集成式智能灌浆系统的制作方法
【专利说明】
[0001](—)技术领域:
[0002]本实用新型涉及一种具有全自动控制的智能灌浆检测记录系统。用于水电站灌浆工程中的工程计量和质量监控。属容量、流量测量类(GOlF)。
(二)【背景技术】:
[0003]灌浆工程一般用在电站水坝施工中。灌浆是指向电站水坝的堤岸、地基等灌入水泥、沙浆等物质，以加强牢固性，提高防渗性能。因此，灌浆质量将决定电站水坝的整体质量。
[0004]现有水电站的灌浆系统总布置图见图8所示:为了检测向灌浆孔6η内灌入的浆液流量、密度、压力、抬动等数值并进行记录，在灌浆管路2η中顺次设制浆桶In、进浆流量传感器3η、密度传感器4η、灌浆栗5η、灌浆孔6η、抬动传感器7η、压力传感器8η、回浆流量传感器13η然后送回到制浆桶In(也称搅拌槽)。五个传感器分别通过各传感器电信号线
3.1n、4.1n、7.1n、8.1n、13.1n与远处的灌楽记录仪9η传感器接头连接，将各传感器检测数据送到灌浆记录仪，再用打印机1n打印出灌浆施工记录表，供业主观看，使之了解和掌握灌浆施工质量。灌浆记录仪按需要可设报警器11η。压力传感器8η和回浆流量传感器13η间管路上设有高压电动阀门12η。
[0005]现有上述灌浆系统中涉及在配浆的制浆桶In中水泥浆液比重测量是采用人工进行:人工将制浆桶中配置好的水泥浆液取样一块放在固定体积的比重称上称出重量，便可获得这一槽水泥浆液的比重。这种人工测量存在如下问题:I)人工采样费工费时。2)比重称维护困难，每次称重后，必须清洗、晾干，十分麻烦。3)对水泥浆液的采集是断续的，一次取样代替这一槽水泥浆液的比重，不利于保证灌浆质量。
[0006]现有上述灌浆系统中的配浆系统存在如下问题:现有制浆桶中浆液的配制全是人工进行。按灌浆工程质量的要求，不同地质结构、部位、灌浆孔深度均需要不同浓度的水泥浆液。人工配浆需要2至3人全程值守进行，且配浆过程需要不断地核对浆液浓度是否达到了要求，这样劳动强度大、效率低、成本高，费时费工，配比准确率得不到保证。
[0007]现有上述灌浆系统中的涉及灌浆栗、高压电动阀门及管道等的加压系统存在如下问题:1)由于现有灌浆栗以恒定功率输出，不能调节，且一直以最大功率输出，而实际使用中大多数情况只需要很小的压力，为了减小管路压力到实际需要的压力大小，需要人工调节高压电动阀门开启的大小，使部分浆液通过回浆管路回到制浆桶，以减小压力，造成能量浪费。2)由于现有高压电动阀门必须由操作人员根据压力传感器Sn处的压力表显示的压力进行实时调节，费时费工。3)在进行大压力灌浆时，由于管路上压力较大，有爆管的危险，危及操作人员人身安全。
[0008]现有上述灌浆检测记录系统中的总体布置见图8，布置特点是:各传感器和灌浆设备布局分散，现场线路、管路混乱。灌浆所需的浆液在现场用水泥、砂、添加剂加入清水搅拌配置，配置过程中会有大量的混合物抛洒在现场，导致灌浆材料浪费，且严重污染工作面，影响灌浆施工。由于灌浆施工伴随在整个水电站的建设工程中，灌浆施工作业面涵盖了整个水电站各个角落，每当结束一个灌浆孔6η的灌浆作业之后，需要挪动全套设备至下一个灌浆孔6η周围，需要重新安装、调试设备；需要设备、管路的拆卸、移动、安装，均导致费时费力、劳动强度大。且拆散移动设备中，容易造成设备损坏、丢失。
(三)
【发明内容】
:
[0009]本实用新型提供的集成式智能灌浆系统，其目的有如下六个:I)解决现有人工配浆效率低、配比不准确、劳动强度大、费时费工。2)解决现有配浆中水泥浆比重测量采用人工取样比重称称重方法，费时费工、比重称维护清洗困难、不连续采集、灌浆质量难保证。
3)解决现有灌浆栗为大压力恆定功率输出造成的能量浪费、人工操作大压力高压电动阀门不安全易伤亡的问题。4)改变现有灌浆施工现场线路、管路混乱不堪的局面。5)减少对灌浆材料的浪费和对工作面的污染情况。6)解决更换灌浆孔时移动设备费时费力、劳动强度大和易损坏、丢失设备的问题。
[0010]技术方案如下:
[0011]集成式智能灌浆系统，包括:制浆桶In，其特征是:
[0012]一设配制浓浆液的智能制浆系统3F和η台智能灌浆单元5F，均通过网络2F与中央服务器IF通信连接；并设与智能制浆系统连通的储浆罐4F，用浓浆输送管路8F将储浆罐、送楽栗7F、n台智能灌楽单元连通；并设自来水管路6F向智能制楽系统和η台智能灌楽单元供水；
[0013]二.每台智能灌浆单元包括:
[0014]I)设中间由配电柜连接的灌浆箱19和智能箱18 ;两箱外的抬动传感器9的电信号线9a穿过智能箱引入箱体内。2)灌浆箱内有:如下的一体式配浆罐1:罐体壁上开装有浓浆电磁阀1.3的浓浆接口、装有清水电磁阀1.4的两相对的清水接口 ；上、下方分别开装有浆液高位压力传感器1.1和低位压力传感器1.2的压力接口 ；罐体底部有出浆接口 1.6、上部有回浆接口 1.7 ;经与出浆接口连通的浆液管道2顺次连通灌浆栗3、进浆流量传感器
4、穿出灌浆箱外的灌浆孔8、再通过浆液管道穿入灌浆箱内的回浆流量传感器5、压力传感器6、高压电动阀门7，最后通过上部回浆接口 1.7与罐体连通。3)智能箱内有:单片机控制系统14、键盘15、显示器16、灌浆记录仪10、打印机11、网络控制器12、变频器13、声光报警器20 ;其中单片机控制系统从外向内顺次设光耦隔离电路、A/D转换电路和单片机；其中灌浆记录仪内增设连接单片机数据交换接口 14.1G的记录仪通信端口 10.2 ;其中单片机设有网络通信端口 14.1D,通过光耦隔离电路连接到网络控制器12，再经网络2F与中央服务器IF通信。4)灌浆管路压力自控系统:在三相交流电源17和灌浆栗驱动电机3.1输入端
3.1a间增设变频器13，变频器内设与单片机通信端口 14.1c通信连接的变频器通信端口
13.1,并顺次连接控制回路13.2、主电路13.3。5)控制线及连接:上述罐内高位和低位压力、进浆和回浆流量、压力、抬动六个传感器分别引出的高位和低位压力、进浆和回浆流量、压力、抬动的六个电信号输出端1.la、l.2a、4a、5a、6a、9a均通过光耦隔离电路，经A/D转换电路与单片机传感器电信号输入接口 14.1A连接；单片机控制信号输出接口 14.1B通过光耦隔离电路分别与上述浓浆和清水电磁阀的控制线、高压电动阀门电源端、声光报警器电源端 1.3a、1.4a、7a、20a 连接。
[0015]三.智能制浆系统包括:
[0016]I)自动配浆管路系统:在制浆桶内设置插入分别通入水、水泥粉、沙粒和化学添加剂的如下四根管路:①插入装有水管电磁阀IA的自来水管10，自来水管入口端与装有水流量传感器IB的自来水供水管路IC连通；②插入装有水泥电磁阀2A的水泥粉管20，水泥粉管入口与支撑有水泥电子秤2B的水泥漏斗2C连通；水泥漏斗上方为有水泥粉供料控制装置2D的水泥粉送料装置出料口 2E !③插入装有沙粒电磁阀3A的沙粒管30，沙粒管入口与支撑有沙电子秤3B的沙漏斗3C连通；沙漏斗上方为有供料控制装置3D的沙粒管路送料装置出料口 3E ;④插入装有添加剂电磁阀4A的添加剂管40 ;入口端与支撑有添加剂电子秤4B的添加剂漏斗4C连通；添加剂漏斗上方为有添加剂供料控制装置4D的添加剂送料装置出料口 4E ;在制浆桶底部开有与储浆罐连通的浓浆液排出口 lna。2)在线式水泥浆液比重计:在上述制浆桶上方，固定一个拉力传感器50，拉力传感器下端以细线6ο悬吊一个己知空气中重量的金属重物70，且金属重物完全浸没于被测水泥浆液中，不接触其它物体；拉力传感器的电信号输出端为5oa。3)在制浆桶上方固定一个液位检测装置llo，液位电信号输出端为lloa。4)设制浆单片机系统8ο、制浆键盘9ο、制浆显示器