CN111238719B - 一种灌浆压力传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于压力传感技术领域，具体涉及一种灌浆压力传感装置，包括上套管，所述上套管下部可拆卸连接有下套管，所述上套管与下套管之间设置有可拆卸的传力橡胶膜，所述传力橡胶膜可变比传压；所述上套管上连接压力表，所述上套管内、压力表与传力橡胶膜之间构成容纳液压油的空腔，所述下套管与水泥浆液的输送管道连接。目的在于通过橡胶代替活塞，避免在高压环境时，液压油和水泥浆液的混合，致使压力表在水泥浆液凝固时传力失败，造成灌浆压力测量不准的情况。

Description

一种灌浆压力传感装置

技术领域

本发明属于压力传感技术领域，具体涉及一种灌浆压力传感装置。

背景技术

水利水电工程基础防渗帷幕灌浆压力监测，一直以来，使用的是活塞式压力传感装置，其工作方式是依靠活塞推动液压油实现压力传递，进而对灌浆压力进行监测。

但活塞式压力传感装置加工零部件多，组装繁杂，在实际使用中，由于加工精度误差和水泥浆液高压作用，活塞式的结构不能很好的阻隔水泥浆液，经常致使水泥浆液通过活塞与缸体之间的间隙进入到活塞前端空腔，造成水泥浆液与液压油混合；由于水泥浆液在空腔凝固，从而堵塞空腔和压力表传力装置，造成压力传递失败，灌浆压力量测不准，对灌浆质量影响极大。

发明内容

本发明的目的是提供一种灌浆压力传感装置，为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：包括上套管，所述上套管下部可拆卸连接有下套管，所述上套管与下套管之间设置有可拆卸的传力橡胶膜，所述传力橡胶膜可变比传压；所述上套管上连接压力表，所述上套管内、压力表与传力橡胶膜之间构成容纳液压油的空腔，所述下套管与水泥浆液的输送管道连接。

优选的：所述下套管包括可拆卸连接的下套管下部以及下套管上部，所述传力橡胶膜包括上套管与下套管上部之间的第一传力橡胶膜，以及下套管上部与下套管下部之间的第二传力橡胶模；所述第二传力橡胶膜的直径小于第一传力橡胶膜的直径，所述第二传力橡胶膜的膨出高度大于第一传力橡胶膜的膨出高度与下套管上部的长度之和；所述第一传力橡胶膜上侧设置有第一压板。

优选的：所述第一传力橡胶膜中部折叠为受力可向上膨出的第一伸缩部，所述第一伸缩部的直径与上套管的直径相当；所述第二传力橡胶模中部折叠为受力可向上膨出的第二伸缩部。

优选的：所述第二伸缩部的的直径与下套管上部的直径相当。

优选的：所述第二传力橡胶模上侧设置有第二压板。

优选的：所述下套管以及中间套管上，靠近连接部位设置有定位柱。

优选的：所述上套管的口部设置有注油口。

优选的：所述上套管的口部还设置有排气口。

一种利用灌浆压力传感装置测量压力的方法，测压步骤为：

1）选择合适的传力橡胶膜，并将传力橡胶膜放置在上套管与下套管之间；

2）用螺栓连接上套管与下套管，拧紧螺母，保持传力橡胶膜的稳定；

3）选择合适的压力表，连接在上套管上，并将下套管连接在待测压力的管道上；

4）打开排气口和注油口，从注油口处注入液压油，当有液压油从注油口处溢流出后，旋拧排气口和注油口处的塞紧螺栓；

5）防渗帷幕灌浆压力监测，待使用10-20次后，根据使用需求更换新的传力橡胶膜。

优选的：步骤1）所述的传力橡胶膜的厚度为2mm。

本发明具有以下有益效果：1、将活塞传递压力的方式，改为用橡胶传递压力，使得液压油、水泥浆液能够有效隔离，避免在高压环境时，液压油和水泥浆液的混合，致使压力表在水泥浆液凝固时传力失败，造成灌浆压力测量不准；橡胶可采用汽车废内胎制作，大大降低使用成本，采用上、下两半式连接，使得橡胶组装拆卸方便，在工程实际使用时，可快速更换报废橡胶，便于使用；2、通过传力橡胶的可变比传压，实现了压力的降压测量，有利于安全测量；在液压油回程时，压力增加，能够使得管道中的水泥浆液快速排出，减少延迟，以待下一次测量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-上套管；2-第一传力橡胶膜；3-下套管；4-中间套管；5-第二传力橡胶模；6-定位柱；7-第一压板；8-排气口；9-注油口；10-压力表；11-第二压板。

具体实施方式

本发明涉及一种灌浆压力传感装置，如图1所示，包括上套管1，所述上套管1下部可拆卸连接有下套管，上套管1和下套管之间通过螺栓进行连接，便于快速拆装；所述上套管1与下套管之间设置有可拆卸的传力橡胶膜，传力橡胶膜被紧紧压在上套管1与下套管之间实现固定，本发明中上套管1和下套管之间固定连接的螺栓穿过传力橡胶膜，并将传力橡胶膜压在上套管1与下套管之间，当传力橡胶膜承压时，传力橡胶膜不会由于压力过大而从上套管1和下套管之间脱出。

所述传力橡胶膜可变比传压，通过传力橡胶膜的可变比传压，实现了压力的降压测量，有利于安全测量；所述上套管1上连接压力表10，所述上套管1内、压力表10与传力橡胶膜之间构成容纳液压油的空腔，所述下套管与水泥浆液的输送管道连接。可以理解的是，水泥浆液从下套管中进入后，由于水泥浆液的压力，使得传力橡胶膜被向上顶起，位于传力橡胶膜与压力表10之间的液压油受力向上运动，使得压力表10显示水泥浆液的压力值。

所述下套管包括可拆卸连接的下套管下部3以及下套管上部4，所述传力橡胶膜包括上套管1与下套管上部4之间的第一传力橡胶膜2，以及下套管上部4与下套管下部3之间的第二传力橡胶模5；所述第二传力橡胶膜5的直径小于第一传力橡胶膜2的直径，所述第二传力橡胶膜5的膨出高度大于第一传力橡胶膜2的膨出高度与下套管上部4的长度之和；所述第一传力橡胶膜2上侧设置有第一压板7。第一压板7的直径与上套管1的直径相当，可以在第一传力橡胶膜2的带动下，在上套管1的腔体内上下运动；第二传力橡胶膜5的直径小于第一传力橡胶膜2的直径，可根据实际的使用需求选择合适的比例，本发明中第二传力橡胶膜5与第一传力橡胶膜2的直径比为1:4；当水泥浆液输送时，水泥浆液的压力与第二传力橡胶膜5所传递的压力相同，第二传力橡胶膜5受压向上运动后，带动第一传力橡胶膜2向上运动，由于第一传力橡胶膜2的面积较第二传力橡胶膜5的面积大，因此，第一传力橡胶膜2所传递的压力就会根据面积比，等比下降，也即第一传力橡胶膜2传递的压力值减少了4倍，配套使用的压力表为专用压力表，以便显示真实的压力值。

所述第一传力橡胶膜2中部折叠为受力可向上膨出的第一伸缩部，所述第一伸缩部的直径与上套管1的直径相当；所述第二传力橡胶模5中部折叠为受力可向上膨出的第二伸缩部。第一传力橡胶膜2以及第二传力橡胶模5可一次加工成型，折叠的伸缩部可以使得传力橡胶膜在上套管1以及下套管上部4中有向上膨胀的余量，避免传力橡胶膜受力向上膨出时，由于上套管1以及下套管的压紧，导致传力橡胶膜在压力过大时而损坏。

所述第二伸缩部的直径与下套管上部4的直径相当。下套管上部4的直径小于上套管1的直径，第二传力橡胶模5的第二伸缩部被限制在下套管上部4的空间内。

所述第二传力橡胶模5上侧设置有第二压板11。当第二传力橡胶模5受到水泥浆液的压力向上膨出时，第二伸缩部带动第二压板11向上运动，第二压板11运动至第一传力橡胶膜2的下侧后，继续向上运动，推动第一传力橡胶膜2，进行压力传递。第二传力橡胶模5的膨出高度大于第一传力橡胶膜2的膨出高度与下套管上部4的长度之和，也即当第二传力橡胶模5向上膨出时，不会由于第二传力橡胶模5向上膨出的高度过短而触碰不到第一传力橡胶膜2，使得水泥浆液的压力无法传递；也不会由于第二传力橡胶模5自身的弹力而限制了水泥浆液的压力，造成传递的水泥浆液的压力值不准确。

所述下套管3以及中间套管4上，靠近连接部位设置有定位柱6。定位柱6设置在上套管1与下套管上部4、以及下套管上部4与下套管下部3螺栓连接位置的内侧；在传力橡胶膜上、与定位柱相对应的位置预先设置定位孔，安装传力橡胶膜时，只需将传力橡胶膜上的定位孔卡入定位柱6上，即可实现传力橡胶膜的初步定位，再连接螺栓进行紧固，避免传力橡胶膜在安装时错位。

所述上套管1的口部设置有排气口8和注油口9。排气口8和注油口9通过螺栓旋拧塞紧，也可以根据实际的使用需求选择现有的方式塞紧。注油口9的位置与压力表10连接端的下表面齐平，从注油口9注入液压油时，当有液压油从注油口9中溢出，表示其中的液压油已经注满；排气口8与上套管1连通的口部与注油口9齐平，排气口8与外界连通的口部位置高于注油口9的位置，排气口8用于排出液压系统中的气体，当液压系统中有气体产生时，会导致压力表测量不准，因此需要打卡排气口8将其中的气体排出后，再注入液压油，保证压力表10显示的压力准确。

一种利用灌浆压力传感装置测量压力的方法，测压步骤为：

1）选择第一传力橡胶膜2和第二传力橡胶膜5，第一传力橡胶膜2的第一伸缩部与第二传力橡胶膜5的第二伸缩部的面积比为4:1，将第二传力橡胶膜5（第二传力橡胶膜5的伸缩部上已经连接好与下套管上部4直径相当的第二压板11）放置在下套管下部3上，并使得下套管下部3上的定位柱6卡入第二传力橡胶膜5的定位孔上，用螺栓连接下套管下部3和下套管上部4，拧紧螺母保持第二传力橡胶膜2的稳定；

2）将第一传力橡胶膜2（第一传力橡胶膜2的伸缩部上已经连接好与上套管1直径相当的第一压板7）放置在下套管上部4，并使得下套管上部4上的定位柱6卡入第一传力橡胶膜2的定位孔上，用螺栓连接下套管上部4与上套管1，拧紧螺母，保持第一传力橡胶膜2的稳定；

3）选择合适的压力表10，连接在上套管1上，并将下套管下部3连接在待测压力的管道上；压力表10为专用仪表，刻度为4:1，以便准确显示水泥浆液的压力值；

4）打开排气口8和注油口9，从注油口9处注入液压油，当有液压油从注油口9处溢流出后，表示上套管1中的液压油已经注满，旋拧排气口8和注油口9处的塞紧螺栓；

5）防渗帷幕灌浆压力监测，待使用10-20次后，根据使用需求更换新的传力橡胶膜，传力橡胶膜的厚度为2mm。

上述实施方式是优选的实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种灌浆压力传感装置，包括上套管（1），所述上套管（1）下部可拆卸连接有下套管，其特征在于：所述上套管（1）与下套管之间设置有可拆卸的传力橡胶膜，所述传力橡胶膜可变比传压；所述上套管（1）上连接压力表（10），所述上套管（1）内、压力表（10）与传力橡胶膜之间构成容纳液压油的空腔，所述下套管与水泥浆液的输送管道连接；所述下套管包括可拆卸连接的下套管下部（3）以及下套管上部（4），所述传力橡胶膜包括上套管（1）与下套管上部（4）之间的第一传力橡胶膜（2），以及下套管上部（4）与下套管下部（3）之间的第二传力橡胶膜（5）；所述第二传力橡胶膜（5）的直径小于第一传力橡胶膜（2）的直径，所述第二传力橡胶膜（5）的膨出高度大于第一传力橡胶膜（2）的膨出高度与下套管上部（4）的长度之和；所述第一传力橡胶膜（2）上侧设置有第一压板（7）；

所述第一传力橡胶膜（2）中部折叠为受力可向上膨出的第一伸缩部，所述第一伸缩部的直径与上套管（1）的直径相当；所述第二传力橡胶膜（5）中部折叠为受力可向上膨出的第二伸缩部；

所述第二伸缩部的的直径与下套管上部（4）的直径相当；

所述第二传力橡胶膜（5）上侧设置有第二压板（11）。

2.根据权利要求1所述的灌浆压力传感装置，其特征在于：所述下套管下部（3）以及下套管上部（4）上，靠近连接部位设置有定位柱（6）。

3.根据权利要求1所述的灌浆压力传感装置，其特征在于：所述上套管（1）的口部设置有注油口（9）。

4.根据权利要求1所述的灌浆压力传感装置，其特征在于：所述上套管（1）的口部还设置有排气口（8）。

5.一种利用权利要求1所述的灌浆压力传感装置测量压力的方法，测压步骤为：

1）选择合适的传力橡胶膜，并将传力橡胶膜放置在上套管（1）与下套管之间；

2）用螺栓连接上套管（1）与下套管，拧紧螺母，保持传力橡胶膜的稳定；

3）选择合适的压力表，连接在上套管（1）上，并将下套管下部（3）连接在待测压力的管道上；

4）打开排气口（8）和注油口（9），从注油口（9）处注入液压油，当有液压油从注油口（9）处溢流出后，旋拧排气口（8）和注油口（9）处的塞紧螺栓；

5）防渗帷幕灌浆压力监测，待使用10-20次后，根据使用需求更换新的传力橡胶膜。

6.根据权利要求5所述的测量压力的方法，其特征在于：步骤1）所述的传力橡胶膜的厚度为2mm。

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