一种泥浆处理装置技术领域
本发明涉及一种泥浆处理装置，尤其涉及一种用于高寒高砂石地区盾构泥
浆循环的专用介质处理装置。
背景技术
现在，盾构是进行地下工程建设的最主要的方法之一，其具有建设速度快，
安全性高，省工省力，对地面的影响小的优点，在大部分地区，尤其是在大中
型城市，其取代了传统的人工挖掘，成为了进行地下工程建设的首选。
盾构可以采取多种形式，其中泥水盾构是最常见的一种。泥水盾构指在盾
构开挖面的密封隔仓内注入泥水，通过泥水加压和外部压力平衡，以保证开挖
面土体的稳定。盾构推进时开挖下来的土进入盾构前部的泥水室，经搅拌装置
进行搅拌，搅拌后的高浓度泥水用泥水泵送到地面，泥水在地面经过分离，然
后进入地下盾构的泥水室，不断地排渣净化使用，形成泥浆循环。
在大部分的盾构中，通常的泥浆处理都可以使其质量满足盾构机的需要。
但在某些特殊环境中，如高寒或高砂石地区，用于地面分离的泥水池不但可能
会结冰，还可以会沉降不均匀或者不充分，使泥浆循环无法正常进行，严重的
还可能给盾构机带来伤害，造成严重的经济损失。
在现有技术中，CN10331049A公开了一种动压固液分离机，其可以用于
盾构泥浆的固液分离，但其处理结构复杂，且其主要用于废泥浆的处理，无法
实现正常的泥浆循环，更另外其液没有加热装置，无法用于高寒地区的盾构泥
浆处理。
因此，本领域急需一种可以用于高寒高砂石地区的可以快速处理泥浆的地
面处理装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种泥浆处理装置，包括泥浆罐、保温槽和
加热系统，所述泥浆罐设置在所述保温槽中，所述加热系统包括加热管，所述
加热管绕所述泥浆罐设置，所述保温槽中环绕所述泥浆罐充填有液体油；所述
泥浆罐由金属材料制成，包括罐体和端盖，所述端盖上设置有泥浆入口，所述
罐体的下部设置有泥浆出口；所述保温槽由混凝土或土坯制成，其内部设置有
耐油隔热防腐层，所述保温槽上设置有液体油入口和液体油出口；所述加热管
为螺旋加热管，盘绕在所述罐体上，所述螺旋加热管与所述罐体间隔一定距离
设置。
优选所述端盖上还设置有搅拌器入口。
优选所述端盖上还设置有观察口。
优选所述端盖上还设置有气体出口。
优选所述罐体的下部还设置有渣石出口。
本发明的优点在于：通过设置加热装置，使泥浆循环可以在高寒地区顺利
进行；通过液体油间接加热，保证加热均匀，避免泥浆中的物质变性粘附在罐
壁上；带有搅拌器入口，可在需要的时候进行搅拌，避免堵塞；顶端带有气体
出口，当泥浆中的气体加热溢出时可以快速泄压，防止罐体中压力过大；泥浆
口设置在罐体下部，兼做盾构系统中的分析口，可以实时监测泥浆循环中的泥
浆浓度。
附图说明
附图1是本发明所述泥浆处理装置的结构图。
附图标记如下：
1-罐体；2-端盖；3-泥浆入口；4-搅拌器入口；5-观察口；6-气体出口；7-
耐油隔热防腐层；8-加热系统；9-泥浆出口；10-渣石出口；11-液体油出口；
12-液体有入口；13-保温槽；14-螺旋加热管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述泥浆处理装置的优选实施例进行详细说明。
参见附图1，泥浆处理装置基本包括泥浆罐、保温槽和加热系统。泥浆罐
采用常见的加厚铁皮罐或者不锈钢罐，其容积应满足盾构泥浆的需要，并具有
一定的余量，如容积不足，可采取多个罐冰凉的方式解决，泥浆罐设置在保温
槽中，保温槽由混凝土或土坯制成，但至少应具备一定的强度，防止馈破，其
壁厚度不应小于0.5m，保温槽的内部设置耐油隔热防腐层，如耐油树脂板材等，
防止热量向空气中散失并提高保温槽的整体强度，加热系统主要包括加热管和
加热器，加热器用于加热介质向加热管中输送，加热管绕泥浆罐设置，优选采
用螺旋加热管，盘绕在罐体上，螺旋加热管与罐体间隔一定距离设置，其首先
加热保温槽中环绕泥浆罐充填的液体油，然后通过液体油加热罐体并进而加热
泥浆，避免高寒环境下泥浆温度过低带来的各种问题。
保温槽上设置有液体油入口和液体油出口，用于向保温槽内分别注入和引
出用于保温和加热的液体油，泥浆罐包括罐体和端盖，端盖上设置有泥浆入口、
观察口、搅拌器入口和气体出口，罐体的中部偏下设置有泥浆出口，正下部设
置有渣石出口，其中泥浆入口和泥浆出口分别用于向罐体中倾注和引出泥浆，
泥浆出口带有定量阀，可以根据需要决定输出泥浆的多少，渣石出口的位置在
泥浆出口的下方，用于引出经过沉淀的大量砂石和浓稠泥浆，起到稀释作用，
保证泥浆的品质，减少补充液的添加量，观察口用于工作人员观察泥浆罐中的
泥浆情况并根据具体情况进行进一步的操作，当泥浆循环暂停或者流量减小的
情况下，泥浆可能会过量沉淀，阻塞泥浆出口，此时可以在搅拌器入口中插入
搅拌装置，进行人工或机械转动，使泥浆循环可以继续进行，泥浆循环中的泥
浆不可避免的会带一些气体，一旦加热或搅拌，这些气体可能就会从泥浆中析
出，长期大量的气体堆积在罐体中，就可能会增大罐体内的压力，带来危险，
此时，可以通过简单的打开气体出口上的阀门，实现快速泄压。
加热是本装置最重要的功能之一，泥浆组成情况复杂，且通常情况下泥浆
都会快速通过罐体，如果加热缓慢，泥浆通过后的加热温度过低，起不到加热
作用，如果加热过快，泥浆升温过高，其中的各种物质就可能发生反应，沉积
在罐体壁中，造成腐蚀和阻塞，因此，必须根据流量和温度确定一个合理的加
温方式。就本实施例而言，其采用向螺旋加热管注入热流体的方式通过液体油
间接加热，因此可以通过控制注入热流体的量方便的控制泥浆加热速率，根据
热传导原理和本实施例中装置的实际情况，以及盾构可接受的泥浆温度范围，
可以得到如下的近似公式：
H
s
≈
β
·
η
·
8
π
2
(
D
-
d
)
3
·
(
D
2
-
(
d
+
Δ
)
2
)
·
D
2
+
(
d
-
Δ
)
2
·
θ
]]>公式1
式中：Hs---注入热流体的速率(m3/min)；
β---泥浆和热流体比热容的比值(无量纲)；
η---泥浆流动速率(m3/min)；
D---罐体直径(m)；
d---螺旋加热管直径(m)；
Δ---螺旋加热管管壁与罐体壁之间距离(m)；
θ---热流体温度与环境温度的比值(无量纲)。
通过上述公式，可以根据盾构装置的泥浆流动速率，快速得到需要注入的
热流体流量，控制加热器定量注入，保证泥浆的温度处于盾构机可接受的合理
范围之内，保证盾构的顺利运行。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范
围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范
围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。