上设置有第六液动球阀(1)，泥浆从所述第三进浆管路(15)流入土仓(27)。

6.根据权利要求1所述的泥水环流系统，其特征在于，所述回浆管路(16)上依次设置有第三液动球阀(8)和采石箱(28)，所述回浆管路(16)上还设置有支路G、支路H，所述支路G上设置有第二液动球阀(7.1)，所述支路H上设置有第四液动球阀(7.2)，土仓(27)中的混合浆液经过回浆管路(16)流入采石箱(28)，所述采石箱(28)一端与所述第一排浆管路(21)连接，所述第一排浆管路(21)上设置有第六气动球阀(22.2)。

7.根据权利要求1所述的泥水环流系统，其特征在于，所述第二排浆管路(26)上依次设置有第一泥浆泵(29)、第一手动刀闸阀(25.4)、第三泥浆泵(33)和第四泥浆泵(34)，所述第四泥浆泵(34)另一端与去泥浆处理装置连接。

8.根据权利要求6所述的泥水环流系统，其特征在于，所述采石箱(28)上方设置有第二手动刀阀闸(13)和第二泥浆泵(17)，所述第二手动刀阀闸(13)和第二泥浆泵(17)依次连接。

9.根据权利要求1所述的泥水环流系统，其特征在于，所述进浆泵(37)、加压泵(40)、第一泥浆泵(29)、第二泥浆泵(17)、第三泥浆泵(33)和第四泥浆泵(34)的两端均设置有挠性橡胶接头。

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