一种预应力管道自动压浆系统及压浆方法技术方案

本发明专利技术涉及混凝土浇筑成型作业技术领域，公开了一种预应力管道自动压浆系统及压浆方法。本发明专利技术中在现有的注浆装置基础上加了旁路控制系统，并由PLC控制器根据注浆压力自动调节回流的浆液的量，从而使注浆压力保持为一个恒定的值，允许注浆全程保持高注浆压力及流量而不超压，从而极大提升了注浆效率及质量。本发明专利技术中，通过将注浆过程中需要按顺序启闭的阀门换成自动阀，并设置注浆压力表、出浆压力表、以及排气压力表来测量相应管道的状态，各需要启闭的阀门及设备连接到PLC控制器上，然后通过PLC控制器自动根据各仪表测量值来按顺序启闭阀门及设备进行压浆，实现了压浆过程的自动化，节约了人力并提升了注浆效率。节约了人力并提升了注浆效率。节约了人力并提升了注浆效率。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力管道自动压浆系统及压浆方法


[0001]本专利技术涉及混凝土浇筑成型作业
，特别是涉及一种预应力管道自动压浆系统及压浆方法。

技术介绍

[0002]注浆，是土木作业过程中非常常见的一种操作。地下洞室施工过程中需要注浆来加固地层，矿山/隧道掘进过程中需要注浆来加固岩层填补裂缝，水利施工过程中需要注浆来稳固坝基以及加固护堤的基础，桥梁施工过程中需要进行预应力管道压浆，住建施工同样需要注浆来加固地基或者是填充缝隙。
[0003]注浆，顾名思义，是通过注浆泵将水泥浆液、化学浆液、或混合浆液加压后注入待注浆部件，由于需要克服极大的压降，目前采用的注浆泵都是诸如柱塞泵/螺杆泵这样的正位移泵，以提供能克服注浆压降的高压头。
[0004]相较于离心泵，正位移泵的压头调节较为困难，事实上正位移泵并没有标称压头，其压头是根据管线的压降而变化的。正位移泵无法直接调整压头，而是通过调节流量调整管线的压降，从而间接调节压头。在泵的转速及结构不变的前提下，正位移泵的流量是一个恒定的值，无法通过出口阀调节流量。改变正位移泵的流量，要么通过变频器来改变泵的转速，要么采用旁路调节，也即将部分泵出液体回流。
[0005]注浆过程中需要注浆泵提供足够的压头，以充分填充待注浆的空腔。但由于注浆过程中，待注浆的空腔的压降是不断变化的。通常情况下，待注浆的空腔的压降会在注浆过程中不断提升，导致注浆泵提供的压头不断上升，并在注浆接近结束时达到最大值。为避免压力超标损坏设备及待注浆部件，目前注浆时采用的流量及压力十分保守，全程以很低的恒定流量进行注浆，以免注浆泵提供的压头的最大值超标。只有在一些给地层/岩层注浆的柱塞泵上，由于从注浆开始到结束的全过程中，待注浆的空腔的压降的相对变化率不大，才应用了变频器来调节流量。
[0006]此外，注浆过程的操作非常固定，只需按顺序开关几个设备及阀门，不需要随机应变，适合使用自动控制装置来进行，但目前的注浆过程依然依靠人工进行，浪费了大量人力。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种预应力管道自动压浆系统及压浆方法。
[0008]解决的技术问题是：注浆过程中，为避免最大压力超标，采用的流量及压力十分保守，全程以很低的流量及压力进行注浆，导致注浆效率低且细微缝隙不能充分填满；注浆过程依靠人工进行，浪费了大量人力。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种预应力管道自动压浆系统，用于建筑施工中的注浆操作，包括浆液容器、入口与浆液容器底部连通且出口与待注浆部件连通的注浆泵、设置在注浆泵和待注浆部件之间管道上的注浆阀、设置在待注浆部件的
出浆管道上的出浆阀、以及设置在待注浆部件的排气管道上排气阀，所述注浆阀为T型自动三通阀，一个入口与注浆泵的出口连通，两个出口分别与待注浆部件以及浆液容器连通；所述注浆阀与待注浆部件之间的管道上设置有注浆压力表；所述出浆阀以及排气阀均为自动阀，所述出浆阀与待注浆部件之间的管道上设置有出浆压力表，所述排气阀与待注浆部件之间的管道上设置有排气压力表；所述预应力管道自动压浆系统还包括PLC控制器，所述注浆泵、注浆阀、注浆压力表、出浆阀、排气阀、出浆压力表、以及排气压力表分别与PLC控制器电连接。
[0010]进一步，所述浆液容器内侧底部设置有高频振动器。
[0011]进一步，所述浆液容器中设置有液位表，所述液位表以及高频振动器分别与PLC控制器电连接。
[0012]进一步，所述浆液容器设置在拖车上，所述注浆泵为压浆台车，所述浆液容器的底部通过管道与快拆法兰和压浆台车的入口连通。
[0013]进一步，所述注浆阀以及注浆压力表分别与PLC控制器有线连接，所述出浆阀、排气阀、出浆压力表、以及排气压力表分别与PLC控制器无线连接。
[0014]进一步，所述注浆压力表与待注浆部件之间的管道上、所述出浆压力表与待注浆部件之间的管道上、以及所述排气压力表与待注浆部件之间的管道上分别设置有封堵阀，所述封堵阀两端与其所在的管道可拆卸连接。
[0015]一种预应力管道压浆方法，使用如权利要求3所述的一种预应力管道自动压浆系统进行压浆，并包括以下步骤：步骤一：设定PLC控制器的运行步骤、注浆阀的控制算法、及预设参数，预设参数包括注浆压力、出浆压力、排气压力、开振动液位、以及保压时长；步骤二：在浆液容器中灌装体积不小于待注浆部件中的注浆空腔容积的浆液，安装所述预应力管道压浆系统；步骤三：打开所有封堵阀，启动PLC控制器执行步骤一设置的运行步骤进行压浆；步骤四：压浆完成后，关闭所有封堵阀，拆卸所述预应力管道压浆系统，仅保留封堵阀以及位于封堵阀和待注浆部件之间的管道。
[0016]进一步，步骤一中PLC控制器的运行步骤如下：步骤1.1：打开出浆阀与排气阀，步骤1.2：启动注浆泵开始压浆，并通过调节注浆阀分配注入待注浆部件的浆液以及返回浆液容器的浆液，使出浆压力表所测得的压力值保持为预设的注浆压力；若注浆过程中浆液容器的液位低于预设的开振动液位，则开启高频振动器；步骤1.3：待出浆压力表测得的压力值高于预设的出浆压力，关闭出浆阀；步骤1.4：待排气压力表测得的压力值高于预设的排气压力，关闭排气阀并开始计时，计时达到预设的保压时长后，调节注浆阀使来自注浆泵的浆液全部注入浆液容器，然后关闭注浆泵，若高频振动器处于开启状态，则关闭高频振动器，完成压浆。
[0017]进一步，所述注浆压力为表压0.4-2兆帕、出浆压力为表压0.15-0.23兆帕、排气压力为表压0.15-0.4兆帕、开振动液位为0.3-0.5米、保压时长为2-5分钟。
[0018]进一步，所述注浆阀的控制算法为PID算法。
[0019]本专利技术一种预应力管道自动压浆系统及压浆方法与现有技术相比，具有如下有益
效果：本专利技术中，通过在注浆泵出口设置T型自动三通阀，将部分浆液回流到浆液容器，然后在T型自动三通阀与待注浆部件之间的管道上设置注浆压力表，根据测得的注浆压力由PID算法自动调节T型自动三通阀来控制回流的浆液的量，从而使注浆压力保持为一个恒定的值，允许注浆全程保持高注浆压力及流量而不超压，从而极大提升了注浆效率及质量。
[0020]本专利技术中，通过将注浆过程中需要按顺序启闭的阀门换成自动阀，并设置注浆压力表、出浆压力表、以及排气压力表来测量相应管道的状态，各需要启闭的阀门及设备连接到PLC控制器上，然后通过PLC控制器自动根据各仪表测量值来按顺序启闭阀门及设备进行压浆，实现了压浆过程的自动化，节约了人力并提升了注浆效率。
[0021]本专利技术中，通过在浆液容器中设置与PLC控制器电连接的高频振动器以及液位表，在浆液容器液位过低时能自动开启振动，使浆液容器底部的浆液得以充分利用。
附图说明
[0022]图1是本专利技术中的恒压注浆装置的结构示意图；图2是本专利技术中的恒压注浆装置的PID图；图3是本专利技术中的一种预应力管道自动压浆系统的结构示意图；图4是本专利技术中的一种预应力管道自动压浆系统的PID图；其中，1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预应力管道自动压浆系统，用于建筑施工中的注浆操作，包括浆液容器（1）、入口与浆液容器（1）底部连通且出口与待注浆部件（3）连通的注浆泵（2）、设置在注浆泵（2）和待注浆部件（3）之间管道上的注浆阀（41）、设置在待注浆部件（3）的出浆管道上的出浆阀（42）、以及设置在待注浆部件（3）的排气管道上排气阀（43），其特征在于：所述注浆阀（41）为T型自动三通阀，一个入口与注浆泵（2）的出口连通，两个出口分别与待注浆部件（3）以及浆液容器（1）连通；所述注浆阀（41）与待注浆部件（3）之间的管道上设置有注浆压力表（51）；所述出浆阀（42）以及排气阀（43）均为自动阀，所述出浆阀（42）与待注浆部件（3）之间的管道上设置有出浆压力表（52），所述排气阀（43）与待注浆部件（3）之间的管道上设置有排气压力表（53）；所述预应力管道自动压浆系统还包括PLC控制器，所述注浆泵（2）、注浆阀（41）、注浆压力表（51）、出浆阀（42）、排气阀（43）、出浆压力表（52）、以及排气压力表（53）分别与PLC控制器电连接。2.根据权利要求1所述的一种预应力管道自动压浆系统，其特征在于：所述浆液容器（1）内侧底部设置有高频振动器（11）。3.根据权利要求2所述的一种预应力管道自动压浆系统，其特征在于：所述浆液容器（1）中设置有液位表（54），所述液位表（54）以及高频振动器（11）分别与PLC控制器电连接。4.根据权利要求1所述的一种预应力管道自动压浆系统，其特征在于：所述浆液容器（1）设置在拖车上，所述注浆泵（2）为压浆台车，所述浆液容器（1）的底部通过管道与快拆法兰和压浆台车的入口连通。5.根据权利要求1所述的一种预应力管道自动压浆系统，其特征在于：所述注浆阀（41）以及注浆压力表（51）分别与PLC控制器有线连接，所述出浆阀（42）、排气阀（43）、出浆压力表（52）、以及排气压力表（53）分别与PLC控制器无线连接。6.根据权利要求1所述的一种预应力管道自动压浆系统，其特征在于：所述注浆压力表（51）与待注浆部件（3）之间的管道上、所述出浆压力表（52）与待注浆部件（3）之间的管道上、以及所述排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈小平，刘嘉东，张家铭，杨辉，杨立，王大凯，李峰，刘星宇，
申请(专利权)人：中国建筑土木建设有限公司，
类型：发明
国别省市：