【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土壤修复，特别涉及采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备。
技术介绍
1、目前，土壤修复技术包括喷洒药剂和注射药剂的修复方式；其中，原位注入—高压旋喷注射修复技术（简称高压旋喷技术），是原位化学氧化/还原修复领域新出现不久的一种土壤修复技术；根据现有技术得知，作业时，先通过钻孔进入土层的预定深度，配制好的药剂在高压注浆泵和压缩空气的作用下沿注浆管从喷嘴喷出，在使氧化药剂与污染土壤充分混合，通过氧化分解污染物达到修复的目的；注入完成后，药液还会进一步在含水层中迁移、扩散，土壤渗透性及工期则决定了药液最终的扩散半径。
2、相比于其他注入/注射技术，高压旋喷技术适用的土层范围更广，可由高渗透性的砂层扩展至低－中渗透性地层( 如粉土、粉质黏土等），也适用于单独土壤或地下水、土水复合污染等情形；目前，高压旋喷技术的注射压力是注入井、深层搅拌等现有技术的1.0-5.0倍；药剂有效扩散半径是现有技术的0.5-4倍，尤其对于饱和砂层修复具有扩散半径大，一次性完成单孔连续注射作业，实施便捷，同时高压旋喷技术修复深度最大可达5-10m，药剂有效扩散半径0.5-1.5m；注射流量是现有技术的2-3.5倍，单套设备处理能力：土壤修复为500-900m³/d，通常的修复深度根据土壤污染情况的不同大多数处于0.5-4m；
3、经过检索，现有技术公告号为cn 217665399 u的，本专利技术公开了一种用于复配药剂制备的原位注入装置及系统，其中原位注入装置包括外管以及插入外管内的内管，所述外管和内管均为空心
4、其缺点在于，利于药剂喷射与融合的松散土壤只限制在钻头所钻出的通道内，通道以外的土壤仍处于凝固夯实的状态，不利于修复药剂的融合，药剂的扩散速度较慢以及扩散范围受限较大，即使药剂注射后也会因为夯实的土壤而使药剂扩散融合较慢达不到理想效果；
5、经过检索，公告号为cn215745476u的一种原位高压旋喷注射修复装置，其包括储液管、高压注浆管和钻头，所述高压注浆管安装于储液管和钻头之间，且所述高压注浆管与储液管相互连通，所述高压注浆管的圆周侧壁开设有呈环形阵列分布的喷孔，所述储液管圆周侧壁的下段开设有加注口，且所述储液管的顶端固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿储液管的顶端，且延伸至储液管的内部固定连接有转动套管；
6、经过检索，公告号为cn210208082u的一种新型推进式原位注射钻头，包括注射管、钻头体和连接管，所述连接管固定安装在所述注射管的一端，所述钻头体位于所述注射管远离所述连接管的一端，且与所述注射管可拆卸连接，所述注射管靠近所述钻头体的一端外表壁开设有注射孔；进一步的，本技术方案具有上述缺点外，其中的注射孔在土壤中转动下潜时还易被土壤堵塞，使注射过程不能顺利进行；
7、以上两项现有技术同样拥有上述缺点；
8、经过检索还发现，公布号cn113305141a的现有技术公开了一种采用履带移动设备搭载垂直钻臂，实施药剂注射的装置，实现对土壤进行原位氧化修复，履带式移动设备移动方便；结合上述现有技术并针对以上缺点，本专利技术提供了一种土壤原位注射修复设备。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中不足，提供采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，本专利技术通过注射机构能构对地下深处的土壤进行注射药剂修复；在修复过程中还可以通过转动注射机构中的第二套管并配合顶推机构能够对钻头钻取的通道以外的夯实土壤进行疏松，扩大药剂喷射区域，能够加快药剂的扩散以及与土壤的融合；同时第一套管能够保护第二通孔避免堵塞，保持药剂注射的畅通，采用单孔连续动态定深度注射，通过控制优化药剂投加参数，药剂注射参数可以精确控制；小口径自下而上的注射方式，解决了夹心层修复难题，同时具有施工后保持地基承载力的优势，通过设计空气、药剂喷嘴及钻具，可保证药剂的扩散和喷射效果。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，包括注射机构；
4、注射机构包括安装座、第一安装板、第二安装板、第一套管、钻头、第二套管、第二齿盘、第一液压马达、第一中转匣、第二中转匣、顶推机构、第二套管、第一支撑板、第二液压马达、进药管、进气管、第一钻杆、第二钻杆、第二支撑板；第一安装板、第二安装板固定在安装座上，安装座螺纹连接丝杠，安装座滑动连接第一导向轴，第一液压马达、第二齿盘设置在第二安装板上，第一液压马达输出轴上设有齿轮并啮合第二齿盘，第一钻杆转动连接第一安装板、第二安装板，第一钻杆上设有齿牙并啮合第二齿盘，第一中转匣、第二中转匣固定在第一钻杆外壁上；第一中转匣包括固定连接第一钻杆外壁的第一环匣，第一环匣上设有转动连接的第二盖板，第二盖板与第一环匣之间设有密封垫，第二盖板上设有第一固定轴并固定连接第一安装板，第二盖板上设有联通的第一通管，第一通管连接药罐进药；第二中转匣包括固定连接第一钻杆外壁的第二环匣，第二环匣上设有转动连接的第三盖板，第三盖板上与第二环匣之间设有密封垫，第三盖板上设有第二固定轴并固定连接第一安装板，第三盖板上设有第二通管并联通空气压缩机进气。
5、所述第一钻杆内壁上设有导向槽，第一钻杆顶部设有螺栓固定的第一盖板，第一钻杆一端设有第一卡环，第一卡环上设有第一限位槽。
6、所述第二钻杆上设有第二卡环，第二卡环上设有第二限位槽。
7、所述第二套管两端设有安装槽，安装槽契合第一卡环和第二卡环，第二套管两端设有第三限位槽，第二套管一端设有第二限位轴，第二套管侧壁上设有第一通槽、第二通槽、第二通孔；第二套管底部设有第二齿环。
8、所述顶推机构包括第四支撑板，第四支撑板固定连接第二套管内壁上，第四支撑板上设有第三固定轴和第一油缸，第三固定轴固定连接第四支撑板，第一油缸底座转动连接第三固定轴，第一油缸顶轴上设有推轴，推轴设于第二通槽内同时推轴滑动穿过第一套管，推轴上设有对称设置的刮板，刮板铰连接推轴，刮板一端设有套接的套板，套板一端设有铰连接的固定块，固定块固定在第一套管上。
9、注射机构使用时的具体注射使用方法，步骤如下：
10、1）根据土壤污染情况设定钻孔距离，确保药剂注射后在向四周分散辐射过程中能够使辐射范围相连接或接壤；然后确定钻孔深度，预设深度能够到达污染土壤的底部确保修复药液能够分散辐射至污染土壤底部；本注射机构的注射深度设置在0.5-4m之间；
11、2）钻杆垂直校正后进行钻孔，并随时注意土壤内部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，包括注射机构，其特征在于所述注射机构包括安装座、第一安装板、第二安装板、第一套管、钻头、第二套管、第二齿盘、第一液压马达、第一中转匣、第二中转匣、顶推机构、第二套管、第一支撑板、第二液压马达、进药管、进气管、第一钻杆、第二钻杆、第二支撑板；第一安装板、第二安装板固定在安装座上，安装座螺纹连接丝杠，安装座滑动连接第一导向轴，第一液压马达、第二齿盘设置在第二安装板上，第一液压马达输出轴上设有齿轮并啮合第二齿盘，第一钻杆转动连接第一安装板、第二安装板，第一钻杆上设有齿牙并啮合第二齿盘，第一中转匣、第二中转匣固定在第一钻杆外壁上；第一中转匣包括固定连接第一钻杆外壁的第一环匣，第一环匣上设有转动连接的第二盖板，第二盖板与第一环匣之间设有密封垫，第二盖板上设有第一固定轴并固定连接第一安装板，第二盖板上设有联通的第一通管，第一通管连接药罐进药；第二中转匣包括固定连接第一钻杆外壁的第二环匣，第二环匣上设有转动连接的第三盖板，第三盖板上与第二环匣之间设有密封垫，第三盖板上设有第二固定轴并固定连接第一安装板，第三盖板上设有第二通管并联通空气压缩
2.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于所述第一套管设为两个半圆罩并在套接第二套管后通过螺栓进行固定；第一套管上设有第一通孔、支撑块，支撑块设于第一通槽内，支撑块上设有第一限位轴并贴合第二套管内壁对第一套管进行限位，支撑块上设有弧形齿条，第一套管一侧还设有第三液压马达，第三液压马达固定在第二套管内壁上，第三液压马达输出轴上设有齿轮并啮合弧形齿条，通过第三液压马达配合弧形齿条带动第一套管转动使第一通孔与第二通孔对其以及交错。
3.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于第二钻杆内部中空并设有第一支撑板，第一支撑板上设有第二液压马达、传动齿轮，第二液压马达输出轴上设有齿轮并啮合传动齿轮，传动齿轮啮合第二齿环；通过第二液压马达带动第二套管沿第一卡环、第二卡环转动。
4.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于所述第二支撑板固定连接第二套管内壁，进药管和进气管一端通过第二支撑板进行固定，进气管端部设有喷气管，喷气管设于进药管内部并相互套接，进药管端部设于第二通孔内；进气管一端设有第二分流管，第二分流管穿过第一钻杆内壁并联通第二环匣；进药管一端设有第一分流管，第一分流管穿过第一钻杆内壁并联通第一环匣。
5.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于第一钻杆顶部设有多通道液压旋转接头用于对油站和各个液压件之间的油路连接，避免油路在第一钻杆转动时使油路缠绕；多通道液压旋转接头设有多个单独运行控制的油路连接注射机构内部的液压元件。
6.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于注射机构设置在载具上；载具上设有驾驶舱、空气压缩机、药罐、油站、基座，基座上设有固定架，固定架上设有调节机构，调节机构上设有注射机构，注射机构内部设有卡锁机构；驾驶舱内驾驶载具行走，空气压缩机、药罐、油站为注射机构提供高压气体、注射修复药液以及油压动力；
7.根据权利要求6所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于链条上设有横板并通过支腿固定连接，横板上设有竖板，竖板与横板之间设有斜板；所述套筒之间设有支撑臂，支撑臂两端转动连接套筒，支撑臂上设有第一顶轴，第一顶轴端部设有滚轮并顶触药罐内壁以及凸块，支撑臂两端设有第二顶轴，第二顶轴两端顶触链轮；第三电机轴端连接第二转轴并为其转动提供动力，进而带动花键轴转动从而带动链板和斜板、竖板沿链条上下往复移动实现对药液的搅拌，同时第一顶轴顶触凸块配合第一弹簧和第二顶轴带动套筒沿花键轴整体移动实现对药液的上下左右以及第二转轴为轴心的整体转动搅拌混合。
8.根据权利要求6所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于所述固定架上设有固定的第一转轴，第一转轴一端转动连接基座，第一转轴上设有第一齿盘，基座上设有第一电机，第一电机轴端设有齿轮并啮合第一齿盘，固定架上设有固定板和导向架，固定板设于固定架两端。
9.根据权利要求6所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于所述调节机构设于固定架上，调节机构包括第四液压马达、丝杠、第一导向轴，丝杠两端的通轴转动连接固定板，第四液压马达固定在固定板上并且联动丝杠，第一导向轴设有一对，第一导向轴两端固定连接固定板。
10.根据权...
【技术特征摘要】
1.采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，包括注射机构，其特征在于所述注射机构包括安装座、第一安装板、第二安装板、第一套管、钻头、第二套管、第二齿盘、第一液压马达、第一中转匣、第二中转匣、顶推机构、第二套管、第一支撑板、第二液压马达、进药管、进气管、第一钻杆、第二钻杆、第二支撑板；第一安装板、第二安装板固定在安装座上，安装座螺纹连接丝杠，安装座滑动连接第一导向轴，第一液压马达、第二齿盘设置在第二安装板上，第一液压马达输出轴上设有齿轮并啮合第二齿盘，第一钻杆转动连接第一安装板、第二安装板，第一钻杆上设有齿牙并啮合第二齿盘，第一中转匣、第二中转匣固定在第一钻杆外壁上；第一中转匣包括固定连接第一钻杆外壁的第一环匣，第一环匣上设有转动连接的第二盖板，第二盖板与第一环匣之间设有密封垫，第二盖板上设有第一固定轴并固定连接第一安装板，第二盖板上设有联通的第一通管，第一通管连接药罐进药；第二中转匣包括固定连接第一钻杆外壁的第二环匣，第二环匣上设有转动连接的第三盖板，第三盖板上与第二环匣之间设有密封垫，第三盖板上设有第二固定轴并固定连接第一安装板，第三盖板上设有第二通管并联通空气压缩机进气；
2.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于所述第一套管设为两个半圆罩并在套接第二套管后通过螺栓进行固定；第一套管上设有第一通孔、支撑块，支撑块设于第一通槽内，支撑块上设有第一限位轴并贴合第二套管内壁对第一套管进行限位，支撑块上设有弧形齿条，第一套管一侧还设有第三液压马达，第三液压马达固定在第二套管内壁上，第三液压马达输出轴上设有齿轮并啮合弧形齿条，通过第三液压马达配合弧形齿条带动第一套管转动使第一通孔与第二通孔对其以及交错。
3.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于第二钻杆内部中空并设有第一支撑板，第一支撑板上设有第二液压马达、传动齿轮，第二液压马达输出轴上设有齿轮并啮合传动齿轮，传动齿轮啮合第二齿环；通过第二液压马达带动第二套管沿第一卡环、第二卡环转动。
4.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于所述第二支撑板固定连接第二套管内壁，进药管和进气管一端通过第二支撑板进行固定，进气管端部设有喷气管，喷气管设于进药管内部并相互套接，进药管端部设于第二通孔内；进气管一端设有第二分流管，第二分流管穿过第一钻杆内壁并联通第二环匣；进药管一端设有第一分流管，第一分流管穿过第一钻杆内壁并联通第一环匣。
5.根据权利要求1所述的采用数字化控制系统实现模块化土壤原位注射修复的装备，其特征在于第一钻杆顶部设有多通道液压旋转接头用于对油站和各个液压件之间的油路连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，梁恒，王榕，周长行，李曼，孙瑞皎，张强，黄理龙，王立艳，
申请(专利权)人：山东省土壤污染防治中心，
类型：发明
国别省市：
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