[發(fā)明專利]一種泥沙濃縮旋管

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110452034.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN103182204A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鉑;蔣昌波;趙利平;黃良材;陳紹文;劉勝宇;喻黎明;陳宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué);廣東金東海集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B01D21/26
• 分類號(hào): B01D21/26
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固—液混合流體分離領(lǐng)域，涉及一種泵吸海底淤泥固—液分離裝置，可以對(duì)泥水混合物進(jìn)行濃縮處理，將泥沙和水有序分離以達(dá)到排除低濃度水，提高進(jìn)入填筑場(chǎng)泥漿含固率的目的。?

背景技術(shù)

隨著沿海港口建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，為疏浚航道和擴(kuò)建泊位，需要挖掘大量的海底淤泥，同時(shí)，一些港口還存在陸域不足的現(xiàn)狀，這就要通過吹填造陸來滿足港口建設(shè)的需要。將疏浚淤泥用來吹填造陸，是一舉兩得、變廢為利的好辦法。水力吹填的淤泥的工程特性一般很差，主要表現(xiàn)為黏粒含量高、含水率高、壓縮性大、強(qiáng)度低、滲透性能差、排水固結(jié)緩慢。為解決吹填淤泥泥漿在填筑場(chǎng)內(nèi)自由沉降時(shí)間較長(zhǎng)、廢水排放帶走大量固體顆粒的問題，需要根據(jù)吹填造陸的工程特點(diǎn)，在泥漿進(jìn)入吹填區(qū)域之前設(shè)置一道泥漿濃縮處理工藝。這樣可以提高入場(chǎng)泥漿含固率，減少沉降固結(jié)時(shí)間，促使泥漿盡快轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ǔ休d力的地基，為圍海造陸工程建設(shè)帶來更大的效益。?

目前對(duì)于固—液分離裝置已有很多的研究和設(shè)備開發(fā)，涌現(xiàn)出了很多固—液分離設(shè)備，如美國專利6119870說明了一種分離泥漿中固體的旋流分離器，設(shè)備采用立式結(jié)構(gòu)，筒體為一個(gè)大的旋流管，設(shè)備上部設(shè)有切向進(jìn)口，筒體底部設(shè)有排沙口，中心設(shè)有一個(gè)輕液排放口；專利CN1410167A敘述了一種多功能復(fù)合型固—液旋流分離器，分離器包括螺線形筒和錐形筒組成的殼體，入流水體在錐形管中形成漩渦流并通過離心力將泥沙分離。?

上述固—液分離器的固—液分離效果都較好，固體顆粒濃縮比率較高，但由于這些分離器的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、局部水頭損失很大，使用時(shí)往往需要升壓泵，所以處理能力有限，不適合作為大流量吹填造陸工程中的水沙分離設(shè)備。同時(shí)吹填造陸工程中要求水力吹填的淤泥要有一定流動(dòng)性，這就要求經(jīng)處理后的淤泥含水率不宜過低。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在水力吹填泥漿進(jìn)入吹填區(qū)域之前，在出口提供一種泥沙濃縮旋管，使通過該裝置的泥水混合物有效分離。以解決吹填淤泥泥漿含水率高、在填筑場(chǎng)內(nèi)自由沉降所需時(shí)間較長(zhǎng)的問題，提高施工效率。?

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：其主體為一螺旋狀曲管，高壓高速的吹填泥漿進(jìn)入螺旋曲管后，由于管道曲率影響使靠近曲管內(nèi)側(cè)處流速變大，外側(cè)流速減小，從而產(chǎn)生與曲管軸線垂直的二次流，而主流則沿螺旋曲管軸線行進(jìn)，相互疊加會(huì)形成三維環(huán)狀螺旋流。水中的泥沙顆粒由于二次流作用產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，并向管道中部聚集，同時(shí)主流沿曲管軸線做圓周運(yùn)動(dòng)，泥沙顆粒受離心力作用逐漸向曲管外側(cè)移動(dòng)，使得曲管靠外側(cè)邊壁處泥沙濃度大，靠?jī)?nèi)側(cè)邊壁處泥沙濃度小，實(shí)現(xiàn)管內(nèi)泥沙有序分布。通過調(diào)整分流閥4中分流舌6的開度使得吹填時(shí)可以有選擇的排出部分低含沙濃度水，提高入場(chǎng)泥漿含固率。?

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用時(shí)不需要借助其他輔助動(dòng)力，僅利用吹填時(shí)泥漿具有的高流速即可形成三維環(huán)狀螺旋流。與其他水沙分離設(shè)備相比，濃縮工藝簡(jiǎn)單、流動(dòng)阻力小、局部水頭損失小、處理能力大，使用該發(fā)明對(duì)高含沙水進(jìn)行濃縮處理時(shí)，其過流能力為無該裝置情況的85%左右。?

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附圖說明

附圖1為本發(fā)明泥沙濃縮旋管的結(jié)構(gòu)示意圖：1、圓管入流段；2、螺旋管段；3、圓管出流段；4、分流閥；5、輕液排放管。?

附圖2為分流閥大樣圖：3、圓管出流段；5、輕液排放管；6、分流舌。?

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具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：泥沙濃縮旋管上下兩端分別為上部圓管入流段1和下部圓管出流段3，中間螺旋管段2為兩段或多段半圓弧曲管連接螺旋下降。?

螺旋管2的管徑應(yīng)與出、入口端管徑一致。?

組成螺旋管2的曲管縱軸線半徑和連接后螺旋下降時(shí)與水平面夾角，根據(jù)實(shí)際情況和分離要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。?

????泥水混合物進(jìn)入螺旋管2后會(huì)形成三維螺旋流，并將密度更高的泥沙甩向遠(yuǎn)離圓弧段圓心的管道外側(cè)，使得在出流段3形成靠外側(cè)泥沙濃度較高，而另一側(cè)濃度較低。通過調(diào)整分流閥4中分流舌6的開度有選擇的分離排出部分低含沙濃度水，提高進(jìn)入填筑場(chǎng)泥漿含固率。為避免被有序分離的水沙重新混勻，螺旋管2到分流閥4的距離不宜過長(zhǎng)。?