一种真空预压抽气排水系统技术方案

本发明专利技术提供一种真空预压抽气排水系统，所述系统中：抽真空部件通过真空管路连接于控压室上端的出气口；多个排水室通过真空管路连接控压室的下端进气口；负压传感器安装于控压室内壁底部，并通过单片机和抽真空部件连接通讯形成实时负压自监控系统；抽水泵通过真空管路连接排水室下端的排水口；排水部件通过真空管路连接于排水室下端的进水口；水位感应开关安装于排水室内壁上部，并通过单片机和抽水泵连接通讯形成实时排水自监控系统。本发明专利技术可实现真空预压排水过程自动化监控，大量减少真空泵用量，能耗低且能量转化率高，提高了排水效率及机械利用率，能够反复使用且成本较低，达到高效经济安全多重功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型节能的地基处理系统，尤其涉及一种新型真空预压抽气排水系统。
技术介绍
对于全国很多沿海地区而言，土地资源的严重紧缺是制约其经济发展的重要因素，吹填造陆正是解决土地资源紧张的一个重要途径。在疏浚吹填施工中，土体的含水率高低决定吹填区地基承载力的大小。前期含水率很高，如何降低吹填土的含水率是吹填区地基处理的一项关键工作。目前主要采用真空预压快速排水固结的方法对于吹填地基进行排水处理，传统真空预压法能够有效处理软质地基，具体的做法是在需要加固的地基上铺设水平排水垫层(通常为砂垫层)，设置排水通道，接着在水平排水垫层上铺设塑料密封膜并使其四周埋设于不透气层顶面以下至少50cm，使之与大气压隔离，然后采用抽真空装置降低被加固地基内孔隙水压力，使其地基内有效应力增加，使土体得到加固。现有的真空预压排水法普遍使用一台真空栗处理约900-1000m2的待处理区域，当真空度达到-90kpa附近时，真空栗将处于空转状态，造成了能源与效率的极大损耗。因此，需要发展一种真空负压可监控的，集成的真空预压排水系统，以达到高效、经济、环保的功效。经对现有技术文献和专利检索发现:中国专利号:201220736787.4，为:真空预压排水装置，该专利技术公开了一种真空预压排水装置，包括设置在地基上的排水垫层，抽真空元件以及埋设在所述排水垫层内的软性管，所述软性管与所述抽真空元件对接，其中埋设在排水垫层内的软性管是软性材料，可以使整个管路系统能够较好的适应地面的不均匀沉降。但其主要不足之处在于:I)仅将传统的真空预压排水垫层内的水平排水管替换为软管，并未从根源上解决排水效率低的问题;2)该处理方法能耗较大。中国专利号:201420148504.3，为:一种软基真空预压处理负压排水装置，该技术公布了一种软基真空预压处理负压排水装置。其核心在于设置汽水分离装置，在汽水分离罐的顶部设有与真空栗相连的真空吸气管，真空吸气管上装有电磁阀；在汽水分离罐的侧壁上连接有埋入软基中的透水管，在汽水分离罐内的下部设有支撑孔板，支撑孔板与汽水分离罐的底部之间设置为吸砂腔，吸砂腔内设有吸砂头，汽水分离罐外设有射流真空栗，射流真空栗通过吸砂管与吸砂头相连;在支撑孔板上装有两台并联的排水栗，汽水分离罐的上部侧壁上设有排水口，排水口通过管道与排水栗相连，通过排水栗和射流真空栗配合在负压状态下持续排水，但当汽水分离装置中的水量没过吸沙头后，若没及时排出，孔隙水压会影响真空度的传递，导致能耗增加而排水效率降低。此外，中国专利号:201020176862.7，直排式真空预压排水装置，该技术专利通过采用塑料扎带捆扎排水板和吸水软管，避免了泥水对捆扎部位的影响，相较于透明胶带捆扎，施工简便快捷、成本低、施工效率高、密封质量好。吸水软管上设置的侧排水孔可以避免管口被堵塞，确保了排水可靠。其不足之处在于:I)仅在传统真空预压排水装置局部做了些许工艺改进，并未根本提高排水效率;2)排水过程中排水板易堵塞;3)能量利用率较低，成本较大。
技术实现思路
针对现有真空预压排水装置的缺陷，本专利技术的目的是提供一种新型真空预压抽气排水系统，节能效果明显，且排水效率得到较大提高。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案:本专利技术提供一种新型真空预压抽气排水系统，包括抽真空部件、控压室、排水室、负压传感器、水位感应开关、抽水部件、单片机、排水部件、土工密封膜，其中:控压室为一密闭空腔体，控压室的上端设置有出气口、下端设置有多个进气口，抽真空部件通过真空管路连接控压室的上端出气口，控压室的下端多个进气口通过真空管路分接多个排水室负责多个待处理区域；负压传感器安装于控压室内壁底部，并通过单片机和抽真空部件连接通讯形成实时负压自监控系统，用于实时监测整个所述真空预压抽气排水系统内真空度的变化并将信号反馈给单片机，进而控制抽真空部件的工作响应；排水室为一密闭腔体，排水室的上部设有排气口、下端设有进水口及排水口，上部排气口通过真空管路连接至控压室下部的进气口，抽水部件通过真空管路连接排水室的下端排水口用于排出排水室汇集的水体，排水部件通过真空管路连接于排水室的下端进水口；水位感应开关安装于排水室内壁上部，并通过单片机和抽水部件连接通讯形成实时排水自监控系统，用于实时监测排水室内的水位变化并将数字信号反馈给单片机，进而控制抽水部件的工作响应。进一步的，在待处理区域土体的表面覆盖有土工密封膜，用于隔绝空气形成真空。进一步的，所述单片机为信号接收及命令输出的重要元件，用于控制抽真空部件及抽水部件的工作;所述单片机根据需要设置控制参数。进一步的，所述抽真空部件上自带压力表，用于实时记录所述真空预压抽气排水系统内的真空度，并在单片机控制下接入电源。进一步的，所述控压室的出气口处安装有止回阀；所述止回阀可沿抽真空部件方向单向通气，用于维持整个所述真空预压抽气排水系统的真空度，且逆向闭气效果好。进一步的，所述真空管路在排水室下端进水口分接多股真空支管以连接多个排水部件，用做过气过水通道。进一步的，所述排水室下端的排水口处安装有止回阀。进一步的，所述控压室为有机玻璃材质或金属材质的密闭容器。进一步的，所述排水室为有机玻璃材质或金属材质的密闭容器。进一步的，所述水位传感开关采用超声式水位传感器或光电开关。进一步的，所述排水部件为高性能塑料排水板，插入土体作为竖向排水通道。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果:本专利技术所述系统对目前工程中常用的真空预压装置做了较大改进，结构清晰，原理明确，处理效率提高明显，节能效果显著，操作简单，使用安全，成本低廉，经室内模型试验测试整套装置运行平稳，达到了预期效果;本专利技术可在不同待处理区域反复使用，易安装拆卸，达到了高效经济、节能安全等多重功效。【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，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术一较优实施例系统整体结构示意图；图中:真空栗1、止回阀2、控压室3、排水室4、真空管路5、负压传感器6、水位传感器7、抽水栗8、单片机9、排水板10、土工密封膜11。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1对于泥沙中值粒径(15ο= 5μπι，含水率为86%的泥浆，本实施例提供一种新型真空预压抽气排水系统，本实施例中，抽真空部件I采用真空栗，止回阀2采用直通式单向阀门，水位感应开关7采用数显式水位传感器。当然，其他实施例中，也可以选择其他的部件或者设备，能实现相应的功能即可。具体的，如图1所示，本实施例所述系统由真空栗1、止回阀2、控压室3、排水室4、真空管路5、负压传感器6、水位传感器7、抽水栗8、单片机9、排水板10、土工密封膜11组成，其中:真空栗I通过真空管路5连接于装有止回阀2的控压室3上端设置的出气口，并在真空栗与真空管及真空管与出气口连接处做密封处理；负压传感器6安装在控压室3内壁底部，并经由单片机9和抽真空部件I连接通讯共同构成负压自监控系统，用于实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型真空预压抽气排水系统，其特征在于，包括抽真空部件、控压室、排水室、负压传感器、水位感应开关、抽水部件、单片机、排水部件、土工密封膜，其中：控压室为一密闭空腔体，控压室的上端设置有出气口、下端设置有多个进气口，抽真空部件通过真空管路连接控压室的上端出气口，控压室的下端多个进气口通过真空管路分接多个排水室负责多个待处理区域；负压传感器安装于控压室内壁底部，并通过单片机和抽真空部件连接通讯形成实时负压自监控系统，用于实时监测整个所述真空预压抽气排水系统内真空度的变化并将信号反馈给单片机，进而控制抽真空部件的工作响应；排水室为一密闭腔体，排水室的上部设有排气口、下端设有进水口及排水口，上部排气口通过真空管路连接至控压室下部的进气口，抽水部件通过真空管路连接排水室的下端排水口用于排出排水室汇集的水体，排水部件通过真空管路连接于排水室的下端进水口；水位感应开关安装于排水室内壁上部，并通过单片机和抽水部件连接通讯形成实时排水自监控系统，用于实时监测排水室内的水位变化并将数字信号反馈给单片机，进而控制抽水部件的工作响应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：喻国良，祝文龙，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31