CN104260204B - 膏浆灌浆一体机及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膏浆灌浆一体机，解决了传统搅拌机及灌浆泵不能满足膏状浆液灌浆施工要求的问题。该膏浆灌浆一体机，其特征在于，包括机架（13），位于机架（13）上方并用于搅拌的膏浆搅拌机构，为膏浆搅拌机构送料的螺旋送料机（8），位于机架（13）下方、用于接收通过膏浆搅拌机构搅拌后的膏浆并实施灌浆的膏浆灌浆机构，以及集成于机架（13）上的液压控制系统（12）和电器控制系统（17）。本发明在上述结构的基础上，还公开了其实现方法。本发明将膏浆的送料、搅拌、灌浆集成为一体，并集中控制，不仅结构简单，而且实现方便，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。

Description

膏浆灌浆一体机及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种膏浆的制备、存储、灌注设备，具体地讲，是涉及一种膏浆灌浆一体机及其实现方法。

背景技术

膏浆是一种膏状浆液，我国《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》将其定义为“塑性屈服强度大于20Pa的混合浆液”，其是一种牙膏状的浆液，在外力的挤压下可以流动，在没有外力时仅仅在自重的作用下是不流动的。膏状浆液灌浆对大空隙地层、高流速地下水的不利条件具有良好的适应性和可控制性。现有技术中，并没有成熟的膏状浆液制浆设备和灌注设备，一般是对传统搅拌机及灌浆泵改制后勉强进行使用，效率及质量均欠佳，不利于施工。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、实现方便且将膏状浆液的制备、储存及灌注设备集成于一体的膏浆灌浆一体机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

膏浆灌浆一体机，包括机架，位于机架上方并用于搅拌的膏浆搅拌机构，为膏浆搅拌机构送料的螺旋送料机，位于机架下方、用于接收通过膏浆搅拌机构搅拌后的膏浆并实施灌浆的膏浆灌浆机构，以及集成于机架上的液压控制系统和电气控制系统。其中，液压控制系统主要用于控制油缸动作，如：闸板阀油缸、排浆料缸、吸浆料缸、摆动油缸等；电气控制系统主要用于控制电机、马达、泵等工作。

具体的说，膏浆搅拌机构包括膏状浆液搅拌机，位于膏状浆液搅拌机内部的搅拌叶片，控制搅拌叶片运动的搅拌电机，设置于膏状浆液搅拌机出浆口的闸板阀，控制闸板阀开闭的闸板阀油缸，以及设置在膏状浆液搅拌机上的进浆管。

进一步的，所述膏状浆液搅拌机内部四周设置有水管，水管上开设有斜向对应膏状浆液搅拌机内壁的孔，膏状浆液搅拌机上设置有与其内部水管连接的进水管。

优选的，所述搅拌叶片为正反绕组螺旋叶片。

再进一步的，所述螺旋送料机设置于膏状浆液搅拌机上方。

具体的说，所述膏浆灌浆机构包括位于膏状浆液搅拌机下方的储料斗，位于储料斗内的搅拌叶片，用于控制搅拌叶片运动的搅拌马达，设置在储料斗上的出浆管，一端与出浆管连接的“S”连接管，排浆料缸和吸浆料缸，以及驱动两个料缸的料缸油缸；“S”连接管的另一端通过摆动油缸实现与排浆料缸或吸浆料缸交替连接，摆动油缸则通过电动机及油泵驱动。

更进一步的，在出浆管口处还设置有压力传感器。

为了更好的实现本发明，还包括对液压油进行冷却的冷却器，用于润滑设备的集中润滑泵。

上述膏浆灌浆一体机的实现方法，包括以下步骤：

(1)膨润土由螺旋送料机送入膏状浆液搅拌机内，水泥浆液由进浆管送入膏状浆液搅拌机内；

(2)开启搅拌电机，使膨润土和水泥浆液在膏状浆液搅拌机内充分搅拌，搅拌过程中，闸板阀关闭；

(3)搅拌完成后，通过闸板阀油缸控制闸板阀打开，膏状浆液靠自重落入储料斗；

(4)摆动油缸控制“S”连接管与排浆料缸出口连接，实现正常排浆。

当出浆管路堵塞后，摆动油缸控制“S”连接管与吸浆料缸出口连接，实现反吸功能，疏通出浆管路。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明将膏浆的送料、搅拌、灌浆集成为一体，并集中控制，解决了传统搅拌机及灌浆泵不能满足膏状浆液灌浆施工要求的技术难题。

(2)本发明中搅拌叶片为正反绕组螺旋叶片，这种结构能使膏状浆液在搅拌过程中在搅拌机内循环，使浆液在搅拌机内充分搅拌，不仅搅拌效率高，而且搅拌质量良好。

(3)本发明在搅拌机的内壁布置若干水管，水管上开孔，且孔斜向对应内壁，用于制浆完成后对搅拌机的清洗，清洗干净彻底。

(4)本发明采用柱塞式吸浆原理，“S”阀分配结构，将摆动油缸和“S”连接管与排浆料缸和吸浆料缸结合使用，当摆动油缸控制“S”连接管，使其一直保持与排浆料缸出口连接，灌浆泵正常排浆；当摆动油缸控制“S”连接管，使其一直保持与吸浆料缸出口连接，灌浆泵实现反吸功能，以便出浆管路堵塞时使用。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的侧视图。

图4为本发明的局部示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-出浆管、2-搅拌马达、3-闸板阀、4-膏状浆液搅拌机、5-闸板阀油缸、6-进水管、7-进浆管、8-螺旋送料机、9-搅拌电机、10-冷却器、11-油箱、12-液压控制系统、13-机架、14-电动机及油泵、15-集中润滑泵、16-触摸屏、17-电气控制系统、18-摆动油缸、19-储料斗，20-料缸，21-“S”连接管，22-料缸油缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1～图3所示，本实施例提供了膏浆灌浆一体机，该一体机将膏浆从送料、制备到灌浆集成为一体，并集中控制，具体的说，该一体机主要包括膏浆搅拌机构、螺旋送料机8和膏浆灌浆机构三大部分，此外，并集成有液压控制系统12和电气控制系统17用于控制整体设备的运行。

上述的膏浆搅拌机构、螺旋送料机、膏浆灌浆机构、液压控制系统和电气控制系统均设置在机架13上。机架的结构并不作特别限定，其作用在于为上述部件提供安装空间及安装支撑，说明书附图中机架的形状结构不应当限制本申请的保护范围。

螺旋送料机，主要由电机、减速器、螺旋叶片及入料斗组成。螺旋送料机整体布置于膏浆灌浆一体机的侧面，入料斗端支腿着地，入料口端与膏状浆液搅拌机构采用销轴连接，主要用于膨润土由入料斗输送至膏状浆液搅拌机构。

膏浆灌浆机构，包括膏状浆液搅拌机4，位于膏状浆液搅拌机4内部的搅拌叶片，控制搅拌叶片运动的搅拌电机9，设置于膏状浆液搅拌机4出浆口的闸板阀3，控制闸板阀3开闭的闸板阀油缸5，以及设置在膏状浆液搅拌机4上的进浆管7。其中，膏状浆液搅拌机是搅拌主体，螺旋送料机所述输送的料(膨润土)则进入膏状浆液搅拌机内；进浆管设置在膏状浆液搅拌机上方，通过进浆管将0.5:1的水泥浆液由外部送浆泵送至膏状浆液搅拌机内，在两种物料加料完毕后，即可启动搅拌电机，由搅拌电机控制搅拌叶片旋转实现搅拌作业。本实施例中，搅拌电机可以为减速电机，也可以由电机和减速器组合构成。

为了使得料在搅拌机内的搅拌更充分、均匀，作为优选，本实施例中，搅拌叶片采用正反绕组螺旋叶片，即内外双螺旋正反绕组结构，这种结构能使膏状浆液在搅拌过程中在搅拌机内循环，以此提高搅拌效率和效果。

膏状浆液搅拌机的出浆口由闸板阀3控制，闸板阀又通过闸板阀油缸5实现其开闭，在搅拌过程中，闸板阀处于关闭状态，膏状浆液在搅拌机内循环搅拌，当膏状浆液制备完成后，闸板阀打开，由外螺旋叶片将搅拌机内膏状浆液推至闸板阀处，膏状浆液靠自重落入膏浆灌浆机构中。

本实施例通过以下结构设置，实现对膏状浆液搅拌机内部的清洗：在膏状浆液搅拌机4内部四周设置有水管，水管上开设有斜向对应膏状浆液搅拌机内壁的孔，孔的大小为2至10mm，优选5mm，膏状浆液搅拌机4上设置有与其内部水管连接的进水管6。在清洗时，从进水管进水，搅拌机内的水管通过开设在其上的孔对内壁进行冲洗。

膏浆灌浆机构，用于灌浆作业，其包括位于膏状浆液搅拌机4下方的储料斗19，位于储料斗19内的搅拌叶片，用于控制搅拌叶片运动的搅拌马达2，设置在储料斗19上的出浆管1，一端与出浆管1连接的“S”连接管，以及排浆料缸和吸浆料缸；“S”连接管的另一端通过摆动油缸18实现与排浆料缸或吸浆料缸连接，所述摆动油缸18通过电动机及油泵14驱动，即电动机驱动油泵为油缸供油以实现油缸动作。具体的说，储料斗位于膏状浆液搅拌机出浆口的下方，搅拌制备完成的膏浆在自重的作用下落至储料斗中，以备膏状浆液灌浆使用。

如图4所示，“S”连接管21一端与出浆管1连接，“S”连接管的另一端通过两个摆动油缸18实现与两个料缸20交替连接，两个料缸根据功能分为排浆料缸和吸浆料缸，所述料缸20通过料缸油缸22驱动交替吸浆、排浆。摆动油缸18、料缸油缸22通过电动机及油泵14驱动实现交替工作。当“S”连接管21一端与料缸20中排浆料缸连接时，泵正常工作，实现正常排浆；当“S”连接管21一端与料缸20中吸浆料缸连接时，泵非正常工作，实现正常吸浆。

本实施例采用柱塞式吸浆原理，“S”阀分配结构，将摆动油缸和“S”连接管与排浆料缸和吸浆料缸结合使用。“S”连接管的一端与出浆管连接，其另一端通过摆动油缸控制，正常排浆的情况下：摆动油缸控制“S”连接管与排浆料缸出口连接；反吸功能：摆动油缸控制“S”连接管与吸浆料缸出口连接，实现反吸功能，以便出浆管路堵塞时使用。

液压控制系统主要用于控制油缸动作，如上述闸板阀油缸、排浆料缸、吸浆料缸、摆动油缸等，油缸的油由油箱11提供；电气控制系统主要用于控制电机、马达、泵等工作。

基于上述结构，本发明的工作过程如下：(1)膨润土由螺旋送料机送入膏状浆液搅拌机内，水泥浆液由进浆管送入膏状浆液搅拌机内；(2)开启搅拌电机，使膨润土和水泥浆液在膏状浆液搅拌机内充分搅拌，搅拌过程中，闸板阀关闭；(3)搅拌完成后，通过闸板阀油缸控制闸板阀打开，膏状浆液靠自重落入储料斗；(4)摆动油缸控制“S”连接管与排浆料缸出口连接，实现正常排浆。

为了更好的实现本发明，在上述结构的基础上，本发明还包括触摸屏16，对液压油进行冷却的冷却器10和用于润滑设备的集中润滑泵15。

进一步的，通过触摸屏可以对灌浆压力参数进行设定，在出浆管口处设置压力传感器，通过压力传感器传回的实时灌浆压力参数，数据经过PLC处理后，通过控制液压控制系统，使泵在达到灌浆压力后停泵保压，当管口压力低于设定值时，重新启动灌浆泵灌注膏状浆液，以实现灌浆过程中灌浆压力可控的目的。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.膏浆灌浆一体机，其特征在于，包括机架（13），位于机架（13）上方并用于搅拌的膏浆搅拌机构，为膏浆搅拌机构送料的螺旋送料机（8），位于机架（13）下方、用于接收通过膏浆搅拌机构搅拌后的膏浆并实施灌浆的膏浆灌浆机构，以及集成于机架（13）上的液压控制系统（12）和电气控制系统（17）；膏浆搅拌机构包括膏状浆液搅拌机（4），位于膏状浆液搅拌机（4）内部的搅拌叶片，控制搅拌叶片运动的搅拌电机（9），设置于膏状浆液搅拌机（4）出浆口的闸板阀（3），控制闸板阀（3）开闭的闸板阀油缸（5），以及设置在膏状浆液搅拌机（4）上的进浆管（7）；所述膏浆灌浆机构包括位于膏状浆液搅拌机（4）下方的储料斗（19），位于储料斗（19）内的搅拌叶片，用于控制搅拌叶片运动的搅拌马达（2），设置在储料斗（19）上的出浆管（1），一端与出浆管（1）连接的“S”连接管（21），排浆料缸和吸浆料缸，以及驱动两个料缸的料缸油缸（22）；“S”连接管的另一端通过摆动油缸（18）实现与排浆料缸或吸浆料缸交替连接，摆动油缸（18）则通过电动机及油泵（14）驱动。

2.根据权利要求1所述的膏浆灌浆一体机，其特征在于，所述膏状浆液搅拌机（4）内部四周设置有水管，水管上开设有斜向对应膏状浆液搅拌机内壁的孔，膏状浆液搅拌机（4）上设置有与其内部水管连接的进水管（6）。

3.根据权利要求2所述的膏浆灌浆一体机，其特征在于，所述搅拌叶片为正反绕组螺旋叶片。

4.根据权利要求3所述的膏浆灌浆一体机，其特征在于，所述螺旋送料机设置于膏状浆液搅拌机（4）上方。

5.根据权利要求4所述的膏浆灌浆一体机，其特征在于，在出浆管口处还设置有压力传感器。

6.根据权利要求5所述的膏浆灌浆一体机，其特征在于，还包括对液压油进行冷却的冷却器（10）和用于润滑设备的集中润滑泵（15）。

7.如权利要求1至6任一项所述的膏浆灌浆一体机的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）膨润土由螺旋送料机送入膏状浆液搅拌机内，水泥浆液由进浆管送入膏状浆液搅拌机内；

（2）开启搅拌电机，使膨润土和水泥浆液在膏状浆液搅拌机内充分搅拌，搅拌过程中，闸板阀关闭；

（3）搅拌完成后，通过闸板阀油缸控制闸板阀打开，膏状浆液靠自重落入储料斗；

（4）摆动油缸控制“S”连接管与排浆料缸出口连接，实现正常排浆。

8.根据权利要求7所述的膏浆灌浆一体机的实现方法，其特征在于，当出浆管路堵塞后，摆动油缸控制“S”连接管与吸浆料缸出口连接，实现反吸功能，疏通出浆管路。