一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备，属于污染土壤修复技术领域。该设备包括药剂高压喷浆系统和挖掘搅拌注药系统，二者由高压喷浆管和压缩空气管连接；药剂浆液和压缩空气分别由高压喷浆泵和空气压缩机输送到喷枪，将药剂浆液喷射入土壤层中；挖掘搅拌注药系统包括大扭矩挖掘搅拌单元和喷射注药单元，包括挖掘搅拌头、加长臂、吊耳和喷枪，大扭矩挖掘搅拌单元悬挂固定在挖掘机的机械臂上；喷枪随挖掘搅拌头插入挖松的土壤层中。本发明专利技术的挖掘搅拌头扭矩大，切削能力强，可将混有砂石的硬质土层挖松，并将挖掘搅拌头和喷枪插入到深层土壤中，实现深层污染土壤的原位注药修复。原位注药修复。原位注药修复。

【技术实现步骤摘要】
一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备


[0001]本专利技术涉及污染土壤修复
，特别是指一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备。

技术介绍

[0002]钝化修复技术是重金属污染土壤修复的主要技术，需要将钝化剂注入到一定深度的污染土壤层，实现钝化修复。目前，芬兰阿陆有限公司的ALLU 强力搅拌头和ALLU自行式压力输料罐车配合，可实现3～5m污染土壤层的修复，但ALLU强力搅拌头的切削力小，只适用于淤泥和软质污染土层的修复，不适合混有砂石的硬质污染土层的修复，特别不适合矿区重金属污染场地的原位修复。如现有技术中公开的一种加药、掘进、破碎、搅拌混合一体式污染土壤原位修复设备，可解决土壤的破碎、混合和搅拌等问题，但掘进的土壤深度受限，不能对深层污染土壤进行原位注药修复。矿冶场地中受重金属污染的深层土壤往往是混有砂石的硬质土壤，需要一种挖掘切削能力强，能实现深层污染土壤原位注药修复的设备。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备，具备切削扭矩大、强化挖掘搅拌、能多点给药功能，能够解决现有设备在原位修复深层污染土时修复效率低，难以解决混有砂石的硬质土层的深部原位注药修复问题。
[0004]该设备包括药剂高压喷浆系统和挖掘搅拌注药系统，药剂高压喷浆系统包括药剂搅拌槽、搅拌器、柴油发动机、高压喷浆泵、空气压缩机、高压喷浆管、压缩空气管、电瓶和浆液回流减压单元，浆液回流减压单元包括三通联接管、球形止回阀、卸压罐和减压阀；挖掘搅拌注药系统包括大扭矩挖掘搅拌单元和喷射注药单元，其中，大扭矩挖掘搅拌单元包括挖掘搅拌头、加长臂和吊耳，喷射注药单元包括注药钢管、喷枪、药剂注射头和不锈钢高压气管；
[0005]柴油发动机、高压喷浆泵、空气压缩机和电瓶安装于机架上，机架底部安装有定向大轮与万向小轮，方便药剂高压喷浆系统转换安放位置；药剂搅拌槽安装在机架前部，药剂搅拌槽上部安装搅拌器，柴油发动机通过皮带驱动高压喷浆泵和空气压缩机运行；高压喷浆管和压缩空气管分别与注药钢管和不锈钢高压气管相连；
[0006]挖掘搅拌注药系统的加长臂通过吊耳悬挂固定于挖掘机的机械臂上，挖掘搅拌头和加长臂通过螺栓固定，注药钢管置于加长臂两侧，喷枪以快接卡箍固定于注药钢管末端，药剂注射头通过螺纹套接于喷枪顶端，不锈钢高压气管以倾斜15
°
～30
°
角斜插于喷枪顶端。
[0007]其中，吊耳焊接在加长臂一端。
[0008]挖掘搅拌头中液压驱动马达的液压油管与挖掘机机械臂上的液压油管相连接，挖掘搅拌头的挖掘和搅拌动作由挖掘机控制。
[0009]药剂搅拌槽和高压喷浆泵通过三通联接管连接，球形止回阀通过快接卡箍固定于三通联接管和卸压罐之间，减压阀通过快接卡箍固定于卸压罐一侧，浆液回流减压单元控制药剂浆液稳定喷出，保证药剂浆液能稳定、连续喷出。
[0010]挖掘搅拌头为纵向铣挖头，外侧和底部以螺旋状安装有30～45个铣刨齿，铣刨齿的长度为10～15cm，铣刨齿的齿头以钨钢硬质合金加工，铣刨齿磨损后取出更换；挖掘搅拌头在工作压力300Pa时，输出扭矩为8000～15000牛顿米，切削力为38000～45000牛顿。
[0011]高压喷浆泵为高压柱塞泵，最大出口压力10～15MPa，最大水平输送距离 100～150m，输送药剂颗粒的最大粒径＜5mm。
[0012]高压喷浆管为耐磨橡胶喷浆管，能经受住颗粒状修复药剂对高压喷浆管内壁的磨损。
[0013]空气压缩机由柴油发动机通过皮带驱动，出口处压缩空气压力为 0.4～0.6MPa。
[0014]喷射注药单元配置为两套，分别设置于大扭矩挖掘搅拌单元的左右两侧，完成多点加药功能。
[0015]该设备中土壤修复药剂在药剂搅拌槽中加水被搅拌成浆状液后，由高压喷浆泵经由高压喷浆管输送到挖掘搅拌注药系统的喷枪中，同时，为扩大药剂浆液的喷散范围，由空气压缩机提供压缩空气，经由压缩空气管送到挖掘搅拌注药系统的喷枪中，喷枪中的药剂浆液在高液压和压缩空气吹散的双重作用下，以分散液滴呈多角度喷入土壤颗粒层中。
[0016]该设备的大扭矩挖掘搅拌单元需配合挖掘机使用，选配的挖掘机类型与挖掘搅拌头和加长臂的重量，以及土壤修复深度有关，一般选配10～20吨挖掘机即可满足深层污染土壤修复需求。
[0017]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0018]上述方案中，挖掘搅拌注药系统与市售的挖掘机配合使用，以挖掘机的操纵杆控制挖掘搅拌头的挖掘和搅拌动作，因选用纵向铣挖头作为挖掘搅拌头，输出扭矩大，切削能力强，可将混有砂石的硬质土层切开挖松，并在挖掘机机械臂的挤压下，挖掘搅拌头可插入2～4m的深层土壤中。喷射注药单元中的喷枪固定于挖掘搅拌头两侧，能随挖掘搅拌头上下左右同步移动，药剂浆液能通过喷枪射入挖松的土壤层中，实现边挖掘搅拌边向深层土壤注药的目的。本专利技术中，为保证喷枪能于2～4m深的挖松土壤中稳定喷出药剂浆液，选用高压柱塞泵为高压喷浆泵，提供10～15MPa的出口压力，保证药剂浆液能以射流的方式注入土层中，土壤层中的喷射半径达300～500mm；同时，为保证喷枪喷出的药剂浆液能在空间上分布均匀，采用压缩空气同步注入喷枪，药剂浆液被吹散，呈细小的液滴群注入土层中，增加注药的均匀性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备整体示意图；
[0020]图2为本专利技术的用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备的药剂高压喷浆系统结构示意图；
[0021]图3为本专利技术的用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备的挖掘搅拌注药系统结构示意图；
[0022]图4为本专利技术的用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备的喷枪结构示意
图。
[0023]其中：1
‑
药剂搅拌槽，2
‑
搅拌器，3
‑
柴油发动机，4
‑
高压喷浆泵，5
‑
空气压缩机，6
‑
高压喷浆管，7
‑
压缩空气管，8
‑
电瓶，9
‑
机架，10
‑
定向大轮，11
‑ꢀ
万向小轮，12
‑
三通联接管，13
‑
球形止回阀，14
‑
卸压罐，15
‑
减压阀，16
‑
挖掘搅拌头，17
‑
加长臂，18
‑
吊耳，19
‑
注药钢管，20
‑
喷枪，21
‑
药剂注射头，22
‑ꢀ
不锈钢高压气管，23
‑
液压驱动马达，24
‑
铣刨齿。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备，包括药剂高压喷浆系统和挖掘搅拌注药系统，其特征在于，药剂高压喷浆系统包括药剂搅拌槽、搅拌器、柴油发动机、高压喷浆泵、空气压缩机、高压喷浆管、压缩空气管、电瓶和浆液回流减压单元，浆液回流减压单元包括三通联接管、球形止回阀、卸压罐和减压阀；挖掘搅拌注药系统包括大扭矩挖掘搅拌单元和喷射注药单元，其中，大扭矩挖掘搅拌单元包括挖掘搅拌头、加长臂和吊耳，喷射注药单元包括注药钢管、喷枪、药剂注射头和不锈钢高压气管；柴油发动机、高压喷浆泵、空气压缩机和电瓶安装于机架上，机架底部安装有定向大轮与万向小轮，药剂搅拌槽安装在机架前部，药剂搅拌槽上部安装搅拌器，柴油发动机通过皮带驱动高压喷浆泵和空气压缩机运行；高压喷浆管和压缩空气管分别与注药钢管和不锈钢高压气管相连；挖掘搅拌注药系统的加长臂通过吊耳悬挂固定于挖掘机的机械臂上，挖掘搅拌头和加长臂通过螺栓固定，注药钢管置于加长臂两侧，喷枪以快接卡箍固定于注药钢管末端，药剂注射头通过螺纹套接于喷枪顶端，不锈钢高压气管以倾斜15
°
～30
°
角斜插于喷枪顶端；土壤修复药剂在药剂搅拌槽中加水被搅拌成浆状液后，由高压喷浆泵经由高压喷浆管输送到挖掘搅拌注药系统的喷枪中，同时，由空气压缩机提供压缩空气，经由压缩空气管送到挖掘搅拌注药系统的喷枪中，喷枪中的药剂浆液在高液压和压缩空气吹散的双重作用下，以分散液滴呈多角度喷入土壤颗粒层中。2.根据权利要求1所述的用于深层污染土壤原位修复的挖掘搅拌注药设备，其特征在于，所述吊...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅平丰，许伟航，陈雨齐，倪文，王晓飞，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：