专利名称：水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种浆液流量控制装置，具体的说是涉及一种水泥土搅拌桩施工 浆液流量实时控制装置。
背景技术：
水泥土搅拌桩(包括浆喷桩和粉喷桩)是利用特制的搅拌机械将水泥浆液或粉体 压入到土体中并进行搅拌，通过一系列物理化学反应形成的一种桩基技术。与其他施工技 术相比具有施工机具简单、成桩效率高，节省钢材、缩短工期、降低造价等特点而在高速公 路和工业与民用建筑工程等地基加固中得到应用。但是，在施工或试桩中常需要不同的提 升速度或钻进速度，由于提升速度或钻进速度的改变会影响喷浆量，进而影响到施工质量 或造成水泥等材料的浪费。施工中关键是要控制好喷浆量、浆液压力和提升速度或钻进速 度与地层性质之间的关系，其中浆液流量与提升速度或钻进速度是关键，如何达到浆液流 量与提升速度或钻进速度的协调一直是研究人员所探索的问题。近年来，随着计算机性能 提高、移动存储容量增大和传感器技术的发展，特别是无线网络传输技术的普及和应用，为 实时控制浆液流量提供了可能和条件。
发明内容
本发明专利的目的就在于克服现有施工中由于无法实时控制和掌握水泥土搅拌 桩浆液流量而影响桩基的质量或造成浆液的浪费的问题，从而研究提供一种水泥土搅拌桩 施工浆液流量实时控制装置。本发明专利的目的是通过以下技术方案(1) 一种水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置，包括水泥土搅拌桩机的电动 机6、振动头7、搅拌轴8、输浆管9、搅拌头10，其特征在于该装置还包括进尺传感器1、流量 控制器2、密度传感器3、数据采集器4、计算机5和信号电缆11，其中进尺传感器1固定在 振动头7上方的机架12上，流量控制器2通过法兰16与输浆管9连接，密度传感器3安装 在输浆管9内，信号电缆11的输入端分别于进尺传感器1、流量控制器2和密度传感器3相 连接，其输出端连接到数据采集器4的输入端上，将采集的数据发送给计算机5，计算机5将 处理后的浆液流量反馈给流量控制器2。所述的流量控制器2是由浆液流量计13，阀门14，小型电机15所组成的系统，其 中阀门14与小型电机15相连接，浆液流量计13固定在阀门14的后面。当数据采集器4采集的数据发送给计算机5，计算机5将会处理这些数据得到一个 合理的浆液流量，当浆液流量计13的读数小于计算机5计算的浆液流量时，小型电机15会 带动阀门14逆时针旋转，增加浆液的流量直至浆液流量计13的读数等于计算机5计算的 浆液流量；反之，当浆液流量计13的读数大于计算机5计算的浆液流量时，小型电机15会 带动阀门14顺时针旋转，减少浆液的流量直至浆液流量计13的读数等于计算机5计算的 浆液流量。
本发明专利的优点和效果在整个施工过程中，可以准确地根据提升速度或钻进 速度控制浆液流量，使输浆连续，避免了浆液流量的变化不能与提升速度或钻进速度的变 化同步的问题，保证了施工的质量，节约了材料。同时流量控制器、密度传感器、进尺传感器 和现场便携式数据采集器可以集成为产品在工厂批量生产，携带方便、使用简单效果好。
图1——水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置结构示意图。图2——流量控制器通过法兰与输浆管连接示意图。附图标记1_进尺传感器、2-流量控制器、3-密度传感器、4-便携式数据采集 器、5_计算机、6-水泥土搅拌桩机的电动机、7-振动头、8-搅拌轴、9-输浆管、10-搅拌头、 11-信号电缆、12-水泥土搅拌桩机架、13-浆液流量计、14-阀门、15-小型电机、16-法兰。
具体实施例方式如图1，2所示，首先将进尺传感器1、流量控制器2、密度传感器3固定在水泥土 搅拌桩机架12上。进尺传感器1外购，采用XSA-V11801型号；密度传感器3外购，采用 SK-8M01型号的泥浆密度传感器；流量控制器2采用自制的，由浆液流量计、阀门和小型电 机组成，其中浆液流量计外购，采用AMF型号，小型电机采用自制的功率为IOOw的可正反转 的直流电机，；进尺传感器1用螺栓固定在振动头7的上方的机架上，以实时记录进桩的深 度；流量控制器2通过法兰16与输浆管9固定连接以实时控制浆液流量；密度传感器3固 定在输浆管9内，以实时记录输浆的密度；进尺传感器1、流量控制器2、密度传感器3将各 自采集到的信号分别通过信号电缆11连接到便携式数据采集器4上，数据采集器4外购， 采用8100TCP/IP型号的数据采集器。首先启动水泥土搅拌桩机的电动机6，开始实施时，在搅拌桩机振动头7作用下， 搅拌轴8开始搅拌，水泥浆液或粉体通过输浆管9传入到搅拌头11并与土混合搅拌，进尺 传感器1、流量控制器2、密度传感器3分别将自动记录信息并传输到便携式数据采集器4 中通过信号电缆11将信号传输到计算机5中，对计算机5中的数据进行分析处理，将计算 机5处理后得到的浆液流量即时反馈给流量控制器2，当浆液流量计13的读数小于计算机 5计算的浆液流量时，小型电机15会带动阀门14逆时针旋转，增加浆液的流量直至浆液流 量计13的读数等于计算机5计算的浆液流量；反之，当浆液流量计13的读数大于计算机5 计算的浆液流量时，小型电机15会带动阀门14顺时针时针旋转，减少浆液的流量直至浆液 流量计13的读数等于计算机5计算的浆液流量。
权利要求
一种水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置，包括水泥土搅拌桩机的电动机(6)、振动头(7)、搅拌轴(8)、输浆管(9)、搅拌头(10)，其特征在于该装置还包括进尺传感器(1)、流量控制器(2)、密度传感器(3)、数据采集器(4)、计算机(5)和信号电缆(11)，其中进尺传感器(1)固定在振动头(7)上方的机架(12)上，流量控制器(2)通过法兰(16)与输浆管(9)连接，密度传感器(3)安装在输浆管(9)内，信号电缆(11)的输入端分别于进尺传感器(1)、流量控制器(2)和密度传感器(3)相连接，其输出端连接到数据采集器(4)的输入端上，将采集的数据发送给计算机(5)，计算机(5)将处理后的浆液流量反馈给流量控制器(2)。
2.根据权利要求1所述的水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置，其特征在于所述 的流量控制器⑵是由浆液流量计(13)，阀门(14)，小型电机(15)所组成的系统，其中阀 门(14)与小型电机(15)相连接，浆液流量计(13)固定在阀门(14)的后面。
全文摘要
本发明公开了一种水泥土搅拌桩施工浆液流量实时控制装置，该装置包括水泥土搅拌桩机的电动机、振动头、搅拌轴、输浆管、搅拌头，还包括进尺传感器、流量控制器、密度传感器、数据采集器、计算机和信号电缆，其中进尺传感器固定在振动头上方的机架上，流量控制器通过法兰与输浆管连接，密度传感器安装在输浆管内，信号电缆的输入端分别于进尺传感器、流量控制器和密度传感器相连接，其输出端连接到数据采集器的输入端上，将采集的数据发送给计算机，计算机将处理后的浆液流量反馈给流量控制器，以达到实时自动控制浆液流量的目的。该装置可使浆液连续，保证施工质量，节约了材料。
文档编号E02D5/46GK101831909SQ20101016853
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者丰土根, 刘汉龙, 张福海, 钟小春, 高玉峰 申请人:河海大学