专利名称：长螺旋压灌桩自动控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种长螺旋钻机工作过程的控制装置，具体地说是一种长 螺旋压灌桩自动控制器。
背景技术：
长螺旋钻孔压灌桩又称做长螺旋压灌桩，是近年来发展起来的一种桩基施 工新工艺。其施工方法是用钻机的长螺旋钻杆先行钻孔，成孔后，通过中空的 长螺旋钻杆直接向孔内泵送砼浆料，从而使得成孔和灌注成桩一次完成。所用 的长螺旋钻机主要包括有桩架、动力头钻进系统和巻扬机提升系统等部分。
目前在进行长螺旋压灌桩的施工操作时，都是依靠人工观察、凭工作经验 对钻机和砼输送机构进行控制的。工作时，施工人员需要根据长螺旋钻杆的提 升高度和砼桨料下落时在钴杆内发出的声响、或者根据钻杆上部排气孔的排气 量以及排气孔瞬间喷出的砼桨料等情况，来判断输送管线内所送砼浆料的量， 并依此向开泵司机发出相关信号。开泵司机依据相关信号控制砼输送系统的送 料和停料。由于施工人员的经验不同和存在的判断误差，以及因环境因素等原 因造成的信号传送不及时或不到位等原因，使砼浆料的输送量经常产生较大的 误差，这就对桩基的施工质量带来一定的不利影响。而在接近桩顶标高处所产 生的输送过量的误差，还会造成砼浆料的损失和浪费，并给下道工序的施工造 成一定的困难，同时还会形成一定的环境污染。
实用新型内容
本实用新型的目的就是克服现有施工工艺存在的不足，提供一种长螺旋压 灌桩自动控制器，以提高桩基础的施工质量并减少原材料的损失和浪费。
本实用新型是这样实现的 一种长螺旋压灌桩自动控制器，该装置包括有 控制计数开始的启动传感器、检测动力头升降高度的位置传感器和检测动力头 进料口中砼浆料饱满度的压力传感器，三个传感器分别连接在带有计数功能的 中央控制电路的信号输入端，中央控制电路的一路信号输出端连接到控制动力 头升降的巻扬机的电源接触器上，中央控制电路的另一路信号输出控制砼输送 泵的电源接触器，电源与中央控制电路和各传感器电连接。
本实用新型是利用计数器来控制中央控制电路，使之既可控制动力头在桩 架上的下行行程，以实现成孔时的桩底自动标高，即自动控制钻机的钻孔深
度；同时，又可控制动力头在桩架上的上行行程，以实现灌注成桩时的桩顶标 高准确，即自动控制砼浆料的输送，当提钻高度达到使钻杆内的最后所有的砼 浆料可灌注到桩顶设计值时，自动切断砼输送泵的电源接触器，使砼输送泵停 止送料，从而准确地控制压灌桩成桩的桩顶高度。
本实用新型在长螺旋钻机上的使用，可以改变原有通过人工观察、凭工作 经验进行操作控制的工作模式，从而方便、准确、快捷地完成压灌桩的砼灌注 成桩，提高了成桩质量，节约了施工人员。由于可使成桩时的桩顶准确达到设 计标高，因而有效地减少了砼浆料的损失和浪费，方便了下道工序的施工操 作，避免了由此形成的环境污染。本实用新型可适用于各种型号的长螺旋钻机 和各种砼输送泵。
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。
图l是本实用新型的电路结构框图。
图2是位置传感器实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本长螺旋压灌桩自动控制器的核心部分为中央控制电路6。该
中央控制电路可以是用单片机和集成电路芯片搭接成的电脑智能控制电路，这
种集成电路包含有计数器的计数功能。中央控制电路6也可以采用由电源导入 开关、开关电源、时间继电器、中间继电器、继电器和计数器等分立元件连接 组成的普通控制电路。在中央控制电路6的信号输入端分别连接有控制计数开 始的启动传感器l、检测动力头升降高度的位置传感器2和检测动力头进料口中 砼浆料饱满度的压力传感器3。电源5与中央控制电路6和各传感器电连接，以 提供直流工作电压。中央控制电路6的一路信号输出端连接到控制动力头升降 的巻扬机的电源接触器7上；中央控制电路6的另一路信号输出用以控制砼输送 泵的电源接触器8。中央控制电路6的这路信号输出端既可与砼输送泵电源接触 器8的控制端通过导线连接，以实现砼输送泵工作状态的有线控制；也可在中 央控制电路6中设置一个无线发射器，将砼输送泵电源接触器8的控制端通过导 线连接到一个遥控接收器的输出端，这样，就可用该遥控接收器接收中央控制 电路6发出的无线控制信号，从而实现砼输送泵工作状态的无线遥控控制。
如图1所示，本实用新型还可在中央控制电路6的信号输出端再连接一个有 线或无线控制开关4，这个控制开关是由负责往砼输送泵内投料的工作人员进 行操控的。其作用是当砼浆料的送料车已经倒空、砼输送泵内已无料可送、
而压灌桩的砼浆料灌注仍在进行时，这时就需要司泵人员及时按下此开关，使 本自动控制器关断，以使巻扬机停机——动力头和长螺旋钻杆的提升停止，使 砼输送泵停机——砼浆料的灌注停止，这样就可避免因灌注缺料而引发的断桩 事故的发生，以保证成桩质量。
本实用新型中所使用的启动传感器l可以是设置在动力头上的光电开关或行 程开关，与光电开关或行程开关配合的挡块安装在钻机的桩架上，其安装位置 应选择在钻机桩架的中部或者中间偏下的位置，以使动力头在钻孔和灌桩操作 时在桩架上的正常升降运行均能通过该挡块，使中央控制电路可以开始计数。 当然，也可采用其他具有相同功效的传感器。
本实用新型中所使用的位置传感器2的一种实现方式如图2所示，其结构是 在支架21上装有转动轮22和行程开关23，行程开关与转动轮的轮辐相对，在转 动轮的轮辐上均布有若干根辐条。位置传感器2既可安装在动力头上，使转动 轮22与钻机桩架相贴合；也可安装在钻机桩架的上部，使转动轮22与提升动力 头的钢丝绳相贴合。这样，每当动力头有升降运动时，即可带动转动轮22转 动，行程开关23对轮辐上的辐条进行扫描计数，通过中央控制电路6折算出动 力头升降的距离。当然也可采用其他具有相同功效的传感器。
本实用新型中所使用的压力传感器3可采用具有检测动力头进料口中砼浆料 饱满度这种功效的各种结构的压力传感器。
本实用新型的工作过程是首先，根据长螺旋钻杆在全部提起时在动力头 上安装的启动传感器l距钻机桩架上的挡块的距离和需要钻孔的深度，计算出 钻杆下端到达钻孔深度时动力头上的启动传感器l下行超过挡块的距离，并将 此长度作为桩底标高的设定值，输入到中央控制电路6中。然后，再根据压灌 桩所要求的成桩设计高度，计算出当提钻高度达到使钻杆内最后所有的砼浆料 可连续灌注到桩顶设计标高时启动传感器l随动力头上行超过挡块的距离，并 将此长度作为桩顶标高的设定值，输入到中央控制电路6中。
在将长螺旋钻机移位到施工桩位后，即可通过中央控制电路6启动钻机的动 力头钻进系统进行钻孔操作。随着钻孔的深入，长螺旋钻杆就带动动力头在桩 架上逐步下行。当装在动力头上的启动传感器l经过桩架上的挡块时，启动传 感器1即将启动信号传入中央控制电路6，使中央控制电路6开始计数，位置传 感器2所测定的动力头下降的数据信息随之开始计入中央控制电路6中。当位置 传感器2所测定的动力头下降距离达到桩底标高的设定值时，中央控制电路6动 作，切断巻扬机的电源接触器7，使巻扬机带动动力头和钻杆停止下降，同时
动力头钻进系统停机，钻杆停钻，此时即完成达到成孔所设定深度的桩孔。
在随后开始的压灌桩操作中，首先，巻扬机启动，通过钢丝绳拉动动力头 和钻杆一起缓慢上行。待动力头上升一段距离并确认各道工序正常的情况下，
按下本自动控制器的启动开关，通过中央控制电路6接通砼输送泵的电源接触 器8，使砼输送泵开始通过连接管路和动力头上的进料口向空心钻杆内输送砼 桨料，并通过钻杆向桩孔内灌注砼浆料。
由于砼浆料的输送速度要大于动力头和钻杆的提升速度，所以，每当输送 的砼浆料灌满整个钻杆及其上部的动力头进料口后，就会使动力头进料口内的 压力超过设定值。此时装在动力头进料口上的压力传感器3就会将此过压信号 传入中央控制电路6，使中央控制电路6动作，切断砼输送泵的电源接触器8， 使砼输送泵停止泵送砼浆料，而动力头和钻杆仍在巻扬机的带动下缓慢上行。 与此同时，中央控制电路6开始延时计数。当达到延时设定值时(即在动力头 和钻杆沿桩架上行一段距离后)，自动接通砼输送泵的电源接触器8，使砼输 送泵通电恢复泵送。
在动力头提升经过桩架上的挡块时，动力头上的启动传感器l将启动信号传 入中央控制电路6，使中央控制电路6开始计数，位置传感器2所测定的动力头 上升数据信息随之开始计入中央控制电路6中。当位置传感器2所测定的动力头 提升距离达到中央控制电路6内存入的桩顶标高设定值时，中央控制电路6动 作，切断巻扬机的电源接触器7，停止动力头的提升。此时，砼输送泵继续输 送砼浆料。待砼浆料灌满并使动力头进料口内的压力超过设定值时，装在动力 头进料口上的压力传感器3将此过压信号传入中央控制电路6，使中央控制电路 6动作，切断砼输送泵的电源接触器8，使砼输送泵停止泵送砼浆料；另外，中 央控制电路6还同时接通巻扬机的电源接触器7，使巻扬机缓慢提升动力头和钻 杆至工艺要求。在此过程中，钻杆内最后所有的砼浆料就全部灌注到桩孔内， 使桩顶高度准确达到设计标高，由此完成本根压灌桩的全部工艺流程。
对于采用分立元件连接组成的中央控制电路6，可采用磁保持继电器和有记 忆功能的计数器，以实现中央控制电路的自保自锁功能，在停电后仍可保持工 作状态不变，从而在恢复供电后使本控制器能够自动恢复停电前的正常工作状 态。
权利要求1、一种长螺旋压灌桩自动控制器，其特征在于该装置包括有控制计数开始的启动传感器(1)、检测长动力头升降高度的位置传感器(2)和检测动力头进料口中砼浆料饱满度的压力传感器(3)，三个传感器分别连接在带有计数功能的中央控制电路(6)的信号输入端，中央控制电路(6)的一路信号输出端连接到控制动力头升降的卷扬机的电源接触器(7)上，另一路信号输出控制砼输送泵的电源接触器(8)，电源(5)与中央控制电路(6)和各传感器电连接。
2、 根据权利要求l所述的长螺旋压灌桩自动控制器，其特征在于中央控制 电路(6)的信号输出端与砼输送泵的电源接触器(8)的控制端通过导线连 接。
3、 根据权利要求l所述的长螺旋压灌桩自动控制器，其特征在于在中央控 制电路(6)中设有无线发射器，砼输送泵电源接触器(8)的控制端通过导线 连接遥控接收器的输出端，遥控接收器接收中央控制电路(6)发出的无线控
4、 根据权利要求l所述的长螺旋压灌桩自动控制器，其特征在于在中央控 制电路(6)的信号输出端还连接一个有线或无线控制开关(4)。
5、 根据权利要求l、 2、 3或4所述的长螺旋压灌桩自动控制器，其特征在 于启动传感器(1)为设置在动力头上的光电开关或行程开关，与光电开关或 行程开关配合的挡块安装在钻机桩架上。
6、 根据权利要求l、 2、 3或4所述的长螺旋压灌桩自动控制器，其特征在 于位置传感器(2)是在支架(21)上装有转动轮(22)和行程开关(23)， 行程开关与转动轮的轮辐相对，在转动轮的轮辐上均布有若干根辐条。
专利摘要本实用新型涉及一种长螺旋压灌桩自动控制器，其结构包括有控制计数开始的启动传感器、检测动力头升降高度的位置传感器和检测动力头进料口中砼浆料饱满度的压力传感器，三个传感器分别连接在带有计数功能的中央控制电路的信号输入端，中央控制电路的一路信号输出端连接到控制动力头升降的卷扬机的电源接触器上，中央控制电路的另一路信号输出控制砼输送泵的电源接触器，电源与中央控制电路和各传感器电连接。本实用新型可方便、准确、快捷地完成压灌桩的砼灌注成桩，提高了成桩质量，节约了施工人员。本实用新型可适用于各种型号的长螺旋钻机和各种砼输送泵。
文档编号E02D5/34GK201191365SQ20082007722
公开日2009年2月4日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者户春贵 申请人:户春贵