CN112720861A - 一种自动压浆系统 - Google Patents

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张卫民
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李永梅
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Abstract

本发明公开了一种自动压浆系统，属于桥梁预应力压浆技术领域。该系统包括制浆系统、储浆系统、压浆系统以及真空系统，还包括控制模块、高速搅拌桶称重传感器、高速搅拌电机电流互感器、下料电机电流互感器、低速搅拌桶称重传感器、低速搅拌电机电流互感器、压力变送器、倒浆阀位置传感器、真空度传感器、语音模块以及用于控制各电机启停的对应的交流接触器；各传感器和压力变送器用于给控制模块提供输入信号，语音模块和各交流接触器均与控制模块连接并受其控制。该系统实现了压浆施工上料制浆、真空压浆两大关键工序自动化协同控制，具有自动化程度高、配料和压浆量计量精准、现场移动便捷、操作方便、工作效率高、可靠耐用、维护量少等特点。

Description

一种自动压浆系统
技术领域
本发明涉及桥梁预应力压浆技术领域，特别是指一种自动压浆系统。
背景技术
我国的预应力混凝土结构是在20世纪50年代发展起来的，最初试用于预应力钢筋混凝土轨枕，之后预应力混凝土在全国范围内推广。随着我国高等级公路和高铁的建设，预应力混凝土技术在公路、铁路桥梁工程中已得到普遍的应用。
传统的预应力压浆存在配料不精确、搅拌不充分、保压时间无法控制等诸多缺陷，无法保证预应力压浆的安全性和可靠性，成为制约预应力结构应用和发展的主要因素。
预应力孔道压浆质量决定预应力桥梁的安全性和耐久性，是桥梁生命的“保护神”。但是，传统压浆工艺不能完全保证压浆的密实性，自动化程度较低，配料和压浆量的计量不准确，无法满足管道压浆施工对过程控制和成品质量的技术要求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种自动压浆系统，该系统实现了压浆施工上料制浆、真空压浆两大关键工序自动化协同控制，具有自动化程度高、配料和压浆量计量精准、现场移动便捷、操作方便、工作效率高、可靠耐用、维护量少等特点，可满足管道压浆施工对过程控制和成品质量的技术要求，适合铁路桥梁、公路桥梁以及其他工程领域管道压浆施工。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种自动压浆系统，包括制浆系统、储浆系统、压浆系统以及真空系统，所述制浆系统包括高速搅拌桶和高速搅拌电机，所述储浆系统包括低速搅拌桶和低速搅拌电机，所述压浆系统包括下料电机和倒浆阀，所述真空系统包括真空泵；此外，还包括控制模块、高速搅拌桶称重传感器、高速搅拌电机电流互感器、下料电机电流互感器、低速搅拌桶称重传感器、低速搅拌电机电流互感器、压力变送器、倒浆阀位置传感器、真空度传感器、语音模块以及用于控制各电机启停的对应的交流接触器；各传感器和压力变送器用于给控制模块提供输入信号，语音模块和各交流接触器均与控制模块连接并受其控制；
所述控制模块根据预置的控制参数，通过交流接触器控制各电机的启停，具体方式为：
通过采集倒浆阀位置传感器信号确定是否进入自动配料程序；通过采集称重传感器的重量数据，判断当前配料过程为自动加水还是自动加料，并控制相应的电机启动；通过采集压力传感器数据，判断当前压力大小，并通过继电器信号和模拟信号输出对控制变频器控制，从而控制螺杆泵的转速，实现压力的稳定。
进一步的，所述制浆系统采用叶轮水平旋转和离心泵上下循环的高速复合搅拌方式。
进一步的，所述制浆系统、称重系统、储浆系统、压浆系统、真空系统均集成在一个压浆台车上。
进一步的，还包括用于呈现压浆主界面的显示模块，所述压浆主界面中，孔道按实际孔位排布，若选中孔则闪烁显示。
进一步的，所述压浆系统采用螺杆泵压浆。
进一步的，当水箱缺水、料仓缺料、浆液不足、管路堵塞、卸料阀未关紧时，语音模块均输出相应的提示语音。
进一步的，还包括备用电源，当系统断电时，控制模块在备用电源的支持下自动保存当前数据，重新上电后继续完成自动上料、制浆和压浆过程。
进一步的，所述控制模块自动记录配料和压浆数据，生成报表和曲线，并上传工程管理中心。
进一步的，所述控制模块还用于执行如下清洗程序：
(1)启动高速搅拌电机和低速搅拌电机，初始化清洗次数为0；
(2)判断高速搅拌桶的重量是否小于上限，若是，则启动水泵，否则执行步骤(3)；
(3)判断低速搅拌桶的重量是否大于第一下限，若是，则启动螺杆泵，然后返回步骤(2)，否则，关闭螺杆泵，然后执行步骤(4)；
(4)判断高速搅拌桶的重量是否大于或等于上限，若是，则延时2分钟，然后执行步骤(5)，否则，返回步骤(2)；
(5)开启倒浆阀，判断高速搅拌桶的重量是否小于第二下限，若是，则关闭倒浆阀，给清洗次数加一，然后执行步骤(6)，否则，重复步骤(5)；
(6)判断清洗次数是否达到3次，若是，则清洗完成，否则，返回步骤(2)。
从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：
1、本系统在启动加水程序过程中，当检测到搅拌桶质量增加过慢时，语音提示水箱水资源不足；在启动下料程序过程中，当检测到搅拌桶质量增加过慢时，语音提示料仓存料不足。
2、本系统通过电流互感器实时检测下料电机电流，当电流达到指定上限的90％时，语音提示下料电机接近满载，进行提前报警；当电流达到指定上限时，语音提示下料电机过流，并关闭下料电机电源。
3、本系统中，压浆主界面的孔道按实际孔位排布模式设计，选中一个孔则闪烁显示。孔道排布可通过AutoCAD编辑后导入，也可直接在软件界面进行拖放编辑。
4、本系统可实现进浆端或出浆端自动抽真空功能。
5、本系统可一键启动自动完成设备内部搅拌桶和管路的清洗工作。
附图说明
为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图。
图1为本发明实施例中自动压浆系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中控制系统的示意图。
图3为本发明实施例中压浆主界面的示意图。
图4为本发明实施例中自动清洗的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做进一步的说明。
一种自动压浆系统，包括制浆系统、储浆系统、压浆系统以及真空系统，所述制浆系统包括高速搅拌桶和高速搅拌电机，所述储浆系统包括低速搅拌桶和低速搅拌电机，所述压浆系统包括下料电机和倒浆阀，所述真空系统包括真空泵。制浆系统、称重系统、储浆系统、压浆系统、真空系统均集成在一个压浆台车上，如图1所示。
此外，该系统还包括控制模块、高速搅拌桶称重传感器、高速搅拌电机电流互感器、下料电机电流互感器、低速搅拌桶称重传感器、低速搅拌电机电流互感器、压力变送器、倒浆阀位置传感器、真空度传感器、语音模块以及用于控制各电机启停的对应的交流接触器；各传感器和压力变送器用于给控制模块提供输入信号，语音模块和各交流接触器均与控制模块连接并受其控制。控制系统如图2所示。
所述控制模块根据预置的控制参数，通过交流接触器控制各电机的启停，具体方式为：
通过采集倒浆阀位置传感器信号确定是否进入自动配料程序；通过采集称重传感器的重量数据，判断当前配料过程为自动加水还是自动加料，并控制相应的电机启动；通过采集压力传感器数据，判断当前压力大小，并通过继电器信号和模拟信号输出对控制变频器控制，从而控制螺杆泵的转速，实现压力的稳定。
具体来说，所述制浆系统可采用叶轮水平旋转和离心泵上下循环的高速复合搅拌方式，所述压浆系统可采用螺杆泵压浆。
进一步的，还包括用于呈现压浆主界面的显示模块，如图3所示，所述压浆主界面中，孔道按实际孔位排布，若选中孔则闪烁显示。
进一步的，当水箱缺水、料仓缺料、浆液不足、管路堵塞、卸料阀未关紧时，语音模块均输出相应的提示语音。
进一步的，还包括备用电源，当系统断电时，控制模块在备用电源的支持下自动保存当前数据，重新上电后继续完成自动上料、制浆和压浆过程。
进一步的，所述控制模块自动记录配料和压浆数据，生成报表和曲线，并上传工程管理中心。
如图4所示，所述控制模块还用于执行如下清洗程序：
(1)启动高速搅拌电机和低速搅拌电机，初始化清洗次数为0；
(2)判断高速搅拌桶的重量是否小于上限，若是，则启动水泵，否则执行步骤(3)；
(3)判断低速搅拌桶的重量是否大于第一下限，若是，则启动螺杆泵，然后返回步骤(2)，否则，关闭螺杆泵，然后执行步骤(4)；
(4)判断高速搅拌桶的重量是否大于或等于上限，若是，则延时2分钟，然后执行步骤(5)，否则，返回步骤(2)；
(5)开启倒浆阀，判断高速搅拌桶的重量是否小于第二下限，若是，则关闭倒浆阀，给清洗次数加一，然后执行步骤(6)，否则，重复步骤(5)；
(6)判断清洗次数是否达到3次，若是，则清洗完成，否则，返回步骤(2)。
总之，该系统实现了压浆施工上料制浆、真空压浆两大关键工序自动化协同控制，具有自动化程度高、配料和压浆量计量精准、现场移动便捷、操作方便、工作效率高、可靠耐用、维护量少等特点，可满足管道压浆施工对过程控制和成品质量的技术要求，适合铁路桥梁、公路桥梁以及其他工程领域管道压浆施工。
需要指出的是，以上具体实施方式只是本专利实现方案的具体个例，没有也不可能覆盖本专利的所有实现方式，因此不能视作对本专利保护范围的限定；凡是与以上案例属于相同构思的实现方案，或是上述若干方案的组合方案，均在本专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动压浆系统，包括制浆系统、储浆系统、压浆系统以及真空系统，所述制浆系统包括高速搅拌桶和高速搅拌电机，所述储浆系统包括低速搅拌桶和低速搅拌电机，所述压浆系统包括下料电机和倒浆阀，所述真空系统包括真空泵；其特征在于：还包括控制模块、高速搅拌桶称重传感器、高速搅拌电机电流互感器、下料电机电流互感器、低速搅拌桶称重传感器、低速搅拌电机电流互感器、压力变送器、倒浆阀位置传感器、真空度传感器、语音模块以及用于控制各电机启停的对应的交流接触器；各传感器和压力变送器用于给控制模块提供输入信号，语音模块和各交流接触器均与控制模块连接并受其控制；
所述控制模块根据预置的控制参数，通过交流接触器控制各电机的启停，具体方式为：
通过采集倒浆阀位置传感器信号确定是否进入自动配料程序；通过采集称重传感器的重量数据，判断当前配料过程为自动加水还是自动加料，并控制相应的电机启动；通过采集压力传感器数据，判断当前压力大小，并通过继电器信号和模拟信号输出对控制变频器控制，从而控制螺杆泵的转速，实现压力的稳定。
2.根据权利要求1所述的一种自动压浆系统，其特征在于：所述制浆系统采用叶轮水平旋转和离心泵上下循环的高速复合搅拌方式。
3.根据权利要求1所述的一种自动压浆系统，其特征在于：所述制浆系统、称重系统、储浆系统、压浆系统、真空系统均集成在一个压浆台车上。
4.根据权利要求1所述的一种自动压浆系统，其特征在于：还包括用于呈现压浆主界面的显示模块，所述压浆主界面中，孔道按实际孔位排布，若选中孔则闪烁显示。
5.根据权利要求1所述的一种自动压浆系统，其特征在于：所述压浆系统采用螺杆泵压浆。
6.根据权利要求1所述的一种自动压浆系统，其特征在于：当水箱缺水、料仓缺料、浆液不足、管路堵塞、卸料阀未关紧时，语音模块均输出相应的提示语音。
7.根据权利要求1所述的一种自动压浆系统，其特征在于：还包括备用电源，当系统断电时，控制模块在备用电源的支持下自动保存当前数据，重新上电后继续完成自动上料、制浆和压浆过程。
8.根据权利要求1所述的一种自动压浆系统，其特征在于：所述控制模块自动记录配料和压浆数据，生成报表和曲线，并上传工程管理中心。
9.根据权利要求5所述的一种自动压浆系统，其特征在于：所述控制模块还用于执行如下清洗程序：
(1)启动高速搅拌电机和低速搅拌电机，初始化清洗次数为0；
(2)判断高速搅拌桶的重量是否小于上限，若是，则启动水泵，否则执行步骤(3)；
(3)判断低速搅拌桶的重量是否大于第一下限，若是，则启动螺杆泵，然后返回步骤(2)，否则，关闭螺杆泵，然后执行步骤(4)；
(4)判断高速搅拌桶的重量是否大于或等于上限，若是，则延时2分钟，然后执行步骤(5)，否则，返回步骤(2)；
(5)开启倒浆阀，判断高速搅拌桶的重量是否小于第二下限，若是，则关闭倒浆阀，给清洗次数加一，然后执行步骤(6)，否则，重复步骤(5)；
(6)判断清洗次数是否达到3次，若是，则清洗完成，否则，返回步骤(2)。
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