[发明专利]一种用于室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置及操作方法

权利要求书

1.一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：包括压力供给单元、储浆搅拌单元和测控单元，其中：所述储浆搅拌单元包括具有容纳空间的腔体，所述腔体内设置有多级搅拌机构，腔体上设置有进浆通道和出浆通道，所述压力供给单元向储浆搅拌单元内部容纳的浆液提供伺服控制的压力，所述测控单元分别连接压力供给单元和储浆搅拌单元，通过控制施加的压力和进浆通道和出浆通道的流速或流量，实现注浆伺服闭环控制；

所述测控单元包含直线位移计、压力传送器和伺服控制箱，直线位移计采用螺栓固定在上承压板下表面且保证测线垂直向下，其测头固定于加载盘上端面，直线位移计用于监测加载盘的垂向运动；压力传送器安装在出浆通道上，用于监测排出浆液的压力；伺服控制箱接收、处理并显示直线位移计及压力传感器传递的流量和压力信号，并依据流量和压力信号对步进电机进行调控。

2.如权利要求1所述的一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：所述压力供给单元包含反力框架和步进组件，反力框架用于支承储浆搅拌单元和压力供给单元，并为步进组件提供反力，步进组件在储浆搅拌单元内步进升降运动，为所述注浆伺服控制装置提供设定的压力。

3.如权利要求2所述的一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：反力框架包含立柱、上承压板和下承压板，上、下承压板为方形块体，四角位置均预留立柱孔，以贯穿立柱，上、下承压板之间容纳储浆搅拌单元，上、下承压板的中心位置预留有适配于储浆搅拌单元的安装孔，上承压板一侧预留两个与测控单元适配的安装孔，下承压板两侧分别预留有与进浆通道和出浆通道适配的安装孔。

4.如权利要求2所述的一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：所述步进组件包含步进电机、螺纹杆、螺纹套筒和加载盘，步进电机精确控制螺纹杆转速及转动角度，螺纹杆采用梯形螺纹，螺纹套筒外壁为光滑面，其端头部位与螺纹杆的梯形螺纹相吻合，其余内壁面光滑且内径大于螺纹杆外径，内壁光滑的一端设有环状螺栓固定台；加载盘环面开设多道密封圈槽，端面预留螺纹套筒螺纹安装孔。

5.如权利要求1所述的一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：所述腔体包括钢桶和密封轴承，钢桶桶底预留安装孔，安装孔分为密封轴承孔和过浆孔，密封轴承孔位于桶底中心处，密封轴承孔周围预留两个过浆孔。

6.如权利要求1所述的一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：多级搅拌机构包括搅拌架和搅拌电机，搅拌架包括中心转轴和搅拌桨，搅拌桨焊接在中心转轴上，呈多层扇形结构，每层含多个搅拌桨叶且搅拌桨叶绕中心转轴均匀布置，垂直投影面上双层搅拌桨呈一定夹角。

7.如权利要求6所述的一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：搅拌架位于储浆桶内且其中心转轴穿过密封轴承与搅拌电机螺纹连接；搅拌机采用螺栓与下承压板连接；搅拌机带动搅拌架在储浆桶内做旋转运动。

8.如权利要求1所述的一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，其特征是：所述进浆通道和出浆通道均包括浆液管和设置在浆液管上的单向阀门，所述进浆通道和出浆通道与腔体连通。

9.基于如权利要求1-8中任一项所述的注浆伺服控制装置的使用方法，其特征是：包括：

(1)连接组成注浆伺服控制装置，将进浆通道置于含有浆液的制浆桶内，将出浆通道与试验模型架连接；

(2)按试验要求设定压力、流量或注浆量的初始大小及变化梯度，启动注浆伺服控制装置对试验架注浆，待注浆参数达到注浆要求后停止注浆；

(3)试验结束后，清洗注浆伺服控制装置，防止浆液凝固影响其使用。