[發明專利]一種用于淤泥排水的變頻控制真空裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201310359862.9
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103452097A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 高玉峰;吳迪;周源;葉茂;朱德勝;宋文智;陸志浩
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

技術領域

本發明涉及一種用于在軟黏土地基或軟土地基中真空排水時使用的變頻控制真空裝置及其使用方法，是特別針對于淤泥堆場和吹填場地在真空排水條件下，排水體容易被淤泥層淤積的情況而設計的防淤積低真空提供裝置及其操作方法，屬于巖土工程及環境工程等相關技術領域。

背景技術

在河道疏浚清淤工程和圍海造田工程中，都會遇到高含水率土體的吹填固結問題。對于吹填了高含水率淤泥的場地來說，若是場地的排水不暢或是吹填土體粘粒含量較高，則固結沉降將是一個漫長的過程。在這個漫長的過程當中，經過長時間的風吹日曬表面蒸發，在吹填土層表面會形成一層較厚的硬殼層，夾雜著草本植物的根莖殘渣，使得表層土具有一定的表觀強度，但是大多數工程監測結果表明，在地下一定深度處土體仍然保持著很高的含水率，甚至是一種接近初始狀態的半流體形態；雖然表層土體具有一定的強度并且可以行人，但是對于一些小型的鉆探機械都很難進入場地，更不用提大型機械了。對于急于用地開展進一步工程的項目和盡快復耕的征地工程來說，如何快速地降低堆場中高含水率淤泥的含水率，提高固結度，增加承載力是關鍵的問題，因此需要采用人為手段加快排水過程。現行排水措施中，以真空抽水的效率最高，但是在稀軟的高含水率淤泥堆場中進行真空抽水一段時間后，排水體的周圍會出現厚厚一層包裹泥層，阻礙了排水體與外部淤泥的接觸，降低了排水的速度，研究表明，采用－30～－80kPa低真空排水的方法，避免使用接近－100kPa的高真空進行排水，可以較好避免排水體淤堵的發生。故急需開發出一種在淤泥場地或吹填場地中真空排水時使用的低真空提供裝置，并可以按照施工要求任意設置所需的低真空壓力，以解決工程中實際的問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種用于在軟黏土地基或軟土地基中真空排水時使用的變頻控制真空裝置及其使用方法，可以按照施工要求任意設置所需的低真空壓力，防止淤泥排水體發生淤堵現象，解決普通真空源在淤泥堆場中抽水時易出現的淤堵和效率低下問題。本發明主要適用地質場所是軟黏土地基或軟土地基，其下具有稀軟淤泥層，并且具有一定的流動性。同時亦能適用于對真空度大小有控制要求的場所。

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本發明的解決方案

本發明提出一種用于淤泥排水的變頻控制真空裝置及其使用方法，其整體結構包含5個部分：1）真空泵，2）變頻器，3）遠傳壓力表，4）電接點真空表，5）真空罐。其特征是：

其中1）真空泵是抽氣工作提供真空度的主體設備，在運行的初期，采用非變頻運行，迅速抽氣，使真空罐內的真空度快速逼近預設值，在接近目標真空度時采用變頻運行，在達到目標真空度后降低真空泵電機轉速，真空泵的電源兩相分別與電源火線和電接點真空表的下限端零線電連接，同時又與變頻器的輸出端兩相電連接，真空泵另一相接地；

其中2）變頻器對真空泵進行變頻控制，在達到目標真空度后，降低輔助真空泵的電機轉速，低于目標真空度時，提高輔助真空泵的電機轉速，變頻器輸入端零線與電接點真空表上限端電連接，變頻器輸入端火線與電源火線電連接，變頻器輸出端的兩相與真空泵輸入端兩相分別電連接，變頻器的反饋控制輸入端與遠傳壓力表電連接；

其中3）遠傳壓力表用來反饋真空罐中的真空壓力電訊號至變頻器，其輸出端與變頻器反饋輸入端電連接，其壓力傳感端與真空罐通過真空管道相接；

其中4）電接點真空表控制真空泵在無變頻條件下運行和在變頻條件下運行，其總線與電源零線電連接，下限端與真空泵零線電連接，上限端與變頻器輸入端零線電連接，并通過真空管道與真空罐相通；

其中5）真空罐是密封罐體，通過真空管道與真空泵連接，并接有電接點真空表、和遠傳壓力表，并留有真空提供接口對外界提供真空負壓。

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使用方法：

1）、將真空罐上的真空提供接口與外界需求設備相接；

2）、將電接點真空表下限指針調至目標真空度以下1～2kPa，將上限指針調至目標真空度以下1～2kPa；

3）、接通真空泵電源，開始抽氣；

4）、當真空壓力達到目標真空度以下1～2kPa，真空泵停止無變頻運轉時，變頻器電源接通，預設定變頻器參數：旋轉頻率旋鈕，逐步增加真空泵電機轉速，當遠傳壓力表示數達到目標真空壓力時，測定此時的反饋電壓值作為需要的設定參數，重新啟動變頻器，對真空泵進行變頻控制；

5）、實時監測真空罐上電接點真空表的讀數，微調節電接點真空表的上下限指針，盡量減少真空泵在無變頻條件下的運行時間，保證真空罐中的真空負壓在預定值附近。

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本發明的優點