[发明专利]水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种浆液流量控制装置，具体的说是涉及一种水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置。

背景技术

水泥土搅拌桩(包括浆喷桩和粉喷桩)是利用特制的搅拌机械将水泥浆液或粉体压入到土体中并进行搅拌，通过一系列物理化学反应形成的一种桩基技术。与其他施工技术相比具有施工机具简单、成桩效率高，节省钢材、缩短工期、降低造价等特点而在高速公路和工业与民用建筑工程等地基加固中得到应用。但是，在施工或试桩中常需要不同的提升速度或钻进速度，由于提升速度或钻进速度的改变会影响喷浆量，进而影响到施工质量或造成水泥等材料的浪费。施工中关键是要控制好喷浆量、浆液压力和提升速度或钻进速度与地层性质之间的关系，其中浆液流量与提升速度或钻进速度是关键，如何达到浆液流量与提升速度或钻进速度的协调一直是研究人员所探索的问题。近年来，随着计算机性能提高、移动存储容量增大和传感器技术的发展，特别是无线网络传输技术的普及和应用，为实时控制浆液流量提供了可能和条件。

发明内容

本发明专利的目的就在于克服现有施工中由于无法实时控制和掌握水泥土搅拌桩浆液流量而影响桩基的质量或造成浆液的浪费的问题，从而研究提供一种水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置。

本发明专利的目的是通过以下技术方案：

(1)一种水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置，包括水泥土搅拌桩机的电动机6、振动头7、搅拌轴8、输浆管9、搅拌头10，其特征在于该装置还包括进尺传感器1、流量控制器2、密度传感器3、数据采集器4、计算机5和信号电缆11，其中进尺传感器1固定在振动头7上方的机架12上，流量控制器2通过法兰16与输浆管9连接，密度传感器3安装在输浆管9内，信号电缆11的输入端分别于进尺传感器1、流量控制器2和密度传感器3相连接，其输出端连接到数据采集器4的输入端上，将采集的数据发送给计算机5，计算机5将处理后的浆液流量反馈给流量控制器2。

所述的流量控制器2是由浆液流量计13，阀门14，小型电机15所组成的系统，其中阀门14与小型电机15相连接，浆液流量计13固定在阀门14的后面。

当数据采集器4采集的数据发送给计算机5，计算机5将会处理这些数据得到一个合理的浆液流量，当浆液流量计13的读数小于计算机5计算的浆液流量时，小型电机15会带动阀门14逆时针旋转，增加浆液的流量直至浆液流量计13的读数等于计算机5计算的浆液流量；反之，当浆液流量计13的读数大于计算机5计算的浆液流量时，小型电机15会带动阀门14顺时针旋转，减少浆液的流量直至浆液流量计13的读数等于计算机5计算的浆液流量。

本发明专利的优点和效果：在整个施工过程中，可以准确地根据提升速度或钻进速度控制浆液流量，使输浆连续，避免了浆液流量的变化不能与提升速度或钻进速度的变化同步的问题，保证了施工的质量，节约了材料。同时流量控制器、密度传感器、进尺传感器和现场便携式数据采集器可以集成为产品在工厂批量生产，携带方便、使用简单效果好。

附图说明

图1——水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置结构示意图。

图2——流量控制器通过法兰与输浆管连接示意图。

附图标记：1-进尺传感器、2-流量控制器、3-密度传感器、4-便携式数据采集器、5-计算机、6-水泥土搅拌桩机的电动机、7-振动头、8-搅拌轴、9-输浆管、10-搅拌头、11-信号电缆、12-水泥土搅拌桩机架、13-浆液流量计、14-阀门、15-小型电机、16-法兰。

具体实施方式

如图1，2所示，首先将进尺传感器1、流量控制器2、密度传感器3固定在水泥土搅拌桩机架12上。进尺传感器1外购，采用XSA-V11801型号；密度传感器3外购，采用SK-8M01型号的泥浆密度传感器；流量控制器2采用自制的，由浆液流量计、阀门和小型电机组成，其中浆液流量计外购，采用AMF型号，小型电机采用自制的功率为100w的可正反转的直流电机，；进尺传感器1用螺栓固定在振动头7的上方的机架上，以实时记录进桩的深度；流量控制器2通过法兰16与输浆管9固定连接以实时控制浆液流量；密度传感器3固定在输浆管9内，以实时记录输浆的密度；进尺传感器1、流量控制器2、密度传感器3将各自采集到的信号分别通过信号电缆11连接到便携式数据采集器4上，数据采集器4外购，采用8100TCP/IP型号的数据采集器。

首先启动水泥土搅拌桩机的电动机6，开始实施时，在搅拌桩机振动头7作用下，搅拌轴8开始搅拌，水泥浆液或粉体通过输浆管9传入到搅拌头11并与土混合搅拌，进尺传感器1、流量控制器2、密度传感器3分别将自动记录信息并传输到便携式数据采集器4中通过信号电缆11将信号传输到计算机5中，对计算机5中的数据进行分析处理，将计算机5处理后得到的浆液流量即时反馈给流量控制器2，当浆液流量计13的读数小于计算机5计算的浆液流量时，小型电机15会带动阀门14逆时针旋转，增加浆液的流量直至浆液流量计13的读数等于计算机5计算的浆液流量；反之，当浆液流量计13的读数大于计算机5计算的浆液流量时，小型电机15会带动阀门14顺时针时针旋转，减少浆液的流量直至浆液流量计13的读数等于计算机5计算的浆液流量。