一种应用于岩土工程的智能化注浆设备

本发明属于注浆，具体是一种应用于岩土工程的智能化注浆设备。

背景技术：

1、岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，注浆加固是岩土工程中常用的手段，注浆加固先人工钻孔形成通道，再向通道内注入固化浆液，利用固化浆液的粘接和凝结作用机理等，达到加固围岩，显著提高支护、堵水等效果。

2、现有技术中采用配置好的浆液进行注浆，但在完成注浆后往往会残留浆液在设备内，由于浆液停止搅拌后会凝固，因此需要对残留浆液进行清除消耗人工，或将剩余的浆液作为废物排出，产生资源浪费。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种应用于岩土工程的智能化注浆设备，能够自动备制浆液，通过超声波检测空腔大小，控制浆液的配置量减少注浆后混合箱的残留量。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种应用于岩土工程的智能化注浆设备，包括车架，车架上固定连接有混合箱和电源，混合箱底部连通有输出管，混合箱与输出管连通处设有阀门，混合箱内设有搅拌桨，混合箱连通有自动补料箱；

3、自动补料箱上开设有若干进料口，进料口均连通有进料斗，进料口内均设有转筒，转筒上周向分布有若干运输槽，转筒与进料口紧密配合，自动补料箱上设有用于驱动转筒转动的驱动件，自动补料箱内设有若干流量控制阀，流量控制阀均连通有输入管，输入管延伸至自动补料箱外；

4、输出管远离混合箱的一端设有超声波换能器，车架上设有控制器，超声波探头、流量控制阀和驱动件均与控制器信号连接。

5、采用上述方案后实现了以下有益效果：使用者能够通过自动补料箱向混合箱内输送原料进行混合，通过设定控制器器程序，控制驱动件转速和流量控制阀流速调整浆液比例。

6、进料斗用于盛装固体料，例如水泥、河沙和膨胀土等，转筒用于控制给料量，转筒在停止时会堵塞进料口，使固体料难以进入进料口内；而转筒转动时，固体料在重力作用下会不断滑落入运输槽内，并随着转筒转动，不断将运输槽内的沙土输送至自动补料箱内，进而落入混合箱或被流量控制阀喷出的液体带入混合箱中。流量控制阀用于注入液体料或添加剂，例如水、固化剂和增稠剂等。搅拌桨用于将固体料和液体料混合制备成浆液。

7、输出管用于将浆液输出，将输出管伸入待注浆的空腔或裂缝中，输出管上的超声波换能器能够发出并接收超声波，进而扫描空腔或裂缝的体积，在注浆时检测空腔或裂缝的体积内剩余的空间量，进而根据空腔或裂缝的体积计算所需的浆液量，控制驱动件和流量控制阀在给料足够后停止给料，进而减少注浆完成后浆液的剩余量。

8、与现有技术相比，通过控制驱动件转速和流量控制阀流速调整浆液比例，调节浆液的配方，使使用者能够根据注浆区域的功能，制备不同的浆液进行填充；通过超声波换能器检测剩余空腔量，进而使驱动件和流量控制阀在给料足够后停止，减少注浆完后剩余的浆液量。

9、进一步，自动补料箱底壁靠近混合箱的一侧低于远离自动补料箱的一侧。

10、有益效果：使固体料和液体料能够在接触混合箱的底壁后，沿底壁进入混合箱内。

11、进一步，超声波换能器还用于对浆液进行超声波搅拌。

12、有益效果：浆液在停止搅拌后会凝固，凝固的时间与浆液的材料比例有关。超声波换能器位于输出管的一端，能够对经过输出管后的浆液进行超声波搅拌，减少浆液过早凝固的概率，使浆液能够保持较好的流动性。

13、进一步，输出管远离混合箱的一端设有用于改变喷出方向的万向关节，万向关节与控制器信号连接。

14、有益效果：万向关节能够控制输出管的输出方向，进而使输出管能够朝向存在空腔或浆液难以浸入的缝隙喷射，提高注浆效果和速率。

15、进一步，混合箱顶壁与混合箱可拆卸连接，搅拌桨位于混合箱顶壁上。

16、有益效果：使用者能够拆卸下混合箱的顶壁，进而对混合箱内进行清洁。混合箱的顶壁拔下时，搅拌桨也被取出，减少清洁时搅拌桨对清洁人员的干扰。

17、进一步，控制器设有无线组件。

18、有益效果：施工地点往往有较大的灰尘，在设备上安装显示器和按键容易受到灰尘影响不方便显示和操作。通过无线组件，使设备能够远程连接，方便对超声波扫描结果和调配比例进行控制。

19、进一步，混合箱内设有注浆泵，注浆泵与阀门连通。

20、有益效果：部分区域的注浆需要一定的压力进行助推，方便浆液渗入以增强结构强度。注浆泵能够提供推动浆液的动力，使浆液能够喷射的更远，且支撑从下向上的灌注。

21、进一步，驱动件为步进电机。

22、有益效果：步进电机有较好的精度比，能够更准确的控制输出轴的转动圈数，使给料量更精准。

技术特征：

1.一种应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：包括车架，车架上固定连接有混合箱和电源，混合箱底部连通有输出管，混合箱与输出管连通处设有阀门，混合箱内设有搅拌桨，混合箱连通有自动补料箱；

2.根据权利要求1所述的应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：自动补料箱底壁靠近混合箱的一侧低于远离自动补料箱的一侧。

3.根据权利要求2所述的应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：超声波换能器还用于对浆液进行超声波搅拌。

4.根据权利要求3所述的应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：输出管远离混合箱的一端设有用于改变喷出方向的万向关节，万向关节与控制器信号连接。

5.根据权利要求4所述的应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：混合箱顶壁与混合箱可拆卸连接，搅拌桨位于混合箱顶壁上。

6.根据权利要求5所述的应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：控制器设有无线组件。

7.根据权利要求6所述的应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：混合箱内设有注浆泵，注浆泵与阀门连通。

8.根据权利要求7所述的应用于岩土工程的智能化注浆设备，其特征在于：驱动件为步进电机。

技术总结
本发明公开了注浆技术领域的一种应用于岩土工程的智能化注浆设备，包括车架，车架上固定连接有混合箱，混合箱底部连通有输出管，混合箱与输出管连通处设有阀门，混合箱内设有搅拌桨，混合箱连通有自动补料箱；自动补料箱上开设有若干进料口，进料口均连通有进料斗，进料口内均设有转筒，转筒上周向分布有若干运输槽，转筒与进料口紧密配合，自动补料箱上设有用于驱动转筒转动的驱动件，自动补料箱内设有若干流量控制阀，流量控制阀均连通有输入管，输入管延伸至自动补料箱外；输出管远离混合箱的一端设有超声波换能器。采用本发明的技术方案，通过超声波检测空腔大小，控制浆液的配置量减少注浆后混合箱的残留量。

技术研发人员：展勤建,李勇,薛志成,李胜强,何勇毅,钟金兔,陈换换
受保护的技术使用者：广东石油化工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29