CN108705678A - 一种灌浆自动化生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌浆自动化生产系统，它包括控制系统、制浆站、送浆系统、配浆站和灌浆监控系统。本发明的有益效果是：自动化程度高、节省人工成本、操作简单、实现无人化或少人化、提高配比精度、降低劳动强度。

Description

一种灌浆自动化生产系统

技术领域

本发明涉及浆液生产及灌浆的技术领域，特别是一种灌浆自动化生产系统。

背景技术

灌浆是基础处理的一种常见和主要手段，广泛应用于大坝、隧道、路桥、港口、地基处理等工程项目。灌浆过程中需要浆液量大，过程连续性要求高。现有的灌浆设施主要包括制浆站和配浆站，其中制浆站包括制浆桶、储浆桶、储料桶和水箱，储料桶与制浆桶之间设置有螺旋输送装置，螺旋输送装置将储料桶中的水泥送入于制浆桶中，水箱中水通过水泵送入于制浆桶中，制浆桶将水泥和水按照一定比例混合形成高浓度浆液，高浓度浆液又泵入于储浆桶中暂存。然而，储料桶高度大，难以将其吊装于运输车上，不仅吊装周期长而且费用贵。另外由于储料桶体积大，造成运输成本高，此外当在制浆过程中，若要短距离整体移动制浆站，操作难度。制备后的浆液先通过管道输送到位于施工地点的配浆站中，再通过配浆站将送来的高浓度浆液按照不同配比、配方配制成适合灌浆要求的浆液。配置后的浆液灌入于所需灌浆孔中，在灌浆过程中，灌浆压力和灌入流量会不断变化，需要有专人随时监控灌浆压力和流量并随时手动调节管路阀门以使灌浆压力和流量满足设计要求，不仅工作量大并且容易出错。因此现有的制浆过程不连续，浆液配比精度低，劳动强度大，且需要的员工多，增大了人工投入成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种自动化程度高、节省人工成本、操作简单、实现无人化或少人化、提高配比精度、降低劳动强度的灌浆自动化生产系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种灌浆自动化生产系统，它包括控制系统、制浆站、送浆系统、配浆站和灌浆监控系统；

所述制浆站包括储料桶、设置于储料桶下方的制浆桶、水箱和储浆桶，储料桶由漏斗、围板和两个支撑架，漏斗位于两个支撑架之间，漏斗与制浆桶之间设置有螺旋输送装置，漏斗的四个边上均经铰链座铰接有围板，围板的顶部铰接有盖板，相邻两个围板之间设置有锁紧装置，位于左侧的围板上设置有水泥输入管道，位于右侧的围板上设置有尾端除尘装置，尾端除尘装置上连接有安全阀，所述制浆桶的底部设置有称重传感器，所述水箱与制浆桶之间顺次连接有水泵A和气动阀A，所述制浆桶的底部设置有高速涡轮泵，制浆桶的右侧设置有出浆口，出浆口与储浆桶连通，

所述送浆系统包括输浆泵、清水池A和送浆管路，输浆泵的入口端与储浆桶连通，输浆泵的入口端顺次连接有截止阀和清水池A，输浆泵的出口端并联有多根送浆管路，每根送浆管路上均连接有气动阀，每个气动阀的末端均连接有配浆站；

所述配浆站包括搅拌桶和清水池B，搅拌桶的底部设置有称重传感器，搅拌桶的入口端与气动阀连接，清水池B与搅拌桶之间顺次连接有水泵B和气动阀B，配浆站与灌浆监控系统连接；

所述灌浆监控系统包括设置于灌浆孔内的注浆管，搅拌桶与注浆管之间顺次连接有流量计C和压浆泵，灌浆孔的回浆口处顺次连接有压力传感器II、调压阀、流量计D和密度传感器；

所述控制系统与流量计、密度传感器、压力传感器II、称重传感器、调压阀、气动阀A、气动阀、气动阀B和泵连接。

所述锁紧装置包括固设于左右围板外侧面上的套筒、固设于前后围板外侧的耳板，所述套筒内滑动安装有插销，插销插装于耳板内。

所述两个支撑架之间设置有两个漏斗。

两个支撑架的侧面均安装有伸缩机构，伸缩机构的输出端固设有垂向设置的支撑油缸。

所述伸缩机构为伸缩油缸。

本发明具有以下优点：（1）本发明能够实现浆液连续制备，提高了制浆效率。（2）本发明从制浆到灌浆，全程采用控制系统控制，极大减少了人工，具有自动化程度高的特点。（3）本发明在制浆过程中，由制浆桶下方的称重传感器检测通入水泥和水的量，提高了制备精度；此外通过搅拌桶下方的称重传感器检测通入高浓度浆液和水的量，提高了配制精度。（4）控制系统实时监测密度、流量、压力、抬动，实时记录。（5）控制系统根据施工方案的参数，实时进行调节阀门和注浆泵，最终达到流量、压力满足设计要求。（6）自动化程度高，阀门的控制更为精准，避免人为操作阀门引起的误差。（7）灌浆监测系统可直接接入整个灌浆自动化生产系统。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为制浆站的俯视图；

图3 为配浆站与灌浆监控系统的连接示意图；

图中，1-送浆系统，2-配浆站，3-灌浆监控系统，4-制浆桶，5-水箱，6-储浆桶， 8-漏斗，9-围板，10-支撑架，11-螺旋输送装置，12-水泵A，13-盖板，14-气动阀A， 16-输浆泵，17-清水池A，18-送浆管路，19-截止阀，20-气动阀，21-搅拌桶，22-清水池B，23-水泵B， 25-气动阀B，26-灌浆孔，27-注浆管，28-流量计C，29-压浆泵， 31-压力传感器II，32-调压阀，33-流量计D，34-密度传感器，35-套筒，36-耳板，37-插销，38-伸缩机构，39-支撑油缸，40-铰链座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~3所示，一种灌浆自动化生产系统，它包括控制系统、制浆站、送浆系统1、配浆站2和灌浆监控系统3；

所述制浆站包括储料桶、设置于储料桶下方的制浆桶4、水箱5和储浆桶6，储料桶由漏斗8、围板9和两个支撑架10，漏斗8位于两个支撑架10之间，漏斗8与制浆桶4之间设置有螺旋输送装置11，漏斗8的四个边上均经铰链座40铰接有围板9，围板9的顶部铰接有盖板13，相邻两个围板9之间设置有锁紧装置，位于左侧的围板9上设置有水泥输入管道，位于右侧的围板9上设置有尾端除尘装置，尾端除尘装置上连接有安全阀，所述制浆桶4的底部设置有称重传感器，所述水箱5与制浆桶4之间顺次连接有水泵A12和气动阀A14，所述制浆桶4的底部设置有高速涡轮泵，制浆桶4的右侧设置有出浆口，出浆口与储浆桶6连通，

所述送浆系统1包括输浆泵16、清水池A17和送浆管路18，输浆泵16的入口端与储浆桶6连通，输浆泵16的入口端顺次连接有截止阀19和清水池A17，输浆泵16的出口端并联有多根送浆管路18，每根送浆管路18上均连接有气动阀20，每个气动阀20的末端均连接有配浆站2。

所述配浆站2包括搅拌桶21和清水池B22，搅拌桶21的底部设置有称重传感器，搅拌桶21的入口端与气动阀20连接，清水池B22与搅拌桶21之间顺次连接有水泵B23和气动阀B25，配浆站2与灌浆监控系统3连接。

所述灌浆监控系统3包括设置于灌浆孔26内的注浆管27，搅拌桶21与注浆管27之间顺次连接有流量计C28和压浆泵29，灌浆孔26的回浆口处顺次连接有压力传感器II31、调压阀32、流量计D33和密度传感器34。

所述控制系统与流量计、密度传感器34、压力传感器II31、称重传感器、调压阀32、气动阀A14、气动阀20、气动阀B25和泵连接。控制系统控制制浆系统的水泥的加入量、水的加入量，搅拌开关、搅拌时间、出浆的阀门；控制配浆系统的浓浆加入量、水的加入量、搅拌开关、搅拌时间、出浆的阀门；控制监测系统的监测流量、压力、密度。

所述锁紧装置包括固设于左右围板外侧面上的套筒35、固设于前后围板外侧的耳板36，所述套筒35内滑动安装有插销37，插销37插装于耳板36内。

所述两个支撑架10之间设置有两个漏斗8。两个支撑架10的侧面均安装有伸缩机构38，伸缩机构38的输出端固设有垂向设置的支撑油缸39。所述伸缩机构38为伸缩油缸。

本发明的工作过程如下：

S1、浆液的制备：先将罐车内的散装水泥通过水泥输入管道直接送入储料桶中，再经控制系统打开水泵A12，水泵A12将水箱5内的水顺次通过水泵A12和气动阀A14泵入到制浆桶4中，其中称重传感器实时检测进入制浆桶4的重量，若进水量到达设定值后，控制系统控制水泵A12关闭；随后经控制系统控制螺旋输送装置11启动，螺旋输送装置11将储料桶中的水泥输送到制浆桶4中，称重传感器实时检测水泥的总重量，当到达设定重量时控制螺旋输送装置11关闭；最后控制高速涡轮泵启动，高速涡轮泵使水泥和和水搅拌混合成高浓度浆液，同时直接将制得的高浓度浆液经出浆口输送到储浆桶6中，实现了搅拌混合的同时输送高浓度浆液，提高了制备效率；

S2、浆液的输送：按照设计要求，通过控制系统下达浆液参数，打开与所需灌浆孔26相对应的气动阀20，并启动输浆泵16，输浆泵16将高浓度浆液泵入于搅拌桶21中，当搅拌桶21下的称重传感器检测到达到所需浆液量时，该称重传感器控制输浆泵16和气动阀20关闭；

S3、浆液的配制：控制系统计算出水的添加量后，控制系统先启动水泵B23，水泵B23将清水池B22内的水顺次经水泵B23气动阀B25泵入到搅拌桶21中，再启动搅拌桶21，最后搅拌桶21将高浓度浆液配制成适合灌浆要求的浆液；

S4、灌浆孔中灌浆：先经控制系统控制压浆泵29启动，压浆泵29将步骤S3中的浆液顺次经流量计C28、压浆泵29泵入到注浆管27中以实现灌浆，返回的浆液顺次经压力传感器II31、调压阀32、流量计D33和密度传感器34返回到搅拌桶21中以重新利用，其中流量计C28计量通入到灌浆孔26中的浆液量，流量计D33计量从灌浆孔26中流出的浆液量，流量计C28和流量计D33实时将流量信息转换为电信号并传递给控制系统，而压力传感器II31测量从灌浆孔26中流出浆液的压力，压力传感器II31实时将压力信号转换为电信号并传递给控制系统；

S5、控制系统根据S4中反馈回来的信息与施工方案的参数进行对比，实时进行调节调压阀32和压浆泵29，最终达到流量、压力满足设计要求；

S6、可根据需要，可在距灌浆孔26一定距离处安装抬动观测仪，并将抬动观测仪与控制系统连接，抬动观测仪直接将抬动数据反馈给控制系统，控制系统根据抬动数值作出相应的指令，即进行调节调压阀的32开度和压浆泵29的出浆压力，以进行减压处理。

Claims (5)

1.一种灌浆自动化生产系统，其特征在于：它包括控制系统、制浆站、送浆系统（1）、配浆站（2）和灌浆监控系统（3）；

所述制浆站包括储料桶、设置于储料桶下方的制浆桶（4）、水箱（5）和储浆桶（6），储料桶由漏斗（8）、围板（9）和两个支撑架（10），漏斗（8）位于两个支撑架（10）之间，漏斗（8）与制浆桶（4）之间设置有螺旋输送装置（11），漏斗（8）的四个边上均经铰链座（40）铰接有围板（9），围板（9）的顶部铰接有盖板（13），相邻两个围板（9）之间设置有锁紧装置，位于左侧的围板（9）上设置有水泥输入管道，位于右侧的围板（9）上设置有尾端除尘装置，尾端除尘装置上连接有安全阀，所述制浆桶（4）的底部设置有称重传感器，所述水箱（5）与制浆桶（4）之间顺次连接有水泵A（12）和气动阀A（14），所述制浆桶（4）的底部设置有高速涡轮泵，制浆桶（4）的右侧设置有出浆口，出浆口与储浆桶（6）连通，

所述送浆系统（1）包括输浆泵（16）、清水池A（17）和送浆管路（18），输浆泵（16）的入口端与储浆桶（6）连通，输浆泵（16）的入口端顺次连接有截止阀（19）和清水池A（17），输浆泵（16）的出口端并联有多根送浆管路（18），每根送浆管路（18）上均连接有气动阀（20），每个气动阀（20）的末端均连接有配浆站（2）；

所述配浆站（2）包括搅拌桶（21）和清水池B（22），搅拌桶（21）的底部设置有称重传感器，搅拌桶（21）的入口端与气动阀（20）连接，清水池B（22）与搅拌桶（21）之间顺次连接有水泵B（23）和气动阀B（25），配浆站（2）与灌浆监控系统（3）连接；

所述灌浆监控系统（3）包括设置于灌浆孔（26）内的注浆管（27），搅拌桶（21）与注浆管（27）之间顺次连接有流量计C（28）和压浆泵（29），灌浆孔（26）的回浆口处顺次连接有压力传感器II（31）、调压阀（32）、流量计D（33）和密度传感器（34）；

所述控制系统与流量计、密度传感器（34）、压力传感器II（31）、称重传感器、调压阀（32）、气动阀A（14）、气动阀（20）、气动阀B（25）和泵连接。

2.根据权利要求1所述的一种灌浆自动化生产系统，其特征在于：所述锁紧装置包括固设于左右围板外侧面上的套筒（35）、固设于前后围板外侧的耳板（36），所述套筒（35）内滑动安装有插销（37），插销（37）插装于耳板（36）内。

3.根据权利要求1所述的一种灌浆自动化生产系统，其特征在于：所述两个支撑架（10）之间设置有两个漏斗（8）。

4.根据权利要求1所述的一种灌浆自动化生产系统，其特征在于：两个支撑架（10）的侧面均安装有伸缩机构（38），伸缩机构（38）的输出端固设有垂向设置的支撑油缸（39）。

5.根据权利要求4所述的一种灌浆自动化生产系统，其特征在于：所述伸缩机构（38）为伸缩油缸。