CN218014863U - 一种高压旋喷加药式深层土壤修复设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高压旋喷加药式深层土壤修复设备。包括机架，底部框架包括两个机架横梁，在机架横梁的两端之间安装有机架纵梁，支撑立架包括下端与前部的机架横梁固定的、多段拼接式的支撑纵梁以及上端与支撑纵梁固定连接、下端与后部的机架横梁固定连接的斜支撑梁；在支撑纵梁上安装有作升降移动的升降导向装置以及升降驱动装置；升降导向装置包括外壳，在内部安装有旋转接头，外壳的顶部安装有回转液压泵，在旋转接头的底部安装有多段拼接式的注浆管，在注浆管的下端安装有旋喷喷头；在前部的机架横梁上还安装有扶正装置。本实用新型结构紧凑，运行灵活度高，修复深度可调节，提升了对深度污染土壤场地的修复作业能力，提升了施工效率。

Description

一种高压旋喷加药式深层土壤修复设备

技术领域

本实用新型属于土壤修复设备技术领域，尤其涉及一种高压旋喷加药式深层土壤修复设备。

背景技术

污染场地原位修复是指不移动受污染的土壤，直接在场地发生污染的位置对其进行原地修复或处理的土壤修复技术，具有投资低，对周围环境影响小的特点。原位注入-高压旋喷注射修复技术因在提高效率、降低成本、节能减排等方面的技术优势，近年来得到越来越多的应用。原位注入-高压旋喷注射修复是指采用高压旋喷设备主要是将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔进入土层的预定深度，然后从喷嘴喷出配制好的修复药液，带喷嘴的注浆管在喷射的同时向上提升，高压液流对土体进行切割搅拌，使修复药液与污染土壤充分混合，注入完成后，药剂溶液进一步在土壤中迁移扩散。

原位注入-高压旋喷注射修复对土壤的修复深度取决于注浆管(喷嘴部分)能够下探到土壤的深度值，对于不同的修复作业场地以及同一修复作业场地的不同修复点位位置而言，修复药液的注射深度通常是不同的，具体点位的注射深度由前期的钻探数据决定。现有的土壤修复设备通常钻探的最大深度是固定的，在一些施工场景中，由于污染场地的污染深度超出了设备的注射修复深度而导致无法完成制定的施工工艺。另一方面，现有的修复设备结构复杂，需要采用专用的底盘例如履带底盘等进行支撑及转移移动，运行灵活度差，施工效率低。因此，需要对修复设备进行结构上的开发设计，以解决前述技术问题。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构紧凑、运行灵活度高、修复深度可调节的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，提升对深度污染土壤场地的修复作业能力，提升施工效率。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种高压旋喷加药式深层土壤修复设备包括由底部框架和支撑立架构成的机架，底部框架包括前后两个机架横梁，在两个机架横梁的两端之间安装固定有机架纵梁，支撑立架包括下端与前部的机架横梁固定的、多段拼接式的支撑纵梁以及上端与支撑纵梁固定连接、下端与后部的机架横梁固定连接的斜支撑梁；在支撑纵梁上安装有作升降移动的升降导向装置以及驱动升降导向装置作升降移动的升降驱动装置；升降导向装置包括外壳，在外壳内安装有旋转接头，外壳的顶部安装有向旋转接头输入驱动的回转液压泵，在旋转接头的底部安装有多段拼接式的注浆管，在注浆管的下端安装有旋喷喷头；在前部的机架横梁上还安装有对注浆管进行扶正的扶正装置。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型提供了一种结构设计合理的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，与现有的修复设备相比，本实用新型中将升降驱动装置安装在支撑纵梁上、将旋转接头和回转液压泵安装在升降导向装置上，将支撑立架安装在底部框架上，因而整个设备结构紧凑且轻量化，并不依赖专用的底盘装置，在一般的工程车辆上均可以安装使用，因而提升了运行的灵活度，轻量化的设备易于在不同项目地点之间以及同一项目地点的不同修复点位之间转移移动，能够显著提升修复施工的作业效率。

本实用新型中的支撑纵梁和注浆管都采用多段拼接式结构，因此本设备在应用于污染深度较大的深层污染土壤修复场景中时，可以通过增加支撑纵梁和注浆管的长度来适配修复工况条件，因而与现有的固定式设备相比本修复设备具备深层土壤修复的能力。

优选地：支撑纵梁包括多组纵梁型材，每组纵梁型材包括相对设置的两个C型钢，在相邻两组纵梁型材之间设有纵梁连接块，纵梁型材采用螺栓与纵梁连接块固定连接。

优选地：升降驱动装置包括安装在上部纵梁型材的上端的顶部链轮以及安装在下部纵梁型材的下端的底部链轮，在顶部链轮与底部链轮之间设有链条，在下部纵梁型材的下端外侧安装有驱动底部链轮的升降液压泵；在外壳上设有吊环，吊环与链条连接。

优选地：外壳的后部设有上下贯通的导向通道且在导向通道内安装有前后两组导向轮组件，支撑纵梁位于两组导向轮组件之间。

优选地：旋转接头包括外套筒，在其侧部安装有侧部连接管且侧部连接管从外壳侧壁上的孔伸出，在外套筒的内部设有上端闭口、下端开口、侧壁上设有过流孔的中心筒，在外套筒与中心筒的上部之间通过上端盖压持固定有上密封件、下部之间通过下端盖压持固定有下密封件。

优选地：旋转接头的中心筒的上端中部设有轴孔，回转液压泵的输出轴插接连接在该轴孔内；在中心筒的下端设有用于与注浆管连接的法兰盘。

优选地：扶正装置包括与机架横梁焊接固定的扶正框架，在扶正框架上采用折页铰接安装有两个扶正盖板，在两个扶正盖板的内侧边缘中部均设有半圆形孔，两个扶正盖板闭合后两个半圆形孔构成扶正孔。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1中机架、回转驱动装置的结构示意图；

图3是图1中机架、升降驱动装置的结构示意图；

图4是图2中回转驱动装置的结构示意图；

图5是图1中旋转接头的外部结构示意图；

图6是图5中旋转接头的剖视结构示意图。

图中：

1、机架横梁；2、机架纵梁；3、升降导向装置；3-1、外壳；3-2、导向轮组件；3-3、吊环；4、旋喷喷头；5、注浆管；6、扶正装置；6-1、扶正框架；6-2、扶正盖板；6-3、扶正孔；6-4、折页；7、旋转接头；7-1、外套筒；7-2、侧部连接管；7-3、中心筒；7-4、法兰盘；7-5、下端盖；7-6、上端盖；7-7、上密封件；7-8、过流孔；7-9、下密封件；8、回转液压泵；9、支撑纵梁；9-1、纵梁型材；9-2、纵梁连接块；10、斜支撑梁；11、顶部链轮；12、底部链轮；13、升降液压泵。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1和图2，本实用新型的高压旋喷加药式深层土壤修复设备包括由底部框架和支撑立架构成的机架。其中，底部框架包括前后两个机架横梁1，在两个机架横梁1的两端之间安装固定有机架纵梁2，因而底部框架为矩形形状，支撑立架包括下端与前部的机架横梁1固定的、多段拼接式的支撑纵梁9以及上端与支撑纵梁9固定连接、下端与后部的机架横梁1固定连接的斜支撑梁10。

底部框架作为整个设备的底座使用，本修复设备向底盘装置上进行安装时，底部框架采用焊接或者强力螺栓连接的方式与底盘装置固定。本修复设备是一种轻量化的设备，可以采用工程车辆(如运输车、吊车等)作为移动底盘，此时本修复设备的底部框架安装固定在前述工程车辆的侧方位，进行土壤修复施工时，前述工程车辆停放在修复点位附近。值得注意的是，为了提升修复作业过程的稳定性，前述工程车辆最好配置有液压支腿，移动就位后通过将各液压支腿伸出，将工程车辆稳定地顶撑起来，避免在施工过程中发生晃动。

支撑立架用于对支撑纵梁9进行支撑，提升支撑纵梁9的稳定性。如图中所示，斜支撑梁10以倾斜的方式安装在底部框架与支撑纵梁9之间，斜支撑梁10可以选取为C型钢。

通过将支撑纵梁9设计成为多段拼接的形式，令其整体高度能够进行调节设定。请参见图3，可以看出：支撑纵梁9包括多组纵梁型材9-1，每组纵梁型材9-1包括相对设置的两个C型钢，扣合在一起，在相邻两组纵梁型材9-1之间设有纵梁连接块9-2，纵梁型材9-1采用螺栓与纵梁连接块9-2固定连接。具体地，纵梁连接块9-2的上端和下端分别落入上方纵梁型材9-1下端以及下方纵梁型材9-1上端之间的空间内，在纵梁型材9-1与纵梁连接块9-2之间的相对位置处设置连接孔，对接连接后采用多个螺栓进行固定连接。

图3中所示的支撑纵梁9包括上中下三段纵梁型材9-1，当修复施工的作业深度更大时，可以增加一段或者多段纵梁型材9-1。如图中所示，下部的纵梁型材9-1的底端与前部的机架横梁1固定连接(可以采用焊接固定、强力螺栓固定的方式)，在中部纵梁型材9-1的上端后方焊接安装连接板，斜支撑梁10的上端位于连接板之间并采用螺栓进行固定，斜支撑梁10的下端与位于后部的机架横梁1采用强力螺栓固定连接。需要扩展支撑纵梁9的高度时，先解除上方纵梁型材9-1与其下端的纵梁连接块9-2之间的连接，之后提升其高度，在两段纵梁型材9-1之间增设其它纵梁型材9-1和纵梁连接块9-2，重新采用螺栓进行固定即可。

在支撑纵梁9上安装有作升降移动的升降导向装置3以及驱动升降导向装置3作升降移动的升降驱动装置。在升降驱动装置的作用下，升降导向装置3沿着支撑纵梁9作升降移动。

请参见图3，可以看出：升降驱动装置包括安装在上部纵梁型材9-1的上端的顶部链轮11以及安装在下部纵梁型材9-1的下端的底部链轮12，在顶部链轮11与底部链轮12之间设有链条(图中未示出)，具体地，顶部链轮11安装在上部纵梁型材9-1的两个C型钢的上端之间，底部链轮12安装在下部纵梁型材9-1的两个C型钢的下端之间。在下部纵梁型材9-1的下端外侧安装有驱动底部链轮12的升降液压泵13，升降液压泵13与液压站装置连接。升降液压泵13驱动底部链轮12作正向或者反向转动，相应地前述链条作正向移动或者反向移动。

请参见图4，可以看出：

升降导向装置3包括外壳3-1，外壳3-1采用金属钢板焊接制成，具体地：外壳3-1包括前侧板、后侧板、左侧板和右侧板，在左侧板和右侧板两者的中部之间设有隔板，在左侧板、右侧板和隔板的顶部之间设有顶板。

升降导向装置3的外壳3-1上设有吊环3-3，吊环3-3与链条连接，如图中所示，吊环3-3安装在外壳3-1的顶板上。当链条作正向移动或者反向移动时，链条带动升降导向装置3沿着支撑纵梁9作升降移动。当需要调节支撑纵梁9的长度时，需要对链条的长度作适配性的调节，具体地，可以将当前链条在接头的位置断开，之后在端头之间接入合适长度的另一段链条。

为了提升移动的稳定性，本实施例中，外壳3-1的后部设有上下贯通的导向通道且在导向通道内安装有前后两组导向轮组件3-2，支撑纵梁9位于两组导向轮组件3-2之间。具体地，导向通道由前述左侧板、右侧板、后侧板和隔板围合而成，是一个方形截面的通道，导向轮组件3-2包括转轴以及安装在转轴上的滚轮，各转轴安装固定在外壳3-1的左侧板与右侧板之间。

在外壳3-1内安装有旋转接头7，旋转接头7位于外壳3-1上隔板前方、顶板下方的空间内，在外壳3-1的顶部安装有向旋转接头7输入驱动的回转液压泵8，回转液压泵8安装固定在外壳3-1的顶板上。在旋转接头7的底部安装有多段拼接式的注浆管5，在注浆管5的下端安装有旋喷喷头4。旋转接头7用于将回转液压泵8的驱动作用传递给注浆管5和旋喷喷头4，同时将外置高压修复药液向注浆管5和旋喷喷头4内导入。

请参见图5和图6，可以看出：

旋转接头7包括外套筒7-1，在其侧部安装有侧部连接管7-2且侧部连接管7-2从外壳3-1侧壁上的孔伸出，这样便于与高压修复药液管路连接。在外套筒7-1的内部设有上端闭口、下端开口、侧壁上设有过流孔7-8的中心筒7-3，在外套筒7-1与中心筒7-3的上部之间通过上端盖7-6压持固定有上密封件7-7、下部之间通过下端盖7-5压持固定有下密封件7-9。外套筒7-1能够在外套筒7-1的内部作回转转动，通过在外套筒7-1与中心筒7-3之间设置上密封件7-7和下密封件7-9，令中心筒7-3转动的同时保持上下的密封，从侧部连接管7-2进入的修复药液经由过流孔7-8进入中心筒7-3内，之后向下进入注浆管5。

如图中所示，旋转接头7的中心筒7-3的上端中部设有轴孔，回转液压泵8的输出轴插接连接在该轴孔内，回转液压泵8实现了对中心筒7-3的直接回转驱动，在中心筒7-3的下端设有用于与注浆管5连接的法兰盘7-4。

注浆管5选取为现有的钻杆，最上方注浆管5的上端设置连接板，该连接板与法兰盘7-4采用螺栓连接。注浆管5的下端设有带有外螺纹的连接部、上端设有内螺纹，这样上一个注浆管5的下端与下一个注浆管5的上端之间采用螺纹连接，因而注浆管5是多段拼接的结构形式，能够根据深度修复的需要而扩展长度。旋喷喷头4包括带有多个喷孔的喷头本体，在喷头本体的顶部中心设有螺纹孔，最下方注浆管5的下端连接部与旋喷喷头4螺纹连接。高压修复药液沿着注浆管5下行流动，到达旋喷喷头4后，从旋喷喷头4的各喷孔向四周喷射而出，修复药液与污染土壤充分混合，之后修复药液进一步在土壤中迁移扩散。

在前部的机架横梁1上还安装有对注浆管5进行扶正的扶正装置6，通过设置扶正装置6，提升注浆管5在转动以及升降移动过程中的稳定性。本实施例中如图3中所示，扶正装置6包括与机架横梁1焊接固定的扶正框架6-1，在扶正框架6-1上采用折页6-4铰接安装有两个扶正盖板6-2，在两个扶正盖板6-2的内侧边缘中部均设有半圆形孔，两个扶正盖板6-2闭合后两个半圆形孔构成扶正孔6-3，注浆管5位于扶正孔6-3内。

在注浆管5下行移动的过程中，两个扶正盖板6-2自行保持闭合状态，因此注浆管5被限定在了扶正孔6-3内，保证了移动的稳定性。在注浆管5上行移动的过程中，两个扶正盖板6-2一般情况下也保持闭合状态，当注浆管5上粘附了泥土颗粒时，由于扶正盖板6-2能够以折页为中心向上转动打开，因此有效避免出现注浆管5的卡阻问题。

工作过程：

将本修复设备安装在工程车辆上，工程车辆行驶到修复作业点位附近(修复作业点位已经采用钻孔设备完成了旋喷修复孔位的钻设工作)，将药液供应设备通过高压管路与旋转接头7的侧部连接管7-2进行连接；通过车载液压站控制升降液压泵13正向转动、回转液压泵8正向转动，链条带动升降导向装置3沿着支撑纵梁9向下移动，此时注浆管5带动旋喷喷头4边转动边下降移动，直至旋喷喷头4下降至钻孔内的低位位置时停止升降液压泵13，保持回转液压泵8作正向转动；

开启药液供应设备的药液增压泵，修复药液进入旋转接头7，之后沿着注浆管5到达旋喷喷头4，向四周以高压的形式喷出到周围土壤上，由于旋喷喷头4一直在转动中，因此称之为旋喷；之后通过车载液压站控制升降液压泵13反向转动、回转液压泵8保持正向转动，此时注浆管5带动旋喷喷头4边转动边上升移动，直至旋喷喷头4上升至钻孔的上端口位置时，关闭药液供应设备；之后转移到下一个修复点位，重复前述操作。

Claims (7)

1.一种高压旋喷加药式深层土壤修复设备，其特征是：包括由底部框架和支撑立架构成的机架，底部框架包括前后两个机架横梁(1)，在两个机架横梁(1)的两端之间安装固定有机架纵梁(2)，支撑立架包括下端与前部的机架横梁(1)固定的、多段拼接式的支撑纵梁(9)以及上端与支撑纵梁(9)固定连接、下端与后部的机架横梁(1)固定连接的斜支撑梁(10)；在支撑纵梁(9)上安装有作升降移动的升降导向装置(3)以及驱动升降导向装置(3)作升降移动的升降驱动装置；升降导向装置(3)包括外壳(3-1)，在外壳(3-1)内安装有旋转接头(7)，外壳(3-1)的顶部安装有向旋转接头(7)输入驱动的回转液压泵(8)，在旋转接头(7)的底部安装有多段拼接式的注浆管(5)，在注浆管(5)的下端安装有旋喷喷头(4)；在前部的机架横梁(1)上还安装有对注浆管(5)进行扶正的扶正装置(6)。

2.如权利要求1所述的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，其特征是：支撑纵梁(9)包括多组纵梁型材(9-1)，每组纵梁型材(9-1)包括相对设置的两个C型钢，在相邻两组纵梁型材(9-1)之间设有纵梁连接块(9-2)，纵梁型材(9-1)采用螺栓与纵梁连接块(9-2)固定连接。

3.如权利要求2所述的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，其特征是：升降驱动装置包括安装在上部纵梁型材(9-1)的上端的顶部链轮(11)以及安装在下部纵梁型材(9-1)的下端的底部链轮(12)，在顶部链轮(11)与底部链轮(12)之间设有链条，在下部纵梁型材(9-1)的下端外侧安装有驱动底部链轮(12)的升降液压泵(13)；在外壳(3-1)上设有吊环(3-3)，吊环(3-3)与链条连接。

4.如权利要求3所述的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，其特征是：外壳(3-1)的后部设有上下贯通的导向通道且在导向通道内安装有前后两组导向轮组件(3-2)，支撑纵梁(9)位于两组导向轮组件(3-2)之间。

5.如权利要求4所述的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，其特征是：旋转接头(7)包括外套筒(7-1)，在其侧部安装有侧部连接管(7-2)且侧部连接管从外壳(3-1)侧壁上的孔伸出，在外套筒(7-1)的内部设有上端闭口、下端开口、侧壁上设有过流孔(7-8)的中心筒(7-3)，在外套筒(7-1)与中心筒(7-3)的上部之间通过上端盖(7-6)压持固定有上密封件(7-7)、下部之间通过下端盖(7-5)压持固定有下密封件(7-9)。

6.如权利要求5所述的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，其特征是：旋转接头(7)的中心筒(7-3)的上端中部设有轴孔，回转液压泵(8)的输出轴插接连接在该轴孔内；在中心筒(7-3)的下端设有用于与注浆管(5)连接的法兰盘(7-4)。

7.如权利要求6所述的高压旋喷加药式深层土壤修复设备，其特征是：扶正装置(6)包括与机架横梁(1)焊接固定的扶正框架(6-1)，在扶正框架(6-1)上采用折页(6-4)铰接安装有两个扶正盖板(6-2)，在两个扶正盖板(6-2)的内侧边缘中部均设有半圆形孔，两个扶正盖板(6-2)闭合后两个半圆形孔构成扶正孔(6-3)。

Images