CN104847262A - 一种可移动式专业土壤修复综合钻机及环境修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动式专业土壤修复综合钻机及环境修复的方法，该综合钻机包括动力装置、自动行走机构、车架、液压控制装置、土壤钻机、探针、污染监测装置、修复药剂注射装置和操控装置；所述动力装置安装于所述车架上，车架安装于所述自动行走机构上，动力装置的动力输出端分别通过液压控制装置连接所述自动行走机构、土壤钻机和修复药剂注射装置；所述探针设于所述土壤钻机上，所述污染检测装置设于探针头部，所述修复药剂注射装置设于探针中部；所述操控装置分别连接所述污染监测装置和修复药剂注射装置。本发明将钻取、采样、探测、注射集于一体，适用于环境土壤修复，可对土壤污染位置进行修复，从而使设备更加智能化，人性化，使用更加便捷。

Description

一种可移动式专业土壤修复综合钻机及环境修复的方法

技术领域

本发明涉及一种可移动式专业土壤修复综合钻机及环境修复的方法，属于土壤及地下水修复工程技术领域。

背景技术

传统冲击式和回转式钻机的土壤取样无法保证不同深度土样的原有特性，并且需要注水，取出的土壤质量很差；其从一个场地移到另一场地需要吊车吊装移动，极不方便；不能在取样的同时对土壤污染情况进行实时监测和修复，功能单一。如中国专利号为200620131486.3，专利申请日为2006年9月6日的发明专利“土壤采样机结构”仅公开了一种土壤采样机，只能进行钻孔和土壤取样，没有土壤污染监测及土壤修复功能。

发明内容

本发明的目的是为解决目前土壤钻机取出的土壤质量差，移动不方便；及功能单一的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种可移动式专业土壤修复综合钻机，包括动力装置、自动行走机构、车架、液压控制装置、土壤钻机、污染监测装置、修复药剂注射装置和操控装置；

所述动力装置安装于所述车架上，车架安装于所述自动行走机构上，动力装置的动力输出端分别通过液压控制装置连接所述自动行走机构、土壤钻机和修复药剂注射装置；

所述车架、连接支架、土壤钻机依次连接；

所述土壤钻机包括支架、探针、脚架和液压锤，所述液压锤连接所述液压控制装置，所述支架通过滑块与所述脚架连接，所述滑块连接液压缸，所述液压缸的缸筒连接液压锤，液压缸伸缩杆连接脚架下端；

所述探针设于所述土壤钻机的液压锤下方，探针的下方端部设置为钻头，污染检测装置的探头和修复药剂注射装置的注射口设于探针上；

所述操控装置分别连接所述污染监测装置和修复药剂注射装置。

进一步地，所述动力装置包括柴油机，液压控制装置包括液压泵。

进一步地，所述自动行走机构为履带式底盘。

进一步地，所述修复药剂注射装置包括注射泵和流量控制电磁阀，流量控制电磁阀设置于注射泵与注射口连接的流体通路上，所述操控装置分别与注射泵和流量控制电磁阀电性连接，用以输出控制信号。

进一步地，所述操控装置为PLC。

进一步地，所述修复药剂注射装置的注射口通过所述探针顶部的药剂口连接药剂管，药剂管连接药罐，药罐中设有注射泵。

进一步地，所述车架一端部通过铰链与连接支架下端部枢接，连接支架上端部连接油缸，所述油缸与液压控制装置连接；连接支架通过支撑轴承与土壤钻机相连。

进一步地，所述自动行走机构上还设有刮板。

进一步地，所述污染监测装置的探头加装有防护装置，污染监测装置的探头通过数据采集线连接至检测仪显示器，数据采集线为带有防护层的柔性电缆。

本发明另一方面提供利用该可移动式专业土壤修复综合钻机进行环境修复的方法，括如下步骤：

1)开启动力装置，将可移动式专业土壤修复综合钻机行驶至待修复土壤区域；

2)放下土壤钻机的探针，使探针在钻头的带动下，靠自身重力穿透土壤，当遇到砂、砾石、硬的粘土层或地表冻结时，使液压缸驱动液压锤，从而敲击液压锤下方的探针使其下探；

3)探针到达一定深度，污染检测装置的探头检测到污染物；

4)污染检测装置将污染物信息输出至地面显示装置，并且任选地通过钻头升起提取土壤样本至实验室分析获得污染物信息；

5)通过污染物信息配制相应的处理药剂；

6)将污染监测装置与PLC进行通信连接，当探针到达污染土层位置时发出模拟量信号给PLC输入口，PLC得到信号后，输出口发出高电平给相关继电器，控制修复药剂注射装置注射药剂；

7)注射药剂进行修复后一星期，再次放下土壤钻机的探针到污染土层位置重复步骤4)以分析污染物信息是否达标，若达标则完成修复，若不达标则重复步骤5)-7)直到达标。

本发明的有益效果：本发明能够取到原状土壤样品，不仅体积轻便，而且取样速度更快，效率更高，取得的样品无扰动，不需要水源，能够适应一些特殊地形或者特殊环境，可取得多种不同类型的样品诸如：土壤、淤泥、泥沙、碎石等。本发明将钻取、采样、探测、注射集于一体，适用于环境土壤修复，不仅可以与多种检测仪器配套使用，并且可以有原位修复中的药剂注射功能，配套专门的药剂注射泵使用后，可对土壤污染位置进行修复，从而使设备更加智能化，人性化，使用更加便捷。

附图说明

图1为可移动式专业土壤修复综合钻机的运输状态的主视图；

图2为可移动式专业土壤修复综合钻机的运输状态的俯视图；

图3为可移动式专业土壤修复综合钻机的工作状态时的前后移动调节示意图；

图4为可移动式专业土壤修复综合钻机的工作状态时的左右摆动调节示意图；

图5为可移动式专业土壤修复综合钻机的工作状态时的一定角度倾斜调节示意图(工作部分)；

图6为探针结构说明图；

图7为修复药剂注射装置工作原理图；

图8为可移动式专业土壤修复综合钻机的工作流程图。

图中：1.动力装置；2.自动行走机构；20.刮板；21连接支架；22铰链；23支撑轴承；3.车架；31.油缸；4.土壤钻机；41支架；42钻头；43脚架；44液压锤；441液压缸；5.修复药剂注射装置；51.药罐；52.注射泵；6.操控装置；7.尾部卡口；8.污染监测装置；9.修复药剂注射装置。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-8所示，本发明所述的可移动式专业土壤修复综合钻机包括动力装置1、自动行走机构2、车架3、液压控制装置、土壤钻机4、探针、污染监测装置、修复药剂注射装置5和操控装置6；动力装置1包括柴油机及与其连接的液压泵，将柴油机提供的机械能转化为液压能，给自动行走机构2、土壤钻机4和修复药剂注射装置5提供动力；动力装置1安装于车架3上，车架3安装于自动行走机构2上，自动行走机构2采用履带式底盘，由液压泵驱动履带实现该机器的前进、后退和转向，便于狭小场地的行走和实现原地转向，能够适应不同地形及环境，并且自带行走比传统的钻机取样方便很多，大大提高了工作效率；自动行走机构2还设有刮板20，通过与刮板20连接的液压油缸实现现场钻井前场地的修理和平整；动力装置1的动力输出端分别通过液压控制装置连接自动行走机构2、土壤钻机4和修复药剂注射装置5，车架3与自动行走机构2之间的连接通过液压油缸的控制可以实现一定角度的左右摆动和前后的移动，便于针对实际钻井位置进行细小精确的调整；

土壤钻机4包括支架41、钻头42、脚架43和液压锤44，液压锤44连接液压控制装置，支架41通过滑块与脚架43连接，滑块连接液压缸441，液压缸441的缸筒连接液压锤44，液压缸441的伸缩杆连接脚架43下端，通过油缸411可以实现脚架43的上下移动，保证工作时脚架43与地面的有效接触；液压锤44与油缸441缸筒部分刚性连接，油缸441伸缩杆部分与脚架43下端刚性连接，通过液压缸441就可以实现液压锤44在钻井方向的进给；钻头可提取土壤样品。

操控装置6为PLC，分别连接污染监测装置和修复药剂注射装置，修复药剂注射装置包括注射泵和流量控制电磁阀，操控装置6的一输出端口连接注射泵，另一输出端连接流量控制电磁阀。操控装置6主要实现控制以上所有工作和动作的指令，并带有各种报警和压力显示功能；另便于操控，还可配遥控装置，便于进入场地的行走和狭小场地的进入。

探针安装于土壤钻机4上，监测土壤的污染情况时，将污染监测装置8的探头设于探针中部，污染监测装置的探头在机械设计时加装了防护，避免了在钻取土壤的过程中周围环境对其产生的损伤，可侦测土壤及地下水中污染物所在位置以及压力；通过数据采集线将污染监测装置8的探头与地面显示器连接，收集污染物位置浓度等信息并反馈到地面显示器；数据采集线采用带有防护层的柔性电缆，很大程度上能避免土壤钻机4工作时对电缆产生的损伤以及对信号的干扰。在土壤修复时，在探针的尾部卡口7处连接药剂管，通过土壤钻机4到达所要修复的土层位置，将污染监测装置与PLC进行通信连接，当到达污染位置时发出模拟量信号给PLC输入口，PLC得到信号后，输出口发出高电平给相关继电器，控制流量控制电磁阀和药剂泵。电磁阀用调速阀与单向阀组合可以很好的控制药剂的流量。在PLC编程中可根据实际情况改变时间和模式等，现有技术中控制泵启闭和电磁阀开合大小的任何PLC程序都是可以使用的，本文不再赘述。

修复药剂注射装置9的注射口设于探针头部，修复药剂注射装置9注射口为四周注射型并隐藏于探针内部，保证修复没有死角和顺利的直推入土壤。并通过连接顶部尾部卡口7连接药剂管，药剂管连接药罐51，药罐51中设有注射泵52，药罐51用来储藏需要注射的药剂，注射泵52利用动力装置1转换的液压能的备用接口来驱动，带动注射泵52来实现药剂注射；

土壤钻机4通过连接支架21与自动行走机构2的铰链22连接，通过油缸31可以实现土壤钻机4的折叠与竖起，便于工作状态和运输状态的切换，又土壤钻机4与连接支架21之间的支撑轴承23连接，支撑轴承23是一种能够承受综合载荷的大型回转支承轴承，回转支承轴承一般带有安装孔、内齿轮或外齿轮、润滑油孔和密封装置，因而能使主机设计结构紧凑，引导简便，维护容易，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，通过油缸31与支撑轴承23配合可以实现土壤钻机4一定角度的倾斜，针对一些有倾斜斜坡的场地，可以保证土壤钻机4垂直于地面工作并有效接触。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，包括动力装置、自动行走机构、车架、液压控制装置、土壤钻机、污染监测装置、修复药剂注射装置和操控装置；

所述动力装置安装于所述车架上，车架安装于所述自动行走机构上，动力装置的动力输出端分别通过液压控制装置连接所述自动行走机构、土壤钻机和修复药剂注射装置；

所述车架、连接支架、土壤钻机依次连接；

所述土壤钻机包括支架、探针、脚架和液压锤，所述液压锤连接所述液压控制装置，所述支架通过滑块与所述脚架连接，所述滑块连接液压缸，所述液压缸的缸筒连接液压锤，液压缸伸缩杆连接脚架下端；

所述探针设于所述土壤钻机的液压锤下方，探针的下方端部设置为钻头，污染检测装置的探头和修复药剂注射装置的注射口设于探针上；

所述操控装置分别连接所述污染监测装置和修复药剂注射装置。

2.根据权利要求1所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述动力装置包括柴油机，液压控制装置包括液压泵。

3.根据前述任一权利要求所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述自动行走机构为履带式底盘。

4.根据前述任一权利要求所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述修复药剂注射装置包括注射泵和流量控制电磁阀，流量控制电磁阀设置于注射泵与注射口连接的流体通路上，所述操控装置分别与注射泵和流量控制电磁阀电性连接，用以输出控制信号。

5.根据前述任一权利要求所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述操控装置为PLC。

6.根据前述任一权利要求所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述修复药剂注射装置的注射口通过所述探针顶部的药剂口连接药剂管，药剂管连接药罐，药罐中设有注射泵。

7.根据前述任一权利要求所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述车架一端部通过铰链与连接支架下端部枢接，连接支架上端部连接油缸，所述油缸与液压控制装置连接；连接支架通过支撑轴承与土壤钻机相连。

8.根据前述任一权利要求所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述自动行走机构上还设有刮板。

9.根据前述任一权利要求所述的可移动式专业土壤修复综合钻机，其特征在于，所述污染监测装置的探头加装有防护装置，污染监测装置的探头通过数据采集线连接至检测仪显示器，数据采集线为带有防护层的柔性电缆。

10.利用前述任一权利要求所述可移动式专业土壤修复综合钻机进行环境修复的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)开启动力装置，将可移动式专业土壤修复综合钻机行驶至待修复土壤区域；

2)放下土壤钻机的探针，使探针在钻头的带动下，靠自身重力穿透土壤，当遇到砂、砾石、硬的粘土层或地表冻结时，使液压缸驱动液压锤，从而敲击液压锤下方的探针使其下探；

3)探针到达一定深度，污染检测装置的探头检测到污染物；

4)污染检测装置将污染物信息输出至地面显示装置，并且任选地通过钻头升起提取土壤样本至实验室分析获得污染物信息；

5)通过污染物信息配制相应的处理药剂；

6)将污染监测装置与PLC进行通信连接，当探针到达污染土层位置时发出模拟量信号给PLC输入口，PLC得到信号后，输出口发出高电平给相关继电器，控制修复药剂注射装置注射药剂；

7)注射药剂进行修复后一星期，再次放下土壤钻机的探针到污染土层位置重复步骤4)以分析污染物信息是否达标，若达标则完成修复，若不达标则重复步骤5)-7)直到达标。