一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，包括供电单元、智能控制系统、筛分称重计量单元、搅拌混合单元、存储单元、注入单元。根据设定的药剂浓度及搅拌混合单元的容积，智能控制系统计算出需要的药剂用量，通过筛分、称重(计量)注入搅拌混合单元，注入溶剂搅拌混合后输送至存储单元。修复时，注入单元通过高压流体泵将存储单元内配置好的药剂按照设置的压力和流量输送至修复钻进设备，对污染土壤和地下水进行修复。智能控制系统根据修复过程中药剂的消耗量、存储单元内药剂剩余量及药剂配置速度，控制设备自动进行药液混合配置。采用一体化设计，所有组成单元集成在标准集装箱内部，方便运输和使用。

【技术实现步骤摘要】
一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备
本技术涉及土壤地下水修复处
，具体涉及一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备。
技术介绍
我国地下水污染已呈现从点状污染向带状和面状污染发展的态势，因原位注入方法无需开挖、扰动小、成本低，已成为地下水修复的发展热点和方向。高压喷射浆技术是将注浆技术和高压水利喷射切割技术相结合的一种施工工艺。在进行固化稳定化、化学还原氧化时用高压喷射设备将药剂注入到深层土壤中，使其实现药剂与污染土壤及地下水的有效均匀混合，提升污染物去除效果，且场地不换保持良好的工程特性。高压喷射工艺应用于场地污染原位修复施工时，需要考虑综合作用半径、药剂用量、混合效果及二次污染等因素。高压喷射方法可适用于黏土、粉质黏土、淤泥质土、砂砾石等土壤。其作用半径与注浆压力、喷嘴直径、提升速度、土壤特性密切相关。按照喷射管类型可将高压喷射方法分为单管法、双管法、三重管法等，单管法只喷射药剂溶液，具有施工速度快、成本低、基本无返浆点等优点；但作用范围太小，影响施工效率，且混合效果一般。二重管法喷射高压浆液和压缩空气，作用半径比单管法明显增大，且在压缩空气的辅助切割，混合效果也大大提高，但施工过程中有部分返浆。三重管法喷射中采用低压浆液置换、超高压水和压缩空气切割的方式，是的该方法的有效作用半径明显增大，并且混合效果最好，但他的原理是由泥浆泵注较低压力的浆液进行充填置换，一定程度上增加施工工期和成本，且大量高压水的使用会造成施工区域地基强度大大降低，影响后续工程进展。综上所述，单管法和二重管法比较适用于污染场地原位修复工程施工，二重管法功效更快，在施工过程中可以通过调整工艺参数，达到减少甚至不返浆的目的。按照喷射方式可将高压喷射方法分为旋喷(提升旋转喷浆)、摆喷(提升摆动喷浆)和定喷(提升定向喷浆)。按照持续时间又可将可将高压喷射方法分为复喷(重复喷射)和驻喷(只摆动不提升)。不同的土壤地下水修复技术由于其工艺原理不同，所需要的修复设备也会存在差异，目前市场上的土壤地下水修复设备也基本是为了某一种修复技术而专门设计配套的专用设备，功能比较单一。土壤地下水原位修复采用钻进设备钻进至目标区域后开始高压喷射修复药液，修复过程中药液添加投放工艺粗糙、压力控制难度大，无法满足地下水污染治理需要；目前国内尚无集药液配置、注入于一体的智能化装备，本技术涉及的一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备保证了高压喷射修复工艺中药剂的高效混合与精准输送，提高了注入精度，降低了修复成本，解决了精准修复的技术难题，为土壤地下水污染治理提供有力的技术与装备支撑。
技术实现思路
本技术的目的为污染土壤地下水原位高压喷射修复提供一种一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，用于污染土壤地下水原位高压注入修复，自动配置修复药液，按流量和压力要求为后续的钻进和修复设备提供药液，保证修复实施连续不间断。包括集装箱、供电单元、智能控制系统、筛分称重计量单元、搅拌混合单元、存储单元、注入单元。设备运行时，智能控制系统根据设定的药剂浓度及搅拌混合单元的容积，计算出需要的药剂用量，通过筛分、称重(计量)注入搅拌混合单元，注入溶剂搅拌混合后输送至存储单元，注入单元高压流体泵将存储单元内配置好的药剂按照设置的压力和流量输送至修复钻进设备，对污染土壤和地下水进行修复。智能控制系统采集液位、浓度、流量等传感器数据，根据修复过程中药剂的消耗量、存储单元内药剂剩余量及药剂配置速度，通过控制执行阀门，使设备自动进行药液混合配置。设备采用一体化设计，所有组成单元集成在标准集装箱内部，方便运输和使用。进一步地，所述车厢载体为标准集装箱，分为控制舱和设备舱，所有组成部件及单元均安装在其内部，对外预留供电接口、溶剂输入接口、药液输出接口及压缩空气输出接口；可利用车辆运输至现场，吊装安放后接好溶剂输入管路，将其与钻进及修复设备连接，接入电源即可开始运行。进一步地，所述供电单元包括空气开关、滤波器、隔离变压器、不间断电源(UPS)、直流电源模块及供电接口，主要为执行部件及智能控制系统提供供电，供电单元安装在控制机柜内部。进一步地，所述智能控制系统包括可编程控制元器件(PLC)、数据采集模块、总线通信执行元件(变频器、驱动器)、用户终端(HMI、PC)及控制软件、数据接口。数据采集模块采集设备中液位、浓度、比重、流量、压力等数据，系统根据上述数据判别药液剩余量是否满足修复需要，通过执行元件驱动电动阀门及流体泵，从而控制药液自动配置进程；根据设定的药液和压缩空气注入流量、压力，控制注入单元的输出流量和压力；智能控制系统设有数据接口，可实时检测钻进及修复设备的关键参数及运行状态；用户可在用户终端上设计药剂用量、药剂浓度、注入单元输出流量和压力等参数，对本设备和钻进及修复设备的运行情况进行实时监视，根据修复效果实时监测数据智能调整注入压力和流量。智能控制系统安装在控制机柜内部，置于集装箱控制舱内部。进一步地，所述筛分称重及计量单元包括两个固体药剂(药剂、氧化剂或还原剂)料斗，与震动筛相连，根据设定的浓度，称重仪称出所需固体药剂用量，打开电动闸阀、将药剂输送至搅拌混合单元；液体药剂置于液体药剂容器内，通过流体泵及止回阀将所需的液体药剂输送至搅拌混合单元内，流量计对液体药剂进行计量。进一步地，所述搅拌混合单元包括溶剂输入阀门，溶剂通过溶剂流量计经由溶剂流体泵输送至搅拌混合容器，搅拌器将药剂与溶剂充分搅拌混合后通过药液阀门、药液流量计、止回阀，经由药液流体泵输送至存储单元；液位传感器将搅拌混合容器内液位信息、浓度传感器和比重传感器将搅拌混合后药液的浓度和比重信息传送至智能控制系统。修复开始前，筛分称重及计量单元和搅拌混合单元连续配置药液，直至药液存储单元装满药液。进一步地，所述存储单元包括药液存储容器，其容积显著大于搅拌混合容器溶剂，内部布置有液位传感器，检测存储容器内药液实时液位，同时将液位信息传输至智能控制系统，存储单元通过阀门与注入单元相连，为注入单元提供配置好的药液。修复过程中，配置好的药液通过注入单元输送至钻进及修复设备，当存储单元内空余容积(图所示)大于搅拌混合单元容积时，筛分称重及计量单元和搅拌混合单元启动，继续配置药液并输送至存储单元，保证修复过程中药液的连续输出，保证修复的不间断进行。进一步地，所述注入单元为设备的核心单元，包括高压流体泵，按照修复方案设定的注入压力和流量将存储单元内配置好的药液经由止回阀、电动调节阀输送至钻进及修复设备，压力和流量既可是恒量也可是变量(函数)，同时采用流量计及压力传感器，采集实时实际输出流量及压力，并将数据传输至智能控制系统，实时调整，保证流量与压力在允许的误差范围内。为满足二重管法修复需要，提升扩散距离及修复效果，注入单元还安装有压缩空气泵，将压缩空气输送至钻进及修复设备，通过压缩空气流量计及压缩空气流量计压力传感器实时检测空气流量和空气压力，并将数据传输至智能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，其特征在于，包括依次连接的筛分称重及计量单元、搅拌混合单元、存储单元、注入单元、钻进修复设备；筛分称重及计量单元用于药剂的筛分、称重和计量；搅拌混合单元将药剂和溶剂充分混合制得修复药液；所述存储单元用于存储修复药液；所述注入单元将修复药液及压缩空气输送至钻进修复设备；还包括供电单元和智能控制系统；供电单元对整个设备提供电源；智能控制系统控制药剂和溶剂的用量，控制注入修复药液的压力和流量，同时对设备组成各单元工作状态进行监控。/n

【技术特征摘要】
1.一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，其特征在于，包括依次连接的筛分称重及计量单元、搅拌混合单元、存储单元、注入单元、钻进修复设备；筛分称重及计量单元用于药剂的筛分、称重和计量；搅拌混合单元将药剂和溶剂充分混合制得修复药液；所述存储单元用于存储修复药液；所述注入单元将修复药液及压缩空气输送至钻进修复设备；还包括供电单元和智能控制系统；供电单元对整个设备提供电源；智能控制系统控制药剂和溶剂的用量，控制注入修复药液的压力和流量，同时对设备组成各单元工作状态进行监控。


2.根据权利要求1所述的一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，其特征在于，所述设备整体安装于集装箱内；所述集装箱为标准集装箱，内部分为控制舱和设备舱，供电单元及智能控制系统安装在控制舱内，其余单元安装在设备舱内；外部安装有电源输入接口、溶剂输入接口、药剂输出接口和压缩空气输出接口，通过溶剂输入接口将药剂配置所需的溶剂输入至搅拌混合单元，通过药剂输出接口和压缩空气输出接口将配置好的药剂及压缩空气输送至钻进及修复设备进行修复。


3.根据权利要求1所述的一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，其特征在于，所述供电单元包括空气开关、滤波器、隔离变压器、不间断电源、直流电源模块及供电接口。


4.根据权利要求1所述的一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，其特征在于，所述智能控制系统包括可编程控制元器件、总线通信执行元件、数据采集模块、用户终端及控制软件、数据接口。


5.根据权利要求1所述的一体化智能高压注射药液自动配置及注入设备，其特征在于，所述筛分称重及计量单元包括依次连接的固体药剂料斗(4)、震动筛(6)、称重仪(8)和电动闸阀(9)，以及依次连接的液体药剂容器(5)、流体泵(12)、流量计(11)和止回阀(13)；称重仪(8)和电动闸阀(9)、流体泵(12)、流量计(11)分别电性连接智能控制系统。


6.根据权利要求1所述的一体化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志阳，刘永林，李龙，蒋梦迪，杨珊娇，
申请(专利权)人：江苏大地益源环境修复有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32