CN109834838B - 一种浆液自动化制备系统及其制备方法 - Google Patents

一种浆液自动化制备系统及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浆液自动化制备系统及其制备方法，制备系统包括：储料装置、储水装置、第一级搅拌装置、沉积箱、第二级搅拌装置和注浆泵；所述储料装置通过自动输料装置与第一级搅拌装置连接，所述储水装置通过水泵与第一级搅拌装置连接；所述第一级搅拌装置通过单向阀与沉积箱连接，所述沉积箱通过单向阀与第二级搅拌装置连接，所述第二级搅拌装置与注浆泵连接；本发明有益效果：提高了颗粒浆液的均匀性和流动性，易于清理浆液制备过程中的沉渣，可准确监测制浆过程中的浆液参数，能应用于各类颗粒浆材的制备，可确保注浆工程中的制浆产量和施工连续性。

Description

一种浆液自动化制备系统及其制备方法
技术领域
本发明涉及浆液制备技术领域，尤其涉及一种浆液自动化制备系统及其制备方法。
背景技术
目前，注浆技术广泛应用于各类不良地质灾害治理和煤矿防灭火等方面，它是采用注浆泵将一定配比的浆液注入裂隙、地层、煤层火区，使其扩散、胶凝及降温隔氧，以达到加固地层、防渗堵漏及防灭火的目的。在注浆工程中，浆液的制备是注浆施工的前提和重要的生产环节，由于工程安全和生态环境的要求日趋严格，各类工程对注浆效果的要求相应提高，而注浆效果很大程度上取决于所制备浆液的性能。
其中，水泥类材料是使用范围最广及耗用量最大的浆材，但水泥类材料是典型的颗粒型材料，其均匀性较差，若搅拌不充分极易引起水泥颗粒的析水沉积，从而降低注浆的效果。综合分析已有的浆液制备系统，主要存在以下不足之处：
1.水泥浆液搅拌不充分，浆液的均匀性较差，在搅拌过程和输送过程中极易析水沉淀，且沉渣清理较困难；
2.已有制备系统的产量较小，在进行充填注浆时浆液往往供不应求，然而当提升浆液产量时，却通常导致浆液的质量不达标；
3.已有制备系统仅局限于浆液的搅拌，而往往忽略对浆液密度、浆液析水率及制浆产量等参数的监测；
4.某些制备系统中的搅拌机无法适用于超细材料的制备，此外，若制备过程中发生搅拌机损坏，势必会造成整个制备系统的瘫痪，影响注浆施工的连续性，进而大大降低注浆的效果。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种浆液自动化制备系统及其制备方法，该制备系统及制备方法不仅可适用于普通浆材而且还可适用于超细浆材，同时，该制备系统具有浆液搅拌均匀、沉渣易于清理、精确监测浆液参数及运行连续性强等特点，可用于地面注浆工程或矿山井下注浆工程，有利于提高注浆效果、保证施工的连续性及降低工程的造价。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
在一个或多个实施方式中公开的一种浆液自动化制备系统，包括：储料装置、储水装置、第一级搅拌装置、沉积箱、第二级搅拌装置和注浆泵；所述储料装置通过自动输料装置与第一级搅拌装置连接，所述储水装置通过水泵与第一级搅拌装置连接；所述第一级搅拌装置通过单向阀与沉积箱连接，所述沉积箱通过单向阀与第二级搅拌装置连接，所述第二级搅拌装置与注浆泵连接；
所述第一级搅拌装置的罐体侧面开口并依次连通第一管路和第二管路，所述第二管路上端开口，第一管路和第二管路与第一级搅拌装置的箱体构成连通器。
进一步地，所述第二管路内设置密度计，实现对浆液密度的测量。
进一步地，水泵将储水装置中的水送入第一级搅拌装置，自动输料装置将储料装置中的浆材输送至第一级搅拌装置，通过密度计检测第二管路内浆液的密度，当密度达到设定阈值时，关闭自动输料装置和水泵。
进一步地，在所述沉积箱的出口管路上设置流量计，通过测量浆液流量计算制浆产量。
进一步地，所述沉积箱的底部设置进浆口，所述沉积箱的顶部设置出浆口。
进一步地，所述第一级搅拌装置为高速搅拌机。
进一步地，所述第二级搅拌装置为普通搅拌机。
进一步地，所述第一级搅拌装置和第二级搅拌装置的桨叶均深入到搅拌罐内部且距离搅拌罐底面1～2cm。
在一个或多个实施方式中公开的一种浆液自动化制备方法，包括：向第一级搅拌装置内加入设定量的水，然后向第一级搅拌装置内加入桨材；监测第一搅拌装置内浆液密度，当密度值满足设定要求时，停止加入桨材；浆液经过第一级搅拌后，对浆材沉渣进行沉积，监测沉积后的浆液流量，然后进入第二级搅拌；最后通过输料管道进入注浆泵。
本发明的有益效果是：
1.浆材经过第一级高速搅拌和第二级普通搅拌后，均匀性显著提升，进而提高了浆液的流动性和注浆效果；设置了两级搅拌罐，杜绝了因电机损坏而造成的停工，极大提高了施工的连续性和制浆产量。
2.通过沉积箱可有效储留浆材沉渣，且沉积箱便于拆卸和清理。
3.制浆过程中可通过密度计监测浆液的密度，可通过流量计参数计算制浆产量，整个系统实现了制浆的自动化和精细化。
4.制备系统不仅适用于普通浆材而且还适用于超细浆材，应用范围得到延伸。
附图说明
图1是本发明的浆液自动化制备系统结构示意图；
其中1.储料罐；2.自动输料平台；3.储水桶；4.抽水泵；5.第一级搅拌罐；6.高速搅拌机；7.U型管；8.密度计；9.单向阀；10.沉积箱；11.流量计；12.第二级搅拌罐；13.普通搅拌机；14.注浆泵。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
在一个或多个实施方式中，公开了一种浆液自动化制备系统如图1中所示，包括储料罐1，自动输料平台2，储水桶3，抽水泵4，一级搅拌罐5，高速搅拌机6，U型管7，密度计8，单向阀9，沉积箱10，流量计11，二级搅拌罐12，普通搅拌机13及注浆泵14组成，其中，储料罐1与第一级搅拌罐5间设置自动输料平台2，储水桶3与第一级搅拌罐5间设置抽水泵4，第一级搅拌罐5上部焊接U型管7，第一级搅拌罐5与U型管7形成连通器，U型管7内放置密度计，用于测量浆液密度。第一级搅拌罐5通过管路连接沉积箱10底部的进浆口，所述连接管路上设置单向阀。沉积箱10的出浆口设置在上部，出浆口位置高于进浆口，沉积箱10的出浆口管路连接第二级搅拌罐5，在出浆口管路上分别设置单向阀和流量计；第二级搅拌罐12通过输料管道连接注浆泵14。
第一级搅拌罐5安置高速搅拌机，第二级搅拌罐安置普通搅拌机。高速搅拌机6配置5.5KW电机，第一级搅拌罐5与第二级搅拌罐12间设置单向阀9、沉积箱10及流量计11，沉积箱10的进浆口位于箱体下部而出浆口位于箱体上部，第二级搅拌罐12配置7.5KW电机。
高速搅拌机6和普通搅拌机13的桨叶均距搅拌罐底面1～2cm。
第一级搅拌罐5尺寸为Φ1m×1m，二级搅拌罐12尺寸为Φ1m×1.5m。
第一级搅拌罐和沉积箱之间以及沉积箱和第二级搅拌罐之间均设置用于控制浆液流向的单向阀门；设置单向阀门的目的是防止浆液回流，同时，通过单向阀隔断与前级设备的联系，使得前级设备能够进行下一轮的处理，提高处理效率。
实施例二
在一个或多个实施方式中，公开了一种浆液制备系统的实施方法，包括以下步骤：
A.按设定的配比，利用抽水泵4将一定质量的水泵入一级搅拌罐5内，然后启动自动输料平台2，在添加浆材时同步进行搅拌。
B.观测一级搅拌罐5上部U型管7内密度计8的数值，当浆液密度达到设计值时关闭自动输料平台2。
C.浆液在一级搅拌罐5内搅拌20min后，打开单向阀门9，使浆液流经沉积箱10和流量计11后，流入二级搅拌罐12内。
D.浆液流入二级搅拌罐12的同时可对其进行搅拌，待浆液全部流入后关闭各单向阀门9，此时一级搅拌罐5可进行下一轮的制浆；
E.浆液在二级搅拌罐12中搅拌15min后，方可通过输料管道进入注浆泵14，以进行注浆施工。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种浆液自动化制备系统，其特征在于，包括：储料装置、储水装置、第一级搅拌装置、沉积箱、第二级搅拌装置和注浆泵；所述储料装置通过自动输料装置与第一级搅拌装置连接，所述储水装置通过水泵与第一级搅拌装置连接；所述第一级搅拌装置通过单向阀与沉积箱连接，所述沉积箱通过单向阀与第二级搅拌装置连接，所述第二级搅拌装置与注浆泵连接；沉积箱的出浆口设置在上部，出浆口位置高于进浆口，沉积箱的出浆口管路连接第二级搅拌罐，在出浆口管路上分别设置单向阀和流量计；
所述第一级搅拌装置的罐体侧面开口并依次连通第一管路和第二管路，所述第二管路上端开口，第一管路和第二管路与第一级搅拌装置的箱体构成连通器；
所述第二管路内设置密度计，实现对浆液密度的测量；水泵将储水装置中的水送入第一级搅拌装置，自动输料装置将储料装置中的浆材输送至第一级搅拌装置，通过密度计检测第二管路内浆液的密度，当密度达到设定阈值时，关闭自动输料装置和水泵。
2.如权利要求1所述的一种浆液自动化制备系统，其特征在于，在所述沉积箱的出浆口管路上设置流量计，通过测量浆液流量计算制浆产量。
3.如权利要求1所述的一种浆液自动化制备系统，其特征在于，所述沉积箱的底部设置进浆口，所述沉积箱的顶部设置出浆口。
4.如权利要求1所述的一种浆液自动化制备系统，其特征在于，所述第一级搅拌装置为高速搅拌机。
5.如权利要求1所述的一种浆液自动化制备系统，其特征在于，所述第二级搅拌装置为普通搅拌机。
6.如权利要求1所述的一种浆液自动化制备系统，其特征在于，所述第一级搅拌装置和第二级搅拌装置的桨叶均深入到搅拌罐内部且距离搅拌罐底面1～2cm。
7.一种如权利要求1-6任一所述的浆液自动化制备系统的制备方法，其特征在于，包括：向第一级搅拌装置内加入设定量的水，然后向第一级搅拌装置内加入浆材；监测第一搅拌装置内浆液密度，当密度值满足设定要求时，停止加入浆材；浆液经过第一级搅拌后，对浆材沉渣进行沉积，监测沉积后的浆液流量，然后进入第二级搅拌；最后通过输料管道进入注浆泵。
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