专利名称：输送速凝混合物的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备和输送速凝混合物的设备，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成分，第一配合成分包括加入延迟剂的水泥浆，第二配合成分为水泥浆液胶凝剂，选择胶凝剂的添加速度，以便对输送混合物的凝固速度进行控制。例如，本发明适合将浆液(或混凝土)灌入矿井或类似构筑物中隧道衬砌部件与隧道内壁或回填物之间的空隙中。在某些情况下，水的流速很高，在普通浆液凝固之前该浆液便会被冲走，如果增加隧道中浆液的凝固速度则会使浆液在混合和输送设备中提早凝固。
人们已经知道，在使用浆液之前可向该水泥浆中加入凝固延迟剂和活化或胶凝剂，选择活化剂的添加速度可以获得预定的凝固时间。胶凝剂的效果取决于其在混合物中的比例。胶凝剂过多，则会使凝固时间提前而堵塞输送设备。胶凝剂过少，则混合物凝固不够快，灌入的浆液又会被冲走。另一个可变的因素是输送喷枪的位置，包括胶凝剂的浆液是通过该输送喷枪输送的，当将输送喷枪上下移动时，静水头将发生变化，这样就会对混合浆液的输送速度和各混合成份的供给产生影响。
本发明的一个方面是提供一种将速凝混合物输送到使用现场的设备，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成份，上述第一配合成份包括由水泥、水和延迟剂组成的浆液，上述第二配合成份为上述浆液的胶凝剂，上述设备包括通过主供应管线供应第一配合成份的装置，流过主供应管线的第一配合成分的流速监测装置，通过副管线向主供应管线供应胶凝剂的装置，流过副管线的第二配合成份的流速监测装置，上述主供应管线与输送喷枪相连接，当混合物在使用现场递送时;上述输送喷枪的位置可以改变，以及为减少监测流速值和参考流速值之间的差别而对胶凝剂流速进行调节的装置。
本发明的第二个方面是提供一种速凝混合物输送到使用现场的设备，上述混合物包括第一配合成份和第二配合成份，上述第一配合成份包括由水泥、水和延迟剂组成的浆液，上述第二配合成份为上述浆液的胶凝剂，上述设备包括通过主供应管线供应第一配合成分的装置，流过主供应管线的第一配合成份的流速监测装置，通过副管线向主供应管线供应胶凝剂的装置，流过副管线的第二配合成分的流速监测装置，为减少监测流速值和参考流速值之间的差别对胶凝剂流速进行调节的装置，设于主供应管线内的喷咀装置，该喷咀装置与冲洗剂压力供应源连通，从而可对副管线与主供应管线连接处或其下游处的主供应管线进行清洗。
一般来说，水泥浆和活化剂通过主供应管线的输送端处的管内静态混合器进行混合。对胶凝剂成份的选择是根据水泥浆中自身凝固成份的性质进行的。最好胶凝剂为下列硅酸钠，硫酸铝，硫酸镁，或类似物的一种或几种。由于上述胶凝剂会很快起作用，这样水泥浆就会含有了抵抗冲走延迟剂，如溶于水的自然或合成聚合物，该聚合物会裹在水泥或其它自身凝固材料颗粒周围，从而防止了上述颗粒被孔隙中存留的静态水或流动水冲走。通过调节延迟剂的用量，可以使胶凝剂相对于水泥或其它水硬性成分的用量上升至8%，最好为3%或4%，这样更可更好地对灌注速度进行控制。
水泥可以是普通波特兰水泥，火山灰或类似材料，如粉碎的煤灰，高炉快渣或类似物。另外;还可以使用砂和/或骨料和填料，如膨润土。最好选择合适的延迟剂，以便使存放在贮存罐中的浆液存放几个小时，如6个小时，抵抗冲走的延迟剂可是羟乙基纤维素醚或类似物。按重量百分比计算，抗冲走延迟剂的用量占水泥或其它干水硬性成分的0.5%。当上述延迟剂还不能充分影响水泥混合物凝固或强化速度时，还可加入添加剂。最好加入防泡剂，以避免发生夹杂空气削弱凝固材料强度的现象。
当输送速凝材料时，在每次输送作业或灌注作业的最后，要将输送设备中的速凝材料清洗干净。否则，速凝材料会在输送喷枪中变成固体。仅仅将供水线与主供应管线相连;并用水进行冲洗的办法证明是不可靠的。其结果是，输送喷枪堵塞，不能再用。
本发明的另一方面是提供一种如上所述的设备，它包括设置在主供应管线内的喷嘴装置，该喷嘴装置与冲洗剂压力供应源相连通，以便对副管线与主供应管线相连处或其下游处的主供应管线进行冲洗。
通常隧道或其它使用现场处的水压力太低或经常变化，以至于用喷嘴都不能进行正常冲洗。因此，本发明的再一个方面是提供一种设备，该设备包括水泵，该水泵可增加或提供通向喷嘴装置水流的压力，副管线中的压力传感装置，以及当副管线中的压力低于预定界限值时，可使水泵停止运转，当副管线中的压力高于预定界限值时，可使水泵运转的装置。这样就可以避免把冲洗水不必要地混入待输送的浆液中。
本发明的再一个方面是提供一种将速凝水泥浆输送到使用现场的方法，而上述水泥浆的凝固速度基本保持不变，该方法步骤包括通过主供应管线供应包括水、水泥和凝固延迟剂的浆液，对流过主供应管线中的浆液流速进行监测;
通过与主供应管线连接的副管线供应浆液活化剂，监测流过副管线中活化剂的流速;
将活化剂流速测定值与参考流速值进行比较，该参考流速值是根据活化后浆液的预定凝固速度来确定的。
调整活化剂的流速，消除监测值与参考值之间的差额。
本发明还有一个方面在于提供一种如上所述的方法，该方法包括下列步骤在主副管线连接位置上游的主供应管线中设置喷嘴装置，将喷嘴装置与冲洗剂压力供应源连通，用水对主供应管线进行冲洗。最好设置一个可提高送入喷嘴中的冲洗剂压力的泵，测定副管线中的压力，当副线中的压力低于预定的界限值时，使泵停止运转，当副管线中的压力高于预定界限值时，使泵起动运转。
下面参照附图
对本发明的一个实施例进行描述，该附图为本发明设备的简化示意图。
水泥浆通过主供应管线2输送，该水泥浆包括水泥、水、凝固延迟剂以及其它选择的添加剂(胶凝剂除外)。上述材料从图中右边流入到左边，到达一个或多个输送喷枪中，该输送喷枪用于使水泥浆流入隧道衬砌块与隧道洞壁之间的空隙中，为了在输送喷枪处产生足够的压力，设置了泵4，图中为2级泵。最好泵的排放量不受压力和流速的影响。
将可使水泥浆发生凝固的胶凝剂溶液从副管线8加入主供应管线2中，上述副管线8的前端在标号6处(图中仅部分示出)与主供应管线2连通。胶凝剂是胶凝剂泵10以一定的压力提供的。
浆液流过主供应管线2的流速可通过泵4的泵控制装置(未示出)加以调节。当输送喷枪位于较低位置隧道底部处或位于较高位置隧道顶部时，由于所产生的静态水头的变化，上述流速也会变化。
控制胶凝剂加入时的速度，以适应水泥浆流速的变化是很重量的一点，否则凝固速度就会发生不希望的变化。为此，在主供应管线上设有流速表12，以便提供可反映流速的信号，该信号通过线14输送到控制系统18的程序逻辑部件(PLU)16，另外，部件16还接收反映胶凝剂流速的信号，该信号由副管线8上的磁式流速表22通过线20传送。
为了反映出根据所需凝固速度而需要的胶凝剂比例，可按一定方式(这里没说明)为程序逻辑部件设定一个参考输入信号。程序逻辑部件将上述的参考信号数值及反映胶凝剂流速的信号数值进行比较，在线24上产生一个可控制胶凝剂泵10的输出信号，以减小参考信号数值与流速信号数值之间的差。
由于供给喷枪中的混合物很快会发生凝固，所以每次操作完毕之后，用水将设备中的混合物完全冲刷干净是很重要的。为此，在管段6内部装有由水管线28供水的喷嘴26，上述管段6处连有胶凝剂副管线8。因此通过喷嘴6提供压力水，便会有效地将上述连接处及其下游处的主供应管线2和喷枪内部清洗干净。设置泵30是为了使水按预定速度输送出。
压力传感器32通过线34将信号送入程序逻辑部件16中，当该信号表明副管线8中的压力低于预定限定值时，则说明此时操作人员正使用该设备，并且使泵30停止运动。当压力传感器32所产生的信号表明副管线8中的压力高于预定限定值时，则说明此时操作人员已经结束操作，并关闭了可中止胶凝剂供应的阀36，相应地，程序逻辑部件16通过线38会使供水泵30运转，而使水泥浆泵停止运转，这时操作人员可将清洗用水送入喷嘴26，以便将主供应管线2的前端及连接的喷枪中的材料清除出去。
权利要求
1.一种将速凝混合物输送到使用现场的设备，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成分，上述第一配合成分包括由水泥、水和延迟剂组成的浆液，上述第二配合成分为上述浆液的胶凝剂，所述设备包括通过主供应管线供应第一配合成分的装置，流过主供应管线的第一配合成分的流速监测装置，通过副管线向主供应管线供应胶凝剂的装置，流过副管线的第二配合成分的流速监测装置上述主供应管线与输送喷枪相连接，而当混合物在使用现场递送时，可改变上述输送喷枪的位置，以及为减少监测流速值与参考流速值之间的差额而对胶凝剂流速进行调节的装置。
2.一种将速凝混合物输送到使用现场的设备，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成分，上述第一配合成分包括由水泥、水和延迟剂组成的浆液，上述第二配合成分为上述浆液的胶凝剂，所述设备包括通过主供应管线供应第一配合成分的装置，流过主供应管线的第一配合成分的流速监测装置，通过副管线向主供应管线供应胶凝剂的装置，流过副管线的第二配合成分的流速监测装置，为减少监测流速值和参考流速值之间的差别对胶凝剂流速进行调节的装置，以及设于主供应管线内的喷咀装置，该喷咀装置与冲洗剂压力供应源连接，从而可对副管线与主供应管线连接处或其下游处的主供应管线进行清洗。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于该设备包括可增加或提供送入喷咀装置的冲洗剂压力的泵，副管线中压力传感的装置，以及当副管线中的压力低于预定界限值时，可使所述泵停止运转，当副管线中的压力高于预定界限值时，可使所述泵运转的装置。
4.一种将速凝水泥浆通过输送喷枪输送到使用现场的方法，当输送上述混合物时，上述输送喷枪的位置可以改变，但该混合物的凝固速度基本保持不变，该方法步骤包括通过主供应管线供应包括水、水泥和凝固延迟剂的浆液，对流过主供应管线中的浆液流速进行监测;通过与主供应管线连接的副管线供应浆液胶凝剂，监测流过副管线中胶凝剂的流速;将胶凝剂流速测定值与参考流速值进行比较，该参考流速值是根据包括胶凝剂的浆液的预定凝固速度来确定的;调整胶凝剂的流速，以便消除监测值与参考值之间的差额。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤，即在主副管线连接位置的上游处的主供应管线中设置喷咀装置，将喷咀装置与冲洗剂压力供应源连通，用冲洗剂对主供应管线进行冲洗。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤，即将冲洗剂用泵送入喷咀装置中，测定副管线中的压力，当副管线中的压力低于预定界限值时使泵停止运转，当副管线中的压力高于预定界限值时，使泵运转。
7.如说明书中所描述的将速凝混合物输送到使用现场的设备。
8.如说明书中所描述的将速凝混合物输送到使用现场的方法。
全文摘要
为了使速凝水泥混合物按要求凝固，测定不含胶凝剂的主供应管线中浆液的速度，同时测定胶凝剂的流速，当胶凝剂的实际测定流速与预定流速值不同时，调整胶凝剂的流速。
文档编号B01F15/04GK1058560SQ9110509
公开日1992年2月12日 申请日期1991年6月22日 优先权日1990年6月22日
发明者M·F·安内特, B·弗朗斯, J·R·鲍威尔 申请人:福斯洛克国际有限公司