疏浚泥管中混合固化方法、控制装置及其系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种疏浚泥管中混合固化方法、控制装置及其系统。本发明专利技术的疏浚泥管中混合固化方法、控制装置及其系统通过获取首次搅拌均匀后的疏浚泥的密度值，从而根据该密度值来控制调节注入疏浚泥内的注水量；通过实时获取空气压力值，并根据其控制调节输入空气压力的大小，从而保证最佳混合效果；通过实时获取气固液三相混合流的质量流量参数，以根据其控制周期性地调节添加固化剂的质量流量，从而保证进一步保证混合效果，整个疏浚泥的管中混合固化过程都是自动控制完成的，不需要工作人员的干预，不仅降低了工作人员的劳动强度，也避免了因人为因素而引起固化过程失败，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
疏浚泥管中混合固化方法、控制装置及其系统
本专利技术涉及一种高含水率淤泥质土固化处理技术，尤其涉及一种海洋疏浚泥的管 中混合固化方法、控制装置及其系统。
技术介绍
管中混合固化技术，即疏浚船对港口、航道等疏浚进行处理，通过驳船将泥运至空 气压送船处，在泥浆泵和压缩空气的同时作用下，疏浚泥在管中呈翻滚前进，中途固化剂供 给船将根据施工强度需求适当固化剂的量注入管内，最终疏浚泥、空气和固化剂三者在管 内混合后由浇筑船施工。该技术具有节省工期、高效施工、降低成本、减少对周边环境施加 负荷（噪音、恶臭、大气污染）以及改善工人的施工条件。而目前，我国关于海洋疏浚泥管中 混合固化施工则目前投入较为先进的是双卧轴搅拌机，该装置包括进泥/料装置、搅拌装 置、料仓及中控系统等配件，且不需通过脱水处理，短时间内改善土质等功能。虽然造价成 本低，以及占地面积少，但相比管中混合固化而言，机械混合搅拌存在对周边环境所施加的 负荷较大，及海洋疏浚泥处理前后运输上耗费的人力物力较高。而疏浚泥在冗长的输送管 内混合将更均匀，不占用场地，可直接输送至拟填筑场地，或通过陆上运输到施工现场。疏 浚泥管中混合固化技术则是环保疏浚的一种，此类疏浚业务必将成为未来提供市场需求的 主要平台，疏浚泥管中混合固化处理技术的明显性优势必定是中国疏浚行业未来的一个重 要发展方向。 目前的管中混合固化技术主要采用人工手动控制各个设备，而从疏浚到最终的固 化填方的整个过程中，涉及的设备众多，因此，将需要大量的人力物力。整个过程的相互协 作很重要，并且对过程中的控制量的精度也是要求很严格的，而通过手动控制各个设备时， 工作人员对固化过程中的控制量的精度只是凭经验或者感觉进行控制，从而控制精度较 差，进而影响最终固化效果。另外，相互协作的过程中，各个设备的控制的先后顺序及时间 差等也容易导致固化过程的失败，从而使得工作效率降低，延长施工期。 并且需要多人相互协作，由于该固化过程相当繁琐，因此，工作人员的劳动强度较 大，同时，当手动控制各个设备，工作人员对固化过程中的一些控制量的精度是凭经验或者 感觉进行控制，使得控制精度较差，并且多个人员相互协助的过程中，各个设备控制的先后 顺序及时间差等也容易导致固化过程的失败，从而使得工作效率降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合 固化方法及控制装置、系统，能够实现疏浚泥管中混合固化过程的自动控制，不需要工作人 员过多的人为干预，降低了工作人员的劳动强度，同时提升固化过程中各个控制量的控制 精度，并且避免了因工作人员人为操作失误而导致固化过程失败，从而提升工作效率。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合 固化方法，包括步骤： 对打捞得到的高含水率疏浚泥进行机械虑水，得到低含水率的疏浚泥； 向所述低含水率的疏浚泥注入水以搅拌均匀，并获取搅拌均匀后所述疏浚泥的密度 值，并根据所述密度值控制搅拌装置调节向所述疏浚泥注入的注水量，使其含水率等于预 设的含水率阈值； 将含水率等于预设含水率阈值的疏浚泥泵送入固化管道，并添加固化剂进行固化； 向所述固化管道内输入空气压力，使得其与所述疏浚泥、固化剂形成气固液三相混合 流翻滚前进；且在输入空气压力过程中，实时获取所述空气压力对应的空气压力值，并根据 所获取的空气压力值控制空气压缩机调节输入的空气压力，使得输入的空气压力在最佳空 气压力值范围内； 实时获取所述气固液三相混合流的质量流量参数，并根据所述气固液三相混合流的质 量流量参数控制固化剂添加装置周期性地调节向所述固化管道内添加固化剂的质量流量。 相应地，本专利技术实还提供了一种疏浚泥管中混合固化控制装置，包括： 数据采集模块，用于在搅拌过程中，获取被搅拌的疏浚泥的密度值；在输入空气压力过 程中，实时获取所述空气压力对应的空气压力值；以及在疏浚泥与空气形成的气固液三相 混合流向前翻滚前进过程中，实时获取所述气固液三相混合流的质量流量参数； 控制模块，与所述数据采集模块相连，用于接收、处理所述数据采集模块所获取的密度 值，并根据处理结果控制搅拌装置调节向所述疏浚泥注入的注水量，使其含水率等于预设 的含水率阈值；根据所获取的空气压力值控制空气压缩机调节输入的空气压力，使得输入 的空气压力在最佳空气压力值范围内；以及根据实时获取的所述气固液三相混合流的质量 流量参数，控制固化剂添加装置周期性地调节向所述固化管道内添加固化剂的质量流量。 相应地，本专利技术还提供了一种疏浚泥管中混合固化控制系统，包括 固化管道，用于输送疏浚泥； 滤水装置，用于对打捞得到的高含水率疏浚泥进行机械虑水，得到低含水率的疏浚 泥； 搅拌装置，与所述滤水装置相连，用于接收所述滤水装置虑水后的疏浚泥，并向虑水后 的疏浚泥注水搅拌； 泥浆泵，与所述固化管道和所述搅拌装置相连，用于向所述固化管道内泵送搅拌后得 到的疏浚泥； 空气压缩机，与所述固化管道相连，用于向所述固化管道内输入空气压力，使其与所述 疏浚泥、固化剂形成气固液三相混合流翻滚前进； 设置在所固化管道内的固化剂添加装置，用于向所述固化管道内的疏浚泥添加固化剂 以实现疏浚泥管中混合固化；以及 如上述的疏浚泥管中混合固化控制装置，与所述搅拌装置、所述泥浆泵、所述空气压缩 机和所述固化剂添加装置相连，所述疏浚泥管中混合固化控制装置预存有疏浚泥的密度值 与含水率对应表，最佳混合效果对应的最佳空气压力值范围，和气固液三相混合流质量流 量与固化剂质量流量对应表，用于获取搅拌均匀后的疏浚泥的密度值，并根据该密度值在 所述预存的密度值与含水率对应表中，查询得到所获取的密度值所对应的含水率，计算所 查询到含水率与所述预设的含水率阈值之间的含水率差，并根据所述含水率差产生第一控 制信号控制所述搅拌装置增加注入所述疏浚泥中的注水量，使得疏浚泥的含水率等于预设 的含水率阈值；实时获取所述空气压缩机的压缩泵的空气压力值，并根据所实时获取的空 气压力值和所述空气压力值与混合效果对应表中，计算所实时获取的空气压力值与最大最 佳空气压力值或者最小最佳空气压力值之间的压力值差，并根据该压力值差产生第二控制 信号控制所述空气压缩机增大或者减小输入的空气压力，使得其输入的空气压力值在最佳 空气压力值范围内；以及实时获所述气固液三相混合流的密度值和体积流量，分别周期性 地计算得到所述气固液三相混合流的平均密度值和平均体积流量，再根据所述周期性地计 算得到的平均密度值和平均体积流量，周期性地计算所述气固液三相混合流在流通通道截 面的质量流量，再根据所述周期性地计算得到的气固液三相混合流的质量流量，周期性地 在预存的气固液三相混合流质量流量与固化剂各组分配比量对应表中查询需要添加的固 化剂各组分的配比量，并产生第三控制信号控制所述固化剂添加装置周期性地调节向所述 疏浚泥内添加固化剂各组分的配比量的质量流量。 实施本专利技术实施例，具有如下有益效果： 实施本实施的疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合固化方法、控制装置及其系统，使 得在疏浚泥在管中混合固化的过程中，可获取首次注入水后搅拌均匀的疏浚泥的密度值， 并根据该密度值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合固化方法，其特征在于，包括步骤：对打捞得到的高含水率疏浚泥进行机械虑水，得到低含水率的疏浚泥；向所述低含水率的疏浚泥注入水以搅拌均匀，并获取搅拌均匀后所述疏浚泥的密度值，并根据所述密度值控制搅拌装置调节向所述疏浚泥注入的注水量，使其含水率等于预设的含水率阈值；将含水率等于预设含水率阈值的疏浚泥泵送入固化管道，并添加固化剂进行固化；向所述固化管道内输入空气压力，使得其与所述疏浚泥、固化剂形成气固液三相混合流翻滚前进；且在输入空气压力过程中，实时获取所述空气压力对应的空气压力值，并根据所获取的空气压力值控制空气压缩机调节输入的空气压力，使得输入的空气压力在最佳空气压力值范围内；实时获取所述气固液三相混合流的质量流量参数，并根据所述气固液三相混合流的质量流量参数控制固化剂添加装置周期性地调节向所述固化管道内添加固化剂的质量流量。

【技术特征摘要】
1. 一种疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合固化方法，其特征在于，包括步骤： 对打捞得到的高含水率疏浚泥进行机械虑水，得到低含水率的疏浚泥； 向所述低含水率的疏浚泥注入水以搅拌均匀，并获取搅拌均匀后所述疏浚泥的密度 值，并根据所述密度值控制搅拌装置调节向所述疏浚泥注入的注水量，使其含水率等于预 设的含水率阈值； 将含水率等于预设含水率阈值的疏浚泥泵送入固化管道，并添加固化剂进行固化； 向所述固化管道内输入空气压力，使得其与所述疏浚泥、固化剂形成气固液三相混合 流翻滚前进；且在输入空气压力过程中，实时获取所述空气压力对应的空气压力值，并根据 所获取的空气压力值控制空气压缩机调节输入的空气压力，使得输入的空气压力在最佳空 气压力值范围内； 实时获取所述气固液三相混合流的质量流量参数，并根据所述气固液三相混合流的质 量流量参数控制固化剂添加装置周期性地调节向所述固化管道内添加固化剂的质量流量。2. 如权利要求1所述的疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合固化方法，其特征在于， 所述获取搅拌均匀后所述疏浚泥的密度值，并根据所述密度值控制搅拌装置调节向所述疏 浚泥注入的注水量，使其含水率等于预设的含水率阈值的步骤，具体包括步骤： 获取所述疏浚泥的密度值，并根据所述密度值在预存的密度值与含水率对应表中查询 得到所述疏浚泥当前密度值对应的含水率； 判断所述含水率是否等于预设含水率阈值，若是，则控制搅拌装置维持该注水量，否 贝1J，则计算所述含水率与所述预设的含水率阈值之间的含水率差，并根据所述含水率差控 制搅拌装置增加注入所述疏浚泥中的注水量。3. 如权利要求1所述的疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合固化方法，其特征在于， 所述在输入空气压力过程中，实时获取所述空气压力对应的空气压力值，并根据所获取的 空气压力值控制空气压缩机调节输入的空气压力的步骤，具体包括步骤： 获取当前输入的空气压力所对应的当前空气压力值； 判断获取的当前空气压力值是否在预存的最佳空气压力值范围内，若是，在控制空气 压缩机维持当前空气压力值，否则，则计算当前空气压力值与最大最佳空气压力值或者最 小最佳空气压力值之间的压力值差，并根据该压力值差控制空气压缩机增大或者减小输入 的空气压力。4. 如权利要求1所述的疏浚泥管中混合固化疏浚泥管中混合固化方法，其特征在于， 所述实时获取所述气固液三相混合流的质量流量参数，并根据所述气固液三相混合流的质 量流量参数控制固化剂添加装置周期性地调节向所述固化管道内添加固化剂的质量流量 的步骤，具体包括步骤： 分别实时获取所述气固液三相混合流的密度值和体积流量，并周期性地分别计算所述 气固液三相混合流的平均密度值和平均体积流量； 根据所述周期性地计算得到的平均密度值和平均体积流量，周期性地计算所述气固液 三相混合流在固化管道截面的质量流量； 根据所述周期性地计算得到的气固液三相混合流的质量流量，周期性地在预存的气固 液三相混合流质量流量与固化剂各组分配比量对应表中查询需要添加的固化剂各组分的 配比量； 根据周期性地查询到的固化剂各组分的配比量，控制固化剂添加装置周期性地调节向 所述固化管道内添加固化剂各组分的质量流量。5. -种疏浚泥管中混合固化控制装置，其特征在于，包括： 数据采集模块，用于在搅拌过程中，获取被搅拌的疏浚泥的密度值；在输入空气压力过 程中，实时获取所述空气压力对应的空气压力值；以及在疏浚泥、固化剂与空气形成的气固 液三相混合流向前翻滚前进过程中，实时获取所述气固液三相混合流的质量流量参数； 控制模块，与所述数据采集模块相连，用于接收、处理所述数据采集模块所获取的密度 值，并根据处理结果控制搅拌装置调节向所述疏浚泥注入的注水量，使其含水率等于预设 的含水率阈值；根据所获取的空气压力值控制空气压缩机调节输入的空气压力，使得输入 的空气压力在最佳空气压力值范围内；以及根据实时获取的所述气固液三相混合流的质量 流量参数，控制固化剂添加装置周期性地调节向所述固化管道内添加固化剂的质量流量。6. 如权利要求5所述的疏浚泥管中混合固化控制装置，其特征在于，所述气固液三相 混合流的质量流量参数，包括所述气固液三相混合流的密度值和体积流量，所述数据采集 模块包括： 第一密度传感器，与所述控制模块相连，用于获取在搅拌均匀后疏浚泥的密度值； 压力传感器，与所述控制模块相连，用于在输入空气压力过程中，实时获取所述空气压 力对应的空气压力值； 第二密度传感器，与所述控制模块相连，用于在所述疏浚泥、固化剂与空气形成气固液 三相混合流翻滚前进过程中，实时获取所述气固液三相混合流的密度值； 电磁流量计，与所述控制模块相连，用于在所述疏浚泥、固化剂与空气形成气固液三相 混合流翻滚前进过程中，实时获取所述气固液三相混合流的体积流量。7. 如权利要求6所述的疏浚泥管中混合固化控制装置，其特征在于，所述控制模块包 括： 存储单元，预存有疏浚泥的密度值与含水率对应表，最佳混合效果对应的最佳空气压 力值范围，和气固液三相混合流质量流量与固化剂质量流量对应表； 处理单元，与所述存储单元、第一、二密度传感器、压力传感器和所述电磁流量计电连 接，用于根据所述第一密度传感器所获取的搅拌均匀的疏浚泥的密度值，在所述预存的密 度值与含水率对应表中，查询得到所述密度值所对应的含水率，并判断所查询到的含水率 是否等于预设含水率阈值，若是，则控制搅拌装置维持该含水率对应的注水量，否则，则计 算...

【专利技术属性】
技术研发人员：白兴兰，周上博，周乃义，
申请(专利权)人：浙江海洋学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33