CN111195986A - 一种自动化水泥配浆装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化水泥配浆装置及其控制方法，属于水利水电设备领域。本发明的自动化水泥配浆装置，稀释用水量取装置和水泥浓浆量取装置上均设有一系列不同高度的溢流管，适用于配制不同浓度的水泥浆液。本发明的控制方法，当检测到搅拌装置中水泥浆液液位低于预设值时，启动水泥浆液配制，根据设定好的水泥配比，稀释用水量取装置量取预设添加量的稀释用水到水泥搅拌装置内，水泥浓浆量取装置量取预设添加量的水泥浓浆到水泥搅拌装置内，搅拌预设时间，完成配制，可以通过搅拌装置的卸料阀门进行卸料；当搅拌装置内的液位低于预设值时，进行下一轮自动配料，能够实现水泥配制的自动连续作业，提高施工现场制浆的速度和效率。

Description

一种自动化水泥配浆装置及其控制方法
技术领域
本发明属于水利水电设备领域，尤其是一种自动化水泥配浆装置及其控制方法。
背景技术
在水利水电工程施工作业中，需要根据不同的作业工况，设计配制不同水灰比例的水泥浆液。通常采用固定的水和灰，配制出水泥浓浆，再根据不同的作业需求，采用水泥浓浆，配制对应比例的水，配制施工需求的水泥浆液。
为保障配浆作业的连续性，目前工程上通常采用流量计加阀门的控制方式，通过流量检测计算通过的流量，控制水泥浓浆和水的配比，配制水泥配浆。该方法在实际作业中，存在以下问题，若阀门开的过大，会影响控制精度，进而影响配制水泥的配比；若开的过小，又会影响拌制水泥的速度和效率，严重影响施工进度。同时，由于流量的不稳定性，也会影响水泥浆液的配比。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的配浆作业中配浆精度和速度不能兼顾的缺点，提供一种自动化水泥配浆装置及其控制方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种自动化水泥配浆装置，包括稀释用水量取装置、水泥浓浆量取装置、搅拌装置、水泥浓浆管道和稀释用水管道；
稀释用水量取装置的出口、水泥浓浆量取装置的出口均与搅拌装置的入口相连通，搅拌装置内设有搅拌器和液位检测传感器，搅拌装置的出口处设有卸料控制阀门；
水泥浓浆量取装置的入口与水泥浓浆管道相连通，水泥浓浆管道上设有加料阀门；
水泥浓浆量取装置的出口处设有卸料阀门，卸料阀门的下游设有卸料流量传感器；
水泥浓浆量取装置上设有一系列不同高度的溢流管，溢流管上均设有流量传感器，流量传感器与溢流管的连通口之间均设有控制阀门；
稀释用水量取装置的入口与稀释用水管道相连通，稀释用水量取装置的结构与水泥浓浆量取装置的结构相同，两者的溢流管数量相同或者不同。
本发明的自动化水泥配浆装置的控制方法，包括以下操作：
当液位检测传感器检测到搅拌装置内的液位低于预设液位时，启动水泥浓浆管道上的加料阀门和稀释用水管道上的加料阀门；
打开水泥浓浆预设添加量相对应的溢流管上的控制阀门，关闭剩余溢流管上的控制阀门；水泥浓浆管道内的水泥浓浆进入水泥浓浆量取装置内，经溢流管的溢流，预设添加量的水泥浓浆进入搅拌装置内；
打开稀释用水预设添加量相对应的溢流管上的控制阀门，关闭剩余溢流管上的控制阀门；稀释用水管道内的稀释用水进入稀释用水量取装置内，经溢流管的溢流，预设添加量的稀释用水进入搅拌装置内；
在搅拌装置内搅拌预设时间后，完成本轮配制。
进一步的，水泥浓浆量取装置量取预设添加量的水泥浓浆的具体过程为：
水泥浓浆经加料阀门进入水泥浓浆量取装置内，水泥浓浆高于预设添加量时，经对应的溢流管流出；
溢流管上的流量传感器检测到流体经过时，关闭加料阀门；
当经过流量传感器的流体消失时，开启卸料阀门，水泥浓浆经卸料阀门进入搅拌装置内。
进一步的，水泥浓浆经卸料阀门进入搅拌装置之后还包括：
当卸料流量传感器上无流体通过后，卸料阀门延时关闭。
进一步的，稀释用水量取装置量取预设添加量的稀释用水的具体过程为：
稀释用水经稀释用水管道上的加料阀门进入稀释用水量取装置内，稀释用水高于预设添加量时，经对应的溢流管流出；
溢流管上的流量传感器检测到流体经过时，稀释用水管道上的加料阀门关闭；
当经过溢流管上的流量传感器的流体消失时，开启稀释用水量取装置上的卸料阀门，稀释用水经卸料阀门进入搅拌装置内。
进一步的，稀释用水经卸料阀门进入搅拌装置内之后还包括：
当稀释用水量取装置上的卸料流量传感器上无流体通过后，延时关闭稀释用水量取装置上的卸料阀门。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的自动化水泥配浆装置，稀释用水量取装置和水泥浓浆量取装置上均设有一系列不同高度的溢流管，适用于配制不同浓度的水泥浆液，使用范围广；由于控制阀门处的流量传感器的存在，能够实现配制过程中水泥浆液和稀释用水的自动量取，避免了由于量取造成的配制误差，能够准确、快速配制不同配比的水泥浆液。
本发明的自动化水泥配浆装置的控制方法，当检测到搅拌装置中水泥浆液液位低于预设值时，启动水泥浆液配制，根据设定好的水泥配比，稀释用水量取装置量取预设添加量的稀释用水到水泥搅拌装置内，水泥浓浆量取装置量取预设添加量的水泥浓浆到水泥搅拌装置内，搅拌预设时间，完成配制，可以通过搅拌装置的卸料阀门进行卸料；当搅拌装置内的液位低于预设值时，进行下一轮自动配料，能够实现水泥配制的自动连续作业，提高施工现场制浆的速度和效率。本发明的控制方法，整个配制过程采用全自动控制，节省了人力物力，且避免了由于量取造成的配制误差，提高了配浆效率和浆液质量。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明的水泥浓浆量取装置的结构示意图；
图3为本发明的稀释用水量取装置的结构示意图；
图4为本发明的搅拌装置的结构示意图。
其中：1-稀释用水量取装置；2-水泥浓浆量取装置；2-1-第一溢流管；2-2-第二溢流管；2-3-加料阀门；2-4-卸料阀门；2-5-卸料流量传感器；3-搅拌装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，图1为本发明的装置结构示意图，本发明的装置包括稀释用水量取装置1、水泥浓浆量取装置2和搅拌装置3，水泥浓浆量取装置2的入口与水泥浓浆管道相连通，水泥浓浆管道上设有加料阀门2-3，水泥浓浆量取装置2的出口与搅拌装置3入口相连通；稀释用水量取装置1的入口与稀释用水管道相连通，稀释用水管道上设有加料阀门，稀释用水量取装置1的出口与搅拌装置3入口相连通。
参见图2，图2为水泥浓浆量取装置的结构示意图，水泥浓浆量取装置2包括罐体，罐体的外围两个高度不同的第一溢流管2-1和第二溢流管2-2，第一溢流管2-1上设有第一流量传感器，第一溢流管2-1的连通口与第一流量传感器之间设有第一控制阀门；第二溢流管2-2上设有第二流量传感器，第二溢流管2-2的连通口与第二流量传感器之间设有第二控制阀门；与罐体相连通的水泥浓浆管道上设有加料阀门2-3，罐体出口处设有卸料阀门2-4，卸料阀门2-4下游处设有卸料流量传感器2-5。本发明的水泥浓浆量取装置能够实现水泥浓浆的定量量取和自动控制。
参见图3，图3为稀释用水量取装置的结构示意图，稀释用水量取装置包括罐体，罐体的外围从上到下依次设有第三溢流管、第四溢流管、第五溢流管和第六溢流管；第三溢流管、第四溢流管、第五溢流管和第六溢流管上均设有流量传感器，连通口与流量传感器之间均设有控制阀门；罐体上端入口与稀释用水管路相连通，稀释用水管路上设有加料阀门，罐体下端收缩成漏斗状，罐体下端出口上设有卸料阀门，卸料阀门下游处设有卸料流量传感器。
参见图4，图4为水泥搅拌装置的结构示意图，搅拌装置3内设有搅拌器和液位检测传感器，搅拌装置3的出口处设有卸料控制阀门。
本发明的控制方法为：
当液位检测传感器检测到搅拌装置3内的水泥浆液液位低时，启动水泥浆液配制，水泥浓浆管道上的加料阀门2-3开启，稀释用水管道上的加料阀门开启；
根据设定好的水泥配比，稀释用水量取装置1输送预设添加量的稀释用水至搅拌装置3中，水泥浓浆量取装置2输送预设添加量的水泥浓浆至搅拌装置3中，在搅拌装置3中搅拌；
启动搅拌计时，完成计时后卸料阀门3打开，进行卸料；卸料完成，搅拌装置3的液位降低，进行下一轮自动配料，实现水泥配制自动连续作业。
具体的，根据需要配制的水泥要求，计算出水泥浓浆的添加量和稀释用水的添加量，确定水泥浓浆量取装置和稀释用水量取装置的容积，若水泥浓浆的添加量对应于水泥浓浆量取装置第一溢流管2-1处的容积，本发明的水泥浓浆量取装置的控制方法为：
打开第一控制阀门，关闭第二控制阀门，通过加料阀门2-3进行加料，当第一流量传感器检测到有液体流过时，关闭加料阀门2-3；
当信号消失时，打开卸料阀门2-4；
当卸料流量传感器2-5的信号消失后，延时关闭卸料阀门2-4，预设水泥浓浆的添加量量取完成。
若水泥浓浆的添加量对应于水泥浓浆量取装置第二溢流管2-2处的容积，本发明的水泥浓浆量取装置的控制方法为：
打开第二控制阀门，关闭第一控制阀门，通过加料阀门2-3进行加料，当第二流量传感器检测到有液体流过时，关闭加料阀门2-3；
直至流量传感器信号消失时，打开卸料阀门2-4；
当卸料流量传感器2-5的信号消失后，延时关闭卸料阀门2-4，预设水泥浓浆的添加量量取完成。
若稀释用水的添加量对应于稀释用水量取装置第三溢流管处的容积，本发明的稀释用水量取装置的控制方法为：
打开第三溢流管上的控制阀门，关闭第四溢流管上的控制阀门、第五溢流管上的控制阀门、第六溢流管上的控制阀门；
通过加料阀门进行加料，当第三溢流管上的流量传感器检测到有液体流过时，关闭加料阀门；
当信号消失时，打开卸料阀门；
当卸料流量传感器的信号消失后，延时关闭卸料阀门，预设添加量的稀释用水的量取量取完成。
若稀释用水的添加量对应于稀释用水量取装置第四溢流管处的容积，本发明的稀释用水量取装置的控制方法为：
打开第四溢流管上的控制阀门，关闭第三溢流管上的控制阀门、第五溢流管上的控制阀门、第六溢流管上的控制阀门；
通过加料阀门进行加料，当第四溢流管上的流量传感器检测到有液体流过时，加料阀门关闭；
当信号消失时，卸料阀门打开；
当卸料流量传感器的信号消失后，卸料阀门延时关闭，预设添加量的稀释用水的量取量取完成。
若稀释用水的添加量对应于稀释用水量取装置第五溢流管处的容积，本发明的稀释用水量取装置的控制方法为：
打开第五溢流管上的控制阀门，关闭第三溢流管上的控制阀门、第四溢流管上的控制阀门、第六溢流管上的控制阀门；
通过加料阀门进行加料，当第五溢流管上的流量传感器检测到有液体流过时，加料阀门关闭；
当信号消失时，卸料阀门打开；
当卸料流量传感器的信号消失后，卸料阀门延时关闭，预设添加量的稀释用水的量取量取完成。
若稀释用水的添加量对应于稀释用水量取装置第六溢流管处的容积，本发明的稀释用水量取装置的控制方法为：
打开第六溢流管上的控制阀门，关闭第三溢流管上的控制阀门、第四溢流管上的控制阀门、第五溢流管上的控制阀门；
通过加料阀门进行加料，当第六溢流管上的流量传感器检测到有液体流过时，加料阀门关闭；
当信号消失时，卸料阀门打开；
当卸料流量传感器的信号消失后，卸料阀门延时关闭，预设添加量的稀释用水的量取量取完成。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动化水泥配浆装置，其特征在于，包括稀释用水量取装置(1)、水泥浓浆量取装置(2)、搅拌装置(3)、水泥浓浆管道和稀释用水管道；
稀释用水量取装置(1)的出口、水泥浓浆量取装置(2)的出口均与搅拌装置(3)的入口相连通，搅拌装置(3)内设有搅拌器和液位检测传感器，搅拌装置(3)的出口处设有卸料控制阀门；
水泥浓浆量取装置(2)的入口与水泥浓浆管道相连通，所述水泥浓浆管道上设有加料阀门(2-3)；
所述水泥浓浆量取装置(2)的出口处设有卸料阀门，卸料阀门的下游设有卸料流量传感器(2-5)；
所述水泥浓浆量取装置(2)上设有一系列不同高度的溢流管，所述溢流管上均设有流量传感器，所述流量传感器与溢流管的连通口之间均设有控制阀门；
所述稀释用水量取装置(1)的入口与稀释用水管道相连通，稀释用水量取装置(1)的结构与所述水泥浓浆量取装置(2)的结构相同，两者的溢流管数量相同或者不同。
2.一种根据权利要求1所述的自动化水泥配浆装置的控制方法，其特征在于，包括以下操作：
当液位检测传感器检测到搅拌装置(3)内的液位低于预设液位时，启动水泥浓浆管道上的加料阀门(2-3)和稀释用水管道上的加料阀门；
打开水泥浓浆预设添加量相对应的溢流管上的控制阀门，关闭剩余溢流管上的控制阀门；水泥浓浆管道内的水泥浓浆进入水泥浓浆量取装置(2)内，经溢流管的溢流，预设添加量的水泥浓浆进入搅拌装置(3)内；
打开稀释用水预设添加量相对应的溢流管上的控制阀门，关闭剩余溢流管上的控制阀门；稀释用水管道内的稀释用水进入稀释用水量取装置(1)内，经溢流管的溢流，预设添加量的稀释用水进入搅拌装置(3)内；
在搅拌装置(3)内搅拌预设时间后，完成本轮配制。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，水泥浓浆量取装置(2)量取预设添加量的水泥浓浆的具体过程为：
水泥浓浆经加料阀门(2-3)进入水泥浓浆量取装置(2)内，水泥浓浆高于预设添加量时，经对应的溢流管流出；
溢流管上的流量传感器检测到流体经过时，关闭加料阀门(2-3)；
当经过流量传感器的流体消失时，开启卸料阀门(2-4)，水泥浓浆经卸料阀门(2-4)进入搅拌装置(3)内。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，水泥浓浆经卸料阀门(2-4)进入搅拌装置(3)之后还包括：
当卸料流量传感器(2-5)上无流体通过后，卸料阀门(2-4)延时关闭。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，稀释用水量取装置(1)量取预设添加量的稀释用水的具体过程为：
稀释用水经稀释用水管道上的加料阀门进入稀释用水量取装置(1)内，稀释用水高于预设添加量时，经对应的溢流管流出；
溢流管上的流量传感器检测到流体经过时，稀释用水管道上的加料阀门关闭；
当经过溢流管上的流量传感器的流体消失时，开启稀释用水量取装置(1)上的卸料阀门，稀释用水经卸料阀门进入搅拌装置(3)内。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，稀释用水经卸料阀门进入搅拌装置(3)内之后还包括：
当稀释用水量取装置(1)上的卸料流量传感器上无流体通过后，延时关闭稀释用水量取装置(1)上的卸料阀门。
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