[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

说明书

本发明公开了一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置及使用方法，装置包括压力供给单元、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。本发明通过伺服控制加载盘对注浆压力进行测控；通过调控浆液体积大小对注浆流量及注浆量进行测控，对注浆压力、注浆流量及注浆量可随机切换伺服控制。

技术领域

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

背景技术

注浆是进行地下工程突涌水灾害治理及地层加固的有效方法。受制于工程地质环境的复杂性及注浆施工的隐蔽性，目前复杂地层中的注浆扩散规律及加固机理尚不明确。目前，室内注浆模拟试验是研究注浆扩散加固理论及注浆技术的重要手段。

注浆装置用于控制室内模拟试验的注浆参数，是保证注浆试验精细化的关键之一。目前，室内试验注浆装置往往采用注浆泵、电磁流量计、压力变送器及注浆管路组装形成。下面将具有代表性的用于室内注浆模拟试验的注浆装置简介如下：

2014年10月，公开号为CN204155160U的中国专利申请《试验用恒压注浆-供水气动联合伺服控制系统》中，提出了一种恒压注浆-供水气动联合伺服控制系统，可根据试验要求调整浆液配比、注浆压力以及孔隙水压力。

2015年5月，《隧道断层泥注浆加固机制模型试验研究》文献中，注浆工艺模块使用定制版手动注浆泵，可实现“小流量、高压力”注浆。

2016年12月，《富水破碎岩体注浆加固模拟试验及应用研究》文献中，风动注浆泵送装置可实现注浆量0～30L/min范围内无级变速，最大注浆压力3MPa。

上述代表性提出了室内试验注浆方法，在一定程度上满足了注浆需求，但仍存在以下不足：

(1)已有的恒压注浆伺服控制系统适用于室内恒压注浆试验，不能满足恒流量注浆试验需求。

(2)已有的手动注浆泵满足小流量、高压的试验需求，但在注浆流量及注浆压力控制精度方面有待提高，不适用于精细化注浆试验。

(3)已有的风动注浆泵送装置适用于室内恒流量注浆试验，不能满足恒压注浆试验需求。

精准控制注浆参数是实现注浆试验精细化的关键之一。目前，没有对注浆流量、注浆压力及注浆量等注浆参数精准控制的试验装置。因此，研究开展室内试验的注浆伺服控制装置研究，考虑对注浆压力、注浆流量及注浆量的伺服控制，具有重要的理论研究意义和试验应用价值。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置及操作方法，本发明能够通过伺服控制加载盘对注浆压力进行测量控制；通过调控浆液体积大小对注浆流量及注浆量进行测量控制，同时，本发明对注浆压力、注浆流量及注浆量可随机切换伺服控制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种室内注浆模拟试验的注浆伺服控制装置，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。

进一步的，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，并为步进升降组件提供反力，步进组件可在储浆搅拌单元内做步进升降运动，为本注浆装置提供设定的压力。