一种组合模块式双液制浆系统及方法与流程

1.本发明属于盾构盾尾环片双液浆体制浆工艺领域，特别是涉及一种组合模块式双液制浆系统及方法。


背景技术：

2.发达国家盾构环片同步注浆绝大多数采用双液注浆工艺，国内盾构同步注浆一般采用单液注浆工艺，随着大型施工对基础沉降的严格要求，国内也开始由单液注浆向双液注浆工艺转型。双液制浆工艺中，介质液体分为a液和b液。a液为水泥浆混合液，含有多种组份，分别为水泥，膨润土，添加剂（泡沫剂，稳定剂）和清水，需要按质量比例添加。b液为单组份水玻璃浆液，只需要用流量计和输送泵定量输出即可。
3.a液制浆工艺，目前国内方案：把多种介质，按先后顺序添加到a液高速制浆机内，例如先加入清水，然后加入膨润土，接着加入水泥，最后加入定量的泡沫剂，稳定剂，混合制浆后用专用泵输出。
4.由于膨润土浆液粘度高，制浆时间长，延长了整个制浆流程时间，制浆产能不足。
5.由于每个施工项目对a、b液的输出流量各不相同，需要对每个项目进行分别项目设计，重新构建a、b液制浆结构方案，前期产品重复利用率不高，制造周期长，经济性，可维护性不高。特别是大流量a液需求时，制浆设备如果发生故障，严重影响盾构推进进度。


技术实现要素：

6.本发明目的是提供一种组合模块式双液制浆系统及方法，可以通过组合模块进行制浆能力的提升，另外也从制浆流程上对物料进行分批同步制备再混合，有别于目前一台制浆设备制备所有组分的方案。
7.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种组合模块式双液制浆系统，它包括用于供应水的供水系统，所述供水系统的出口与清水主管路相连通；所述清水主管路上连接有多个进水分支管；其中一个进水分支管与用于制备膨润土浆的膨润土浆制备系统相连，其余的进水分支管分别对应与用于制备a液的a液制备系统相连；所述膨润土浆制备系统与a液制备系统相连通；所述a液制备系统与用于储存a液的a液储浆槽相连；还包括用于制备b液的b液制备系统。
8.所述供水系统包括水箱，所述水箱的顶部固定安装有用于监测水箱内部液位的液位计，所述水箱的进水口通过进水管路与供水泵相连，所述进水管路上安装有进水气动阀，所述水箱的出水口通过出水管路与清水泵相连，所述清水泵的出口与清水主管路相连。
9.所述清水主管路上通过三通接头连接有清洗分支管，所述清洗分支管与a液储浆槽相连。
10.所述膨润土浆制备系统包括膨润土料仓，所述膨润土料仓的出料口通过膨润土螺旋输送机与膨润土制浆机相连；所述膨润土制浆机包括膨润土制浆桶体，所述膨润土制浆桶体的下方设置有膨润土浆储浆槽，所述膨润土制浆桶体支撑在用于称重的称重传感器的
顶部，所述膨润土制浆桶体上安装有用于控制进水量的清水进水气动阀，所述清水进水气动阀与进水分支管相连；所述膨润土制浆桶体的底端设置有用于排浆的排浆气动阀，所述膨润土制浆桶体的内部设置有制浆电机；所述膨润土浆储浆槽的出口安装有多个膨润土泵，膨润土泵分别通过第一膨润土出浆管和第二膨润土出浆管与相应的泥浆进浆管相连通，所述泥浆进浆管分别与a液制备系统相连。
11.所述a液制备系统包括水泥料仓，所述水泥料仓通过水泥螺旋输送机与a液制浆机相连，所述a液制浆机包括a液制浆桶体和a液中继储浆槽；所述a液制浆桶体支撑在用于称重的称重传感器的顶部，a液制浆桶体上安装有用于控制进水量的清水进水气动阀，所述清水进水气动阀与进水分支管相连；所述a液制浆桶体上连通泥浆进浆管；所述a液制浆桶体的底端设置有用于排浆的排浆气动阀，所述a液制浆桶体的内部设置有制浆电机；所述a液中继储浆槽的出口安装有中继泵，多个所述中继泵分别通过第一中继泵排浆管和第二中继泵排浆管与a液储浆槽相连通。
12.所述a液制浆桶体与添加剂系统相连，所述添加剂系统包括添加剂小桶，所述添加剂小桶通过添加剂计量泵和添加剂进浆管与a液制浆桶体相连。
13.还包括与a液制备系统相连的稳定剂供应系统，稳定剂供应系统包括稳定剂容器，所述稳定剂容器的出口通过稳定剂泵和稳定剂输浆管与a液制备系统相连；所述稳定剂输浆管上安装有电磁阀。
14.所述a液储浆槽的内部设置有搅拌叶片，所述搅拌叶片的主轴与用于驱动其转动的搅拌器相连，在a液储浆槽的顶部安装有超声波液位计；所述a液储浆槽上连接有第一进浆管和第二进浆管；所述第一进浆管与a液制备系统的第二中继泵排浆管相连，所述第二进浆管与a液制备系统的第一中继泵排浆管相连；所述第一中继泵排浆管上安装有第二阀门，所述第二中继泵排浆管上安装有第一阀门；所述a液储浆槽的底部连接有a液泵吸浆管，所述a液泵吸浆管上安装有a液泵，所述a液泵的出液口安装有a液泵排浆管。
15.所述b液制备系统包括b液容器，所述b液容器的底部连通有b液泵，所述b液泵的出口安装有b液管；所述b液容器采用多组串联，增加b液不停机工作时间；所述a液储浆槽的a液泵和b液泵带变频控制，流量能够无级调速。
16.组合模块式双液制浆系统进行制浆的方法，包括膨润土浆制浆流程，a液制浆流程和b液输浆流程；所述膨润土浆制浆流程：膨润土制浆机制浆开始，水箱上的清水泵将清水输送到清水主管路，其中一支进水分支管内清水被输送到膨润土制浆机内，清水质量由膨润土制浆桶体联接的称重传感器测量，到达设定质量后，清水进水气动阀关闭，膨润土螺旋输送机开始输送膨润土，称重传感器测量到达设定质量后，膨润土螺旋输送机关闭，制浆电机在加入膨润土过程中一直持续运转，运转到设定时间时，排浆气动阀打开进行排浆操作，直到膨润土制浆桶体排空为止；所述a液制浆流程：a液制浆机制浆开始，进水分支管内清水被输送到a液制浆桶体内，清水质量由a液制浆桶体联接的称重传感器测量，到达设定质量后，清水进水气动阀关闭；膨润土泵从膨润土浆储浆槽输送膨润土浆，沿第一膨润土出浆管和第二膨润土出浆管、泥浆进浆管输送到a液制浆桶体内；称重传感器测量到达设定质量后，膨润土螺旋输送机开
始输送膨润土浆，称重传感器测量膨润土浆到达设定质量后，膨润土泵停止运行；添加剂小桶内的添加剂通过添加剂计量泵，沿着添加剂进浆管输送到a液制浆桶体内，输送完设定体积后，添加剂计量泵停止输送；接着水泥螺旋输送机开始运行，水泥粉料进入a液制浆桶体内，称重传感器测量加入的水泥到达设定质量后，水泥螺旋输送机停止运行；制浆电机在加入所有物料过程中一直持续运转，运转到设定时间时，排浆气动阀打开进行排浆操作，直到a液制浆桶体排空为止；所有制备好的a液存诸在a液中继储浆槽中，沿着中继泵吸管进入中继泵，分别通过第一中继泵排浆管、第二中继泵排浆管进入a液储浆槽，当需要输出a液到盾构竖井下时，a液泵通过a液泵吸浆管吸入a液，沿a液泵排浆管排出；所述b液输浆流程：当需要输出b液到盾构竖井下时，b液容器内的b液，通过b液泵 沿b液管输出。
17.a液组分中的添加剂集中在稳定剂容器中，通过电磁阀自动分配到每套a液制备系统；清水箱由液位计及控制阀门组成自动上水系统，满足膨润土制浆和a液制浆中对大量水的称量的要求；自动控制系统实现了一键启动制备膨润土浆，a液浆；储存a液到a液储浆槽；输送a，b液到盾构竖井下；记录每个流程中所有加料的质量记录；当需要大流量a液制浆能力时，用上述系统为模块，组建多模块大流量a液制备系统，当需要大流量b液输浆能力时，组建多模块b液输浆系统。
18.本发明有如下有益效果：1、本发明提供了一种双液制浆系统模块化装置，可以用同样的配置为模块，快速组建a液，b液系统，解决设备维护通用性，缩短了制浆周期。
19.2、本发明通过采用一套膨润土浆的制备系统提前制备的膨润土浆，通过多台膨润土泵的输送，可以满足多套a液制浆时对膨润土添加质量的要求，每套a液制备系统制好的a液通过中继泵集中输送到大容量a液储浆槽存储，通过可变频a液泵集中输出。
20.3、本发明系统配置有一套膨润土料仓和多套水泥料仓，膨润土料仓与膨润土制浆机构成膨润土浆的制备系统，水泥料仓与a液制浆机构成a液制备系统。
21.4、通过上述的膨润土浆制备系统能够用于预先制备膨润土浆，进而有效的缩短了制备a液的准备时间，进而有效提高了整个a液的制备效率。
22.5、通过上述的a液制备系统能够用于制备a液。
23.6、通过上述的添加剂系统能够用于添加添加剂，工作过程中，通过添加剂计量泵定量的添加添加剂。
24.7、通过上述的稳定剂供应系统能够用于制备a液。
25.8、通过上述的a液储浆槽能够用于对所制备的a液进行储存。
附图说明
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
27.图1是本发明a液制备系统图。
28.图2是本发明b液制备系统图图3是本发明膨润土制浆结构视图。
29.图4是本发明a液混合制浆结构视图。
30.图5是本发明a液输浆结构视图。
31.图中：1水箱、101供水泵、102液位计、103进水气动阀、104清水泵、105进水分支管、106清洗分支管、107稳定剂输浆管、108电磁阀、109中继泵吸管、110第一膨润土出浆管、111第二膨润土出浆管、112第一中继泵排浆管、113第二中继泵排浆管、114a液泵吸浆管、115a液泵排浆管、116第一阀门、117第二阀门；2清水主管路、3膨润土料仓、4膨润土螺旋输送机；5膨润土制浆机、501膨润土制浆桶体、502膨润土浆储浆槽；6膨润土泵、7水泥料仓、8水泥螺旋输送机；9 a液制浆机、901a液制浆桶体、902称重传感器、903 添加剂小桶、904清水进水气动阀、905泥浆进浆管、906添加剂进浆管、907排浆气动阀、908a液中继储浆槽、909 添加剂计量泵、910制浆电机；10稳定剂容器、11稳定剂泵、12中继泵、13电控柜；14a液储浆槽、141搅拌器动力、142超声波液位计、143第一进浆管、144第二进浆管、145搅拌叶片；15a液泵、16b液容器、17b液泵、18b液管。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
33.实施例1：参见图1
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5，一种组合模块式双液制浆系统，它包括用于供应水的供水系统，所述供水系统的出口与清水主管路2相连通；所述清水主管路2上连接有多个进水分支管105；其中一个进水分支管105与用于制备膨润土浆的膨润土浆制备系统相连，其余的进水分支管105分别对应与用于制备a液的a液制备系统相连；所述膨润土浆制备系统与a液制备系统相连通；所述a液制备系统与用于储存a液的a液储浆槽14相连；还包括用于制备b液的b液制备系统。通过采用上述的双液制浆系统可以通过组合模块进行制浆能力的提升，另外也从制浆流程上对物料进行分批同步制备再混合，进而提高了浆液的制备效率。
34.进一步的，所述供水系统包括水箱1，所述水箱1的顶部固定安装有用于监测水箱1内部液位的液位计102，所述水箱1的进水口通过进水管路与供水泵101相连，所述进水管路上安装有进水气动阀103，所述水箱1的出水口通过出水管路与清水泵104相连，所述清水泵104的出口与清水主管路2相连。通过上述的供水系统能够用于制浆过程中清水的自动添加，清水箱由液位计及控制阀门组成自动上水系统，满足膨润土制浆和a液制浆中对大量水的称量的要求。
35.进一步的，所述清水主管路2上通过三通接头连接有清洗分支管106，所述清洗分支管106与a液储浆槽14相连。通过上述的清洗分支管106能够用于对a液储浆槽14进行清洗，进而保证了所制备浆液的质量。
36.进一步的，所述膨润土浆制备系统包括膨润土料仓3，所述膨润土料仓3的出料口通过膨润土螺旋输送机4与膨润土制浆机5相连；所述膨润土制浆机5包括膨润土制浆桶体501，所述膨润土制浆桶体501的下方设置有膨润土浆储浆槽502，所述膨润土制浆桶体501支撑在用于称重的称重传感器902的顶部，所述膨润土制浆桶体501上安装有用于控制进水量的清水进水气动阀904，所述清水进水气动阀904与进水分支管105相连；所述膨润土制浆
桶体501的底端设置有用于排浆的排浆气动阀907，所述膨润土制浆桶体501的内部设置有制浆电机910；所述膨润土浆储浆槽502的出口安装有多个膨润土泵6，膨润土泵6分别通过第一膨润土出浆管110和第二膨润土出浆管111与相应的泥浆进浆管905相连通，所述泥浆进浆管905分别与a液制备系统相连。通过上述的膨润土浆制备系统能够用于预先制备膨润土浆，进而有效的缩短了制备a液的准备时间，进而有效提高了整个a液的制备效率。具体制备过程中，首先，水箱1上的清水泵104将清水输送到清水主管路2，其中一支进水分支管105内清水被输送到膨润土制浆机5内，清水质量由膨润土制浆桶体501联接的称重传感器902测量，到达设定质量后，清水进水气动阀904关闭，膨润土螺旋输送机4开始输送膨润土，称重传感器902测量到达设定质量后，膨润土螺旋输送机4关闭，制浆电机910在加入膨润土过程中一直持续运转，运转到设定时间时，排浆气动阀907打开进行排浆操作，直到膨润土制浆桶体501排空为止。
37.进一步的，所述a液制备系统包括水泥料仓7，所述水泥料仓7通过水泥螺旋输送机8与a液制浆机9相连，所述a液制浆机9包括a液制浆桶体901和a液中继储浆槽908；所述a液制浆桶体901支撑在用于称重的称重传感器902的顶部，a液制浆桶体901上安装有用于控制进水量的清水进水气动阀904，所述清水进水气动阀904与进水分支管105相连；所述a液制浆桶体901上连通泥浆进浆管905；所述a液制浆桶体901的底端设置有用于排浆的排浆气动阀907，所述a液制浆桶体901的内部设置有制浆电机910；所述a液中继储浆槽908的出口安装有中继泵12，多个所述中继泵12分别通过第一中继泵排浆管112和第二中继泵排浆管113与a液储浆槽14相连通。通过上述的a液制备系统能够用于制备a液。
38.进一步的，所述a液制浆桶体901与添加剂系统相连，所述添加剂系统包括添加剂小桶903，所述添加剂小桶903通过添加剂计量泵909和添加剂进浆管906与a液制浆桶体901相连。通过上述的添加剂系统能够用于添加添加剂，工作过程中，通过添加剂计量泵909定量的添加添加剂。
39.进一步的，还包括与a液制备系统相连的稳定剂供应系统，稳定剂供应系统包括稳定剂容器10，所述稳定剂容器10的出口通过稳定剂泵11和稳定剂输浆管107与a液制备系统相连；所述稳定剂输浆管107上安装有电磁阀108。通过上述的稳定剂供应系统能够用于制备a液。
40.进一步的，所述a液储浆槽14的内部设置有搅拌叶片145，所述搅拌叶片145的主轴与用于驱动其转动的搅拌器141相连，在a液储浆槽14的顶部安装有超声波液位计142；所述a液储浆槽14上连接有第一进浆管143和第二进浆管144；所述第一进浆管143与a液制备系统的第二中继泵排浆管113相连，所述第二进浆管144与a液制备系统的第一中继泵排浆管112相连；所述第一中继泵排浆管112上安装有第二阀门117，所述第二中继泵排浆管113上安装有第一阀门116；所述a液储浆槽14的底部连接有a液泵吸浆管114，所述a液泵吸浆管114上安装有a液泵15，所述a液泵15的出液口安装有a液泵排浆管115。通过上述的a液储浆槽14能够用于对所制备的a液进行储存。
41.进一步的，所述b液制备系统包括b液容器16，所述b液容器16的底部连通有b液泵17，所述b液泵17的出口安装有b液管18；所述b液容器16采用多组串联，增加b液不停机工作时间；所述a液储浆槽14的a液泵15和b液泵17带变频控制，流量能够无级调速。
42.实施例2：
组合模块式双液制浆系统进行制浆的方法，包括膨润土浆制浆流程，a液制浆流程和b液输浆流程；所述膨润土浆制浆流程：膨润土制浆机5制浆开始，水箱1上的清水泵104将清水输送到清水主管路2，其中一支进水分支管105内清水被输送到膨润土制浆机5内，清水质量由膨润土制浆桶体501联接的称重传感器902测量，到达设定质量后，清水进水气动阀904关闭，膨润土螺旋输送机4开始输送膨润土，称重传感器902测量到达设定质量后，膨润土螺旋输送机4关闭，制浆电机910在加入膨润土过程中一直持续运转，运转到设定时间时，排浆气动阀907打开进行排浆操作，直到膨润土制浆桶体501排空为止；所述a液制浆流程：a液制浆机9制浆开始，进水分支管105内清水被输送到a液制浆桶体901内，清水质量由a液制浆桶体901联接的称重传感器902测量，到达设定质量后，清水进水气动阀904关闭；膨润土泵6从膨润土浆储浆槽502输送膨润土浆，沿第一膨润土出浆管110和第二膨润土出浆管111、泥浆进浆管905输送到a液制浆桶体901内；称重传感器902测量到达设定质量后，膨润土螺旋输送机4开始输送膨润土浆，称重传感器902测量膨润土浆到达设定质量后，膨润土泵6停止运行；添加剂小桶903内的添加剂通过添加剂计量泵909，沿着添加剂进浆管906输送到a液制浆桶体901内，输送完设定体积后，添加剂计量泵909停止输送；接着水泥螺旋输送机8开始运行，水泥粉料进入a液制浆桶体901内，称重传感器902测量加入的水泥到达设定质量后，水泥螺旋输送机8停止运行；制浆电机910在加入所有物料过程中一直持续运转，运转到设定时间时，排浆气动阀907打开进行排浆操作，直到a液制浆桶体901排空为止；所有制备好的a液存诸在a液中继储浆槽908中，沿着中继泵吸管109进入中继泵12，分别通过第一中继泵排浆管112、第二中继泵排浆管113进入a液储浆槽14，当需要输出a液到盾构竖井下时，a液泵15通过a液泵吸浆管114吸入a液，沿a液泵排浆管115排出；所述b液输浆流程：当需要输出b液到盾构竖井下时，b液容器16内的b液，通过b液泵17 沿b液管18输出。
43.a液组分中的添加剂集中在稳定剂容器10中，通过电磁阀108自动分配到每套a液制备系统；清水箱由液位计及控制阀门组成自动上水系统，满足膨润土制浆和a液制浆中对大量水的称量的要求；自动控制系统实现了一键启动制备膨润土浆，a液浆；储存a液到a液储浆槽；输送a，b液到盾构竖井下；记录每个流程中所有加料的质量记录；当需要大流量a液制浆能力时，用上述系统为模块，组建多模块大流量a液制备系统，当需要大流量b液输浆能力时，组建多模块b液输浆系统。