一种压力传感器式自动化灌浆系统的制作方法

1.本发明涉及浆料调配技术领域，尤其涉及一种压力传感器式自动化灌浆系统。


背景技术：

2.灌浆施工是地下隐蔽工程，传统的人工观测、记录、制表的方法，不仅施工安全得不到保障，质量也会受到一定的影响，灌浆技术的科学性也受到了限制，随着科学技术的不断发展，在灌浆施工领域中各类传感器和计算机技术基本上用于对灌浆过程的技术参数进行采集和记录，如日本的fr一120
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2fc型、瑞典的cfpl011型以及我国的gjy_ⅳ型灌浆记录仪等等。更多的还是局限于灌浆数据的采集和记录，没有达到灌浆作业全过程的全自动智能操控。从制浆、放浆、灌浆、回浆、设材清洗等诸多环节需要大量人工，也相当造成了人财物的浪费，人为操作的增多对灌浆质量的影响也相应增多。
3.在水电水利工程灌浆过程中，需要测记水泥浆液注入率（单位：l/min，或称流量）、灌浆压力、水泥浆液的水灰比（5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等，每级水灰比对应一个密度值）。浆液比级变换时，在灌浆工作面，通常采用双层灌浆桶的上层桶进行浆液配制，上桶每次配制的浆液通常也较多（如一桶浆或半桶浆），使得配制新浆与应当改变浆液比级的时机有一定滞后，在灌浆结束阶段，配制的一桶浆或半桶浆也可能剩余不少而造成浪费。另外，现有灌浆自动记录系统通常包括双层灌浆桶、灌浆泵、两个电磁流量传感器、一个压力传感器、一个压力表、手动耐高压阀门、一个密度传感器，显得占用场地空间较大、灌浆自动化程度偏低。
4.在专利号为cn109281319a的发明中公开了一种自动智能灌浆系统及配浆方法、水泥浆密度测量法，该方案中调节浓度的装置结构较为复杂。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种压力传感器式自动化灌浆系统，通过压力传感器来传递配浆浓度的信息，配浆阀根据反馈的信息来对浆料的浓度进行调节。
6.为实现上述目的，本发明提出一种压力传感器式自动化灌浆系统，包括：灌浆桶、灌浆泵、多个压力传感器、配浆阀、原浆供给管、清水供给管、灌浆孔和输送管；所述配浆阀一端连接原浆供给管和清水供给管，另一端置于灌浆桶口；所述灌浆桶通过输送管与灌浆泵连接构成输送管路；所述输送管路末端伸入灌浆孔底部；所述灌浆孔上部连接输送管形成回浆管路；所述回浆管路末端置于灌浆桶口；所述灌浆桶和回浆管路中均设有压力传感器。
7.优选的，所述原浆供给管管道中设有原浆流量传感器。
8.优选的，所述回浆管路中设有调压阀和压力表。
9.优选的，所述灌浆桶中设有两个或多个压力传感器。
10.优选的，所述两个或多个压力传感器平行相隔一定液位差设置于灌浆桶的侧壁底端和上部。
11.本发明中，通过在灌浆桶、回浆桶和回流管路中设置压力传感器，监测灌浆过程中的浆料浓度以及流量，若传感器检测到浆料浓度以及体积变化，传感器给予控制系统反馈，控制系统通过调节配浆阀来对浆料的浓度以及流量进行调节。
12.本发明的有益效果具体包括：1）能通过传感器实时监测浆料浓度以及流量，并给予控制系统反馈，浓度以及流量的调节智能化较高；2）通过系统来代替人工配浆，配浆的效率加快、准确性提高；3）减少了人工配浆时，对施工人员造成的身体危害；4）实现了自动配浆、自动调节灌浆压力的目的，同时减小了配浆设备尺寸，且所需比级水泥浆液量能实时、适量的配制，减少了水泥浪费，提高了灌浆的自动化程度。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
14.图1为本发明提出的一种压力传感器式自动化灌浆系统原理示意图。
15.附图标号说明：1
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灌浆桶，2
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灌浆泵，3
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压力传感器，4
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配浆阀，5
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原浆供给管，6
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清水供给管,7
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灌浆孔，8
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原浆流量传感器，9
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调压阀，10
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压力表。
具体实施方式
16.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
17.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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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作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。
18.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
19.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
20.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。
21.本发明提出了一种实施例，参照图1，图1为本发明提出的一种压力传感器式自动化灌浆系统原理示意图。
22.如图1所示，在本实施例中，一种压力传感器式自动化灌浆系统，主要包括灌浆桶1、灌浆泵2、压力传感器3、配浆阀4、原浆供给管5、清水供给管6、灌浆孔7、原浆流量传感器
8、调压阀9和压力表10。
23.实施例1：在本实施例中，配浆阀4一端连接原浆供给管5和清水供给管6，另一端置于灌浆桶1口；灌浆桶1通过输送管与灌浆泵2连接构成输送管路；输送管路末端伸入灌浆孔7底部；灌浆孔7上部连接输送管形成回浆管路；回浆管路末端置于灌浆桶1口；灌浆桶1和回浆管路中均设有压力传感器3。
24.在本实施例中，原浆供给管5管道中设有原浆流量传感器8。
25.在本实施例中，回浆管路中设有调压阀9和压力表10。
26.在本实施例中，灌浆桶1中设有多个压力传感器3。
27.在本实施例中，多个压力传感器3平行相隔一定液位差设置于灌浆桶1的侧壁底端和上部。
28.在本实施例中，在灌浆桶1内设有两个压力传感器3，通过平行相隔一定液位差设置于灌浆桶1的侧壁底端和上部。
29.本发明的有益效果具体包括：（1）能通过传感器实时监测浆料浓度以及流量，并给予控制系统反馈，浓度以及流量的调节智能化较高；（2）通过系统来代替人工配浆，配浆的效率加快、准确性提高；（3）减少了人工配浆时，对施工人员造成的身体危害；（4）实现了自动配浆、自动调节灌浆压力的目的，同时减小了配浆设备尺寸，且所需比级水泥浆液量能实时、适量的配制，减少了水泥浪费，提高了灌浆的自动化程度。
30.在本实施例中，初始配浆时，配浆阀4根据理论计算数据确定，新配浆液进入灌浆桶1，由灌浆泵2抽吸并泵出，进入灌浆孔7；灌浆桶1底部与上部桶壁压力传感器3的差压信号转换为浆液密度信号，通过控制台反馈至配浆阀4，通过调整配浆阀4使新配浆液密度满足水灰比比级要求；灌浆桶1壁压力传感器3将桶内浆量的液位高度信号通过控制台反馈至配浆阀4以调整配浆阀4新配浆液出口开度，使新配浆液加量满足需求，以此完成配浆液比级或密度、配浆量的自动控制。
31.在本实施例中，在灌浆过程中，根据压力传感器3反馈的灌浆压力信号，调压阀4伺服电机实时调整调压阀4锥形阀开口大小从而改变灌浆压力值，实现自动调节灌浆压力。
32.在本实施例中，根据原浆流量传感器8检测记录的原浆通过量，利用配合比公式计算出单位时间内的配浆量，即该时段的水泥浆液注入流量，以此完成对水泥浆液注入流量的测定。
33.本实施例提供一种压力传感器式自动化灌浆系统，通过在灌浆桶1和回流管路中设置压力传感器3，监测灌浆过程中的浆料浓度以及流量，若传感器检测到浆料浓度以及体积变化，传感器给予控制系统反馈，控制系统通过调节配浆阀来对浆料的浓度以及加浆量进行调节。
34.实施例2：在本实施例中，配浆阀4一端连接原浆供给管5和清水供给管6，另一端置于灌浆桶1口；灌浆桶1通过输送管与灌浆泵2连接构成输送管路；输送管路末端伸入灌浆孔7底部；灌浆孔7上部连接输送管形成回浆管路；回浆管路末端置于灌浆桶1口；灌浆桶1和回浆管路中
均设有压力传感器3。
35.在本实施例中，原浆供给管5管道中设有原浆流量传感器8。
36.在本实施例中，回浆管路中设有调压阀9和压力表10。
37.在本实施例中，灌浆桶1中设有多个压力传感器3。
38.在本实施例中，多个压力传感器3平行相隔一定液位差设置于灌浆桶1的侧壁底端和上部。
39.在本实施例中，在灌浆桶1内设有三个压力传感器3，通过平行相隔一定液位差设置于灌浆桶1的侧壁底端、中部和上部。
40.与实施例1相比，本技术在灌浆桶1内设有三个压力传感器，并且平行相隔一定的液位差设于灌浆桶1内，使得监测效果更加良好。
41.本发明的有益效果具体包括：（1）能通过传感器实时监测浆料浓度以及流量，并给予控制系统反馈，浓度以及流量的调节智能化较高；（2）通过系统来代替人工配浆，配浆的效率加快、准确性提高；（3）减少了人工配浆时，对施工人员造成的身体危害；（4）实现了自动配浆、自动调节灌浆压力的目的，同时减小了配浆设备尺寸，且所需比级水泥浆液量能实时、适量的配制，减少了水泥浪费，提高了灌浆的自动化程度。
42.在本实施例中，初始配浆时，配浆阀4根据理论计算数据确定，新配浆液进入灌浆桶1，由灌浆泵2抽吸并泵出，进入灌浆孔7；灌浆桶1底部与上部桶壁压力传感器3的差压信号转换为浆液密度信号，通过控制台反馈至配浆阀4，通过调整配浆阀4使新配浆液密度满足水灰比比级要求；灌浆桶1壁压力传感器3将桶内浆量的液位高度信号通过控制台反馈至配浆阀4以调整配浆阀4新配浆液出口开度，使新配浆液加量满足需求，以此完成配浆液比级或密度、配浆量的自动控制。
43.在本实施例中，在灌浆过程中，根据压力传感器3反馈的灌浆压力信号，调压阀4伺服电机实时调整调压阀4锥形阀开口大小从而改变灌浆压力值，实现自动调节灌浆压力。
44.在本实施例中，根据原浆流量传感器8检测记录的原浆通过量，利用配合比公式计算出单位时间内的配浆量，即该时段的水泥浆液注入流量，以此完成对水泥浆液注入流量的测定。
45.本实施例提供一种压力传感器式自动化灌浆系统，通过在灌浆桶1和回流管路中设置压力传感器3，监测灌浆过程中的浆料浓度以及流量，若传感器检测到浆料浓度以及体积变化，传感器给予控制系统反馈，控制系统通过调节配浆阀来对浆料的浓度以及加浆量进行调节。
46.实施例3：在本实施例中，配浆阀4一端连接原浆供给管5和清水供给管6，另一端置于灌浆桶1口；灌浆桶1通过输送管与灌浆泵2连接构成输送管路；输送管路末端伸入灌浆孔7底部；灌浆孔7上部连接输送管形成回浆管路；回浆管路末端置于灌浆桶1口；灌浆桶1和回浆管路中均设有压力传感器3。
47.在本实施例中，原浆供给管5管道中设有原浆流量传感器8。
48.在本实施例中，回浆管路中设有调压阀9和压力表10。
49.在本实施例中，灌浆桶1中设有多个压力传感器3。
50.在本实施例中，多个压力传感器3平行相隔一定液位差设置于灌浆桶1的侧壁底端和上部。
51.在本实施例中，回浆管路末端与灌浆桶1的连接处设有连接管道，使得回浆管路中回流的浆料完整的进入灌浆桶内，从而使得原浆得到完整的保护。
52.本发明的有益效果具体包括：（1）能通过传感器实时监测浆料浓度以及流量，并给予控制系统反馈，浓度以及流量的调节智能化较高；（2）通过系统来代替人工配浆，配浆的效率加快、准确性提高；（3）减少了人工配浆时，对施工人员造成的身体危害；（4）实现了自动配浆、自动调节灌浆压力的目的，同时减小了配浆设备尺寸，且所需比级水泥浆液量能实时、适量的配制，减少了水泥浪费，提高了灌浆的自动化程度。
53.在本实施例中，初始配浆时，配浆阀4根据理论计算数据确定，新配浆液进入灌浆桶1，由灌浆泵2抽吸并泵出，进入灌浆孔7；灌浆桶1底部与上部桶壁压力传感器3的差压信号转换为浆液密度信号，通过控制台反馈至配浆阀4，通过调整配浆阀4使新配浆液密度满足水灰比比级要求；灌浆桶1壁压力传感器3将桶内浆量的液位高度信号通过控制台反馈至配浆阀4以调整配浆阀4新配浆液出口开度，使新配浆液加量满足需求，以此完成配浆液比级或密度、配浆量的自动控制。
54.在本实施例中，在灌浆过程中，根据压力传感器3反馈的灌浆压力信号，调压阀4伺服电机实时调整调压阀4锥形阀开口大小从而改变灌浆压力值，实现自动调节灌浆压力。
55.在本实施例中，根据原浆流量传感器8检测记录的原浆通过量，利用配合比公式计算出单位时间内的配浆量，即该时段的水泥浆液注入流量，以此完成对水泥浆液注入流量的测定。
56.本实施例提供一种压力传感器式自动化灌浆系统，通过在灌浆桶1和回流管路中设置压力传感器3，监测灌浆过程中的浆料浓度以及流量，若传感器检测到浆料浓度以及体积变化，传感器给予控制系统反馈，控制系统通过调节配浆阀来对浆料的浓度以及加浆量进行调节。
57.本文揭露的结构、功能和连接形式，可以通过其它方式实现。例如，以上所描述的实施例仅是示意性的，例如多个组件可以结合或者集成于另一个组件；另外，在本文各个实施例中的各功能组件可以集成在一个功能组件中，也可以是各个功能组件单独物理存在，也可以两个或两个以上功能组件集成为一个功能组件。
58.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。