CN116446248B - 一种用于地层修复用高压喷砂注浆机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及注浆设备技术领域，且公开了一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，包括由电机或发动机驱动的曲柄，所述曲柄通过连杆连接有驱动缸，所述驱动缸连接有泥泵，所述泥泵连接有出浆口和后控制阀。该用于地层修复用高压喷砂注浆机，由软管的闭合和开启控制泥浆的流动方向，通过活塞的运动位置控制软管闭合和开启的时机，控制部件不与泥浆直接接触，使用寿命更高，其次，利用曲柄在低效运动区间的动力改变后控制阀和前控制阀的工作状态并锁死工作状态，对曲柄的做功影响较小，利于注浆机动力的输出，对比较单向阀，需要泥浆压力维持开启状态，改注浆机只需要较少的液压改变工作状态，不会泥浆的移动造成影响，引起的压力降更小。

Description

一种用于地层修复用高压喷砂注浆机

技术领域

本发明涉及注浆设备技术领域，具体为一种用于地层修复用高压喷砂注浆机。

背景技术

由于地质原因，建筑物和道路会发生下陷现象，使建筑出现裂缝，在对建筑和道路进行修复前需要先对地层进行修复，此时需要进行注浆作业，实现对地层土体的挤密和填充，从而改良其力学性能。

常见的注浆机通过曲柄带动注浆泵，注浆泵将水泥浆以一定的压力注入地层下，由于在曲柄带动的注浆泵是往复运动的，在其进出口需要设置单向阀以控制泥浆的流动方向，一方面，泥浆压力控制单向阀的开启和关闭，既会带来压力的损失，也会使得单向阀的可靠性不足，很容易发生无法打开或无法关闭的现象，另一方面，泥浆中含有颗粒和其他杂质，会对阀芯造成损害，进一步降低单向阀的可靠性。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种用于地层修复用高压喷砂注浆机的技术方案，由软管的闭合和开启控制泥浆的流动方向，通过活塞的运动位置控制软管闭合和开启的时机，将控制部件与泥浆隔开，提高控制部件的使用寿命，同时，也降低了单向阀造成的压力降，提高工作效率，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，包括由电机或发动机驱动的曲柄，所述曲柄通过连杆连接有驱动缸，所述驱动缸连接有泥泵，所述泥泵连接有出浆口和进浆口，所述进浆口通过前控制阀与泥浆仓连通，所述出浆口通过后控制阀与钻杆连通，所述曲柄、驱动缸、泥泵、出浆口、后控制阀、进浆口和前控制阀构成一个驱动单元，所述驱动单元设有两组；

所述后控制阀和前控制阀的内部均包括有液腔和软管，所述驱动缸连通本驱动单元内的后控制阀的液腔和另一个驱动单元内的前控制阀液腔，所述液腔在压力下膨胀挤压软管使软管关闭，所述驱动缸包括缸体，所述缸体的底部设有与泥泵连通的连通口和与后控制阀和前控制阀连通的控制口，所述缸体内设有活塞和控制件；

距离所述活塞运动的下止点K长度为第一位置点K1，距离活塞运动的上止点k长度为第二位置点K2，所述活塞移动到第一位置点K1时，控制件控制控制口开启、连通口关闭，所述活塞离开下止点时，控制件控制连通口开启、控制口关闭，所述活塞移动到第二位置点K2时，所述控制件控制控制口开启、连通口关闭，所述活塞移动到上止点时，控制件控制连通口开启、控制口关闭。

优选的，所述控制件为有电磁控制的两位三通阀，所述上止点、下止点、第一位置点1K和第二位置点K2上均设有感应活塞位置的传感器，所述控制件根据传感器信息控制连通口和控制口的开启或关闭。

优选的，所述后控制阀包括前套管，所述前套管内设有前软管和前芯管，所述前软管和前芯管的外侧壁共同包裹有前挤压囊，所述前挤压囊的一端固定连接有前挤压板，所述前挤压板连接有前伸缩杆，所述前伸缩杆与驱动缸连通。

优选的，所述前控制阀包括后套管，所述后套管内设有后芯管，所述后芯管的中部设有后软管，所述后软管的外侧壁设有束缚条，所述后软管通过束缚条活动套接有束缚滑套，所述束缚滑套固定连接有后挤压囊，所述后挤压囊的端部连接有后挤压板，所述后挤压板固定连接有后伸缩杆，所述后伸缩杆与驱动缸连通，所述束缚滑套与后套管之间设有复位弹簧。

优选的，所述束缚条由可变形的胶体制成。

优选的，所述束缚条朝向后挤压囊的一侧为楔形，所述后挤压囊和后芯管之间留有间隙。

优选的，所述控制件为带有底板的筒形，所述控制件的底板设有与连通口错开的孔，所述控制件的底板上设有可被顶开的阀芯，所述控制件移到底部时，其侧面封堵控制口，所述控制件活动连接有内控制套，所述控制件和内控制套之间设有弹簧，所述内控制套通过支架连接有可顶开阀芯的顶杆，所述控制件设有与控制口连通的控制孔，所述内控制套滑入控制件时封堵控制孔，所述控制件和内控制套之间设有卡扣，所述活塞和控制件之间设有拉绳，所述拉绳连接在卡扣上，且在拉绳拉紧时，卡扣脱开。

本发明具备以下有益效果：

1、该用于地层修复用高压喷砂注浆机，由软管的闭合和开启控制泥浆的流动方向，通过活塞的运动位置控制软管闭合和开启的时机，一方面，控制部件不与泥浆直接接触，使用寿命更高，另一方面，软管整段截断流动相对比单向阀面截断流动，可靠性更高。

2、该用于地层修复用高压喷砂注浆机，利用曲柄在低效运动区间的动力改变后控制阀和前控制阀的工作状态并锁死工作状态，一方面，对曲柄的做功影响较小，利于注浆机动力的输出，另一方面，对比较单向阀，需要泥浆压力维持开启状态，该注浆机只需要较少的液压改变工作状态，不会泥浆的移动造成影响，引起的压力降更小，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一中的控制结构图；

图3为本发明实施例一中驱动缸的结构示意图；

图4为本发明实施例一中后控制阀的结构示意图；

图5为本发明实施例一中前控制阀的结构示意图；

图6为本发明实施例一中束缚条的示意图；

图7为本发明实施例二中驱动缸的示意图；

图8为本发明实施例二中控制件侧视图。

图中：1、曲柄；2、驱动缸；21、缸体；22、连通口；23、控制口；24、活塞；25、控制件；26、内控制套；27、拉绳；3、泥泵；4、出浆口；5、后控制阀；51、前软管；52、前套管；53、前挤压囊；54、前挤压板；55、前伸缩杆；56、前芯管；6、进浆口；7、前控制阀；71、后软管；72、后套管；73、后挤压囊；74、束缚条；75、复位弹簧；76、束缚滑套；77、后挤压板；78、后伸缩杆；79、后芯管。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，包括由电机或发动机驱动的曲柄1，曲柄1设于曲柄箱中，曲柄1通过连杆连接有驱动缸2，曲柄箱对连杆进行导向，使其水平往复移动，连杆与驱动缸2的活塞杆固定连接，驱动缸2连接有泥泵3，泥泵3为隔膜泵，驱动缸2和泥泵3连通，驱动泥泵3中隔膜运动，抽吸或喷射泥浆，泥泵3连接有出浆口4和进浆口6，进浆口6通过前控制阀7与泥浆仓连通，将泥浆输送至泥泵3中，出浆口4通过后控制阀5与钻杆连通，通过出浆口4和后控制阀5、钻杆将泥浆注入到钻井中，曲柄1、驱动缸2、泥泵3、出浆口4、后控制阀5、进浆口6和前控制阀7构成一个驱动单元，驱动单元设有两组；两个驱动单元交替运行，提高运行效率，使输出压力相对稳定；

后控制阀5和前控制阀7的内部均包括有液腔和软管，请参阅图2和图3，驱动缸2连通本驱动单元内的后控制阀5的液腔和另一个驱动单元内的前控制阀7液腔，液腔在压力下膨胀挤压软管使软管关闭，截断泥浆的流动，请参阅图2，驱动缸2包括缸体21，缸体21的底部设有与泥泵3连通的连通口22和与后控制阀5和前控制阀7连通的控制口23，缸体21内设有活塞24和控制件25，距离活塞24运动的下止点K长度为第一位置点K1，距离活塞24运动的上止点k长度为第二位置点K2；

活塞24移动到第一位置点K1时，控制件25控制控制口23开启，连通口22关闭，此时液压进入本驱动单元的后控制阀5和另一个单元的前控制阀7中，使本单元的泥泵3停止泵浆，另一个单元的泥泵3做好泵浆准备，活塞24离开下止点时，控制件25控制连通口22开启，控制口23关闭，随着活塞24移动，泥泵3吸入泥浆，活塞24移动到第二位置点K2时，控制件25控制控制口23开启，连通口22关闭，对应的后控制阀5和前控制阀7中的液体回流，后控制阀5和前控制阀7开启，活塞24移动到上止点时，控制件25控制连通口22开启，控制口23关闭。

请参阅图3，控制件25为有电磁控制的两位三通阀，上止点、下止点、第一位置点K1和第二位置点K2上均设有感应活塞24位置的传感器，可以为电磁传感器或接近开关，根据活塞24所处位置，控制连通口22和控制口23的开启和关闭。

请参阅图4，其中，后控制阀5包括前套管52，前套管52内设有前软管51和前芯管56，前软管51和前芯管56同轴且连通，前软管51和前芯管56的外侧壁共同包裹有前挤压囊53，前挤压囊53的一端固定连接有前挤压板54，前挤压板54贴着前芯管56滑动，前挤压板54连接有前伸缩杆55，前伸缩杆55与驱动缸2连通，驱动缸2中压力进入前伸缩杆55中，驱动前挤压板54滑动挤压前挤压囊53，前挤压囊53挤压前软管51，使前软管51封闭，前伸缩杆55的直径远小于驱动缸2的直径，放大驱动缸2的移动，使后控制阀5反应灵敏。

请参阅图5和图6，其中，前控制阀7包括后套管72，后套管72内设有后芯管79，后芯管79的中部设有后软管71，进浆口6与后芯管79连通，后软管71的外侧壁设有束缚条74，束缚条74延伸到后芯管79的一端，后软管71通过束缚条74活动套接有束缚滑套76，束缚滑套76通过束缚条74束缚后软管71，避免后软管71在吸力下收缩，束缚滑套76贴紧后套管72的内壁，保证其轴向滑动，束缚滑套76固定连接有后挤压囊73，后挤压囊73的端部连接有后挤压板77，后挤压板77固定连接有后伸缩杆78，后伸缩杆78与驱动缸2连通，束缚滑套76与后套管72之间设有复位弹簧75，后伸缩杆78伸长，驱动束缚滑套76和后挤压囊73轴向移动，束缚滑套76离开后，后软管71受后挤压囊73加压作用下收缩，驱动缸2吸液时，束缚滑套76在复位弹簧75作用下复位。

其中，束缚条74由可变形的胶体制成，在保证后软管71上的束缚条74和后芯管79上的束缚条74连续时同时，不影响后软管71收缩变形。

其中，束缚条74朝向后挤压囊73的一侧为楔形，后挤压囊73和后芯管79之间留有间隙，减少束缚滑套76移动的阻力，确保在束缚滑套76移动到位，保证前控制阀7关闭时的可靠性。

实施例二

与实施例一不同之处在于，请参阅图7和图8，其中，控制件25为带有底板的筒形，控制件25的底板设有与连通口22错开的孔，控制件25的底板上设有可被顶开的阀芯，常态下处于关闭状态，当控制件25远离底部时，通过错开的孔与连通口22连通，控制件25移到底部时，其侧面封堵控制口23，控制件25活动连接有内控制套26，控制件25和内控制套26之间设有弹簧，内控制套26通过支架连接有可顶开阀芯的顶杆，控制件25设有与控制口23连通的控制孔，内控制套26滑入控制件25时封堵控制孔，当内控制套26移动到位时，将阀芯顶开，并封堵控制口23，使连通口22开启，控制口23关闭，在活塞24复位时，通过连通口22抽吸泥泵3中液体，促使其吸入泥浆，控制件25和内控制套26之间设有卡扣，活塞24和控制件25之间设有拉绳27，拉绳27连接在卡扣上，且在拉绳27拉紧时，卡扣脱开，控制件25与内控制套26分离，控制口23开启，进一步，控制件25与连通口22脱离，对应的后控制阀5和前控制阀7中的液体流出，后控制阀5和前控制阀7开启，通过拉动开启的卡扣现实中有较多的应用，对此不做赘述。

本发明的工作原理及工作流程：

在电机或电动机的驱动下，两个曲柄1往复移动，曲柄1带动驱动缸2移动，驱动缸2的液压驱动泥泵3工作，抽入或泵出泥浆，当第一个活塞24位于上止点位置时，此时，控制口23关闭，连通口22开启，对应的后控制阀5和前控制阀7处于开启中，第二个活塞24则处于下止点位置，此时对应的控制口23关闭，连通口22开启，对应的前控制阀7和后控制阀5处于关闭中，即本身对应的出浆口4和第一个活塞24对应的进浆口6处于关闭中，第一个活塞24在向下止点运动时，后控制阀5处于关闭，前控制阀7处于开启，对应的泥泵3泵出泥浆，第二个向上止点运动，对应的后控制阀5处于开启，前控制阀7处于关闭中，泥泵3抽吸泥浆，当第一个活塞24移动到K1位置时，控制口23开启，连通口22关闭，活塞24的移动驱动对应的后控制阀5和前控制阀7关闭，第二个活塞24移动到K2位置，控制口23开启，连通口22开启，活塞24的移动驱动对应的后控制阀5和前控制阀7开启，进一步移动到上下止点位置，第一个活塞24和第二个活塞24交换状态，继续运行。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，包括由电机或发动机驱动的曲柄（1），所述曲柄（1）通过连杆连接有驱动缸（2），所述驱动缸（2）连接有泥泵（3），其特征在于：所述泥泵（3）连接有出浆口（4）和进浆口（6）所述进浆口（6）通过前控制阀（7）与泥浆仓连通，所述出浆口（4）通过后控制阀（5）与钻杆连通，所述曲柄（1）、驱动缸（2）、泥泵（3）、出浆口（4）、后控制阀（5）、进浆口（6）和前控制阀（7）构成一个驱动单元，所述驱动单元设有两组；

所述后控制阀（5）和前控制阀（7）的内部均包括有液腔和软管；所述驱动缸（2）包括缸体（21），所述缸体（21）的底部设有与泥泵（3）连通的连通口（22）和同时与本驱动单元中的后控制阀（5）的液腔以及另一驱动单元中的前控制阀（7）的液腔连通的控制口（23），所述缸体（21）内设有活塞（24）和控制件（25），所述液腔在压力下膨胀挤压软管使软管关闭；

距离所述活塞（24）运动的下止点K长度为第一位置点K1，距离活塞（24）运动的上止点k长度为第二位置点K2，所述活塞（24）移动到第一位置点K1时，控制件（25）控制控制口（23）开启、连通口（22）关闭，所述活塞（24）离开下止点时，控制件（25）控制连通口（22）开启、控制口（23）关闭；所述活塞（24）移动到第二位置点K2时，所述控制件（25）控制控制口（23）开启、连通口（22）关闭，所述活塞（24）移动到上止点时，控制件（25）控制连通口（22）开启、控制口（23）关闭；

所述前控制阀（7）包括后套管（72），所述后套管（72）内设有后芯管（79），所述后芯管（79）的中部设有后软管（71），所述后软管（71）的外侧壁设有束缚条（74），所述后软管（71）通过束缚条（74）活动套接有束缚滑套（76），所述束缚滑套（76）固定连接有后挤压囊（73），所述后挤压囊（73）的端部连接有后挤压板（77），所述后挤压板（77）固定连接有后伸缩杆（78），所述后伸缩杆（78）与驱动缸（2）连通，所述束缚滑套（76）与后套管（72）之间设有复位弹簧（75）。

2.根据权利要求1所述的一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，其特征在于：所述控制件（25）为有电磁控制的两位三通阀，所述上止点、下止点、第一位置点K1和第二位置点K2上均设有感应活塞（24）位置的传感器，所述控制件（25）根据传感器信息控制连通口（22）和控制口（23）的开启或关闭。

3.根据权利要求1所述的一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，其特征在于：所述后控制阀（5）包括前套管（52），所述前套管（52）内设有前软管（51）和前芯管（56），所述前软管（51）和前芯管（56）的外侧壁共同包裹有前挤压囊（53），所述前挤压囊（53）的一端固定连接有前挤压板（54），所述前挤压板（54）连接有前伸缩杆（55），所述前伸缩杆（55）与驱动缸（2）连通。

4.根据权利要求1所述的一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，其特征在于：所述束缚条（74）由可变形的胶体制成。

5.根据权利要求1所述的一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，其特征在于：所述束缚条（74）朝向后挤压囊（73）的一侧为楔形，所述后挤压囊（73）和后芯管（79）之间留有间隙。

6.根据权利要求1所述的一种用于地层修复用高压喷砂注浆机，其特征在于：所述控制件（25）为带有底板的筒形，所述控制件（25）的底板设有与连通口（22）错开的孔，所述控制件（25）的底板上设有可被顶开的阀芯，所述控制件（25）移到底部时，其侧面封堵控制口（23），所述控制件（25）活动连接有内控制套（26），所述控制件（25）和内控制套（26）之间设有弹簧，所述内控制套（26）通过支架连接有可顶开阀芯的顶杆，所述控制件（25）设有与控制口（23）连通的控制孔，所述内控制套（26）滑入控制件（25）时封堵控制孔，所述控制件（25）和内控制套（26）之间设有卡扣，所述活塞（24）和控制件（25）之间设有拉绳（27），所述拉绳（27）连接在卡扣上，且在拉绳（27）拉紧时，卡扣脱开。