一种固化注浆泵及其控制方法与流程

1.本发明涉及建筑施工设备领域，更具体地说，它涉及一种固化注浆泵及其控制方法。


背景技术：

2.注浆泵是把在搅拌机内将3种固化料和水按一定比例搅拌成固化浆料，通过液压输送缸压送到管道中，通过管道输送到工作面，注浆施工是国内外大坝基础施工中常用的加固手段，注浆压力是影响注浆质量的关键参数之一。
3.由于注浆过程中存在非线性、地层变化的不确定性等因素影响，在注浆过程中会出现高压注浆方式，目前，在注浆施工过程中主要存在以下问题：1、由于注浆泵的排出流量不稳和扬程较小等原因，现场注浆压力很不稳定，影响了注浆作业的质量；2、注浆压力的控制多数采用电动注浆泵和调压阀组成的控制方法，注浆压力偏小，还不能达到特殊条件下的超高压注浆方式，从而达不到针对大坝的注浆施工要求，因此亟需一种可自动调压的固化注浆泵。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种固化注浆泵及其控制方法。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种固化注浆泵，包括壳体、设置于壳体的空气压缩机和设置于壳体内的气动注浆泵，空气压缩机为气动注浆泵提供工作动力，固化注浆泵还包括压力控制模块，压力控制模块包括电控进气阀、压力传感器、中控组件和通气管道，气动注浆泵内设置有低压腔室和高压腔室，电控进气阀设置于通气管道上，且用于调节低压腔室的空气压力，压力传感器设置于通气管道上，且用于监测进入低压腔室的空气压力，中控组件与电控进气阀、压力传感器电性连接，且用于收集低压腔室的压力值，并计算电控进气阀的开度控制值以及控制电控进气阀的开度大小。
6.本发明进一步设置为：中控组件包括光耦隔离电路、单片机和a/d转换器，光耦隔离电路用于将中控系统与电控进气阀、压力传感器进行电隔离，单片机用于接收参数输入、输出中控系统需要显示的数据以及计算电控进气阀的开度控制值，中控组件还包括输入端口、输出端口和显示器，单片机的输入端口与输入设备连接，单片机的输出端口与显示器连接，输入设备用于设定气动注浆泵需要输出的注浆作业压力值，显示器用于显示气动注浆泵内的压力值和工作状态。
7.本发明进一步设置为：中控系统连接有报警器，报警器用于压力控制异常时的报警，电控进气阀为电控压力调节器。
8.本发明进一步设置为：一种适用于固化注浆泵的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，s1、预设定信息阶段，通过输入设备向中控系统输入气动注浆泵所需要输出的作
业压力值，同时输入气动注浆泵低压腔室与高压腔室的压力比值；s2、采集信息阶段，压力传感器通过监测得到与气动注浆泵低压腔室连接的通气管道内的空气压力值，同时中控系统对此空气压力值信息进行采集；s3、信息传输阶段，步骤s2的空气压力值先经光耦隔离电路输入给a/d转换器，再由a/d转换器对空气压力值进行数模转换后输入至单片机；s4、信息处理阶段，单片机根据步骤s1的作业压力值、压力比值以及步骤s2的空气压力值，计算得到电控进气阀的开度控制值；s5、固化注浆泵工作阶段，中控系统将步骤s4的开度控制值经光耦隔离电路传输给电控进气阀，通过控制电控进气阀的开度大小，调节气动注浆泵低压腔室的压力大小，从而实现气动注浆泵高压腔室的注浆压力输出。
9.通过采用上述技术方案，使得本发明具有以下优点：1、由于在气动注浆泵的进气管道上设置电控进气阀和压力传感器，压力控制模块通过采集气动注浆泵低压腔室中空气压力值，再结合所需注浆作业压力值及低压腔室与高压腔室的压力比值，计算得出电控进气阀的开度控制值并控制电控进气阀的开度大小，增强了调控超高压注浆压力的精确性和稳定性，也提高了注浆作业的质量；2、由于气动注浆泵使用压缩空气为动力，在工作过程中出现堵管的现象时，气压就无法将浆液压出气动泵，使得注浆压力不会随着时间增加而升高，避免了注浆管道高压爆管问题的发生；3、由于固化注浆泵工作系统的前端设备均采用弱电控制，并且该弱电注浆系统与压力控制模块前端的高电压通过光耦隔离电路进行了电隔离，因此操作人员进行注浆作业时不会因触电发生人员伤亡事故，提高了操作人员使用注浆系统作业的安全性。
附图说明
10.图1为本发明一种固化注浆泵实施例的结构框架图。
具体实施方式
11.参照图1对本发明一种固化注浆泵及其控制方法实施例做进一步说明。
12.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
13.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
14.一种固化注浆泵，包括壳体、设置于壳体的空气压缩机和设置于壳体内的气动注浆泵，空气压缩机为气动注浆泵提供工作动力，固化注浆泵还包括压力控制模块，压力控制模块包括电控进气阀、压力传感器、中控组件和通气管道，气动注浆泵内设置有低压腔室和高压腔室，电控进气阀设置于通气管道上，且用于调节低压腔室的空气压力，压力传感器设
置于通气管道上，且用于监测进入低压腔室的空气压力，中控组件与电控进气阀、压力传感器电性连接，且用于收集低压腔室的压力值，并计算电控进气阀的开度控制值以及控制电控进气阀的开度大小，气动注浆泵主要包括了容纳压缩空气的低压腔室和容纳注浆浆液的高压腔室，其作用在于通过低压腔室中的气动压力控制高压腔室中的注浆压力，通过在气动注浆泵低压腔室连接的进气管道上设置电控进气阀和压力传感器，压力控制模块通过压力传感器实时监测采集气动注浆泵低压腔室中压缩空气压力值，再结合气动注浆泵高压腔室需要提供的注浆作业压力值及气动注浆泵的低压腔室与高压腔室的压力比值(其中，注浆作业压力值为初始设置的输出压力值，压力比值为气动注浆泵的恒定值)，计算得出电控进气阀的开度控制值并控制电控进气阀的开度大小，这样通过精确控制电控进气阀的开度大小，可以保持气动注浆泵高压腔室的注浆作业输出压力稳定，同时，由于气动泵使用压缩空气为动力，在工作过程中出现堵管的现象时，气压就无法将浆液压出气动泵，使得注浆压力不会随着时间增加而升高，避免了注浆管道高压爆管问题的发生，并且，将压力传感器设置在气动注浆泵的进气管道上，监测得到的气压大小比直接监测管道浆液的压力大小更为准确。
15.中控组件包括光耦隔离电路、单片机和a/d转换器，光耦隔离电路用于将中控系统与电控进气阀、压力传感器进行电隔离，单片机用于接收参数输入、输出中控系统需要显示的数据以及计算电控进气阀的开度控制值，中控组件还包括输入端口、输出端口和显示器，单片机的输入端口与输入设备连接，单片机的输出端口与显示器连接，输入设备用于设定气动注浆泵需要输出的注浆作业压力值，显示器用于显示气动注浆泵内的压力值和工作状态，采用光耦隔离电路能有效防止压力控制模块的高电压对使用低电压的电控进气阀和压力传感器的干扰，有利于提高压力传感器监测压力以及控制电控进气阀开度大小的精度，单片机的输入端口、输入端口分别连接有输入设备和显示器，输入设备用于设定气动注浆泵需要输出的注浆作业压力值，显示器显示气动注浆泵内的压力值和工作状态，在施工中，对不同地域、不同环境、不同地质条件的作业段面进行注浆作业时要求的注浆压力会有所区别，因此通过确定对作业段面进行作业时的注浆压力，并将其通过输入设备输入压力控制模块中作为初始控制参数值，压力控制模块根据这一初始的注浆作业压力值，通过监测和计算，精确控制电控进气阀开度大小，从而为注浆作业提供稳定可靠的注浆压力，提高了注浆作业的质量，采用低压腔室与高压腔室的压力比值为1：50的气动注浆泵，提供了更好的施工作业效果。
16.上述注浆系统的设备均采用弱电控制，并且如前该弱电注浆系统与压力控制模块前端的高电压通过光耦隔离电路进行了电隔离，尽管空气压缩机采用常规电压，但操作人员进行注浆作业更多地与注浆系统的上述前端设备接触，因此操作人员进行注浆作业时不会因触电发生人员伤亡事故，提高了操作人员使用注浆系统作业的安全性。
17.一种适用于固化注浆泵的控制方法，包括以下步骤：s1、预设定信息阶段，通过输入设备向中控系统输入气动注浆泵所需要输出的作业压力值，同时输入气动注浆泵低压腔室与高压腔室的压力比值；s2、采集信息阶段，压力传感器通过监测得到与气动注浆泵低压腔室连接的通气管道内的空气压力值，同时中控系统对此空气压力值信息进行采集；s3、信息传输阶段，步骤s2所述的空气压力值先经光耦隔离电路输入给a/d转换
器，再由a/d转换器对空气压力值进行数模转换后输入至单片机；s4、信息处理阶段，单片机根据步骤s1所述的作业压力值、压力比值以及步骤s2所述的空气压力值，计算得到电控进气阀的开度控制值；s5、固化注浆泵工作阶段，中控系统将步骤s4所述的开度控制值经光耦隔离电路传输给电控进气阀，通过控制电控进气阀的开度大小，调节气动注浆泵低压腔室的压力大小，从而实现气动注浆泵高压腔室的注浆压力输出。
18.步骤s1中，根据实际工地作业情况，实际大坝周围土壤情况，预计算并设定所需作业压力值，可保证针对不同地区情况都可适配适用的注浆压力，提高了机器设备的适用性，再设定气动注浆泵低压腔室与高压腔室的压力比值，通过此比值可保证气动注浆泵的作业压力稳定。
19.步骤s2中，压力控制模块对实时设备工作的各个压力值进行检测，同时将数据信息存储于中控组件中，为后续计算电控进气阀的开度大小准备。
20.步骤s3、s4、s5中，通过对检测数据进行计算转换，将数据值压力控制系统包括光耦隔离电路、单片机、a/d转换器；光耦隔离电路用于将压力控制系统与电控进气阀和压力传感器进行电隔离；单片机用于接收参数输入、输出压力控制系统需要显示的数据以及计算电控进气阀的开度控制值，采用光耦隔离电路能有效防止压力控制系统的高电压对使用低电压的电控进气阀和压力传感器的干扰，有利于提高压力传感器监测压力以及控制电控进气阀开度大小的精度。
21.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。