高压恒流量试验用注浆泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压恒流量试验用注浆泵，包括高压储浆罐、推进增压稳流系统、内置搅拌系统、浆液输入/输出系统、监测系统和底座，推进增压稳流系统伸入到高压储浆罐中，内置搅拌系统位于高压储浆罐中，实现输出浆液的均匀搅拌；且内置搅拌系统一端与处于高压储浆罐中的推进增压稳流系统相接触，浆液输入/输出系统与高压储浆罐连通，监测系统设置于浆液输入/输出系统上，高压储浆罐和推进增压稳流系统设置于底座上；推进增压稳流系统以步进电机作为动力源，能够满足浆液输出流量的恒定，通过步进电机转速调整完成注浆速率调节，多台仪器同时使用时可保障不同配比双液注浆试验。本实用新型专利技术满足了注浆试验中高注浆压力、恒定注浆速率的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种注浆试验装置，尤其是一种高压恒流量试验用注浆栗。
技术介绍
注浆模型试验是注浆理论研究的三大支柱之一，在注浆扩散规律及加固机理研究方面具有不可替代的作用。室内模型试验中注浆栗负责浆液输送，是注浆模型试验的重要组成部分。模型试验由于模型架尺寸较小、注浆工艺和注浆参数变化繁复，对注浆装置提出了单、双液注浆可转变、浆液配比灵活调整、注浆速率小且恒定、注浆压力变化大的要求。目前国内没有专门用于室内注浆模拟试验的恒流量注浆栗，注浆模型试验多采用工程用注浆栗，大流量、高压力、无法实时监测并调节注浆参数，与模型试验需要的注浆系统不匹配;或者利用注射器作为模型试验中的注浆栗，注浆速率不稳定，且压力较低，不能满足高压、小流量的注浆试验需要。以上缺陷严重限制注浆模型试验的开展，进而影响了注浆理论的研究。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高压恒流量试验用注浆栗，该注浆栗能满足试验室内使用需求，能满足高压、小流量、恒流量、实时监测调节的注浆试验需要。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案:一种高压恒流量试验用注浆栗，包括高压储浆罐、推进增压稳流系统、内置搅拌系统、浆液输入/输出系统、监测系统和底座，推进增压稳流系统伸入到高压储浆罐中，内置搅拌系统位于高压储浆罐中，且内置搅拌系统一端与处于高压储浆罐中的推进增压稳流系统相接触，浆液输入/输出系统与高压储浆罐连通，监测系统设置于浆液输入/输出系统上，高压储浆罐和推进增压稳流系统设置于底座上；所述高压储浆罐包括前、后侧板和中部圆筒，前、后侧板固定密封安装于中部圆筒两端;前、后侧板外部设置有能够包裹前、后侧板外表面及前、后侧板与中部圆筒连接部分的第一、第二密封套，前、后侧板和中部圆筒安装后的内部腔体为压力腔，中部圆筒周面上沿轴向对称设置有两对孔，其中一对为进浆孔和排气孔，另一对为出浆孔和废液孔；所述推进增压稳流系统包括位于压力腔中的活塞，活塞与推进螺杆一端固定连接，推进螺杆另一端穿过设置于压力腔前端内壁上的滚珠轴承与高压储浆罐外部的步进电机连接；所述内置搅拌系统包括旋转装置、托盘、增速装置、搅拌器和控位器，控位器安装于旋转装置上，旋转装置与托盘一面固定连接，托盘中设置有增速装置，搅拌器一端与增速装置连接，另一端通过第二固定轴承与后侧板连接。所述前、后侧板均为圆盘形状，前侧板的中心处开设有一个供推进螺杆穿过的中心孔，前、后侧板上与圆心等距的圆周上均匀等距设置有若干固定孔。所述中部圆筒的两端边缘留有法兰，法兰上与前、后侧板上的固定孔相对应地设置有法兰固定孔。所述前、后侧板与中部圆筒之间放置有高强橡胶密封圈，起到密封作用，防止压力腔中气/液体泄露。所述第一、第二密封套均由对称的两个半圆体组成的圆盘状结构，沿每一个半圆体的直径边断面看，其形状为η形，两个平行面中的较长面边缘中心开有拱推进螺杆穿过的半圆孔;另一个较短面边缘开有与中部圆筒外圆周等直径的半圆孔。所述活塞为圆盘状，其圆周面上加工有若干环圆周面平行设置的密封槽，密封槽内置高强橡胶密封圈，保证活塞与压力腔之间的密封性;活塞的一个表面上加工有第一圆盘状凹槽，该圆盘状凹槽中固定与推进螺杆一端固定连接的高强止推轴承;活塞的相对的另一个表面上加工有与内置搅拌系统相匹配的半球形凹槽。所述推进螺杆外表面上加工有螺纹，穿过滚珠轴承后能自由移动。所述步进电机提供动力，且与控制器相连，控制器控制步进电机的转速。所述旋转装置包括推杆、内螺纹钢管及复位弹簧，内螺纹钢管是内部有光滑螺纹的圆筒状，推杆为圆柱形，推杆前端按照内螺纹钢管内的螺纹形状焊接两个滑移钢柱;滑移钢柱起始位置放置在内螺纹钢管的内螺纹里;推杆的杆身上加工有四条对称分布的光滑沟槽；所述复位弹簧安放在内螺纹钢管内部，前端与托盘相接触，后端焊接在推杆前缘。所述控位器呈内孔为两级阶梯的圆筒状，外圆周的底部通过连接件固定在压力腔内壁上;控位器的第一级内孔内壁上加工四条对称分布的与推杆杆身上光滑沟槽相匹配的导轨，能使推杆通过;控位器的第二级内孔为第二圆盘状凹槽，内嵌第一固定轴承，内螺纹钢管左端与第一固定轴承连接，右端焊接固定于托盘中心位置。所述托盘呈圆柱形，右侧面加工成第三圆盘状凹槽，第三圆盘状凹槽周缘加工有第一齿轮;第三圆盘状凹槽内部中心位置焊接有一个中心键，中心键的周围均匀焊接有四个周缘键，以固定增速装置。所述增速装置包括四个第二齿轮和一个第三齿轮，所述的第二齿轮均匀固定在周缘键上，第三齿轮通过中心键固定在托盘上，四个第二齿轮分别与第一齿轮和第三齿轮相啮合，第一、第二和第三齿轮共同组成一行星齿轮组。所述搅拌器呈圆盘状，外周缘上焊接有四个搅拌杆;搅拌器左侧面通过键与第三齿轮连接，右侧面通过第二固定轴承与后侧板连接，第二固定轴承固定在后侧板圆心处。所述浆液输入/输出系统包括进浆管、排气管、出浆管及废液管，进浆管下部通过丝扣连接进浆孔，上部通过丝扣连接第一高压阀门；排气管下部通过丝扣连接排气孔，上部通过丝扣连接第二高压阀门；出浆管下部通过丝扣连接出浆孔，上部通过丝扣连接第三高压阀门；废液管下部通过丝扣连接废液孔，上部通过丝扣连接第四高压阀门。所述监测系统包括机械式高精度压力表，高精度压力表安装在出浆管端部，实时监测注浆压力大小。所述底座包括一台阶状钢板，较低一级台阶钢板上焊接等高的第一承载架和第二承载架，较高一级台阶钢板上设置有直线导轨，第一承载架和第二承载架上端分别固定在中部圆筒的前部和后部，使压力腔不能移位;直线导轨安装在步进电机下面，使步进电机工作时能够自由无障碍移动。所述步进电机、推进螺杆以及压力腔中心线重合。本技术提供的高压恒流量试验用注浆栗的工作原理如下:完成注浆栗安装、检查注浆栗密封效果，并与注浆试验系统相连接。开打进浆管及排气管，关闭出浆管与废液管，通过进浆管向压力腔内注入新配制浆液;压力腔内充满浆液后，关闭进浆管及排气管，打开出浆管。启动步进电机，根据试验要求调整步进电机转速，此时推进螺杆按照恒定速度前进，并带动步进电机沿直线导轨移动。活塞推动作用下，通过出浆管单位时间内输出恒定体积的浆液;在此过程中，因被注介质条件及浆液自身性质的改变等综合阻力因素作用下产生注浆压力。因此注浆过程中，注浆速率恒定，注浆压力随着阻力能够不断增加，即实现高压恒流量注浆试验。当活塞运移至内置搅拌系统所在位置，通过半球形凹槽与推杆接触后，内螺纹钢管在推杆作用下转动，带动托盘发生旋转，通过增速装置使搅拌器加速转动，使注入一定时间的浆液均匀搅拌，防止浆液沉淀。注浆试验结束后，关闭出浆管，逐渐打开废液管释放压力腔内压力。步进电机反向旋转，增压稳流系统向反方向移动，内置搅拌系统的推杆在复位弹簧作用下逐渐恢复到起始位置。待步进电机移动到初始位置后，打开进浆管及排气管，向压力腔内输入压力水，清洗压力腔及注浆栗。本技术实现了恒定注浆速率下，高压注浆模型试验的实施，通过调整步进电机转速，也能够实施不同注浆速率下注浆扩散规律及加固机理等方面的对比研究。内置搅拌系统安装在高压储浆罐内部，实现输出浆液的均匀搅拌;推进增压稳流系统以步进电机作为动力源，能够满足浆液输出流量的恒定，并通过步进电机转速的调整完成注浆速率的调节。此外，本技术一台仪器单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压恒流量试验用注浆泵，其特征是，包括高压储浆罐、推进增压稳流系统、内置搅拌系统、浆液输入/输出系统、监测系统和底座，推进增压稳流系统伸入到高压储浆罐中，内置搅拌系统位于高压储浆罐中，且内置搅拌系统一端与处于高压储浆罐中的推进增压稳流系统相接触，浆液输入/输出系统与高压储浆罐连通，监测系统设置于浆液输入/输出系统上，高压储浆罐和推进增压稳流系统设置于底座上；所述高压储浆罐包括前、后侧板和中部圆筒，前、后侧板固定密封安装于中部圆筒两端；前、后侧板外部设置有能够包裹前、后侧板外表面及前、后侧板与中部圆筒连接部分的第一、第二密封套，前、后侧板和中部圆筒安装后的内部腔体为压力腔，中部圆筒周面上沿轴向对称设置有两对孔，其中一对为进浆孔和排气孔，另一对为出浆孔和废液孔；所述推进增压稳流系统包括位于压力腔中的活塞，活塞与推进螺杆一端固定连接，推进螺杆另一端穿过设置于压力腔前端内壁上的滚珠轴承与高压储浆罐外部的步进电机连接；所述内置搅拌系统包括旋转装置、托盘、增速装置、搅拌器和控位器，控位器安装于旋转装置上，选装旋转装置与托盘一面固定连接，托盘中设置有增速装置，搅拌器一端与增速装置连接，另一端通过第二固定轴承与后侧板连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟杰，魏久传，尹会永，谢道雷，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37