CN104989301B - 可自动制备高质量泥浆的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动制备高质量泥浆的装置，包括搅拌桶、进料装置和泥浆存储装置；其中，所述进料装置包括膨润土粉碎机、膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器、PHP输送装置、传送带和水箱；所述膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器和PHP输送装置的出料口设置有电控调节阀，所述搅拌桶的下方设置有电机，该电机的输出轴与搅拌轴传动连接；所述膨润土粉碎机的出料口通过管道引至膨润土输送单元，所述膨润土输送单元和Na₂CO₃输送器的出料口位于传送带的上方，所述PHP输送装置和水箱的出料口通过料管引至搅拌桶；所述搅拌桶与泥浆存储装置连通，所述电控调节阀、电机、压力传感器和液位传感器与控制单元电连接。本发明能连续造浆，配比精度高且质量稳定。

Description

可自动制备高质量泥浆的装置

技术领域

本发明属于建筑材料或类似材料的处置装置，尤其是一种可自动制备高质量泥浆的装置。

背景技术

泥浆在现代的工程中应用十分广泛，尤其是在一些钻孔过程中进行护壁。泥浆护壁就是在对于地下连续墙成槽、钻孔灌注桩钻孔等工程中，在槽或孔中注入泥浆，因为泥浆比水重，泥浆所产生的液柱压力可平衡地下水压力，并对孔壁有一定的侧压力，成为孔壁的一种液态支撑。同时，泥浆中胶质颗粒在泥浆压力下，渗入孔壁表层孔隙中，形成一种泥皮，可以有效地防止槽、孔壁坍塌。泥浆还具有携渣和冷却、润滑机具作用，具有一定粘度的泥浆可以携同泥渣一起排出。泥浆可以作机具的润滑和冷却剂，在冲洗机具的同时，也可以冷却机具。

泥浆主要由膨润土或粘土和水的混合物，并根据需要掺入少量其他外加剂如工业碳酸钠(Na₂CO₃)、聚丙烯酰胺（PHP）等。泥浆配置时应注意控制四个方面:控制泥浆液面、控制泥浆比重、控制泥浆粘度、控制泥浆PH值，调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度。

当前施工过程中使用的泥浆，一般是现场制备，在工地设置造浆池、循环池、中间设置泥浆通道，循环池与钻孔用泥浆槽相连。大多数工程就地取材，在施工现场用砖石和混凝土建成容积较大的立式或水平的池子，或者直接用挖土机在地上开挖一个容积较大的坑并经过一定处理，在其中安装功率强大的搅拌机，可以搅拌膨润土或者块状粘土，造的泥浆一般的做法是直接储存在循环池中，但是在循环速度较快的情况下，泥浆得不到充分的水化膨润时间，因此较好的做法是设置专用的新鲜泥浆储存池，让泥浆充分水化膨润。但是这种做法得到的泥浆一般质量不高，在一些比较重要的工程中，为了安全且顺利地进行工程的施工，必须确保供应高质量的泥浆，因此就需要一种能够在现场制备高质量的泥浆的装置。而且现有的高质量泥浆制备装置，由于需要精确确定各组分的质量，因此工序复杂，存在造浆时间长、效率低等问题。

发明内容

发明目的：提供一种可自动制备高质量泥浆的装置，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种可自动制备高质量泥浆的装置，包括搅拌桶、进料装置和泥浆存储装置；其中，所述进料装置包括膨润土粉碎机、膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器、PHP输送装置、传送带和水箱。所述膨润土输送单元和Na₂CO₃输送器中设置有压力传感器，所述PHP输送装置和水箱中设置有液位传感器，所述膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器和PHP输送装置的出料口设置有电控调节阀，所述搅拌桶的下方设置有电机，该电机的输出轴与搅拌轴传动连接；所述膨润土粉碎机的出料口通过管道引至膨润土输送单元，所述膨润土输送单元和Na₂CO₃输送器的出料口位于传送带的上方，所述PHP输送装置和水箱的出料口通过料管引至搅拌桶；所述搅拌桶与泥浆存储装置连通，所述电控调节阀、电机、压力传感器和液位传感器与控制单元电连接。

在进一步的实施例中，所述控制单元包括信号放大电路、A/D转换器和数据处理装置，用于将接收到的模拟信号放大并转换成数字信号。所述搅拌桶为立式，所述搅拌轴设置上设置有搅拌叶，所述电机经减速机减速后带动搅拌轴旋转。控制单元根据所述压力传感器或液位传感器发送的信息判断膨润土输送单元、Na2CO3输送器、PHP输送装置和水箱中料量，如果低于预设值，则发送提示，提醒操作人员及时补充原料。所述控制单元根据原料配比调整各电控调节阀的开度。所述控制单元根据液压传感器、液位传感器发送的信息判断原料的变化量，实时跟踪原料的配比，如果配比偏离预期值，则调整相应的电磁阀，使之符合预期值。所述泥浆的预期值为：水：膨润土：Na2CO3：PHP溶液＝（900~1000）：（50~62）：（2.8~3.5）：（0.3~0.5），优选为：968∶58∶3.194∶0.484。

有益效果：本发明可精确保持所需的高质量泥浆配比，且能连续造浆，效率高且质量稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的可自动制备高质量泥浆的装置主要包括：搅拌桶4、进料装置和泥浆存储装置7；

其中，所述进料装置包括膨润土粉碎机11、膨润土输送单元2、Na₂CO₃输送器3、PHP输送装置5、传送带8和水箱6。进料装置用于将各原料输送至搅拌桶中。为了实时监测进料装置的存料量，并控制进料速率，以使各原料的配比符合预期规定，在膨润土输送单元和Na₂CO₃输送器中设置有压力传感器a，PHP输送装置和水箱中设置有液位传感器b，水箱中设置有电磁阀或者泵机，所述膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器和PHP输送装置的出料口设置有电控调节阀9。上述压力传感器和液位传感器将各原料仓中的信息发送给控制单元，控制单元根据各传感器返回的信息判断存料量及原料使用量，根据原料使用量可以实时判断原料比例，如果不符合预设值，则调整阀门或泵机，减少部分原料的进料速度，或者增加部分原料的进料速度，从而使原料配比符合预期值。

所述搅拌桶的下方设置有电机，该电机10的输出轴与搅拌轴传动连接；所述膨润土粉碎机的出料口通过管道引至膨润土输送单元，所述膨润土输送单元和Na₂CO₃输送器的出料口位于传送带的上方，所述PHP输送装置和水箱的出料口通过料管引至搅拌桶；所述搅拌桶与泥浆存储装置连通，所述电控调节阀、电机、压力传感器和液位传感器与控制单元1电连接。在该实施例中，原料输送单元通过管道或传送带将原料输送至搅拌桶中，可以实现自动化进料和配料，生产效率高且质量可控。

在进一步的实施例中，所述控制单元包括信号放大电路、A/D转换器和数据处理装置，用于将接收到的模拟信号放大并转换成数字信号。采用这种方式一是可以节省成本，带有模数转换功能的压力传感器和液压传感器的成本较高，二是能够加快控制单元的处理速度，同时便于记录和显示。

所述搅拌桶为立式，所述搅拌轴设置上设置有搅拌叶，所述电机经减速机减速后带动搅拌轴旋转。在本实施例中，搅拌桶为立式，技术人员也可根据实际工况采用其他形式，例如卧式，这些情况应视为等同。

本发明的工作过程简要描述如下：

首先是原料量的控制，控制单元根据所述压力传感器或液位传感器发送的信息判断膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器、PHP输送装置和水箱中料量，如果低于预设值，则发送提示，提醒操作人员及时补充原料。

其次是原料配比的控制：所述控制单元根据原料配比调整各电控调节阀的开度。所述控制单元根据液压传感器、液位传感器发送的信息判断原料的变化量，实时跟踪原料的配比，如果配比偏离预期值，则调整相应的电磁阀，使之符合预期值。

使用时，先在粉碎机、聚丙烯酰胺（PHP）溶液储存器、水箱及泵机、泥浆储存容器中加入各种需要的原料，然后开启主机，根据事先算好的配合比和加料顺序，将相关数据输入到主机中，由主机来控制各原料的加入量和加料顺序，膨润土和工业碳酸钠(Na₂CO₃)通过传送带送入搅拌桶中，聚丙烯酰胺（PHP）溶液和水通过导管加入到搅拌桶中，在搅拌桶中进行搅拌，当搅拌桶中的泥浆达到一定量时，开启阀门，通过泵机将泥浆输送到泥浆储存容器中。在造浆过程中，注意根据主机发出的提示及时补充原料。

所述泥浆的预期值为：水：膨润土：Na₂CO₃：PHP溶液＝（900~1000）：（50~62）：（2.8~3.5）：（0.3~0.5），优选为：968∶58∶3.194∶0.484。

实施例1

采用上述装置生产泥浆，其泥浆的预期配比为900:55:3:0.5。获取泥浆后，测定泥浆的性能参数为：相对密度为1.31，粘度为20，含砂率为5，胶体率99，30min失水率为12，酸碱度为8。质量等级为优。

实施例2

采用上述装置生产泥浆，其泥浆的预期配比为950:50:2.5:0.3。获取泥浆后，测定泥浆的性能参数为：相对密度为1.21，粘度为19，含砂率为4，胶体率100，30min失水率为15，酸碱度为8。质量等级为优。

实施例3

采用上述装置生产泥浆，其泥浆的预期配比为980:62:3.2:0.4。获取泥浆后，测定泥浆的性能参数为：相对密度为1.35，粘度为22，含砂率为6，胶体率100，30min失水率为14，酸碱度为8。质量等级为优。

实施例4

采用上述装置生产泥浆，其泥浆的预期配比为1000:55:3.5:0.45。获取泥浆后，测定泥浆的性能参数为：相对密度为1.11，粘度为19，含砂率为3，胶体率100，30min失水率为18，酸碱度为8。质量等级为优。

实施例5

采用上述装置生产泥浆，其泥浆的预期配比为968:58:3.194:0.484。获取泥浆后，测定泥浆的性能参数为：相对密度为1.15，粘度为22，含砂率为6，胶体率100，30min失水率为12，酸碱度为8。质量等级为优。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

Claims (4)

1.一种可自动制备高质量泥浆的装置，其特征在于，包括搅拌桶（4）、进料装置和泥浆存储装置（7）；其中，所述进料装置包括膨润土粉碎机（11）、膨润土输送单元（2）、Na₂CO₃输送器（3）、PHP输送装置（5）、传送带（8）和水箱（6）；所述膨润土输送单元和Na₂CO₃输送器中设置有压力传感器（a），所述PHP输送装置和水箱中设置有液位传感器（b），所述膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器和PHP输送装置的出料口设置有电控调节阀（9），所述搅拌桶的下方设置有电机，该电机的输出轴与搅拌轴传动连接；所述膨润土粉碎机的出料口通过管道引至膨润土输送单元，所述膨润土输送单元和Na₂CO₃输送器的出料口位于传送带的上方，所述PHP输送装置和水箱的出料口通过料管引至搅拌桶；所述搅拌桶与泥浆存储装置连通，所述电控调节阀、电机、压力传感器和液位传感器与控制单元电连接；

所述控制单元根据原料配比调整各电控调节阀的开度；所述控制单元根据液压传感器、液位传感器发送的信息判断原料的变化量，实时跟踪原料的配比，如果配比偏离预期值，则调整相应的电磁阀，使之符合预期值；所述泥浆的预期值为：水：膨润土：Na₂CO₃：PHP溶液＝968∶58∶3.194∶0.484。

2.如权利要求1所述的可自动制备高质量泥浆的装置，其特征在于，所述控制单元包括信号放大电路、A/D转换器和数据处理装置，用于将接收到的模拟信号放大并转换成数字信号。

3.如权利要求1所述的可自动制备高质量泥浆的装置，其特征在于，所述搅拌桶为立式，所述搅拌轴设置上设置有搅拌叶，所述电机经减速机减速后带动搅拌轴旋转。

4.如权利要求1所述的可自动制备高质量泥浆的装置，其特征在于，控制单元根据所述压力传感器或液位传感器发送的信息判断膨润土输送单元、Na₂CO₃输送器、PHP输送装置和水箱中料量，如果低于预设值，则发送提示，提醒操作人员及时补充原料。