一种灌浆压力控制装置的制作方法

本实用新型属于气体液体压力流量控制技术领域，具体涉及一种灌浆压力控制装置。

背景技术：

灌浆施工是国内外大坝基础施工中常用的加固手段，灌浆压力是影响灌浆质量的关键参数之一。由于灌浆过程中存在非线性、地层变化的不确定性等因素影响，现有的手动控制方式控制精度差，工程的安全性、经济性无法得到保证。因此，开展智能灌浆压力控制装置的研究具有很高的理论价值和应用意义。

在灌浆施工过程中，出于灌浆泵的排出流量不稳、地层的吸浆量随裂隙充填而减少、水灰比变化及回浆卷带的沙子等原因，现场灌浆压力很不稳定，经常上下波动。目前，灌浆压力的控制多采用人工操作控制，现场施工技术人员凭借丰富的灌浆经验观察灌浆过程中压力、流量值的大小调节回浆管道上压力阀的开度来调节灌浆压力。这种人工控制方式操作灵活，操作员可以根据现场突发事情做出紧急处理，在一定程度上达到控制压力的目的，但也存在着很多缺陷，例如其控制精度较低，自动化程度低，人力成本较高，在灌浆过程中峰值压力过大容易造成地层抬动。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种灌浆压力控制装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种灌浆压力控制装置，包括顺着灌浆料的流动方向设置在灌浆管路上的压力传感器和高压阀，压力传感器电性连接设置控制单元，高压阀连接设置用于控制高压阀开启大小的动力单元，动力单元与控制单元电性连接。

优选地，所述高压阀包括阀体、设于阀体下部的阀座、穿过阀体上部设置的阀芯、与阀芯上端固定连接的弹簧外套、穿过弹簧外套的主动轴以及设于弹簧外套内的弹簧，主动轴与动力单元相连；弹簧的一端与弹簧外套接触，另一端与主动轴接触。

优选地，所述主动轴的外壁上开设有螺旋导向槽，弹簧外套的上部设有导向板，导向板与螺旋导向槽滑动连接。

优选地，所述主动轴上套设有轴承，轴承的转动端与弹簧接触。

优选地，所述控制单元电性连接用于监测主动轴上下位置的接近开关。

优选地，所述动力单元包括用于驱动主动轴上下移动的电机。

优选地，所述动力单元还包括用于驱动主动轴上下移动的调节手柄。

优选地，所述灌浆压力控制装置还包括操作柜，操作柜上设有控制面板和触摸屏，控制面板和触摸屏分别与控制单元电性连接。

优选地，所述灌浆管路上设有安全阀，安全阀位于压力传感器的上游。

优选地，所述灌浆管路上设有压力表，压力表位于进压力传感器的上游。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型所提供的一种灌浆压力控制装置，通过灌浆管路上的压力传感器来实时监测灌浆过程中的压力变化，将压力传感器反馈的压力信号与控制单元预设的灌浆压力进行比较，当反馈压力不在预设的的灌浆压力范围时，控制单元控制动力单元调节高压阀开启大小，以实现灌浆过程中灌浆压力的自动控制。

2、本实用新型所提供的高压阀，主动轴做上下直线运动时，主动轴的力通过轴承压迫弹簧带动弹簧外套和阀芯做上下直线运动，改变阀芯与阀座的距离，改变高压阀的开启大小从而改变控制压力。主动轴在做上下直线运动的同时，通过螺旋导向槽迫使导向板旋转，从而带动弹簧外套和阀芯旋转，减少阀芯与阀座的密封摩擦阻力，使阀芯上下动作灵活。

附图说明

图1是本实用新型灌浆压力控制装置的主视图。

图2是本实用新型灌浆压力控制装置的侧视图。

图3是本实用新型单个灌浆管路上各部件的安装关系示意图。

图4是本实用新型高压阀的剖视图。

图中：1-灌浆管路；2-压力传感器；3-高压阀；301-阀体；302-阀座；303-阀芯；304-弹簧外套；305-主动轴；306-弹簧；307-导向板；308-轴承；309-压板；310-密封件；311-连接法兰；312-螺旋导向槽；4-控制单元；501-电机；502-减速器；503-调节手柄；6-接近开关；601-第一光电接近开关；602-第二光电接近开关；7-安全阀；8-压力表；9-防水连接器；10-操作柜；11-控制面板；12-触摸屏。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例提供一种灌浆压力控制装置，包括顺着灌浆料的流动方向设置在灌浆管路1上的压力传感器2和高压阀3，压力传感器2电性连接设置控制单元4，高压阀3连接动力单元，动力单元与控制单元4电性连接。

压力传感器2用于监测灌浆管路1的实时压力，并将实时数据传输给控制单元4。高压阀3为灌浆压力控制装置的终端执行机构，通过改变高压阀3开启大小，可以改变灌浆系统压力。动力单元用于控制高压阀3开启大小。

灌浆压力控制装置通过灌浆管路1上的压力传感器2来实时监测灌浆过程中的压力变化，将压力传感器2反馈的压力信号与控制单元4预设的灌浆压力进行比较，当反馈压力不在预设的的灌浆压力范围时，控制单元4控制动力单元调节高压阀3开启大小，以实现灌浆过程中灌浆压力的自动控制。

如图4所示，高压阀3包括阀体301、阀座302、阀芯303、弹簧外套304、主动轴305和弹簧306，阀体301内部中空，阀体301上开设有出浆口。阀座302设于阀体301下部，阀座302的一端与阀体301内部连通，另一端与灌浆管路1连通。阀芯303穿过阀体301上部设置，当阀芯303位于最下端时，可以将阀座302封闭。当高压阀3开启时，图4的箭头的方向为灌浆料的流动方向。

相对于现有技术中阀体和阀座一体成型的情况，一旦发生磨损后要更换整个阀门，本实施例中阀体301和阀座302单独制作，损坏可单独更换。

弹簧外套304与阀芯303上端固定连接，主动轴305穿入弹簧外套304设置，主动轴305与动力单元相连，动力单元可以驱动主动轴305上下移动。弹簧306位于弹簧外套304内，弹簧306的一端与弹簧外套304接触，另一端与主动轴305接触。

阀芯303为光杆结构，阀芯303与阀体301之间设有密封件310，密封件310采用组合密封，可以提高密封效果和密封寿命，满足机控阀门施工要求。

主动轴305的外壁上开设有从上往下延伸的螺旋导向槽312，弹簧外套304的上部设有导向板307，导向板307的部分位于螺旋导向槽312内与螺旋导向槽312的槽壁滑动连接。主动轴305下部套设有轴承308，轴承308的转动端设置一压板309，压板309与弹簧306上端接触，弹簧306下端与弹簧外套304底部接触。

主动轴305在动力单元的驱动下做上下直线运动，主动轴305的力通过轴承308压迫弹簧306带动弹簧外套304和阀芯303做上下直线运动，改变阀芯303与阀座302的距离，改变高压阀3的开启大小从而改变控制压力。

主动轴305在做上下直线运动的同时，通过螺旋导向槽312迫使导向板307旋转，从而带动弹簧外套304和阀芯303旋转，减少阀芯303与阀座302的密封摩擦阻力，使阀芯303上下动作灵活。

在系统压力微小波动时，阀芯303通过弹簧306的预紧力做自动调整，稳定压力，确保灌浆施工质量。

阀体301、阀芯303和阀座302均采用硬质合金YG6X制作，表面硬度大于等于91，适合于高压灌浆，大大延长高压阀3的使用寿命。

动力单元包括用于驱动主动轴305上下移动的电机501。电机501的电动机轴连接减速器502，减速器502的输出轴连接主动轴305。电机501采用伺服电机，伺服电机可控制速度，位置精度非常准确，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，实现高压阀3开启大小的精确控制。减速器502传递电机501的动力到主动轴305，主动轴305再通过弹簧306作用在阀芯303调节高压阀3的开启大小。

动力单元还包括用于驱动主动轴305上下移动的调节手柄503。当断电时，可以采用人为转动调节手柄503调节高压阀3的开启大小。

控制单元4电性连接接近开关6，接近开关6用于监测主动轴305的上下位置。在本实施例中，减速器502的输出轴通过连接法兰311连接主动轴305，接近开关6包括第一光电接近开关601和第二光电接近开关602，第一光电接近开关601位于第二光电接近开关602上方，当连接法兰311上移接近第一光电接近开关601时，第一光电接近开关601将电信号传输至控制单元4，当连接法兰311下移接近第二光电接近开关602时，第二光电接近开关602将电信号传输至控制单元4。

通过接近开关6监测连接法兰311的位置从而可以获得主动轴305的上下位置，当主动轴305向上触发第一光电接近开关601或者向下触发第二光电接近开关602时，代表主动轴305已经运动到极限位置，控制单元4应使动力单元停止驱动主动轴305上下移动。

灌浆管路1上设有安全阀7，安全阀7顺着灌浆料的流动方向位于压力传感器2的上游。安全阀7可以在系统压力到达设定值时自动泄压，防止灌浆压力瞬时过高对灌浆系统和大坝造成损害。

灌浆管路1上设有压力表8，压力表8位于安全阀7和压力传感器2之间。压力表8通过防水连接器9安装在灌浆管路1上。压力表8显示的压力值用于检验压力传感器2的数据是否与实际相符，也可作为人为转动调节手柄503调节高压阀3的开启大小时的压力判断的依据。防水连接器9可采用乳浆防水器。

灌浆压力控制装置还包括操作柜10，操作柜10上设有控制面板11和触摸屏12，控制面板11和触摸屏12分别与控制单元4电性连接。触摸屏12可显示和记录控制单元4中的数据采集，并可通过触摸把设定参数或者开关信号输入至控制单元4。

灌浆管路1、压力传感器2、高压阀3、动力单元、接近开关6、安全阀7、压力表8和防水连接器9设置于操作柜10下部，控制单元4、控制面板11和触摸屏12则安装于操作柜10上部。

控制单元4可采用单片机，单片机通过位置、速度和力矩三种方式对电机501进行控制，实现灌浆压力高精度控制。还可编程逻辑控制器执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字输出控制高压阀3开启大小，实现灌浆压力自动控制。

如图2所示，灌浆压力控制装置采用双通道设计，具有两条独立的灌浆管路1，一台设备可以控制两台灌浆泵，大大降低施工人力成本。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。