[实用新型]粘塑性物料管道输送设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及粘塑性物料管道输送装置。尤其是软粘土的管道输送设备。

背景技术

气体、液体和粉粒状固体可用管道输送，理论上也比较成熟。而粘塑性物料的管道输送理论，国内外鲜见研究和报道，通常认为无法用管道输送。就输送泥土的现有技术和设备来说，泥浆浓度大于30％，就难以输送；粉粒状干土潮湿就无法管道输送。而大量泥土的自然状态都处于难以用管道输送的范围。自然界和工程中普遍存在着粘塑性物料输送的需求。在石油、化工、采矿、环保和建筑等诸多方面，都涉及到粘塑性物料的输送。

如在海岸工程中，常要求在离堤坝几百米甚至几千米以外取土，进行堤坝的土方闭气。海岸滩涂上沉积着深厚的软粘土层，这类土层粘性大，强度低、含水量大，陆上机械下不去，水上机械上不来，现有的设备难以发挥作用，人工又无法施工。

又如在水库、湖泊、河道中，日积月累，渐渐地沉积起越来越厚的泥层，使河床提高。这不但减少库容，污染环境，影响交通，而且在讯期会洪水泛滥，危及堤防，造成水灾。

另外，工业废渣清运，城市垃圾处理，码头航道清淤等，粘塑性物料的输送一直是工程中迫切需要解决的课题。可见，粘塑性物料远距离管道输送方法与设备，具有广阔的市场需求和广泛的应用前景。

经检索，在泥土输送方面，国外有很多相关的研究。如淤泥质软粘土输送过程中流动特性的变化，涉及到流变学问题的研究，呈现出非常复杂的力学机制。如软粘土的软弱性、粘滞性、触变性、流变性、渗透性、压缩性，以及在气、液、固、表面活性剂等非均匀多相介质状态下，流场特性、流动机理和模型。建立本构方程，确定有关参数，在气、液、泥等多相介质状态下边界层的相互作用机理和内在规律。通过检索国内外专利文献及相关的数据库，从寻找到的资料可见，很多专家学者的研究在这一技术领域，作出了积极的贡献，这些研究试验成果都是本发明的基础和前提。陶松垒等(1996，1997，2004，2005)提出了气力输泥方法与系统，环保型清淤输泥方法与设备等，能远距离输送高浓度、大粘度、低含水量的淤泥和软粘土又不污染环境的土方施工设备。该设备包括喂入装置、发送器、水环气垫装置、脉冲切割器、输料管道、布料结构，适用于河塘开挖、堤坝填筑、制砖、水库湖泊清淤、航道疏竣。解决了部分软粘物料(Bingham体)的远距离输送的难题。研制了能远距离输送高浓度、高粘性、低含水量的淤泥和软粘土的新型设备。该项目已取得专利，并获浙江省自然科学基金、浙江省高校重点科研基金和杭州市科技创新重点项目立项资助。

但是，未发现采用仿生鱼体表面膜、动物肠道膜的表面膜减阻的方法，实现粘塑性物料远距离管道输送的设备。

发明内容

本实用新型针对上述问题，设计一种粘塑性物料管道输送装置，目的在于有效解决粘塑性物料远距离管道输送的设备问题。

本实用新型方案是：采用一种内壁表面处理的输料管道，一种设置于输料管道上的被膜装置，一种在物料与管道间设置润滑悬浮膜。包括推送器、进料装置、输料管道、转换阀、布料装置、水上定位系统，智能控制系统的设备。使粘塑性物料在低能耗的前提下进行输送，实现各种粘塑性物料的远距离管道输送。

所述的被膜装置是仿生鱼体表面膜方法和物料表面成形被膜装置，是采用种种装置在被输送的物料表面设置一层类似于鱼体表面膜的装置。其方法是把物料压制成或包装成与管道相吻合的形状，在已成形状的物料表面包上一层防渗薄膜，或在物料与管壁之间喷上一层润滑剂，以减少物料与管壁之间的阻力，避免物料损伤和管道的磨损。防渗薄膜和润滑剂材料，是根据不同的输送物料及工作要求选择和确定的。

所述内壁表面处理的输料管道是仿生动物肠道膜的减阻装置，是在输送管道的内壁表面设置一层类似于动物肠道膜的吸附层。其方法有内壁表面层法和双重管道法两种。内壁表面层法如图1所示，是在输料管道(1)的内壁，进行表面处理。通常是在输料管道(1)的内壁涂复上一层，带有很多微小毛细孔的吸附层(2)。双重管道法更适合远程输送，如图2、图6所示，在管道(1)内壁设有与毛细孔(6)的吸附层(2)相联通的水平通道(5)。水平通道(5)与辅助管道(48)相联接，并受电磁阀(50)控制。