一种垂直切割搅拌器及其治理污染场地的施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种垂直切割搅拌器，是污染土治理、重金属污染场地原位修复的机械，包括加强型机架、动力输出系统、旋转系统、搅拌系统、数据反馈系统、气体切割系统六部分，其中加强型机架包括机架和法兰，动力输出系统包括液压马达、液压油管、液压阀门，液压马达通过法兰安装于机架上，液压油管与动力输出系统连接；还包括设置在机架上的注入介质管道。垂直切割搅拌器的机架搅拌刀头和轨链，可根据不同的切割现场需求增加或减短长度，结构紧凑，节省空间。垂直切割搅拌器效率高，结构简单，便于安装和拆卸，操作方便、安全可靠。
【专利说明】
一种垂直切割搅拌器及其治理污染场地的施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种垂直切割搅拌器，主要用于重金属污染场地的修复和软土地基、吹填淤泥的固化稳定。
【背景技术】
[0002]我国土壤的重金属污染情况十分严重，根据《2014年全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以有机物和重金属为主。我国场地污染具有污染范围大、污染浓度高、污染物复杂等特点，因此对污染场地的修复势在必行。在施工方面，多采用原地异位修复，即将污染场地土壤开挖，运至专业修复设备中，添加固化剂并搅拌，固化后回填至原位置。该种施工方法成本高，效率低，不适用于面积大、污染深度深、地层坚硬的场地，且在不排水的污染场地需要事先降水，施工复杂。针对原地异位修复的上述缺点，亟需开发一种污染场地的原地原位修复设备，本设备对污染场地修复后，无需再次治理，原位无二次污染。该发明所解决的技术问题是:如何有效地将粉末状重修复药剂按照设计要求掺入到污染场地并搅拌均匀，实现操作智能化，避免施工过程的堵塞、漏气、药剂浪费以及粉末状药剂的扬尘污染等问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是快速完成污染场地的修复，本设备可原地修复，无需处理后再填回原地，一次性治理污染土层，无需再次治理，不会产生二次污染，治理后土地可正常使用，实现了在O?10米以内的软土地及、吹填淤泥的固化稳定及环境岩土工程中的重金属污染场地原地原位固化稳定处理。
[0004]为达到上述发明目的，本发明的技术方案如下:
一种垂直切割搅拌器，是污染土治理、重金属污染场地原位修复的机械，包括加强型机架、动力输出系统、旋转系统、搅拌系统、数据反馈系统、气体切割系统六部分，其中加强型机架包括机架和法兰，动力输出系统包括液压马达、液压油管、液压阀门，液压马达通过法兰安装于机架上，液压油管与动力输出系统连接;还包括设置在机架上的注入介质管道。
[0005]将垂直切割搅拌器与挖掘机或多功能钻机的机械臂连接，通过挖掘机或多功能钻机的自带液压系统输出动力带动液压马达2，使驱动轮I旋转，带动轨链8的搅拌叶片6和削切刀头17，对需治理土地进行切割搅拌;搅拌的同时，通过设置在机架上的注入介质管道7将可治理污染的药剂注入泥土中，并将泥土与药剂进行搅拌，达到治理重金属污染的目的。气体切割系统18与外接空压机20相连接，气体切割系统与空压机连接间有控制气压阀门21，调节气体切割搅拌系统的力度。开启喷出高压气体或粉状固体使药剂与污染物充分融合搅拌更加均匀，此系统可根据污染场地需要调整切割半径，可适用多种污染场地。支撑轮5具有支撑及导向的作用，使轨链在规定的轨道上运转，轨链8上连接有搅拌叶片6、削切刀头17，削切刀头可以根据不同的场地及土地层进行更换，刀头顶部为圆柱型结构，有效的搅拌土地，减小与污染场地的摩擦，刀头由多个组成，可调换位置，且安装方向不同，能够切割不同位置的泥土，达到均匀搅拌的目的。垂直切割搅拌器上安装有数据反馈系统，可随时监控工作的进程，并反馈数据，对工作程序进行更改。此垂直切割搅拌器具有张紧装置9，使轨链8具有一定的张力，不会在高强度的工作中使轨链脱落，并具有一定的缓冲作用，在轨链中卡入石子或其他硬物情况下可以保护设备。此垂直切割搅拌器配有连接箱和液压阀门，可改变液压压力，调节液压马达压力，切割搅拌不同污染场地。动力路径为:液压站-液压栗-控制阀门-液压马达-制动器-减速机-驱动轮-轨链-削切刀头。
[0006]垂直切割搅拌器的转速可根据地层情况自动调整，通过调整外接挖掘机输出流量的大小调整设备的旋转速度。
[0007]削切刀头选用锰钢材质铸造制作并镶有合金，以更利于泥土的切割，其抗扭性、弹性满足动力的传动，增加削切刀头的耐磨性及削切力。
[0008]机架结构采用法兰连接，可根据实际需要增加长度或减短长度，满足不同工况及切割搅拌需要。
[0009]本发明还提供了一种使用垂直切割搅拌器治理污染场地的施工方法，包括以下步骤:
步骤一，查看污染场地土质，对场地进行勘测，对土层分析，确定治理土层深度，选择合适的设备长度及切割刀头，调节液压系统流量，控制设备调整到合适转速，设计液压系统选择合适液压马达及相关阀门，设计施工方案；
步骤二，设备就位，调整施工设备，将垂直切割搅拌器与挖掘机或多功能钻机的机械臂连接，将本设备抬高距离地面Im处，与地面垂直(可根据施工现场需要与地面成一定角度)，启动液压站，将阀门调整到设计液压值，液压马达启动，驱动轮带动轨链及削切刀头旋转；步骤三，检查气体切割系统运转正常，方可将垂直切割搅拌器插入土层，对土层部分切割搅拌，疏松土层；
步骤四，土层切割到药物喷口，开启药物喷洒装置，加入治理药品，同时开启气体切割系统，使药品与土层充分融合；
步骤五，垂直切割搅拌器搅拌到设计深度，查看数据显示器，根据数字屏显示数值调整切割角度、旋转速度及气体切割系统压力，数据均为正常值时，启动挖掘机或多功能钻机按设计路线行走，将整个需治理的污染场地与药品搅拌，达到治理污染场地的目的。
[0010]所述施工方法在切割搅拌过程中，也可加固化剂，使土体固化稳定。
[0011 ]本发明旨在解决治理污染场地方面的技术难题，本发明的有益效果如下:
1、适应能力强，可改变液压流量、设备长度及削切刀头的形状和材质来适应不同地层。
[0012]2、本发明相对其它污染场地修复设备，施工效率更快，提高施工效率，普通的治理设备需要将污染土层取出治理后回填，但本设备一次性原位治理污染场地，是传统治理效果的3到5倍。只需将污染场地治理即可，无需将污染土移到别处，对周围环境影响小。
[0013]3、本发明的设备用于切割搅拌污染场地施工时，其可控提速使得污染场地更加均匀，地层适用性更强，垂直切割搅拌器的机架可根据不同的切割现场需求增加或减短长度，削切刀头可根据不同土层更换不同材质及外形的刀头，结构简单，便于安装和拆卸，操作方便。
【附图说明】
[0014]
图1是立面不意图；
图2是平面不意图；
图3是整体透视图。
[0015]附图中数字所表示的相应部件名称:
1.驱动轮2.液压马达3.减速机4.机架5.支撑轮6.搅拌叶片7.注入介质管道8.轨链9.张紧装置10.引导轮11.设备结构件12.数据显示器13.连接箱14.液压阀门15.液压油管16.法兰盘17.削切刀头18.气体切割系统19.药物喷洒口20.外接空压机21.气压调节阀门。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例中的附图，对本发明的技术方案进行示例性的描述，但本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0017]—种垂直切割搅拌器，包括加强型机架、动力输出系统、旋转系统、搅拌系统、数据采集显示系统、气体切割系统六部分，其中加强型机架包括机架4和法兰，动力输出系统包括液压马达2、液压油管15、液压阀门14，液压马达2通过法兰安装于机架4上，液压油管15与动力输出系统连接;还包括设置在机架4上的注入介质管道7。
[0018]旋转系统由轨链8、引导轮10、支撑轮5、驱动轮I组成，使整个设备正常旋转。
[0019]搅拌系统由搅拌叶片6、削切刀头17组成。削切刀头17的刀头方向不同并且位置可调换，达到适应污染场地各种地层的切割搅拌均匀的目的。
[0020]数据采集显示系统由计算控制系统、数据传感器及数据显示器12组成，可根据现场的工作情况采集并输出现场的工作数据，做出及时的反馈，根据数据调整施工参数。
[0021]气体切割系统使切割搅拌更加均匀，药剂与污染土融合更加充分，可根据治理土层的需要调整一次切割宽度，适应多种污染场地。
[0022]液压站属于挖掘机或多功能钻机等液压驱动设备上的内置设备，其提供液压动力，使液压马达2旋转，带动整个设备工作。
[0023]使用垂直切割搅拌器治理污染场地的施工方法，包括以下步骤:首先启动开关，液压站提供动力，使液压马达2旋转，液压马达2与驱动轮I法兰连接，驱动轮I通过链传动使整个轨链8在支撑轮5上运行，链轨8上带有搅拌叶片6，搅拌叶片6上带有削切刀头17，在轨链8的运行下带动搅拌叶片6对污染场地进行切割搅拌，同时将需要添加的物质通过注入介质管道7输送到污染场地中，同时开启气体切割系统，调整切割半径喷出气体或粉状固体，可使药剂与污染土得到充分搅拌，增加治理效果，数据采集显示系统可根据工作状态反馈数据，现场工作人员可根据反馈数据进行施工调整，对工作程序进行更改，达到了治理污染场地的目的。
【主权项】
1.一种垂直切割搅拌器，是污染土治理、重金属污染场地原位修复的机械，包括加强型机架、动力输出系统、旋转系统、搅拌系统、数据反馈系统、气体切割系统六部分，其中加强型机架包括机架(4)和法兰，动力输出系统包括液压马达(2)、液压油管(15)、液压阀门(14)，液压马达(2)通过法兰安装于机架(4)上，液压油管(15)与动力输出系统连接;还包括设置在机架(4)上的注入介质管道(7)。2.如权利要求1所述的垂直切割搅拌器，其特征在于:机架(4)能满足动力输出系统额定大扭矩工作条件下的稳定性和强度要求，旋转系统包括驱动轮(I)、轨链(8)、支撑轮(5)、引导轮(10)，驱动轮(I)与液压马达(2)连接，带动整个旋转系统运行。3.如权利要求1所述的垂直切割搅拌器，其特征在于:搅拌系统包括搅拌叶片(6)和削切刀头(17)，削切刀头(17)可调换安装位置和安装方向。4.如权利要求1所述的垂直切割搅拌器，其特征在于:气体切割系统(18)可根据土层需要调整切割半径，搅拌污染土，使切割搅拌均匀，使污染物与药剂融合充分。5.如权利要求1所述的垂直切割搅拌器，其特征在于:数据反馈系统包括数据显示器(12)，数据显示器(12)反馈工作数据，并根据数据实时监控调整整个设备运行。6.如权利要求1所述的垂直切割搅拌器，其特征在于:旋转系统还包括有张紧装置(9)，使轨链(8)具有一定的张力，不会在工作中使得轨链(8)脱落。7.如权利要求1所述的垂直切割搅拌器，其特征在于:气体切割系统(18)与外接空压机(20)相连接，气体切割系统(18)与空压机(20)间连接有控制气压阀门(21)，调节气体切割系统的力度。8.—种使用垂直切割搅拌器治理污染场地的施工方法，包括以下步骤:步骤一，查看污染场地土质，对场地进行勘测，对土层分析，确定治理土层深度，选择设备长度及削切刀头，调节液压系统流量，控制设备调整到合适转速，设计液压系统选择合适液压马达及相关阀门，设计施工方案;步骤二，设备就位，调整施工设备，将垂直切割搅拌器与挖掘机或多功能钻机的机械臂连接，将搅拌器抬高距离地面适当高度处，与地面垂直或与地面成一定角度，启动液压站，将阀门调整到设计液压值，液压马达启动，驱动轮带动轨链(8)及削切刀头(17 )旋转；步骤三，检查气体切割系统运转正常，将垂直切割搅拌器插入土层，对土层部分切割搅拌，疏松土层;步骤四，土层切割到药物喷口，开启药物喷洒装置，加入治理药品，同时开启气体切割系统，使药品与土层充分融合;步骤五，垂直切割搅拌器搅拌到设计深度，查看数据显示器(12)，根据数字屏显示数值调整切割角度、旋转速度及气体切割系统的压力，数据均为正常值时，启动挖掘机或多功能钻机按设计路线行走，将整个需治理的污染场地与药品搅拌，达到治理污染场地的目的。9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于:在切割搅拌过程中，加入固化剂，使土体固化稳定。
【文档编号】B09C1/08GK106040738SQ201610630553
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月4日
【发明人】武思宇, 李建平, 李耀晖
【申请人】北京中岩大地科技股份有限公司