CN104914258A - 集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，该装置包括变频电动机、泥浆搅拌箱、搅拌叶片、超声波浓度传感器、粘度传感器、泥浆桶、注射活塞和注射油缸，通过注射油缸控制泥浆桶中的泥浆输出压力、输出累计量和输出瞬时流量。与现有技术相比，本发明集泥浆制备、在线检测和注入功能为一体，可用于室内及现场泥浆制备、在线检测及注入试验，对搅拌速度、注入压力和流量等参数进行试验，从而保证盾构机等其它机械设备良好的切削性能和土体良好的流动性；可对泥浆制备、在线检测及注入的所有参数自动监测并记录，还可通过计算机上传至网络平台，实现数据保存；体积较小，整体放置在小车上，移动方便，可在室内和现场任意使用。

Description

集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置
技术领域
本发明涉及一种泥浆制备装置，尤其是涉及集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置。
背景技术
我国地下空间开发规模日益增加，如地下轨道交通、地下管线、地下商场等，各种隧道工程施工机械得到了广泛的使用，注浆是地下工程中常用的施工方法，如需要在盾构机掘进过程中向刀盘前方和土舱中添加泥浆来对开挖土体进行改良，以保证盾构机良好的切削性能和土体良好的流动性，保障顺利施工；另外在地下连续墙成槽、钻孔灌注桩成孔等施工中，为保证成槽成孔质量，均采用泥浆护壁工艺。然而由于地质条件的复杂性、地下工程的复杂性以及现场施工场地的限制，目前尚未开发出这种移动方便并能快速制备并检测浆液质量的装置，因此工程中迫切需要这类型装置。
上述工程中设计的泥浆均需要一种可以将生产、检测和注入一体化的装置，目前国内还没有适用于这方面的装置，现场所需的泥浆仅能通过临时拌合得到，未能进行相关影响因素定量化。本发明恰好填补目前国内在这些方面的空缺。本装置对泥浆的制备及注入影响因素均进行定量化，对泥浆质量进行在线检测，该装置可用于室内及现场泥浆试验所需泥浆的生产，同时还可以配合岩土工程其他试验装置进行使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可用于室内及现场泥浆试验的移动式高精度泥浆制备、在线检测及注入装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，包括依次连接的泥浆搅拌系统、泥浆在线检测系统和泥浆注入系统。
所述的泥浆搅拌系统包括变频电动机、泥浆搅拌箱和搅拌叶片，所述的变频电动机与搅拌叶片连接，搅拌叶片位于泥浆搅拌箱中。
所述的变频电动机转速在0～3000rpm之间进行无极调速。
所述的泥浆搅拌箱依次通过高压球阀和泥浆在线检测系统与泥浆注入系统连接。
所述的高压球阀通过一进浆管连接泥浆注入系统，并在进浆管上设有泥浆在线检测系统。
所述的泥浆在线检测系统包括超声波浓度传感器和粘度传感器，所述的超声波浓度传感器和粘度传感器分别对泥浆的浓度和粘度进行在线检测，并将检测数据实时传入计算机记录。
所述的泥浆注入系统包括依次连接的泥浆桶、注射活塞和注射油缸，所述的泥浆桶底部设有进浆孔和出浆孔，所述的进浆孔通过进浆管与高压球阀连接，所述的出浆孔通过出浆管球阀与出浆管连接。
所述的注射活塞位于泥浆桶中并与注射油缸的活塞杆连接，通过注射油缸控制泥浆桶中的泥浆输出压力、输出累计量和输出瞬时流量。
所述的泥浆输出压力为0～2MPa，输出累计量为0～50L，输出瞬时流量为0～10L/min。
该装置固定在小车上，可随车移动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)集泥浆制备、在线检测和注入功能为一体，可用于室内及现场泥浆制备及注入试验，对搅拌速度、注入压力和流量等参数进行试验，从而保证盾构机等其它机械设备良好的切削性能和土体良好的流动性，保障顺利施工。
(2)可对泥浆制备、在线检测及注入的所有参数自动监测并记录，同时还可以通过计算机上传至网络平台，实现数据保存。
(3)体积较小，整体放置在小车上，移动方便，可在室内和现场任意使用。
附图说明
图1为本发明装置的剖面图；
图中：1为变频电动机，2为泥浆搅拌箱，3为搅拌叶片，4为直通管接头，5为高压球阀，6为泥浆桶，7为注射活塞，8为孔用圈，9为支承环，10为注射油缸，11为快速接头，12为管夹，13为进浆管，14为出浆管，15为手推车，16为出浆管球阀，17为超声波浓度传感器，18为粘度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，包括依次连接的泥浆搅拌系统、泥浆在线检测系统和泥浆注入系统。
泥浆搅拌系统包括变频电动机1、泥浆搅拌箱2和搅拌叶片3，其中变频电动机1与搅拌叶片3连接，变频电动机1转速在0～3000rpm之间进行无极调速，搅拌叶片3位于泥浆搅拌箱2中，泥浆搅拌箱2依次通过高压球阀5和一进浆管13与泥浆注入系统连接，并在进浆管13上设有泥浆在线检测系统。
泥浆在线检测系统包括超声波浓度传感器17和粘度传感器18。
泥浆注入系统包括依次连接的泥浆桶6、注射活塞7和注射油缸10，泥浆桶6底部设有进浆孔和出浆孔，进浆孔通过进浆管13与高压球阀5连接，出浆孔通过出浆管球阀16与出浆管14连接，出浆管14末端通过直通管接头4与快速接头11连接。注射活塞7位于泥浆桶6中并与注射油缸10的活塞杆连接，注射活塞7上设有孔用圈8和支承环9，降低噪声，减少对注射活塞7的磨损。
整个装置固定在小车上，可随车移动。
使用时，电动机带动搅拌叶片对浆液进行搅拌，搅拌完成后通过直通管接头4、高压球阀5、进浆管13进入泥浆桶。泥浆通过注射活塞7向上抽产生负压吸入泥浆桶，具体操作时，关闭出浆管球阀16，打开高压球阀5，通过注射油缸10带动注射活塞7向上抽产生负压将泥浆吸入泥浆桶6，完成后关闭高压球阀5。泥浆的在线检测主要由超声波浓度传感器17和粘度传感器18完成，泥浆通过高压球阀5后经过超声波浓度传感器17和粘度传感器18分别对泥浆的浓度和粘度进行在线检测，并将检测数据传入计算机并记录下来。泥浆注入由注射油缸10产生推力，推动注射活塞7向下压，泥浆从出浆管14输出。通过对注射油缸10的推进速度、推进行程、推进压力可以调节泥浆的输出流量、输出累计量、输出压力，其中输出流量调节范围为0～10L/min、输出累计量调节范围为0～50L、输出压力调节范围为0～2MPa。通过注射油缸的传感器，可以对以上参数进行实时记录。
具体操作步骤：1)关闭高压球阀5，打开，启动注射油缸10，将注射活塞7推至泥浆桶6底；2)关闭出浆管球阀16，打开泥浆搅拌箱2，倒入泥浆原材料，盖上泥浆搅拌箱盖，设定变频电动机1转速，启动变频电动机1；3)关闭变频电动机1，打开高压球阀5，注射油缸10带动注射活塞7向上抽；4)关闭高压球阀5，打开出浆管球阀16，调节注射油缸10速度、行程、压力为设定值，收集泥浆或连接配套设备。

Claims (10)

1.集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，包括依次连接的泥浆搅拌系统、泥浆在线检测系统和泥浆注入系统。
2.根据权利要求1所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的泥浆搅拌系统包括变频电动机(1)、泥浆搅拌箱(2)和搅拌叶片(3)，所述的变频电动机(1)与搅拌叶片(3)连接，搅拌叶片(3)位于泥浆搅拌箱(2)中。
3.根据权利要求2所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的变频电动机(1)转速在0～3000rpm之间进行无极调速。
4.根据权利要求2所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的泥浆搅拌箱(2)依次通过高压球阀(5)和泥浆在线检测系统与泥浆注入系统连接。
5.根据权利要求4所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的高压球阀(5)通过一进浆管(13)连接泥浆注入系统，并在进浆管(13)上设有泥浆在线检测系统。
6.根据权利要求1或5所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的泥浆在线检测系统包括超声波浓度传感器(17)和粘度传感器(18)，所述的超声波浓度传感器(17)和粘度传感器(18)分别对泥浆的浓度和粘度进行在线检测，并将检测数据实时传入计算机记录。
7.根据权利要求4所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的泥浆注入系统包括依次连接的泥浆桶(6)、注射活塞(7)和注射油缸(10)，所述的泥浆桶(6)底部设有进浆孔和出浆孔，所述的进浆孔通过进浆管(13)与高压球阀(5)连接，所述的出浆孔通过出浆管球阀(16)与出浆管(14)连接。
8.根据权利要求7所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的注射活塞(7)位于泥浆桶(6)中并与注射油缸(10)的活塞杆连接，通过注射油缸(10)控制泥浆桶(6)中的泥浆输出压力、输出累计量和输出瞬时流量。
9.根据权利要求8所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，所述的泥浆输出压力为0～2MPa，输出累计量为0～50L，输出瞬时流量为0～10L/min。
10.根据权利要求1所述的集泥浆制备、在线检测和注入系统为一体的移动式装置，其特征在于，该装置固定在小车上，可随车移动。
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