一、研究背景

在黃河(he)下游利用水(shui)(shui)流含沙量大(da)(da)的(de)(de)特(te)點(dian)(dian)，把(ba)水(shui)(shui)或人(ren)工(gong)拌制的(de)(de)泥漿引至沿堤(di)(di)洼地(di)或人(ren)工(gong)圍(wei)堤(di)(di)內，降低流速(su)，沉沙落淤(yu)，加固堤(di)(di)防的(de)(de)工(gong)程措施稱為放(fang)淤(yu)固堤(di)(di)。它利用了黃河(he)多泥沙的(de)(de)特(te)點(dian)(dian)，是(shi)一種(zhong)“以(yi)河(he)治河(he)”的(de)(de)辦法，但在施工(gong)過程中，圍(wei)堤(di)(di)工(gong)程質量直接(jie)影響施工(gong)安全與進(jin)度，圍(wei)堤(di)(di)因質量差決口造成機淤(yu)停產(chan)，延誤工(gong)期，損害農田及較大(da)(da)經濟損失，特(te)別是(shi)淤(yu)區臨近村莊、魚塘，一旦圍(wei)堤(di)(di)出現問(wen)題(ti)，后(hou)果嚴重(zhong)。水(shui)(shui)砂(sha)分離(li)器通過離(li)心力的(de)(de)作(zuo)用使水(shui)(shui)沙分離(li)，能夠很好的(de)(de)解決以(yi)上問(wen)題(ti)。

二、研發過程

2005年(nian)在原陽的機(ji)淤工(gong)(gong)程中，由于(yu)工(gong)(gong)期緊、任務重，成立了攻關小組，在保證質(zhi)量和施(shi)工(gong)(gong)安(an)全前提下加快工(gong)(gong)程進度，通過多種渠道收集(ji)分析有(you)關資料，了解有(you)關信(xin)息，參考(kao)了國(guo)內外水砂(sha)分離(li)器的應(ying)用情況，結合(he)水砂(sha)分離(li)器在煤礦洗煤及造紙業上結構基(ji)礎，

利(li)用(yong)在重(zhong)(zhong)力及離(li)(li)心(xin)力的(de)作(zuo)用(yong)下，清除重(zhong)(zhong)于水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)固體顆(ke)(ke)粒(li)，水(shui)(shui)(shui)(shui)由進水(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)切向進入(ru)離(li)(li)心(xin)過(guo)濾器(qi)(qi)(qi)(qi)體內，旋轉產(chan)生(sheng)離(li)(li)心(xin)力，推(tui)動泥(ni)沙(sha)及密度較高(gao)的(de)固體顆(ke)(ke)粒(li)沿(yan)管(guan)壁流動，形成旋流，使(shi)沙(sha)子和石塊進入(ru)集砂(sha)(sha)罐(guan)，凈(jing)水(shui)(shui)(shui)(shui)則沿(yan)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)口流出(chu)。即完成水(shui)(shui)(shui)(shui)砂(sha)(sha)分(fen)離(li)(li)。根據此情況，我(wo)們以(yi)造(zao)紙的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)砂(sha)(sha)分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)為(wei)原(yuan)型(xing)，開始研(yan)究工作(zuo)，因介(jie)質不同，我(wo)們和廠家通過(guo)改變(bian)水(shui)(shui)(shui)(shui)砂(sha)(sha)分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)倉體大小、斜度等，經過(guo)不斷試(shi)驗(yan)、摸索(suo)，最終(zhong)試(shi)驗(yan)成功(gong)，水(shui)(shui)(shui)(shui)砂(sha)(sha)分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)離(li)(li)出(chu)來的(de)沙(sha)的(de)含水(shui)(shui)(shui)(shui)量只有(you)20%～30%，水(shui)(shui)(shui)(shui)砂(sha)(sha)分(fen)離(li)(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)主要有(you)以(yi)下幾部(bu)分(fen)組成：

1、進漿口(kou)：通過100mm或150mm管道將泥漿輸送到分離器內(nei)。

2、倉(cang)體(ti)(ti)：利用離心力，泥漿通過倉(cang)體(ti)(ti)實現水砂分(fen)離。

3、出水口：出水口在分離(li)器的正頂上，水砂分離(li)后(hou)，水通過排水口排放出去。

4、儲(chu)(chu)砂(sha)罐(guan)：位(wei)于倉體正下(xia)方(fang)，水(shui)砂(sha)分(fen)離(li)后，水(shui)通(tong)過(guo)排水(shui)口排放出去，而(er)沙則(ze)儲(chu)(chu)存(cun)到儲(chu)(chu)砂(sha)罐(guan)中。

5、排砂(sha)口：設置在儲砂(sha)罐正(zheng)下(xia)方，儲砂(sha)罐中的沙(sha)經過排砂(sha)口排放(fang)出去(qu)。

三、主要創新點

1、有效(xiao)解決了從出(chu)漿(jiang)口(kou)即(ji)可分離(li)水(shui)沙(sha)(sha)的(de)(de)難題。利用在(zai)重力及離(li)心力的(de)(de)作用下(xia)，清除重于(yu)水(shui)的(de)(de)固體(ti)顆粒，水(shui)由進(jin)水(shui)管切向(xiang)進(jin)入離(li)心過濾器(qi)體(ti)內，旋轉產生(sheng)離(li)心力，推動泥沙(sha)(sha)及密度較(jiao)高(gao)的(de)(de)固體(ti)顆粒沿管壁流動，形成(cheng)旋流，使沙(sha)(sha)子和(he)石塊進(jin)入儲砂(sha)罐，凈水(shui)則沿出(chu)水(shui)口(kou)流出(chu)，即(ji)完成(cheng)水(shui)砂(sha)分離(li)。

2、增(zeng)設了(le)儲(chu)砂(sha)罐(guan)，解決了(le)在(zai)(zai)排沙(sha)(sha)口水(shui)量(liang)過大的問題。在(zai)(zai)水(shui)砂(sha)分(fen)離(li)器的倉體(ti)(ti)正(zheng)下方，增(zeng)設了(le)30cm X 30 cm儲(chu)砂(sha)罐(guan)，使倉體(ti)(ti)的錐體(ti)(ti)角度和儲(chu)沙(sha)(sha)罐(guan)容積形成一定比例，使砂(sha)體(ti)(ti)下沉(chen)的顆粒物和儲(chu)沙(sha)(sha)罐(guan)里的砂(sha)起到連接作用(yong)，降(jiang)低檔了(le)排沙(sha)(sha)口的水(shui)量(liang)。

3、提(ti)高了出(chu)沙率，縮短(duan)(duan)了沉(chen)漿時間，解(jie)決了圍堤易(yi)脫坡的(de)(de)問題。水(shui)砂分離(li)(li)器分離(li)(li)出(chu)來的(de)(de)沙的(de)(de)含(han)水(shui)量只有(you)20%～30%，縮短(duan)(duan)了泵(beng)(beng)淤(yu)時砂體的(de)(de)自然(ran)沉(chen)降時間，解(jie)決了圍堤常時間處于飽和狀態下，易(yi)滲漏決口的(de)(de)問題。經實踐(jian)應用證(zheng)明(ming)，使用6PL泥(ni)漿泵(beng)(beng)通過水(shui)砂分離(li)(li)器時的(de)(de)出(chu)沙率為(wei)60m3/時～65m3/時，使用150SPW砂礫泵(beng)(beng)通過水(shui)砂分離(li)(li)器時的(de)(de)出(chu)沙率為(wei)100m3/時～110m3/時。

4、可為(wei)陸(lu)(lu)地(di)造漿的(de)施(shi)工(gong)用水(shui)(shui)(shui)(shui)提(ti)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)，節約了資金。目(mu)前常用高壓水(shui)(shui)(shui)(shui)槍在陸(lu)(lu)地(di)造漿進行(xing)放淤(yu)固地(di)，在遠離(li)河(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)時（500米左右），陸(lu)(lu)地(di)造漿所(suo)(suo)用的(de)施(shi)工(gong)用水(shui)(shui)(shui)(shui)需要打井來(lai)解決水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)問題。水(shui)(shui)(shui)(shui)砂分(fen)離(li)器通(tong)(tong)過離(li)心力的(de)作用使水(shui)(shui)(shui)(shui)沙分(fen)離(li)，使砂石通(tong)(tong)過排(pai)沙口排(pai)除(chu)，所(suo)(suo)分(fen)離(li)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)通(tong)(tong)過出水(shui)(shui)(shui)(shui)口流到清水(shui)(shui)(shui)(shui)池，可為(wei)陸(lu)(lu)地(di)造漿的(de)施(shi)工(gong)用水(shui)(shui)(shui)(shui)提(ti)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)。

四、水砂分(fen)離器的應用

(一)水砂分離器在(zai)放(fang)淤(yu)固堤中(zhong)的應用

2005年7月10日～2005年9月26日，在(zai)河南原陽黃河堤防加固(gu)工(gong)程十標(biao)，利用(yong)水砂分離器在(zai)淤區(qu)外圍進(jin)行施工(gong)，尤其(qi)在(zai)漁塘且水不深的地方使用(yong)效(xiao)果最為明顯，降低了施工(gong)成本。

(二)水砂分離器在采砂中的(de)應用(yong)

2006年10月(yue)10日至2006年11月(yue)25日在(zai)溫(wen)縣大(da)玉蘭(lan)控導(dao)工程砂(sha)(sha)場采(cai)(cai)砂(sha)(sha)中(zhong)，我們應用(yong)了(le)(le)水砂(sha)(sha)分(fen)離器。以往在(zai)采(cai)(cai)沙(sha)過程中(zhong)經(jing)常使用(yong)的方(fang)法是在(zai)河中(zhong)抽出(chu)砂(sha)(sha)漿(jiang)經(jing)自然淤(yu)積后再(zai)用(yong)機械裝(zhuang)車(che)，而采(cai)(cai)用(yong)水砂(sha)(sha)分(fen)離器后可直(zhi)接(jie)將車(che)輛停在(zai)出(chu)漿(jiang)口處，含水量較少砂(sha)(sha)料直(zhi)接(jie)裝(zhuang)車(che)運走，降低了(le)(le)裝(zhuang)車(che)費用(yong)，增加了(le)(le)效益。

(三)水砂分離器在施(shi)工取水中的應用

2007年5月在武(wu)陟機(ji)淤(yu)二(er)標用(yong)高壓水(shui)(shui)槍在陸(lu)地(di)造漿進行放淤(yu)固地(di)，在遠離河(he)水(shui)(shui)時（500米左右），通過使用(yong)水(shui)(shui)砂分離器，使砂石通過排(pai)沙口排(pai)出的(de)沙用(yong)于打圍(wei)堤(di)，所(suo)分離的(de)水(shui)(shui)通過出水(shui)(shui)口流(liu)到清(qing)水(shui)(shui)池，為(wei)陸(lu)地(di)造漿的(de)施工用(yong)水(shui)(shui)提供(gong)了水(shui)(shui)源，節約了打井費用(yong)。

五(wu)、效益(yi)和運用情況分(fen)析

水(shui)砂(sha)分(fen)(fen)離(li)(li)器具(ju)有體積小、架設維(wei)修方便、操作簡單、安裝方便、所需(xu)的(de)配(pei)套電力設施容(rong)量小的(de)優點，適用于現在黃、沁河的(de)放(fang)淤固堤施工及砂(sha)場采砂(sha)中使用，最適應(ying)分(fen)(fen)離(li)(li)水(shui)中含的(de)大(da)量沙子及石(shi)塊，在滿足過濾(lv)要求的(de)條件(jian)下，分(fen)(fen)離(li)(li)砂(sha)石(shi)的(de)能力可達到90%～95%，具(ju)有廣闊的(de)推廣應(ying)用價值。

1．應用情況及經濟效益：2006年3月該水砂分離器研制成功后，先后在原陽堤防加固工程、武陟標化堤防工程中推廣應用，取得了良好的應用效果。按照上年度施工中30萬方計算，打圍堤約占工程的三分之一，修筑圍堤的單價為3元/m3；水砂分離器省去了修圍堤的費用，可節約資金30萬元。水砂分離器如果應用到沙廠中，按30萬方計算，按照目前裝載機裝沙的單價是：1.5元/m3，可節省裝載機裝車費用15萬元。適用于現在黃、沁河的放淤固堤施工及砂場采砂中使用，具有廣闊的推廣應用價值。
 
 
 

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