[发明专利]盾构施工中泥浆指标检测装置及配套的泥浆指标检测方法

权利要求书

1.一种盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：包括检测桶，所述检测桶顶部设有进水管（1），底部连接管道组（16），所述管道组（16）包括与所述检测桶底部出口并联连接的进浆管、排浆管；所述检测桶内设有泥浆黏度检测机构、泥浆胶体率检测机构、泥浆比重检测机构、泥浆酸碱度检测机构以检测样品指标参数，所述进浆管上另并连底部进水管（1）支路，所述进浆管的进口连接盾构设备排浆管道，所述进浆管、所述进水管（1）和所述底部进水管（1）支路上设有流量计；

所述检测桶包括同轴套装的内桶（2）和外桶（3），所述内桶（2）内还同轴安装有套筒（4），所述套筒（4）内设有同轴转子（11），所述转子（11）连接带动其转动的动力源（6），所述转子（11）顶部设置防泥浆渗入的电机保护机构；

所述泥浆比重检测机构包括内桶（2）底部设有压力测量机构，所述压力测量机构包括圈状的称重计（5），所述内桶（2）的内壁和所述套筒（4）的表面都涂覆有不沾涂层；

所述泥浆黏度检测机构包括安装在所述动力源（6）的主轴上的扭力测量元件、所述动力源（6）底部的同轴转子（11）；

所述泥浆胶体率检测机构包括所述内桶（2）一侧的不同高度上设有多个压力计（12）；

泥浆酸碱度检测机构包括安装在检测桶内的酸碱度检测元件（7）。

2.如权利要求1所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：所述内桶（2）和套筒（4）间设有过水顶盖，所述过水顶盖上设有至少3个通孔（13），所述通孔（13）间设有环形导流槽（14），所述进水管（1）的出口处于所述导流槽（14）上方，所述过水顶盖的下方设有与所述内桶（2）配合的卡圈（17），所述过水顶盖的外径大于所述卡圈（17）的外径以形成帽檐。

3.如权利要求2所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：所述内桶（2）上设有得以观察检测桶内的镂空（8），对应的在所述内桶（2）镂空（8）的位置上设有刻度线。

4.如权利要求3所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：所述内筒与外桶（3）间设有约束其转动自由度的防扭转槽（15），所述内桶（2）的底部设有上大下小的锥状漏斗形下料口。

5.如权利要求4所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：所述内筒的进料口与所述管道组（16）间经由波纹管（9）相连接，所述波纹管（9）处于所述圈状的称重计（5）的空圈中心，称重计（5）的高度处于波纹管（9）的最大长度与最少长度之间。

6.如权利要求5所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：所述管道组（16）上设有电磁阀，以形成进出水或进出浆的流量控制。

7.如权利要求6所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：所述电机保护机构包括桶状的浮动体，所述浮动体上设有与所述转动桶实现轴套配合的格挡圈，所述浮动体上设有滑动轴，所述滑动轴和所述动力源（6）的主轴外径相同、安装位置同轴；在所述滑动轴和所述动力源（6）的主轴外套装有约束桶（18），以实现浮动体沿所述约束桶（18）轴心方向的浮动，所述约束桶（18）的顶部固定在所述动力源（6）的主轴上。如权利要求1所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于：所述过水顶盖和所述内桶（2）之间设有软胶圈（10）密封。

8.一种泥浆指标检测方法，使用如权利要求1所述的盾构施工中泥浆指标检测装置，其特征在于，包括如下步骤：

冲水复位：检测桶内自上而下流入市政净水，冲洗所述检测桶的内腔，所述市政净水自检测桶的底部流出，直至水中无异物，关闭进水，持续出水直至检测桶内水流净；

进水定标：检测桶内自下而上流入市政净水，直至检测桶内水位达到设定高度，关闭进水，启动泥浆黏度检测机构、泥浆胶体率检测机构、泥浆比重检测机构，检测出自来水的黏度值a，胶体率数组{d1,d2,......，dn }，直至数组中数值的理论值恒定，即每个压力计（12）收到的压力数值为D，比重c，之后关闭进水，持续出水直至检测桶内水流净；当黏度值a、胶体率数组{d1,d2,......，dn }、比重c达到净水固定值时认为测量准确，否则，需校核各检测机构；

进浆检测：管路的进水口切换为进浆口，所述进浆口连接施工管道的泥浆循环管，直至检测桶内泥浆液位达到设定高度，关闭进浆，启动泥浆黏度检测机构、泥浆胶体率检测机构、泥浆比重检测机构、泥浆酸碱度检测机构，检测出泥浆的黏度ŋ，胶体率，密度q，和泥浆酸碱度f'；

泥浆比重的计算公式为，泥浆密度q=G/v,其中G源自称重计（5）的测量结果，v来于检测桶内泥浆体积，浆液位置自镂空（8）处的刻度或透明的检测桶上的刻度观察得到；

所述电机的输出轴上设置扭矩测量机构以测量主轴转动过程中的扭力M，黏度ŋ=M/4πhwi(1/ri²-1/ra²)；

所述泥浆胶体率的检测方法包括：在转子（11）停止后分别在1分钟，5分钟，10分钟分别取样各个压力计（12）的测量结果，形成第一分钟压力结果数组{a1,a2,......，an}，第五分钟压力结果数组{b1,b2,......，bn},，第十分钟压力结果数组{c1,c2,......，cn},取各数组中压力小于D的数值点，读取对应点刻度aL, bL, cL，得出对应的胶体率；一分钟压力胶体率a=（h-aL）/h；五分钟压力胶体率b=（h-bL）/h；十分钟压力胶体率c=（h-cL）/h；

（4）出浆：打开出浆，持续出浆直至检测桶内泥浆流净，当步骤（3）中泥浆黏度大于250cps时，出浆后1分钟内开启步骤（1）以防止结块。