本發(fā)明涉及一種泥漿的處理裝置，尤其涉及一種廢棄泥漿的熱固結(jié)處理裝置。

背景技術(shù)：

1、熱固結(jié)法是在排水固結(jié)法的基礎(chǔ)上，在固結(jié)土體內(nèi)部或外側(cè)增加熱源，利用加熱的方式加快土體內(nèi)水分的流出，提高土體的固結(jié)效率。而熱固結(jié)法處理土體的加固效率、加固效果以及溫度作用下土體的力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律是熱固結(jié)法能否推廣的關(guān)鍵因素。由于熱固結(jié)處理的作用機理較為復(fù)雜，考慮到現(xiàn)場施工狀況的復(fù)雜性，進(jìn)行現(xiàn)場試驗得到的試驗結(jié)果較不理想，不利于熱固結(jié)法的推廣。

2、故在探究熱固結(jié)法對于土體固結(jié)規(guī)律影響時，一般采取規(guī)模小、成本低、可控性高的模型試驗法。但當(dāng)前文獻(xiàn)所采取的模型試驗中的模型均利用壓載的方式對土體加壓，需要借助反力架等外部裝置，試驗的安全性和穩(wěn)定性難以保障；同時，所有模型槽均采取進(jìn)料口和出料口一致的方式，使得在固結(jié)完成后硬化的土體極難從箱體中取出，影響試驗進(jìn)展；另外，所有模型槽均僅考慮土體頂部加載，而未考慮增加側(cè)壓加載，使得土體固結(jié)效率不高；并且，土體排水通道大多利用砂石鋪設(shè)，極易在試驗過程中由于土體沉降不均勻出現(xiàn)破壞，使得排水受阻，并且砂石排水通道阻塞后，只能重新試驗重新鋪設(shè)排水通道才可恢復(fù)，試驗穩(wěn)定性難以保障。

3、在傳統(tǒng)熱固結(jié)處理裝置中，專利cn2021111271223公開了一種豎井地基熱排水固結(jié)試驗裝置，該裝置包括：試驗箱、加壓機構(gòu)、排水機構(gòu)、加熱機構(gòu)，利用氣控單元作為加壓機構(gòu)的動力，設(shè)置豎井作為排水機構(gòu)，在豎井兩層筒體間設(shè)置加熱盤管作為熱源；該發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，功能完善，能有效降低固結(jié)土體的含水率，達(dá)到土體固結(jié)的目的；但現(xiàn)有的箱體均將進(jìn)料口與出料口設(shè)置一致，并未考慮固結(jié)完成后土體硬化，極難從箱體內(nèi)取出的問題，使得試驗完成后的清理工作和更換新工況進(jìn)行試驗產(chǎn)生一定的困難，以及運輸較為麻煩等問題，同時，無法根據(jù)固結(jié)土體的孔壓及時調(diào)整加載壓力，以及未考慮溫漂和箱體體可能滲出水分的影響，從而影響試驗準(zhǔn)確性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種可提高固結(jié)效率和固結(jié)過程中穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的廢棄泥漿的熱固結(jié)處理裝置。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的廢棄泥漿的熱固結(jié)處理裝置，包括箱體，箱體設(shè)有泥漿進(jìn)料口和泥漿固結(jié)后的出料口，所述箱體包括可拆卸的上箱體、下箱體；所述箱體內(nèi)設(shè)有加載系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、自動調(diào)控裝置；所述加載系統(tǒng)包括設(shè)于上箱體頂部可上下移動的沉降板、用于向沉降板施加豎向載荷的動力裝置、設(shè)于下箱體內(nèi)用于向泥漿施加周向載荷的旋緊裝置；所述旋緊裝置包括若干個沿下箱體內(nèi)壁周向依次交疊設(shè)置且可進(jìn)行收緊的旋緊葉片；所述沉降板和旋緊葉片之間連接有可隨沉降板的下降而推動葉片收緊從而對泥漿施加周向壓力的空心傳動桿；所述排水系統(tǒng)包括所述空心傳動桿，所述空心傳動桿的壁面設(shè)有可供泥漿壓縮后產(chǎn)生的液體進(jìn)入的孔結(jié)構(gòu)，所述旋緊葉片與下箱體壁面之間連接有可隨旋緊葉片的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行抽氣的抽吸裝置，所述空心傳動桿底部和抽吸裝置內(nèi)部連通，用于將空心傳動桿內(nèi)的液體排出；所述加熱系統(tǒng)固定于沉降板底部；所述監(jiān)測系統(tǒng)包括可監(jiān)測沉降板下降位移的位移監(jiān)測裝置、用于檢測泥漿孔壓及溫度的若干個孔壓溫度一體傳感器；所述自動調(diào)控裝置用于根據(jù)孔壓溫度一體傳感器數(shù)值變化控制加載系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)的運行。

3、其中，所述動力裝置包括設(shè)于箱體內(nèi)的拉力機動裝置、位于沉降板下方的動滑輪、由拉力機動裝置引出纏繞于動滑輪上的鏈條，鏈條一端固定在拉力機動裝置上，另一端收卷進(jìn)入拉力機動裝置內(nèi)從而帶動動滑輪下降；所述動滑輪內(nèi)圈設(shè)有一圈滾珠，一圈滾珠的中心和沉降板之間固定有可隨動滑輪下降以向沉降板施壓的第一折桿。其中，所述沉降板和下箱體之間設(shè)有供動滑輪豎直移動的動滑輪滑道；所述位移檢測裝置包括鏈條上的輪齒，所述位移監(jiān)測裝置通過拉力機動裝置收進(jìn)裝置里的鏈條輪齒數(shù)量確定沉降板下降的位移。

4、傳統(tǒng)的熱固結(jié)方法通常在頂部施加壓載，使用千斤頂在中部施加載荷，這容易導(dǎo)致沉降板下降過程中出現(xiàn)傾斜，進(jìn)而導(dǎo)致載荷施加不均。為解決這一問題，本發(fā)明在沉降板的周圈設(shè)置了動滑輪，同時設(shè)置了滑道，以確保沉降板在下降時能夠維持水平狀態(tài)，使得土體受力更加均勻，并移除了壓載裝置，采用高強度細(xì)鋼索代替壓載，通過四個動滑輪可將所需施加的加載減小至1/8，或者將相同力施加給土壤時獲得更高的壓力，此外，這些滑道的設(shè)置也可作為排水通道，提高排水效率。

5、其中，所述抽吸裝置包括頂部與空心傳動桿底部連通并固定在旋緊葉片上的抽氣筒、一端固定在下箱體內(nèi)壁上另一端從抽氣筒開口端伸入的可伸縮拉桿；所述可伸縮拉桿位于抽氣筒內(nèi)的端部固定有可收縮膠塞；所述可伸縮拉桿表面豎向排列有多對適配卡塊的卡口；所述可伸縮拉桿外部套有與外界連通的管道；所述抽氣筒隨旋緊葉片的收緊而向遠(yuǎn)離可伸縮拉桿的方向移動，所述可收縮膠塞到達(dá)抽氣筒開口處時，可伸縮拉桿伸長使可收縮膠塞重新復(fù)位至抽氣筒頂部，從而使可伸縮拉桿在抽氣筒內(nèi)做活塞運動將液體從空心傳動桿內(nèi)排出。

6、其中，所述可伸縮拉桿內(nèi)部設(shè)有彈簧一，彈簧一頂部連接可收縮膠塞；所述可收縮膠塞的頂部設(shè)有第一按壓塊，兩側(cè)相對的位置分別設(shè)有第二按壓塊；第一按壓塊分別和第二按壓塊之間連接有第二折桿，第二折桿的折點位置設(shè)有定滑輪使第二折桿的兩端可繞滑輪旋轉(zhuǎn)，從而使第一按壓塊和第二按壓塊中的其中一個伸出則另一個收回；所述第一按壓塊底部與豎向伸入到膠塞內(nèi)部的豎桿連接，第二按壓塊與橫向伸入到膠塞內(nèi)部的橫桿連接，可收縮膠塞的兩側(cè)相對位置分別設(shè)有可卡設(shè)在可伸縮拉桿上的卡塊，豎向連桿一端與橫桿連接另一端連接于卡塊和模塊之間，用于使橫桿的移動通過連桿帶動模塊或卡塊移動；所述豎桿底部設(shè)有可插入兩個模塊之間的插入端；

7、當(dāng)?shù)谝话磯簤K撞擊抽氣筒頂端時收縮并帶動豎桿下移，豎桿的插入端插入兩個模塊之間從而使卡塊伸出并卡在可伸縮拉桿上對應(yīng)卡口上，使得可伸縮拉桿內(nèi)的彈簧固定從而使可伸縮拉桿長度固定；

8、當(dāng)?shù)谝话磯簤K收縮時同時第二按壓塊彈出，當(dāng)?shù)诙磯簤K移動至抽氣筒開口處時受限而收縮同時使得第一按壓塊彈出，則豎桿上移使得兩個模塊靠近，橫桿隨之收縮，卡塊收進(jìn)，則使得可伸縮拉桿內(nèi)的彈簧一釋放，可伸縮拉桿伸長，使可收縮膠塞重新回到抽氣筒頂部。

9、其中，所述旋緊葉片外壁設(shè)有傳動桿滑槽，所述空心傳動桿底部伸入傳動桿滑槽內(nèi)并可隨沉降板的下降在傳動桿滑槽內(nèi)從一側(cè)向另一側(cè)移動從而推動旋緊葉片收緊。

10、其中，所述箱體底部位于旋緊葉片的下方設(shè)有供旋緊葉片在收緊過程中滑動的葉片滑道；所述葉片滑道設(shè)有固定端和活動端，固定端固定于箱體底部，活動端通過彈簧二連接在箱體底部；旋緊葉片在旋緊時，所述活動端可圍繞固定端轉(zhuǎn)動。

11、本發(fā)明的抽吸裝置在旋緊裝置旋緊過程中，該結(jié)構(gòu)會被拉動，類似于打氣筒一樣產(chǎn)生外抽效應(yīng)，內(nèi)部的花瓣狀膠塞在穿過圓孔時會收攏成花骨朵狀，隨后機械裝置會將該花骨朵狀膠塞推回原處，實現(xiàn)在旋緊裝置持續(xù)旋緊的過程中，不斷重復(fù)抽氣操作，這一抽氣過程代替了真空泵的作用，加速了裝置內(nèi)傳動桿、滑道及其他排水通道中的水排出，花瓣狀膠塞能夠張開和收攏，在拉出時需要張開以產(chǎn)生抽氣效果，而在收攏后則失去真空效應(yīng)以便于方便返回原位，為進(jìn)行下一次抽氣做準(zhǔn)備。

12、其中，所述加熱系統(tǒng)包括兩端開口且頂部與沉降板底部連接的柱狀外殼，設(shè)于柱狀外殼內(nèi)可隨沉降板上下運動而自由伸縮的防水加熱器。

13、其中，所述柱狀外殼內(nèi)填充有豎向排列的砂礫石，所述沉降板和下部箱體之間的泥漿的頂部和底部分別填充有橫向排列的砂礫石，所述排水系統(tǒng)還包括橫向排列的砂礫石和豎向排列的砂礫石相連通構(gòu)成的排水通道。

14、其中，所述下箱體底部設(shè)有彈性底座，所述出料口可開合設(shè)于彈性底座上。

15、其中，本發(fā)明的箱體包括上下相連通的上箱體和下箱體。本發(fā)明將箱體體局部化，使得大箱體能在運輸過程中拆解運輸，解決大箱體運輸困難的問題，且用緊固件對兩部分箱體加固連接和硅膠防水帶的設(shè)置，保證在固結(jié)試驗過程中，箱體仍能保持應(yīng)有的強度以及不出現(xiàn)滲水問題，且將現(xiàn)有的箱體底座結(jié)構(gòu)改為中間采用彈性基座設(shè)計使得在運輸過程中避免磕碰損壞，同時在前期利用固結(jié)土體的自重儲存彈性勢能，在土體移出后，彈性基座可以利用儲存的彈性勢能將旋緊裝置恢復(fù)到原始狀態(tài)，為進(jìn)行下一次固結(jié)試驗做準(zhǔn)備。

16、其中，所述箱體的外部設(shè)有用于對泥漿加熱的加熱板，所述加熱板與太陽能板連接用于對加熱板提供電能。傳統(tǒng)的熱固結(jié)實驗通常采用熱棒或熱水進(jìn)行加熱，并通過外部保溫層來維持箱體的溫度，本發(fā)明采用外部加熱板連接太陽能板，依次安裝在箱體的外側(cè)，太陽能板不僅能保溫箱體內(nèi)部，還能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，用于裝置內(nèi)其他部件(如動滑輪、自動調(diào)控裝置)的運行，同時，外部加熱板聯(lián)同太陽光，與熱棒協(xié)同實現(xiàn)內(nèi)外同時加熱的方式，以使裝置升溫更均勻、更迅速。

17、發(fā)明原理：本發(fā)明將傳統(tǒng)固結(jié)模型改為兩部分箱體，為模擬擰絞效應(yīng)，下部分箱體設(shè)置成圓臺形并由多個活動葉片組成，在箱體的上方施加壓力的同時，加載板下降時，利用傳動桿帶動箱體下部分旋轉(zhuǎn)并收緊，在對土體施加上部壓力同時施加側(cè)向壓力，以加速固結(jié)過程。當(dāng)沉降板下降時，傳動桿斜向下運動并到達(dá)滑槽一端，帶動連接的旋緊葉片向右移動，當(dāng)每個左厚右薄的旋緊葉片同時向右移動時，起到收緊效果，對土體施加側(cè)向壓力，改變傳統(tǒng)箱體的單軸加載模式為三軸加載模式，提高固結(jié)效率。

18、在目前的熱固結(jié)模型槽中，常規(guī)的排水通道存在容易淤塞的問題，從而阻礙了含水率的有效降低，排水通道的布置也相對復(fù)雜，而在加載過程中，由于土體沉降不均勻可能導(dǎo)致通道內(nèi)的砂石和固結(jié)土混合，使得排水通道堵塞失效，一旦排水通道失效，將不可避免地導(dǎo)致需要重新進(jìn)行試驗，無法彌補這一損失。為解決這一問題，本發(fā)明采用傳動桿和滑道替代傳統(tǒng)的排水通道，滑道和傳動桿在表面覆蓋半透膜，且在內(nèi)部安裝一個可以上下運動的致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，類似于人體血管中的堵塞清理機制，當(dāng)排水通道被淤泥堵塞時，這個致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以將淤泥清理出來，避免在實驗過程中出現(xiàn)排水通道堵塞的情況，這種方法不僅能夠避免排水通道的繁瑣布置，同時在需要時可以進(jìn)行方便的清除淤泥或更換排水通道，從而提高實驗穩(wěn)定性。

19、有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得如下顯著效果：(1)本發(fā)明將傳統(tǒng)的單一固結(jié)模型改進(jìn)為上下相通的兩部分箱體，旋緊裝置模擬擰絞效應(yīng)，從而在實驗中提高了固結(jié)效率，加快試驗固結(jié)進(jìn)程；并且，抽吸裝置在旋緊裝置旋緊過程中創(chuàng)造外抽效應(yīng)，加速土體內(nèi)液體排出，進(jìn)一步提高了實驗效率和準(zhǔn)確性，傳動桿既發(fā)揮傳動作用又能替代傳統(tǒng)排水通道進(jìn)行排水，有效避免了排水通道堵塞問題，提升了實驗的穩(wěn)定性和持續(xù)性。(2)本發(fā)明在沉降板下方設(shè)置動滑輪和滑道的，有效確保土體受力均勻，進(jìn)一步提升了固結(jié)試驗的效率和可靠性。(3)改變傳統(tǒng)的進(jìn)出料的方式，從上方設(shè)置進(jìn)料口，在旋緊裝置下方設(shè)置出料口，當(dāng)固結(jié)完成后，可以利用旋緊裝置的旋緊將土體從箱體內(nèi)擠出，使得固結(jié)后的土體能較容易移出箱體，且在移出箱體時能保持較好的固結(jié)度，使得固結(jié)試驗?zāi)芨奖憧旖莞鼡Q土體。(4)將箱體體局部化為上部和下部箱體，便于運輸和操作，同時保證強度和防水性，有效提高了試驗的便捷性和可靠性。(5)利用外部加熱板連接太陽能板，實現(xiàn)內(nèi)外同時加熱，顯著提高升溫均勻性和速度，優(yōu)化實驗條件，增強實驗結(jié)果的可比性和準(zhǔn)確性。