CN107387121B - 新型双液注浆全液压耦合控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种新型双液注浆全液压耦合控制系统，包括A液管路和B液管路，所述的A液管路上依次设有A液搅拌罐、A液注浆柱塞泵和第一流量传感器，B液管路上依次设有B液存储罐、B液变排量液压马达驱动泵和第二流量传感器，A液管路和B液管路合并至混合管路，混合管路上设有混合器，A液注浆柱塞泵与液压耦合控制系统连接，液压耦合控制系统与B液变排量液压马达驱动泵连接，第二流量传感器与B液变排量液压马达驱动泵连接。本发明装置解决了双液注浆同步混合性问题，相应地开发新型双液注浆全液压耦合控制系统，实现两相混合均匀性，从而解决了混合浆液质量问题，解决了两相凝胶时间不易控制问题，从而降低管路堵塞风险问题。
Description
技术领域
本发明涉及盾构注浆施工，特别是指一种新型双液注浆全液压耦合控制系统。
背景技术
盾构在施工过程中，随着盾构向前推进，开挖地质将与管片之间形成缝隙。为了能够在极短的时间内将其填充密实，从而使周围岩土体获得及时的支撑，有效的防止土体的坍塌，控制地表的沉降，需要在盾构推进过程中同时进行注浆作业。
由于在不同的地层中渗透系数相差较大，同步浆液容易向渗透系数大的地层中渗透，因此对浆液质量、注浆量、注浆压力的控制需要充分注意，为了能对应各种土质条件，同步注浆系统设计应既可以采用双液注浆，也可以采用单液注浆的系统。双液注浆同步混合性能否均匀决定了混合后浆液的质量及强度以及管路堵塞风险。
因此本领域需要开发新型双液注浆全液压耦合控制系统，通过该系统能够解决双液注浆同步性问题，从而解决混合浆液质量问题，解决两相凝胶时间不易控制问题，从而降低管路堵塞风险问题。
发明内容
本发明提出一种新型双液注浆全液压耦合控制系统，解决了现有技术中双液注浆同步混合性的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种新型双液注浆全液压耦合控制系统，包括A液管路和B液管路，所述的A液管路上依次设有A液搅拌罐、A液注浆柱塞泵和第一流量传感器，B液管路上依次设有B液存储罐、B液变排量液压马达驱动泵和第二流量传感器，A液管路和B液管路合并至混合管路，混合管路上设有混合器，A液注浆柱塞泵与液压耦合控制系统连接，液压耦合控制系统与B液变排量液压马达驱动泵连接，第二流量传感器与B液变排量液压马达驱动泵连接。
所述的A液搅拌罐包括电机减速机，电机减速机与A液搅拌罐内的搅拌轴连接，B液存储罐上设有液位传感器，A液管路上还设有闸阀、第一压力表、第一压力传感器和第四球阀，闸阀设在A液搅拌罐与A液注浆柱塞泵之间，第一压力表设在第一压力表与第一流量传感器之间，第一压力传感器和第四球阀依次设在第一流量传感器与混合管路之间，B液管路上还设有第一球阀、第六球阀、第二压力表、第二压力传感器和第五球阀，第一球阀和第六球阀依次设在B液存储罐与B液变排量液压马达驱动泵之间，第二压力表设在B液变排量液压马达驱动泵与第二流量传感器之间，第二压力传感器和第五球阀依次设在第二流量传感器与混合管路之间。
所述的A液管路与第一清洁管路连接，第一清洁管路连接在A液搅拌罐与A液注浆柱塞泵之间，第一清洁管路上依次设有第三球阀和第二单向截止阀，B液管路与第二清洁管路连接，第二清洁管路连接在B液存储罐与B液变排量液压马达驱动泵之间，第二清洁管路上依次设有第二球阀和第一单向截止阀。
所述的液压耦合控制系统包括A液注浆泵泵送系统和B液注浆泵泵送系统，A液注浆泵泵送系统采用全液压逻辑控制的泵送系统，A液注浆泵泵送系统包括A液注浆柱塞泵上的泵送油缸，B液注浆泵泵送系统包括B液变排量液压马达驱动泵上的液压马达，泵送油缸有杆腔的油管连接到液压马达的B口，液压马达的A口连接到泵送油缸有杆腔的阀块接口，驱动马达的A口设有第七球阀I-1和单向阀，驱动马达的B口设有第八球阀I-2和单向阀。
本发明可以实现以下几个功能：根据盾构施工速度来调整A液泵送流量；B液泵会根据A液设置的混合比例通过液压耦合控制系统来同步调整流量，保证双液注浆同步混合；B液泵根据流量计进行闭环反馈调整驱动马达排量，进而调整泵送流量来满足设置量要求；通过进口端增加连接口，可接入水或膨润土其他介质可以进行正向清洗管路。
本发明装置解决了双液注浆同步混合性问题，相应地开发新型双液注浆全液压耦合控制系统，实现两相混合均匀性，从而解决了混合浆液质量问题，解决了两相凝胶时间不易控制问题，从而降低管路堵塞风险问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为新型双液注浆全液压耦合控制系统示意图。
图2为液压耦合控制系统原理图。
图中：1.A液搅拌罐，2.闸阀，3.电机减速机，4.B液存储罐，5.液位传感器，6.第一球阀，7.第一单向截止阀，8.第二球阀，9.第三球阀，10.第二单向截止阀，11.第四球阀，12.第一压力传感器，13.第一流量传感器，14.第一压力表，15.A液注浆柱塞泵，16.混合器，17.第五球阀，18.第二压力传感器，19.第二流量传感器，20.第二压力表，21.B液变排量液压马达驱动泵，22.第六球阀，I.A液注浆泵泵送系统，II.B液注浆泵泵送系统，I-1.第七球阀，I-2.第八球阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，一种新型双液注浆全液压耦合控制系统，包括A液管路和B液管路，所述的A液管路上依次设有A液搅拌罐1、A液注浆柱塞泵15和第一流量传感器13，B液管路上依次设有B液存储罐4、B液变排量液压马达驱动泵21和第二流量传感器19，A液管路和B液管路合并至混合管路，混合管路上设有混合器16，A液注浆柱塞泵15与液压耦合控制系统连接，液压耦合控制系统与B液变排量液压马达驱动泵21连接，第二流量传感器19与B液变排量液压马达驱动泵21连接。
根据盾构施工速度，通过液压耦合控制系统来调整A液泵送流量，再根据A液和B液设置的混合比例，通过液压耦合控制系统来同步调整B液泵的流量，保证同步泵送同步混合，同时B液泵根据第二流量传感器的闭环反馈调整驱动马达排量，进而调整泵送流量来满足设置量要求。
所述的A液搅拌罐1包括电机减速机3，电机减速机3与A液搅拌罐1内的搅拌轴连接，B液存储罐4上设有液位传感器5，A液管路上还设有闸阀2、第一压力表14、第一压力传感器12和第四球阀11，闸阀2设在A液搅拌罐1与A液注浆柱塞泵15之间，第一压力表14设在第一压力表14与第一流量传感器13之间，第一压力传感器12和第四球阀11依次设在第一流量传感器13与混合管路之间，B液管路上还设有第一球阀6、第六球阀22、第二压力表20、第二压力传感器18和第五球阀17，第一球阀6和第六球阀22依次设在B液存储罐4与B液变排量液压马达驱动泵21之间，第二压力表20设在B液变排量液压马达驱动泵21与第二流量传感器19之间，第二压力传感器18和第五球阀17依次设在第二流量传感器19与混合管路之间。
所述的A液管路与第一清洁管路连接，第一清洁管路连接在A液搅拌罐1与A液注浆柱塞泵15之间，第一清洁管路上依次设有第三球阀9和第二单向截止阀10，B液管路与第二清洁管路连接，第二清洁管路连接在B液存储罐4与B液变排量液压马达驱动泵21之间，第二清洁管路上依次设有第二球阀8和第一单向截止阀7。
通过进口端增加连接口，可接入水或膨润土等介质，进行正向管路清洗。
所述的液压耦合控制系统包括A液注浆泵泵送系统I和B液注浆泵泵送系统II，A液注浆泵泵送系统采用全液压逻辑控制的泵送系统，A液注浆泵泵送系统I包括A液注浆柱塞泵15上的泵送油缸，B液注浆泵泵送系统II包括B液变排量液压马达驱动泵21的液压马达，泵送油缸有杆腔的油管连接到液压马达的B口，液压马达的A口连接到泵送油缸有杆腔的阀块接口，驱动马达的A口设有第七球阀I-1和单向阀，驱动马达的B口设有第八球阀I-2和单向阀。
液压耦合控制系统的实现方法为：通过对A液注浆泵泵送系统的再创造，将B液注浆泵泵送系统的液压马达驱动液压系统柔和到全液压控制的A液注浆泵泵送系统中，实现B液流量的大小与A液流量的大小成设定比例关系。A液注浆泵泵送系统采用全液压逻辑控制的泵送系统，通过将泵送油缸有杆腔的油管连接到液压马达的B口，液压马达的A口连接到泵送油缸有杆腔的阀块接口，驱动马达的A口设有第七球阀I-1和单向阀，驱动马达的B口设有第八球阀I-2和单向阀。当A液的泵送油缸输送A液时，泵送油缸伸出，其有杆腔的回油到B液的液压马达的B口驱动B液泵输送B液；当A液的泵送油缸吸取A液时，即A液泵油缸回收，泵送油缸回收的液压油通过B液泵的驱动液压马达A、B口连接的单向阀流向A液的泵送油缸的有杆腔，此时A液输送泵的输送油缸吸取浆液，B液泵的驱动液压马达停止，如此反复动作实现A液和B液浆输送的脉动频率相同，由于液压系统的耦合实现了双液配比在任何时候的比例是相同的，因此实现双液同步注浆的均匀配比。同时当第七球阀I-1打开，第八球阀I-2关闭时，A液泵动作而B液泵不动作，可以通过A液单独注浆，第七球阀I-1关闭，第八球阀I-2打开时，通过将泵送油缸有杆腔的油管连接到液压马达的B口，液压马达的A口连接到泵送油缸有杆腔的阀块接口，实现A液泵和B液泵的连锁动作。
本发明装置解决双液注浆同步混合性问题，相应地开发新型双液注浆全液压耦合控制系统，实现两相混合均匀性，从而解决了混合浆液质量问题，解决两相凝胶时间不易控制问题从而降低管路堵塞风险问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种双液注浆全液压耦合控制系统，包括A液管路和B液管路，其特征在于：所述的A液管路上依次设有A液搅拌罐（1）、A液注浆柱塞泵（15）和第一流量传感器（13），B液管路上依次设有B液存储罐（4）、B液变排量液压马达驱动泵（21）和第二流量传感器（19），A液管路和B液管路合并至混合管路，混合管路上设有混合器（16），A液注浆柱塞泵（15）与液压耦合控制系统连接，液压耦合控制系统与B液变排量液压马达驱动泵（21）连接，第二流量传感器（19）与B液变排量液压马达驱动泵（21）连接；
所述的液压耦合控制系统包括A液注浆泵泵送系统（I）和B液注浆泵泵送系统（II），A液注浆泵泵送系统采用全液压逻辑控制的泵送系统，A液注浆泵泵送系统（I）包括A液注浆柱塞泵（15）上的泵送油缸，B液注浆泵泵送系统（II）包括B液变排量液压马达驱动泵（21）上的液压马达，泵送油缸有杆腔的油管连接到液压马达的B口，液压马达的A口连接到泵送油缸有杆腔的阀块接口，驱动马达的A口设有第七球阀（I-1）和单向阀，驱动马达的B口设有第八球阀（I-2）和单向阀。
2.根据权利要求1所述的双液注浆全液压耦合控制系统，其特征在于：所述的A液搅拌罐（1）包括电机减速机（3），电机减速机（3）与A液搅拌罐（1）内的搅拌轴连接，B液存储罐（4）上设有液位传感器（5），A液管路上还设有闸阀（2）、第一压力表（14）、第一压力传感器（12）和第四球阀（11），闸阀（2）设在A液搅拌罐（1）与A液注浆柱塞泵（15）之间，第一压力表（14）设在A液注浆柱塞泵（15）与第一流量传感器（13）之间，第一压力传感器（12）和第四球阀（11）依次设在第一流量传感器（13）与混合管路之间，B液管路上还设有第一球阀（6）、第六球阀（22）、第二压力表（20）、第二压力传感器（18）和第五球阀（17），第一球阀（6）和第六球阀（22）依次设在B液存储罐（4）与B液变排量液压马达驱动泵（21）之间，第二压力表（20）设在B液变排量液压马达驱动泵（21）与第二流量传感器（19）之间，第二压力传感器（18）和第五球阀（17）依次设在第二流量传感器（19）与混合管路之间。
3.根据权利要求1所述的双液注浆全液压耦合控制系统，其特征在于：所述的A液管路与第一清洁管路连接，第一清洁管路连接在A液搅拌罐（1）与A液注浆柱塞泵（15）之间，第一清洁管路上依次设有第三球阀（9）和第二单向截止阀（10），B液管路与第二清洁管路连接，第二清洁管路连接在B液存储罐（4）与B液变排量液压马达驱动泵（21）之间，第二清洁管路上依次设有第二球阀（8）和第一单向截止阀（7）。
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| GR01 | Patent grant | ||
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