CN220499556U - 一种用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，包括储泥池、粉料仓、螺旋输送机、一体化制浆机、搅拌机、PLC控制系统、空气压缩机，集成了淤泥固化工艺所需的设备，结构布置紧凑，一体化制浆机中带有重量传感器的固化剂料浆及水箱在与搅拌机连接的管路上对应设置气动阀A、流量计A和气动阀B、流量计B，根据PLC控制系统内设定的数值范围结合重量传感器、流量计监测数据情况，控制连接的螺旋输送机、气动阀A、气动阀B、卸料阀的开与关，实现对淤泥固化所需组分的质量、流速的精确配置及淤泥固化过程的自动运行，保证了固化土的质量稳定，利于淤泥固化土的大规模路基回填，施工方便，可明显降低施工周期，同时节约施工成本。

Description

一种用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统

技术领域

本实用新型涉及淤泥处理技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统。

背景技术

根据中国产业信息网针对疏浚工程行业发展情况的分析，2021年国内沿海疏浚市场总需求量达到30-35亿m³，其中淤泥达到22.5-29亿m³。此外，我国内陆湖泊、河道的淤泥淤积量较大，且表层淤泥的受污染程度较为严重，每年因防洪、通航、环境治理等方面的需求，也将产生大量的淤泥。由此可知，我国每年将产生巨大体量的淤泥亟待进行有效的处理处置。然而，淤泥具有含水率高、细颗粒含量多、含有污染物(N、P等营养元素、重金属、难降解的有机物)、扰动强度极低等特点，难直接利用。目前，现有的大体量的淤泥处置方式主要以未经处理就直接进行海洋外弃处置、陆地堆埋等方式，这些方式将带来严重的占用土地、污染河流、影响海洋生态环境等问题，已不再适应当前的可持续生态发展的需求。

与此同时，随着近些年国内沿海城市的高速发展，存在大量的淤泥区域建设道路工程。在公路路基及基层改扩建方面，鉴于环保产业的发展，国内砂石填料极度紧缺，根据统计显示，2018年公路改扩建路基及基层填料缺口总量达到51.23亿m³；目前，国内处理淤泥路基的主要方法是换填，而换填材料主要以开采自然资源如开山采石、河床采砂、挖田采土等为主，这将对资源、环境、生态造成难以恢复的影响，同时也存在石料资源紧缺和经济投入大的问题。传统的软基处理工艺存在施工时间较长，难以满足施工工期要求。此外，对于淤泥层较厚的区段，难以保证工后沉降等问题。近年来，淤泥固化技术得到越来越多的应用。将河湖清淤疏浚产生的淤泥与固化剂拌合后，可明显改善淤泥的理化性能，使其成为合格的路基填料。但是，目前尚未有专用的装备系统，大多数使用挖机直接进行搅拌混合，施工效率低，拌合均匀性差，作业环境恶劣，严重影响该技术的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，以解决现有技术中用于作为路基填料使用的淤泥固化系统对固化质量难以保证、固化效率低的技术问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，包括储泥池及靠近储泥池设置的粉料仓、螺旋输送机、一体化制浆机、搅拌机、PLC控制系统、空气压缩机，储泥池用于储存待固化的淤泥，粉料仓用于装入淤泥固化剂，一体化制浆机包括浆料搅拌器、水箱和分别设置在浆料搅拌器、水箱底部的重量传感器A、重量传感器B，螺旋输送机一端连接粉料仓、另一端连接浆料搅拌器，用于输送淤泥固化剂，水箱分别连接设置有清水泵A和清水泵B，清水泵A与浆料搅拌器之间通过设置管路A连接，清水泵B与搅拌机之间通过设置管路B连接，浆料搅拌器与搅拌机之间通过设置管路C连接，在管路C上设置有渣浆泵、流量计A和气动阀A，在管路B上设置有流量计B和气动阀B，搅拌机上设置有卸料阀，在储泥池的一侧还设置有挖机，通过挖机将储泥池内的淤泥给入搅拌机内，在搅拌机的下方设置有用于接收淤泥固化土的自卸车，气动阀A、气动阀B、卸料阀分别通过气管与空气压缩机连接，气动阀A、气动阀B、卸料阀、螺旋输送机、清水泵A、清水泵B、重量传感器A、重量传感器B、流量计A、流量计B分别与PLC控制系统通信连接；

PLC控制系统用于设定送水量，根据重量传感器B的数据启动清水泵A、清水泵B抽出对应送水量，浆料搅拌器用于制备固化剂料浆，渣浆泵用于从浆料搅拌器抽出固化剂料浆至搅拌机，PLC控制系统用于设定淤泥固化剂的输送质量并根据重量传感器A的数据控制螺旋输送机的开与关，PLC控制系统用于设置流量计A、流量计B的预设值并根据预设值控制气动阀A、气动阀B的开与关，PLC控制系统用于设定搅拌机的拌合时间、卸料时间并在拌合时间完成后根据卸料时间控制卸料阀的开与关。

优选的是，所述一体化制浆机还包括机架，所述浆料搅拌器包括搅拌桶和缓存桶，搅拌桶和缓存桶内分别设有搅拌电机，通过机架将搅拌桶设置在缓存桶的上方，缓存桶的底部设有重量传感器C且与搅拌桶之间通过设置气动阀C连接，气动阀C与所述空气压缩机连接，重量传感器C、气动阀C分别与所述PLC控制系统通信连接，PLC控制系统用于设置的搅拌时间并根据搅拌时间控制气动阀C的开与关，所述管路C连接在缓存桶与所述搅拌机之间。

优选的是，所述粉料仓包括粉料仓A和粉料仓B，所述螺旋输送机对应粉料仓A和粉料仓B分别设置有一个接收口，工作时，粉料仓A和粉料仓B仅有一个开启与接收口连通。

优选的是，所述搅拌机通过在所述储泥池一侧设置支撑台提升安装高度，以在所述搅拌机的下方留出所述自卸车的行走空间，支撑台的高度小于所述挖机的工作高度，所述管路B、所述管路C分别沿支撑台向上延伸后与所述搅拌机连接。

优选的是，所述搅拌机为混凝土卧式强制式搅拌机。

本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型设置的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统在路基预填段附近设置了储泥池、粉料仓、螺旋输送机、一体化制浆机、搅拌机、PLC控制系统、空气压缩机，结构布置紧凑，集成了淤泥固化工艺所需的设备，一体化制浆机包括设置有重量传感器的浆料搅拌器和水箱，通过浆料搅拌器制备淤泥固化剂料浆，浆料搅拌器和水箱分别与搅拌机连接并在连接管路上对应设置气动阀A、流量计A和气动阀B、流量计B，重量传感器、流量计A、流量计B与PLC控制系统通讯连接，实时发送监测数据，根据PLC控制系统内设定的阈值时间范围结合监测数据情况，控制连接的螺旋输送机、气动阀A、气动阀B、卸料阀的开与关，实现对淤泥固化所需组分的质量、流速的精确配置及淤泥固化过程的自动运行，保证了固化土的质量稳定，利于淤泥固化土的大规模路基回填，施工方便，可明显降低施工周期，同时节约施工成本。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型布置的结构示意图。

说明书附图标记说明：1、储泥池，2、粉料仓，3、螺旋输送机，4、一体化制浆机，5、搅拌机，6、PLC控制系统，7、空气压缩机，8、水箱，9、搅拌桶，10、缓存桶，11、清水泵A，12、清水泵B，13、管路A，14、管路B，15、管路C，16、渣浆泵，17、流量计A，18、气动阀A，19、流量计B，20、气动阀B，21、挖机，22、自卸车，23、机架，24、气动阀C，25、粉料仓A，26、粉料仓B，27、支撑台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，包括储泥池1及靠近储泥池1设置的粉料仓2、螺旋输送机3、一体化制浆机4、搅拌机5、PLC控制系统6、空气压缩机7，储泥池1用于储存待固化的淤泥，粉料仓2用于装入淤泥固化剂，一体化制浆机4包括浆料搅拌器、水箱8和分别设置在浆料搅拌器、水箱8底部的重量传感器A、重量传感器B，螺旋输送机3一端连接粉料仓、另一端连接浆料搅拌器，用于输送淤泥固化剂，水箱8分别连接设置有清水泵A 11清水泵B12，清水泵A 11与浆料搅拌器之间通过设置管路A 13连接，清水泵B12与搅拌机5之间通过设置管路B14连接，浆料搅拌器与搅拌机5之间通过设置管路C15连接，在管路C15上设置有渣浆泵16、流量计A 17和气动阀A 18，在管路B14上设置有流量计B19和气动阀B 20，搅拌机5上设置有卸料阀，在储泥池1的一侧还设置有挖机21，通过挖机21将储泥池1内的淤泥给入搅拌机5内，在搅拌机5的下方设置有用于接收淤泥固化土的自卸车22，气动阀A 18、气动阀B 20、卸料阀分别通过气管与空气压缩机7连接，气动阀A18、气动阀B 20、卸料阀、螺旋输送机3、清水泵A 11、清水泵B12、重量传感器A、重量传感器B、流量计A17、流量计B19分别与PLC控制系统6通信连接；

PLC控制系统6用于设定送水量，根据重量传感器B的数据启动清水泵A 11、清水泵B12抽出对应送水量，浆料搅拌器用于制备固化剂料浆，渣浆泵16用于从浆料搅拌器抽出固化剂料浆至搅拌机5，PLC控制系统6用于设定淤泥固化剂的输送质量并根据重量传感器A的数据控制螺旋输送机3的开与关，PLC控制系统6用于设置流量计A17、流量计B19的预设值并根据预设值控制气动阀A18、气动阀B 20的开与关，PLC控制系统6用于设定搅拌机5的拌合时间、卸料时间并在拌合时间完成后根据卸料时间控制卸料阀的开与关。

本实施例的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统在使用时可通过如下顺序方式进行：

(1)储泥池1根据路基预埋段位置进行现场开挖，将待固化的淤泥储存在储泥池1中。

(2)淤泥固化剂通过粉料罐车输送至现场的粉料仓，螺旋输送机3一端连接粉料仓，另一端连接一体化制浆机4的浆料搅拌器。

(3)淤泥固化剂通过螺旋输送机3按照PLC控制系统6中设定的固化剂(灰)的重量给入浆料搅拌器中，再通过水箱8内的清水泵A 11按照PLC控制系统6中设定的水的重量给入浆料搅拌器中，并按照PLC控制系统6中设定的搅拌时间将其搅拌成一定水灰比的固化剂料浆。

(4)淤泥由挖机21给入搅拌机5，气动阀A 18打开，固化剂料浆通过渣浆泵16和管路C15输送至搅拌机5，流量计选择电磁流量计，当料浆流量计A 17达到PLC控制系统6中设置的预设值时，PLC控制系统6发送信号给气动阀A 18自动关闭。

(5)PLC控制系统6控制气动阀B 20自动打开，水箱8中的清水通过清水泵B12和管路B14输送至搅拌机5，当清水流量计B19达到PLC系统中的预设值时，气动阀B20自动关闭。

(6)在搅拌机5中的拌合淤泥、料浆、清水，当拌合时间达到PLC系统中的设置数值时，控制搅拌机5底部的卸料阀自动打开，卸料开始计时，生产的淤泥固化土流入下方的自卸车22中，当卸料时间达到PLC系统中的设置数值时，卸料阀关闭。

(7)挖机21重新进行给料，给料完毕后自动开始下一批淤泥固化土的制备，依次循环。自卸车22装满后驶离制备系统，另一辆自卸车22驶入制备系统。制备好的淤泥固化土由自卸车22倒入路基预填段，完成路基的浇筑。

对储泥池1中的淤泥进行含水率检测，可根据含水率对淤泥固化剂、清水进入搅拌机5的流速进行调整，使单位淤泥的固化剂掺量和固化土的水固比保持稳定，得到质量均一、稳定的固化土，既满足固化土浇筑时的工作性要求，又有效控制固化土的强度指标要求。本实施例所设置的PLC控制系统6包括控制器，通过本领域人员将本案中所有子系统中的电气件与控制器进行连接，以满足控制需求，其详细连接手段及功能的实现，为本领域公知技术，在此不再赘述。

本实用新型设置的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统在路基预填段附近设置了储泥池1、粉料仓、螺旋输送机3、一体化制浆机4、搅拌机5、PLC控制系统6、空气压缩机7，结构布置紧凑，集成了淤泥固化工艺所需的设备，一体化制浆机4包括设置有重量传感器的浆料搅拌器和水箱8，通过浆料搅拌器制备淤泥固化剂料浆，浆料搅拌器和水箱8分别与搅拌机5连接并在连接管路上对应设置气动阀A 18、流量计A 17和气动阀B 20、流量计B19，重量传感器、流量计A 17、流量计B19与PLC控制系统6通讯连接，实时发送监测数据，根据PLC控制系统6内设定的阈值时间范围结合监测数据情况，控制连接的螺旋输送机3、气动阀A 18、气动阀B 20、卸料阀的开与关，实现对淤泥固化所需组分的质量、流速的精确配置及淤泥固化过程的自动运行，保证了固化土的质量稳定，利于淤泥固化土的大规模路基回填，施工方便，可明显降低施工周期，同时节约施工成本。

在另一种技术方案中，如图1所示，所述一体化制浆机4还包括机架23，所述浆料搅拌器包括搅拌桶9和缓存桶10，搅拌桶9和缓存桶10内分别设有搅拌电机，通过机架23将搅拌桶9设置在缓存桶10的上方，缓存桶10的底部设有重量传感器C且与搅拌桶9之间通过设置气动阀C 24连接，气动阀C 24与所述空气压缩机7连接，重量传感器C、气动阀C 24分别与所述PLC控制系统6通信连接，PLC控制系统6用于设置的搅拌时间并根据搅拌时间控制气动阀C 24的开与关，所述管路C15连接在缓存桶10与所述搅拌机5之间。

搅拌桶9和缓存桶10均由位于其上部的搅拌电机带动内部的搅拌叶轮进行转动，使得料浆搅拌均匀。气动阀A 18、气动阀B 20、气动阀C 24以及搅拌机5卸料阀均通过气管连接在空气压缩机7中，通过PLC控制系统6实现自动化的起闭动作。达到搅拌时间后，搅拌桶9与缓存桶10中之间的气动阀C 24接收到PLC控制系统6发送的信号自动打开，搅拌均匀的固化剂料浆从搅拌桶9中向下自流进入缓存桶10中。

在另一种技术方案中，如图1所示，所述粉料仓2包括粉料仓A 25和粉料仓B 26，所述螺旋输送机3对应粉料仓A 25和粉料仓B 26分别设置有一个接收口，工作时，粉料仓A 25和粉料仓B 26仅有一个开启与接收口连通。通过设置两个粉料仓，一用一备，当其中一个粉料仓中的淤泥固化剂消耗殆尽时，转用另一个粉料仓，以保证制备系统的连续运行。

在另一种技术方案中，如图1所示，所述搅拌机5通过在所述储泥池1一侧设置支撑台27提升安装高度，以在所述搅拌机5的下方留出所述自卸车22的行走空间，支撑台27的高度小于所述挖机21的工作高度，所述管路B14、所述管路C15分别沿支撑台27向上延伸后与所述搅拌机5连接。

通过设置支撑台27将搅拌机5架设到高处，支撑台27一侧设置爬梯，支撑台27对应搅拌机5的卸料口处留出空间，便于自卸车22接料和转运，支撑台27的下部可朝向储泥池1与路基预填段两侧贯通设置，便于自卸车22的行走，当淤泥固化质量检验湿密度不合格时，通过自卸车22运回储泥池1。

在另一种技术方案中，如图1所示，所述搅拌机5为混凝土卧式强制式搅拌机5，容量可根据生产能力和工作需要选择。通过将搅拌机5设置为强制式的搅拌机5，利用强制拌合有利于保证淤泥与固化材料混合的均匀性。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的附图。

Claims (5)

1.一种用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，其特征在于，包括储泥池及靠近储泥池设置的粉料仓、螺旋输送机、一体化制浆机、搅拌机、PLC控制系统、空气压缩机，储泥池用于储存待固化的淤泥，粉料仓用于装入淤泥固化剂，一体化制浆机包括浆料搅拌器、水箱和分别设置在浆料搅拌器、水箱底部的重量传感器A、重量传感器B，螺旋输送机一端连接粉料仓、另一端连接浆料搅拌器，用于输送淤泥固化剂，水箱分别连接设置有清水泵A和清水泵B，清水泵A与浆料搅拌器之间通过设置管路A连接，清水泵B与搅拌机之间通过设置管路B连接，浆料搅拌器与搅拌机之间通过设置管路C连接，在管路C上设置有渣浆泵、流量计A和气动阀A，在管路B上设置有流量计B和气动阀B，搅拌机上设置有卸料阀，在储泥池的一侧还设置有挖机，通过挖机将储泥池内的淤泥给入搅拌机内，在搅拌机的下方设置有用于接收淤泥固化土的自卸车，气动阀A、气动阀B、卸料阀分别通过气管与空气压缩机连接，气动阀A、气动阀B、卸料阀、螺旋输送机、清水泵A、清水泵B、重量传感器A、重量传感器B、流量计A、流量计B分别与PLC控制系统通信连接；

PLC控制系统用于设定送水量，根据重量传感器B的数据启动清水泵A、清水泵B抽出对应送水量，浆料搅拌器用于制备固化剂料浆，渣浆泵用于从浆料搅拌器抽出固化剂料浆至搅拌机，PLC控制系统用于设定淤泥固化剂的输送质量并根据重量传感器A的数据控制螺旋输送机的开与关，PLC控制系统用于设置流量计A、流量计B的预设值并根据预设值控制气动阀A、气动阀B的开与关，PLC控制系统用于设定搅拌机的拌合时间、卸料时间并在拌合时间完成后根据卸料时间控制卸料阀的开与关。

2.如权利要求1所述的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，其特征在于，所述一体化制浆机还包括机架，所述浆料搅拌器包括搅拌桶和缓存桶，搅拌桶和缓存桶内分别设有搅拌电机，通过机架将搅拌桶设置在缓存桶的上方，缓存桶的底部设有重量传感器C且与搅拌桶之间通过设置气动阀C连接，气动阀C与所述空气压缩机连接，重量传感器C、气动阀C分别与所述PLC控制系统通信连接，PLC控制系统用于设置的搅拌时间并根据搅拌时间控制气动阀C的开与关，所述管路C连接在缓存桶与所述搅拌机之间。

3.如权利要求1所述的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，其特征在于，所述粉料仓包括粉料仓A和粉料仓B，所述螺旋输送机对应粉料仓A和粉料仓B分别设置有一个接收口，工作时，粉料仓A和粉料仓B仅有一个开启与接收口连通。

4.如权利要求1所述的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，其特征在于，所述搅拌机通过在所述储泥池一侧设置支撑台提升安装高度，以在所述搅拌机的下方留出所述自卸车的行走空间，支撑台的高度小于所述挖机的工作高度，所述管路B、所述管路C分别沿支撑台向上延伸后与所述搅拌机连接。

5.如权利要求1所述的用于浇筑式路基的淤泥流动固化土制备系统，其特征在于，所述搅拌机为混凝土卧式强制式搅拌机。