一种泥水处理系统及其方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种泥水处理分离系统及其方法。

背景技术

城市化进程以几何形式推进，越来越多的城市在不断挖掘地下空间，随之而来的是各种地铁隧道工程建设施工，对于施工的要求越来越高，首当其中的便是效率与稳定性。在现场，对于施工方而言，不可能在每一个流程环节都配置操作工，未来发展的趋势一定是自动化代替人工。

同样现场人员以及设备操作等方面的安全也是政府一直所要求并且强调的内容，为了减少事故的发生，一个很好的解决办法便是使用自动化控制代替人为操作，人为操作相比于自动化操作在效率上，反应速度以及避免错误产生上都不如自动化操作。

基于此，期望获得一种泥水处理系统，其可以实现极好地自动化处理，替代人工操作，并且极大地提高了目前对于泥浆的生产处理要求，大大提高了整体地生产效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种泥水处理系统，该泥水处理系统可以实现极好地自动化处理，尤其是该泥水处理系统中设置了紧急切换系统，由此可以实现当现场没有相关操作人员进行检测监控时，本案中的泥水处理系统可以非常快速地进行应急处理，而减少了事故的发生，大大提高了生产安全，降低了生产事故的发生。

为了实现上述目的，本发明提出了一种泥水处理系统，所述泥水处理系统包括：

调节池，所述调节池内储有泥浆；

盾构机，泥浆由所述盾构机进入分离系统，泥浆经过处理后再回到盾构机；

分离系统，所述分离系统与所述盾构机通过管路连接，并且在所述连接管路上设置至少一个阀门，所述分离系统包括第一分离系统以及第二分离系统；

紧急切换系统，当发现分离系统工作异常时，所述紧急切换系统控制泥浆不进入出现故障的分离系统所在管路，而进入其他管路；

调浆系统，所述调浆系统包括调节池，所述调浆系统调节所述调节池内泥浆的物化性能；

制浆系统，所述制浆系统与调节池内的入浆口连接；

弃浆系统，所述弃浆系统与调节池内的出浆口以及第一分离系统、第二分离系统管路连接；

与分离系统、紧急切换系统、调浆系统、制浆系统以及弃浆系统电连接的控制系统。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，所述分离系统包括初级泥砂筛分装置以及二级泥砂筛分装置。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，所述泥水处理系统包括第一盾构机以及第二盾构机，所述第一盾构机与第二盾构机分别与第一分离系统以及第二分离系统通过管路连接。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，当所述第一分离系统以及第二分离系统中的其中之一发生工作异常时，所述紧急切换系统控制泥浆进入另一分离系统所在管路。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，所述制浆系统包括制浆机、与控制系统电连接的流量计以及称重装置、与制浆机管路连接的清水通道、膨润土进料通道以及设于通道上的若干阀门，其中，控制系统通过检测流量计以及称重装置的数值，控制阀门的启闭，以控制进入制浆机内清水以及膨润土进给量。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，所述制浆机包括搅拌装置以及剪切泵。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，所述调浆系统包括：

加药装置，所述加药装置与调节池管路连接；

以及泥浆密度计，所述泥浆密度调节计用于测量调节池内的泥浆密度，并将泥浆密度信息数值反馈给控制系统。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，所述调节池底部设置有潜水式搅拌机。

优选地，在本发明所述的泥水处理系统中，所述控制系统为PLC中控系统。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种泥水处理方法，该泥水处理方法可以极好地实现自动化处理。

为此，本发明提出了一种泥水处理方法，所述泥水处理系统采用上述的泥水处理系统对泥浆进行处理。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

1、将泥水处理系统划分成了各种子系统，从而实现了模块化、系统化管理，极大地提高了整体系统的自动化程度，大大方便了现场相关操作人员对其进行针对性操作以及调节。

2、本发明所述的泥水处理系统自动化程度高，因此，处理效果好，减少了人为操作所带来的的失误故障，尤其是本发明所述的泥水处理系统设置了紧急切换系统，因此，使得当现场相关操作人员无需实时监控，可以实现故障自我排查发现，更好地实现自动生产处理。

3、本发明所述的技术方案针对不同系统的特点，设计不同的电气控制系统，配以不同的操作界面与触摸屏，在显示各子系统运转情况的同时，可以根据现场实际情况在操作界面或者触摸屏上进行操作

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所述的泥水处理系统在一些实施方式中的系统结构示意图；

图2为本发明所述的泥水处理系统在一些实施方式中的系统框架示意图；

图3为本发明所述的泥水处理系统在一些实施方式中的紧急切换系统流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例1

图1为本发明所述的泥水处理系统在一些实施方式中的系统结构示意图；图2 为本发明所述的泥水处理系统在一些实施方式中的系统框架示意图。

需要说明的是，图1中的三级处理系统包括了盾构机、分离系统、紧急切换系统、调浆系统以及制浆系统，图1示意了本案中泥水处理系统在处理泥浆时的循环过程。

如图1所示，在在本实施例中，泥水处理系统包括：调节池、盾构机(简称TBM)、分离系统(简称MTP)、紧急切换系统(简称EMS)、调浆系统(简称MAS)、制浆系统(简称MMS)、弃浆系统(简称WFS))以及控制系统，其中，制浆系统(MMS)还包括了加药系统，以对制备的泥浆进行加料。

在本实施例中，调节池调节池内储有泥浆，而泥浆随后通过泥水分离系统运输至盾构机中。

尤其是，其中，分离系统与所述盾构机通过管路连接，并且在所述连接管路上设置至少一个阀门。紧急切换系统，当检测到第一分离系统或第二分离系统工作异常时，所述紧急切换系统控制泥浆不进入出现故障的第一分离系统或第二分离系统所在管路，并控制泥浆进入另一分离系统所在管路；调浆系统，所述调浆系统包括调节池，所述调浆系统调节所述调节池内泥浆的物化性能；制浆系统，所述制浆系统与调节池内的入浆口连接；弃浆系统，所述弃浆系统与调节池内的出浆口以及分离系统管路连接；与分离系统、紧急切换系统、调浆系统、制浆系统以及弃浆系统电连接的控制系统。

其中，泥浆从盾构机进入分离系统，之后分离系统进行分离后的泥浆进入调节池，再运送回盾构机进行使用，形成一个循环。在本实施例中，分离系统包括初级泥砂筛分装置以及二级泥砂筛分装置。

紧急切换系统在第一分离系统或第二分离系统出现问题和其他原因不能将泥浆输送到调节系统的情况下，将这些泥浆输送到未出现故障的另一套分离系统进行处理。

当泥浆使用时间过久，则需要进行弃浆处理，控制系统可以将调节池内的泥浆输送至弃浆系统，之后把制浆系统中新浆池里的新浆加入到调节池内，继续供盾构机使用。

需要指出的是，本案的控制系统可以达到高度自动化控制，通过各子系统PLC将讯号传输至中控室上位机，在中控室完成所有既定程序和修改操作。经过已经完成的新加坡T206、T216汤申线项目和韩国正在稳定运行的江陵核电站泥水项目的考验，“铂元”泥水处理系统自动化控制能力已经得到了包括隧道股份、韩国大宇等客户的一致认可。

现场人员只需要到达外场的制调浆电控柜，在电控柜的触摸屏上进行操作，同样的可以达到自动控制效果。不仅减少了人工失误的风险，还提高了系统调整效率。

此外，制浆系统通过PLC控制调浆系统配套的泵机阀门和制浆机，以连续的提供均质新浆。

当调节池液位降至低位时，制浆机启动制浆清水泵，膨润土螺旋输送给料机及相应阀门。通过水路的流量计读数和膨润土螺旋输送给料机上的称重装置，称重功能与清水泵采用变频电机进行精确控制，保证制浆添加的清水量和膨润土量达到所需的最精确密度。

通过对调浆系统设定时间后，自动制浆机，膨润土粉体和清水在制浆机内部进行搅拌混合。之后再通过剪切泵进行二次搅拌，防止产生抱团现象并运输新浆至调节池。

调节池内配以潜水式搅拌机，防止颗粒物沉淀在池子底部

此外，调浆系统配备的泥浆密度计可以精确测量泥浆密度，经由分离系统分离后的优质泥浆进入调节池，泥浆通过测量后，由现场施工方工程师提出泥浆调整要求。

调浆时如需要稀释水进入调节槽时，用清水泵加水，通过清水池上方的液位计，可准确的控制流量以达到密度要求。

弃浆系统中的弃浆池配有搅拌器和液位计，当需要完成弃浆工作时，只需在触摸屏上输入需要弃置的泥浆方量，系统自动控制弃浆泵和配套阀门，达到系统规定方量时，自动停止。

在一些实施方式中，若调节池需要添加化学药剂，输入给定流量，选择调节池ST1a加药剂模式或调节池ST1b加药剂模式时，螺杆泵启动，其给定频率根据给定加药剂流量自动调节。

此外，在本实施方式中，弃浆系统配备的液位计可以精确读取弃浆槽液位高度，当弃浆槽液位达到系统设定高度时，压滤机进料泵及配套阀门自动开启，启动压滤机，进行弃浆处理。当弃浆槽液位降至低位时，关停进料泵及阀门组，待压滤机完成所有弃浆工作时，在压滤机的PLC中控系统上关闭即可。

同时，压滤机采用全自动PLC中控系统，具有以下功能：自动冲压和释放、自动高压卸载、自动保压、自动送料、自动挤压出料、自动吹风、自动出饼、自动手板等功能，

此外，弃浆系统内可以设置弃浆池，而弃浆池内也可以配以潜水式搅拌机，防止颗粒物沉淀在池子底部

如图3所示，在本实施方式中，所述泥水处理系统包括第一盾构机以及第二盾构机，所述第一盾构机与第二盾构机分别与第一分离系统以及第二分离系统通过管路连接。

当所述第一分离系统以及第二分离系统中的其中之一发生工作异常时，所述紧急切换系统控制泥浆进入另一分离系统所在管路。

此外，所述制浆系统包括制浆机、与控制系统电连接的流量计以及称重装置、与制浆机管路连接的清水通道、膨润土进料通道以及设于通道上的若干阀门，其中，控制系统通过检测流量计以及称重装置的数值，控制阀门的启闭，以控制进入制浆机内清水以及膨润土进给量。

进一步参考图3，设备正常运行时，第一盾构机21和第二盾构机22的泥浆分别通过第一分离系统11与第二分离系统12进行分离，而紧急切换系统的目的是为了防止在特定情况下，第一分离系统11出现故障，而第一盾构机21不得不继续工作的前提下，通过PLC中控系统控制阀门的开闭，将去往第一分离系统11的泥浆输送到第二分离系统12，并由第二盾构机22进行处理，待第一分离系统11故障排除后，再恢复到最初状态。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。