本实用新型涉及分离技术领域，特别涉及一种泥水分离装置和泥水分离系统。
背景技术：
通常，工程建设中会产生大量的废弃的泥浆，尤其是采用泥浆护壁施工法制作钻孔灌注桩时。钻孔灌注桩施工时需要钻孔，一般需要大量低密度的泥浆润滑钻头和保护孔壁，随着钻孔的进行，钻孔产生的渣土不断进入低密度的泥浆中，使泥浆的密度增高。清理钻孔时，高密度的泥浆经循环泵输送至地面的沉降池后形成废弃的泥浆。这些废弃的泥浆的体积与钻孔直径、钻孔深度以及钻孔灌注桩的施工方式有关，一般为成孔体积的3至6倍。大量废弃的泥浆不经泥水分离处理就排放会造成严重的环境污染，因此必须对上述废弃的泥浆进行泥水分离处理，将废弃的泥浆中的泥渣分离出来后再排放。
目前，工程中普遍采用振动分离设备对上述废弃的泥浆进行泥水分离处理。图1是现有技术中一种振动分离设备的结构示意图。参考图1，振动分离设备100包括滤网110、浆箱120、弹簧130、激振电机140。泥浆泵将废弃的泥浆输送至滤网110的上方，在重力和高频振动的影响下废弃的泥浆中的水和小直径岩土颗粒经过滤网100进入设置在滤网110下方的浆箱120内，废弃的泥浆中大直径的固体颗粒被拦在滤网110上形成了泥渣，实现泥水分离。其中，滤网110通过弹簧130支撑，且激振电机140可驱动滤网110高频振动，在泥水分离时，激振电机140可通过滤网110带动废弃的泥浆高频振动。然而，这种振动分离设备的滤网容易发生淤堵，需要停机人工清洗滤网，导致泥水分离效率低。
因此，急需开发一种滤网不易淤堵的泥水分离设备。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种泥水分离装置和泥水分离系统，以解决现有的滤网容易淤堵的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种泥水分离装置，用于分离泥浆中的泥渣和水，包括：一箱体，所述箱体具有一内腔；一过滤单元，所述过滤单元用于过滤泥浆，所述过滤单元位于所述箱体的内腔内，并将所述箱体的内腔分隔成泥水分离腔和排水腔，所述排水腔位于所述箱体的内腔的上部，所述泥水分离腔位于所述箱体的内腔的下部；一泥浆入口，所述泥浆入口与所述泥水分离腔连通；一排水管道，所述排水管道与所述排水腔连通，所述排水管道用于排出过滤至排水腔的水；一排水阀，所述排水阀设置在所述排水管道上，所述排水阀用于控制所述排水管道的通断；一排泥管道，所述排泥管道与所述泥水分离腔连通，所述排泥管道用于排出泥浆过滤后形成的泥渣；一排泥阀，所述排泥阀设置在所述排泥管道上，所述排泥阀用于控制所述排泥管道的通断。
可选的，还包括：一进气阀，所述进气阀与所述排水腔连通；以及一空压机，所述空压机与所述进气阀连通。
可选的，还包括：一与所述箱体滑动密封连接的柱塞组件，所述柱塞组件的一端位于所述泥水分离腔，所述柱塞组件的另一端位于所述箱体的外部。
可选的，所述柱塞组件包括中柱塞、至少一个密封圈、一线性驱动器，所述箱体与所述中柱塞滑动连接，所述箱体与所述中柱塞之间设置有至少一个所述密封圈，所述线性驱动器用于驱动所述中柱塞滑动。
可选的，所述柱塞组件还包括固定在所述箱体上的一导向套，所述导向套套设在所述中柱塞上，且所述导向套与所述中柱塞滑动连接，所述导向套与所述中柱塞之间设置有至少一个所述密封圈。
可选的，所述柱塞组件还包括与所述中柱塞并排设置且位于所述中柱塞两侧的两个侧柱塞、固定在所述箱体上的两个导向套、一将所述中柱塞和两个所述侧柱塞固定连接的连接件，两个所述导向套分别套设在两个所述侧柱塞上，且两个所述导向套分别与两个所述侧柱塞滑动连接，两个所述导向套与两个所述侧柱塞之间均设置有至少一个所述密封圈。
可选的，还包括：一设置于所述泥水分离腔的底部且位于所述泥浆入口下方的凸台，所述凸台用于防止泥浆淤堵在所述泥浆入口处。
可选的，所述凸台的台面为斜面，且所述凸台的台面靠近泥浆入口的一端的高度低于远离泥浆入口的另一端的高度。
可选的，所述排泥管道与所述泥水分离腔的底部连通。
可选的，还包括一气水分离器和一真空泵，所述气水分离器用于分离水气混合物，所述气水分离器的气水入口与所述排水腔连通，且所述排水阀位于所述气水分离器与所述排水腔之间的排气管道上，所述气水分离器的排水口用于排水，所述气水分离器的排气口用于排出空气，且所述排气口与所述真空泵连通。
可选的，还包括：一进气阀，所述进气阀与所述排水腔连通；一空压机，所述空压机与所述进气阀连通；一与所述箱体滑动密封连接的柱塞组件，所述柱塞组件的一端位于所述泥水分离腔，所述柱塞组件的另一端位于所述箱体的外部；一气水分离器和一真空泵，所述气水分离器用于分离水气混合物，所述气水分离器的气水入口与所述排水腔连通，且所述排水阀位于所述气水分离器与所述排水腔之间的排气管道上，所述气水分离器的排水口用于排水，所述气水分离器的排气口用于排出空气，且所述排气口与所述真空泵连通。
可选的，还包括一振动器，所述振动器的输出端输出激振力，所述振动器的输出端与所述箱体固定连接；一机架；一用于固定和支撑所述箱体的弹性件，且所述弹性件与所述机架固定连接。
可选的，还包括一固定在所述箱体的内腔且位于泥水分离腔的过滤板，所述过滤板上设置有多个供所述泥浆通过的通孔，所述过滤板位于所述过滤单元的下上方，所述过滤板用于支撑所述过滤单元所述过滤板用于保护所述过滤单元。
本实用新型还提供一种泥水分离系统，包括上述的泥水分离装置，多个所述泥水分离装置依次首尾相连，其中，一个所述泥水分离装置的泥水分离腔与另一个泥水分离装置的泥浆入口连通。
可选的，所述泥水分离装置的数量为三个。
本实用新型提供的一种泥水分离装置和泥水分离系统，具有以下有益效果：泥浆自泥水分离装置泥浆入口进入箱体的内腔的下部的泥水分离腔内，经过过滤单元过滤后，过滤至位于所述箱体的内腔的上部的排水腔内的水经排水阀排出，经过过滤单元过滤后形成的泥渣经与泥水分离腔连通的排泥管道和排泥阀排出，在这一过程中，由于泥水分离腔位于箱体的内腔的下部，排水腔位于箱体的内腔的上部，且过滤单元位于泥水分离腔和排水腔之间，因此，泥浆是自箱体的内腔的下部流向箱体的内腔的上部，如此，一方面经过滤单元过滤后形成的泥渣在重力的作用下向泥水分离腔的底部沉降，从而使得泥渣不易淤堵过滤单元，进而可高效的过滤泥浆，并且也可以节省清理泥渣的时间，另一方面清理泥渣时，泥渣在重力的作用下从与泥水分离腔到排水腔的方向相反的方向脱离过滤单元，清理高效便捷，且不易损伤过滤单元。
附图说明
图1是现有技术中一种振动分离设备的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的泥水分离装置的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中的中柱塞的一种剖视图；
图4是本实用新型实施例中的中柱塞的又一种剖视图；
图5为本实用新型实施例中柱塞组件的一种结构示意图；
图6为本实用新型实施例中的泥水分离系统的结构示意图。
附图标记说明：
100-振动分离设备；
110-滤网；
120-浆箱；
130-弹簧；
140-激振电机；
200-泥水分离装置；
210-箱体；
212-泥水分离腔；
213-排水腔；
214-泥浆入口；
215-排水阀；
216-排泥阀；
217-排水管道；
218-排泥管道；
220-过滤单元；
231-进气阀；
232-空压机；
240-柱塞组件；
241-中柱塞；
242-密封圈；
243-线性驱动器；
244-活塞杆；
245-导向套；
246-侧柱塞；
247-连接件；
250-气水分离器；
251-真空泵；
252-排水口；
253-气水入口；
254-排气口；
260-凸台；
261-台面
270-振动器；
271-弹性件；
300-泥水分离系统。
具体实施方式
泥水分离设备在过滤泥浆时多使泥浆从过滤单元的一端流向另一端，滤至过滤单元的另一端的为水(密度较低的泥浆)，而停留在过滤单元的一端的为泥渣(密度较高的泥浆)。本实用新型的发明人经过长期研究后发现，在过滤时泥浆多在重力的影响下从高处往低处流，从而导致泥渣淤堵在过滤单元上。本实用新型的发明人还发现在重力的影响下泥渣不仅不能从过滤单元中脱离，并且还会进一步的渗入过滤单元使淤堵更为严重。并且，清理淤堵在过滤单元的泥渣时，若使泥渣顺应重力的影响滤过过滤单元，则易损坏过滤单元；若仅将泥渣从过滤单元的一端清扫下来，淤堵在过滤单元的泥渣不易清理干净，清理效果差；若使泥渣从过滤单元的另一端向过滤单元的一端移动，在清理过程中淤堵在过滤单元的部分的泥渣会再次在重力的影响下进入过滤单元，清理效果差且还易损坏过滤单元。基于此，本实用新型的发明人首次提出了一种可防止泥浆在重力的影响下淤堵过滤单元的泥水分离装置和泥水分离系统。
以下结合附图2至6和具体实施例对本实用新型提出的泥水分离装置和泥水分离系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
图2是本实用新型实施例的泥水分离装置的结构示意图。参考图2，一种用于分离泥浆中的泥渣和水的泥水分离装置200。所述泥水分离装置200包括一箱体210、一过滤单元220、一泥浆入口214、一排水阀215、一排泥阀216、一排水管道217和一排泥管道218、。所述箱体210具有一内腔(图中未示出)。所述过滤单元220用于过滤泥浆，所述过滤单元220位于所述箱体210的内腔内，并将所述箱体210的内腔分隔成泥水分离腔212和排水腔213。所述排水腔213位于所述箱体210的内腔的上部，所述泥水分离腔212位于所述箱体210的内腔的下部。所述泥浆入口214与所述泥水分离腔212连通。所述排水腔213与排水管道217连通，所述排水管道217用于排出过滤至排水腔213的水。所述排水管道217上设置有排水阀215，所述排水阀215用于控制所述排水管道217的通断。所述泥水分离腔212与排泥管道218连通，所述排泥管道218用于排出泥浆过滤后形成的泥渣。所述排泥管道218上设置有排泥阀216，所述排泥阀216用于控制所述排泥管道218的通断。
过滤时，泥浆自泥浆入口214进入箱体210的内腔的下部的泥水分离腔212内；经过过滤单元220过滤后，过滤至位于所述箱体210的内腔的上部的排水腔213内的水经排水管道217和排水阀215排出；经过过滤单元220过滤后形成的泥渣经与泥水分离腔212连通的排泥管道218和排泥阀216排出。由于泥水分离腔212位于箱体210的内腔的下部，排水腔213位于箱体210的内腔的上部，且过滤单元220位于泥水分离腔212和排水腔213之间，因此，当泥浆自泥浆入口214进入泥水分离腔212后，泥浆自箱体210的内腔的下部流向箱体210的内腔的上部，经过滤单元220过滤后形成的泥渣在重力的作用下向泥水分离腔212的底部沉降，从而使得泥渣不易淤堵过滤单元220，进而可高效的过滤泥浆，并且也可以节省清理泥渣的时间。此外，清理泥渣时，泥渣可在重力的作用下从与过滤方向(从泥水分离腔212到排水腔213的方向为过滤方向)相反的方向脱离过滤单元220，清理高效便捷，且不易损伤过滤单元220，如此使滤网的磨损减少，设备停机时间减短，泥水分离设备的使用效率提升。
继续参考图2，本实施例中的泥水分离装置200优选还可以包括一进气阀231和一空压机232。所述进气阀231与所述排水腔213连通。所述空压机232与所述进气阀231连通。清理泥渣时，空压机232工作，排水阀215关闭，进气阀231打开，经空压机232压缩的空气依次经进气阀231、排水腔213和过滤单元220后进入泥水分离腔212。此时，排水腔213内的压力大于泥水分离腔212内的压力，过滤单元220与泥水分离腔212邻近的一端与过滤单元220与排水腔213邻近的另一端之间形成压差，这一压差使得泥渣更易顺着重力影响的方向从过滤单元220脱离，使泥渣清理效率更高，且对过滤单元220的损伤小。
参考图2，本实施例中的泥水分离装置200优选还可以包括一与所述箱体210滑动密封连接的柱塞组件240，所述柱塞组件240的一端位于所述泥水分离腔212内部，所述柱塞组件的另一端位于所述箱体210的外部。
图3是本实用新型实施例中的中柱塞241的一种剖视图。图4是本实用新型实施例中的中柱塞241的又一种剖视图。参考图3和图4，所述柱塞组件240相对所述箱体210滑动时可以改变柱塞组件240相对泥水分离腔212的位置，使得柱塞组件退出或者进入泥水分离腔212，增大或者减少了泥水分离腔212的体积。参考图3，当从泥浆入口214进入的泥浆体积不变时，如图3中箭头所述方向，即当柱塞组件向进入箱体210的内腔的方向滑动，使得柱塞组件位于所述箱体210的外部的另一端靠近箱体210，柱塞组件进入箱体210，使泥水分离腔212的压力增大，此时泥水分离腔内的压力高于排水腔的压力；参考图4，如图4中箭头所述方向，即当柱塞组件向远离箱体210的内腔的方向滑动，使得柱塞组件位于所述箱体210的外部的另一端远离箱体210，柱塞组件退出箱体210，使泥水分离腔212的压力减小。
过滤时，柱塞组件向进入箱体210的内腔的方向滑动，使得柱塞组件进入箱体210，泥水分离腔212的压力增大，且此时排水腔213内的压力小于泥水分离腔212内的压力，过滤单元220与泥水分离腔212邻近的一端与过滤单元220与排水腔213邻近的另一端之间形成压差，从而使泥浆滤过过滤单元220的速度加快，提高了泥水分离设备的效率。清理过滤单元上的泥渣时，当柱塞组件向远离箱体210的内腔的方向滑动，使得柱塞组件退出箱体210，泥水分离腔212的压力减小，此时排水腔213内的压力大于泥水分离腔212内的压力，过滤单元220与泥水分离腔212邻近的一端与过滤单元220与排水腔213邻近的另一端之间形成压差，这一压差使得泥渣易顺着重力影响的方向从过滤单元220脱离，使泥渣清理效率更高，且对过滤单元220的损伤小。
具体的，参考图3和图4，所述柱塞组件包括中柱塞241、至少一个密封圈242、一线性驱动器243，所述箱体210与所述中柱塞241滑动连接，所述箱体210与所述中柱塞241之间设置有至少一个所述密封圈242，所述线性驱动器243用于驱动所述中柱塞241滑动。如图3和图4所示，所述线性驱动器243优选为液压油缸，中柱塞241与液压油缸的活塞杆244端连接。导向套245与箱体210通过螺栓固定。
所述柱塞组件240还可以包括固定在所述箱体210上的一导向套245，所述导向套245套设在所述中柱塞241上，且所述导向套245与所述中柱塞241滑动连接，所述导向套245与所述中柱塞241之间设置有至少一个所述密封圈242。
图5为本实用新型实施例中柱塞241组件的一种结构示意图。参考图5，所述柱塞组件还可以包括与所述中柱塞241并排设置且位于所述中柱塞241两侧的两个侧柱塞246、固定在所述箱体210上的两个导向套245、一将所述中柱塞241和两个所述侧柱塞246固定连接的连接件247。两个所述导向套245分别套设在两个所述侧柱塞246上，且两个所述导向套245分别与两个所述侧柱塞246滑动连接。两个所述导向套245与两个所述侧柱塞246之间均设置有至少一个所述密封圈242。所述连接件247通过锁紧螺母与所述中柱塞241固定连接。中柱塞241和侧柱塞246为优选为圆筒形。
继续参考图2，本实施例中的泥水分离装置200优选还可以包括一气水分离器250和一真空泵251。所述气水分离器250用于分离水气混合物，所述气水分离器250的气水入口253与所述排水腔213连通，且所述排水阀215位于所述气水分离器250与所述排水腔213之间的排水管道217上，所述气水分离器250的排水口252用于排水，所述气水分离器250的排气口254用于排出空气，且所述排气口254与所述真空泵251连通。优选的，气水分离器250的排气口254位于气水分离器250的上部，气水分离器250的排水口252位于气水分离器250的底部。所述水气混合物的主要成分是空气和水。
过滤时，气水分离器250和真空泵251工作，气水分离器250将从排水腔213排出并依次流经排水管道217、排水阀215和气水分离器250的气水入口253进入到气水分离器250的水分离成空气和水，经气水分离器250分离的水经气水分离器250的排水口252排出，经气水分离器250分离的空气经气水分离器250的排气口254排入真空泵251。此时，排水腔213内的压力小于泥水分离腔212内的压力，由于真空泵251工作，使得排水腔213内的压力降低，从而加大了过滤单元220与泥水分离腔212邻近的一端与过滤单元220与排水腔213邻近的另一端之间的压差，从而使泥浆滤过过滤单元220的速度加快，提高了泥水分离设备的效率。
继续参考图2，本实施例中的泥水分离装置200优选还可以包括一设置于所述泥水分离腔212的底部且位于所述泥浆入口214下方的凸台260。所述凸台260用于防止泥浆淤堵在所述泥浆入口214处，以及用于防止泥浆倒灌进入泥浆入口。例如，凸台260使泥水分离腔212的底部靠近泥浆入口214处的高度高于泥水分离腔212与排泥管道2176连通处的高度，由此避免了泥浆在泥水分离腔212的底部靠近泥浆入口214处淤积造成泥浆入口214淤堵，此外，也避免了自泥浆入口214进入泥水分离腔212的泥浆影响了泥水分离腔内高度低于凸台260的空间内的泥渣流动。对于设置有柱塞组件240的泥水分离装置200可以避免柱塞组件240将泥浆推挤到泥浆入口214处，从而避免了柱塞组件240影响泥浆自泥浆入口214进入泥水分离腔212。优选的，泥水分离腔212的底部成台阶状，泥浆入口214位于台阶上方。
优选的，参考图2，所述凸台260的台面261为斜面，且所述斜面靠近泥浆入口214的一端的高度低于远离泥浆入口214的另一端的高度。如此，可进一步保护泥浆入口214，避免泥浆入口214被淤堵。例如，泥水分离腔212的底部成台阶状，泥浆入口214位于台阶上方，该台阶的台阶面为斜面，且该台阶面靠近泥水分离腔212的腔壁(即靠近泥浆入口214)的一端的高度低于该台阶面的另一端的高度。
本实施例中，参考图2，优选的所述排泥管道217与所述泥水分离腔212的底部连通，所述排泥阀216位于所述排泥管道217上。如此，便于泥渣排出。所述泥水分离设备在使用过程中为了防止泥水分离腔212的压力过高，当压力超过预定值时，排泥阀216自动打开，当压力低于预定值时，排泥阀216自动关闭。
参考图2，本实施例中的泥水分离装置200优选还可以包括一振动器270、一机架(图中未示出)、一弹性件271。所述振动器270的输出端输出激振力，所述振动器270的输出端与所述箱体210固定连接。所述弹性件271用于固定和支撑所述箱体210，且所述弹性件271与所述机架固定连接。优选的，所述弹性件271为弹簧底座。箱体210由弹性件271固定和支撑，因此当振动器270的输出端输出激振力时，振动器270可驱动箱体210高频振动，从而可驱动设置在箱体210的内腔内的过滤单元220高频振动。如此，在过滤时，可加快泥浆过滤的速度，并且伴随着高频振动，泥渣在重力影响下更容易从过滤单元220脱离沉降到泥水分离腔212的底部；清理泥渣时，可加快清理的速度，并且伴随着高频振动，泥渣在重力影响下更容易脱离过滤单元220，并沉降到泥水分离腔212的底部，使清理更高效。振动器270优选为激振电机。振动器270的振动方向优选与过滤单元220的过滤方向相同。
优选的，泥水分离装置200还包括一固定在所述箱体210的内腔且位于泥水分离腔212的过滤板，所述过滤板上设置有多个供所述泥浆通过的通孔，所述过滤板位于所述过滤单元的上方，所述过滤板用于保护所述过滤单元。如此，在过滤的过程中，由于过滤单元的两侧存在压差，泥浆对过滤单元会形成一定冲击，此时可通过过滤板保护过滤单元，避免过滤单元受到损伤。例如，泥水分离腔优选为细长筒体，且泥水分离腔的顶部为矩形，过滤单元220安装在泥水分离腔212的顶部。泥浆入口214设置在泥水分离腔212的一腔壁上，如图2所述，例如设置在细长筒体上与泥水分离腔的顶部相连的一端面上。泥浆入口214可与泥浆泵的出口连接。
本实施例中，过滤单元220优选为滤网。
本实施例中，所述泥浆入口通常与泥浆泵连接，泥浆通过泵送的方式从泥浆入口进入泥水分离腔。在使用过程中，增加泥浆泵的泵送压力，有利于提高泥水分离效率。
本实施例还提供一种泥水分离系统。图6为本实用新型实施例中的泥水分离系统的结构示意图。参考图6，该泥水分离系统300包括至少两个上述泥水分离装置200，多个所述泥水分离装置200依次首尾相连。其中，一个所述泥水分离装置200的泥水分离腔212与另一个泥水分离装置200的泥浆入口214连通，一个所述泥水分离装置200的排水管道217设置在一个所述泥水分离装置200的泥水分离腔212与另一个泥水分离装置200的泥浆入口214之间。如此，可以将设置在前端的泥水分离装置200过滤得到的泥渣进行再次过滤，得到密度更大的泥渣。
优选的，如图6所示，所述泥水分离装置200的数量为三个。当然，本实用新型不限制泥水分离装置200的数量，可以有两个或者四个以上的泥水分离装置。
本实施例还提供一种上述泥水分离装置的使用方法。该方法包括：
使泥浆自泥浆入口进入箱体的内腔的下部的泥水分离腔内；
经过过滤单元过滤后，过滤至位于所述箱体的内腔的上部的排水腔内的水经排水阀排出；以及
经过过滤单元过滤后形成的泥渣经与泥水分离腔的底部连通的排泥管道和排泥阀排出。
进一步地，过滤时，气水分离器和真空泵工作，气水分离器将从排水腔排出并依次流经排水管道、排水阀和气水分离器的气水入口进入到气水分离器的水分离成空气和水，经气水分离器分离的水经气水分离器的排水口排出，经气水分离器分离的空气经气水分离器的排气口排入真空泵。
优选的，过滤时与箱体滑动密封连接的柱塞组件向进入箱体的内腔的方向滑动，使得柱塞组件位于所述箱体的外部的另一端靠近箱体。
进一步地，清理过滤单元的泥渣时，空压机工作，排水阀关闭，进气阀打开，经空压机压缩的空气依次经进气阀、排水腔和过滤单元后进入泥水分离腔。
优选的，清理过滤单元的泥渣时，与箱体滑动密封连接的柱塞组件向远离箱体的内腔的方向滑动，使得柱塞组件位于所述箱体的外部的另一端远离箱体。
进一步地，过滤时或者清理过滤单元的泥渣时，振动器的输出端输出激振力使与振动器的输出端固定连接的箱体振动。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。