[发明专利]一种用于淤泥排水的变频控制真空装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在软黏土地基或软土地基中真空排水时使用的变频控制真空装置及其使用方法，是特别针对于淤泥堆场和吹填场地在真空排水条件下，排水体容易被淤泥层淤积的情况而设计的防淤积低真空提供装置及其操作方法，属于岩土工程及环境工程等相关技术领域。

背景技术

在河道疏浚清淤工程和围海造田工程中，都会遇到高含水率土体的吹填固结问题。对于吹填了高含水率淤泥的场地来说，若是场地的排水不畅或是吹填土体粘粒含量较高，则固结沉降将是一个漫长的过程。在这个漫长的过程当中，经过长时间的风吹日晒表面蒸发，在吹填土层表面会形成一层较厚的硬壳层，夹杂着草本植物的根茎残渣，使得表层土具有一定的表观强度，但是大多数工程监测结果表明，在地下一定深度处土体仍然保持着很高的含水率，甚至是一种接近初始状态的半流体形态；虽然表层土体具有一定的强度并且可以行人，但是对于一些小型的钻探机械都很难进入场地，更不用提大型机械了。对于急于用地开展进一步工程的项目和尽快复耕的征地工程来说，如何快速地降低堆场中高含水率淤泥的含水率，提高固结度，增加承载力是关键的问题，因此需要采用人为手段加快排水过程。现行排水措施中，以真空抽水的效率最高，但是在稀软的高含水率淤泥堆场中进行真空抽水一段时间后，排水体的周围会出现厚厚一层包裹泥层，阻碍了排水体与外部淤泥的接触，降低了排水的速度，研究表明，采用－30～－80kPa低真空排水的方法，避免使用接近－100kPa的高真空进行排水，可以较好避免排水体淤堵的发生。故急需开发出一种在淤泥场地或吹填场地中真空排水时使用的低真空提供装置，并可以按照施工要求任意设置所需的低真空压力，以解决工程中实际的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于在软黏土地基或软土地基中真空排水时使用的变频控制真空装置及其使用方法，可以按照施工要求任意设置所需的低真空压力，防止淤泥排水体发生淤堵现象，解决普通真空源在淤泥堆场中抽水时易出现的淤堵和效率低下问题。本发明主要适用地质场所是软黏土地基或软土地基，其下具有稀软淤泥层，并且具有一定的流动性。同时亦能适用于对真空度大小有控制要求的场所。

 

本发明的解决方案

本发明提出一种用于淤泥排水的变频控制真空装置及其使用方法，其整体结构包含5个部分：1）真空泵，2）变频器，3）远传压力表，4）电接点真空表，5）真空罐。其特征是：

其中1）真空泵是抽气工作提供真空度的主体设备，在运行的初期，采用非变频运行，迅速抽气，使真空罐内的真空度快速逼近预设值，在接近目标真空度时采用变频运行，在达到目标真空度后降低真空泵电机转速，真空泵的电源两相分别与电源火线和电接点真空表的下限端零线电连接，同时又与变频器的输出端两相电连接，真空泵另一相接地；

其中2）变频器对真空泵进行变频控制，在达到目标真空度后，降低辅助真空泵的电机转速，低于目标真空度时，提高辅助真空泵的电机转速，变频器输入端零线与电接点真空表上限端电连接，变频器输入端火线与电源火线电连接，变频器输出端的两相与真空泵输入端两相分别电连接，变频器的反馈控制输入端与远传压力表电连接；

其中3）远传压力表用来反馈真空罐中的真空压力电讯号至变频器，其输出端与变频器反馈输入端电连接，其压力传感端与真空罐通过真空管道相接；

其中4）电接点真空表控制真空泵在无变频条件下运行和在变频条件下运行，其总线与电源零线电连接，下限端与真空泵零线电连接，上限端与变频器输入端零线电连接，并通过真空管道与真空罐相通；

其中5）真空罐是密封罐体，通过真空管道与真空泵连接，并接有电接点真空表、和远传压力表，并留有真空提供接口对外界提供真空负压。

 

使用方法：

1）、将真空罐上的真空提供接口与外界需求设备相接；

2）、将电接点真空表下限指针调至目标真空度以下1～2kPa，将上限指针调至目标真空度以下1～2kPa；

3）、接通真空泵电源，开始抽气；

4）、当真空压力达到目标真空度以下1～2kPa，真空泵停止无变频运转时，变频器电源接通，预设定变频器参数：旋转频率旋钮，逐步增加真空泵电机转速，当远传压力表示数达到目标真空压力时，测定此时的反馈电压值作为需要的设定参数，重新启动变频器，对真空泵进行变频控制；

5）、实时监测真空罐上电接点真空表的读数，微调节电接点真空表的上下限指针，尽量减少真空泵在无变频条件下的运行时间，保证真空罐中的真空负压在预定值附近。

 

本发明的优点