一种智能真空循环压浆系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种智能真空循环压浆系统，包括带有自动上料装置的制浆机、带有密度采集装置的灌浆机、抽真空装置、预应力梁体以及控制器；制浆机与灌浆机连通；灌浆机与预应力梁体的进浆口和返浆口均连通，抽真空装置设置在灌浆机与预应力梁体的返浆口之间；抽真空装置等均与控制器连接。应用本发明的技术方案，整体结构精简；采取真空辅助压浆，提高了工作效率的同时确保了灌浆质量；制浆机能实现精确控制水胶比、定时制浆等，为后续的压浆提供了合格的浆液；灌浆机能确保精确对浆液密度进行实时监测；抽真空装置等均与控制器连接，整个施工过程实现智能化操作，操作简单可靠，提高压浆效率。
【专利说明】一种智能真空循环压浆系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁预应力灌浆【技术领域】，特别地，涉及一种智能真空循环压浆系统。【背景技术】
[0002]传统压浆法灌浆，是在0.5?1.0Mpa的压力下，将混合浆料压入预应力孔道，工艺比较简单，例如在桥梁修建过程中通过梁体的灌浆孔将配好的水泥浆注入到梁体中；对建筑物的地基进行灌浆，以保证地基坚固；对桥隧梁体管道进行灌浆，以确保梁体耐久性；在灌浆工程中确保浆液灌浆时压力与浆液质量是保证灌浆工程质量的重要手段。而目前工程施工中，绝大多数还是采用单孔压浆，其组成包括制浆设备、灌浆泵、机械压力表以及管路。该技术人为因素占主导地位，可控性差，无法对加水质量与投料质量进行有效计量导致浆液效果很难满足桥梁规范，压浆过程中无法灌浆压力与浆液水胶比进行实时监测无法确保灌浆工程的质量。传统施压浆因梁体内部存在空气，待压浆完成后容易产生气泡。除此之外，施工中容易发生混合料离析、析水和干硬性收缩，由于出现析水以及干硬性收缩等现象，致使孔道内预应力钢绞线和结构物粘结强度不够，在浆体凝固后留有空隙。
[0003]现有压浆系统的不足之处如下:(1)制浆设备简单，自动化程度低，可控性差，不能精确地控制好浆液水胶比从而不能确保浆液质量；(2)灌浆泵的压力控制精度低，不能确保灌浆压力稳定性；(3)机械压力表人工误差较大，随意性强；(4)采取单孔压浆，不能确保灌浆孔浆液密度；(5)不能对浆液压力与质量进行实时监测，整个施工过程中不具有环保、节能和实用的目的；(6)压浆前未对梁体内部空气进行排除，压浆完成后容易产生气泡。
[0004]因此，发明一种结构精简、使用方便安全以及压浆效果好的压浆系统具有很重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供结构精简、使用方便安全以及压浆效果好的智能真空循环压浆系统，具体技术方案如下:
[0006]一种智能真空循环压浆系统，包括带有自动上料装置的制浆机、带有密度采集装置的灌浆机、抽真空装置、预应力梁体以及控制器；
[0007]所述制浆机与所述灌浆机之间设有换向阀，所述制浆机通过离心泵与所述换向阀连通；
[0008]所述灌浆机上的灌浆泵通过出浆管与所述预应力梁体的进浆口连通，所述灌浆机与所述出浆管之间设有溢流调压阀；所述灌浆机依次通过进料管以及三通阀与所述预应力梁体的返浆口连通，所述三通阀的进口与所述预应力梁体的返浆口连通，其第一出口与所述进料管连通，其第二出口与所述抽真空装置连通；所述进料管上设有返浆调压阀；
[0009]所述自动上料装置、密度采集装置、换向阀、离心泵、灌浆泵、溢流调压阀、三通阀、抽真空装置以及返浆调压阀均与所述控制器连接。[0010]以上技术方案中优选的，所述抽真空装置包括真空泵以及空心透明管道，所述三通阀的第二出口通过所述空心透明管道与所述真空泵连接；所述真空泵的真空度为-0.1MPa-0.1MPa。
[0011]以上技术方案中优选的，所述自动上料装置包括至少两台螺旋上料机以及称重装置，所述螺旋上料机与所述制浆机的制浆桶的进口连接，所述称重装置设置在所述制浆桶的正下方，所述螺旋上料机以及称重装置均与所述控制器连接。
[0012]以上技术方案中优选的，所述称重装置为称重传感器。
[0013]以上技术方案中优选的，所述预应力梁体的内部设有第一通道以及第二通道，所述第一通道的一端与所述预应力梁体的返浆口连通，另一端通过高压管道与所述第二通道的一端连通，所述第二通道的另一端与所述预应力梁体的进浆口连通。
[0014]以上技术方案中优选的，所述预应力梁体的返浆口以及进浆口均设有球阀，所述球阀与所述控制器连接。
[0015]以上技术方案中优选的，所述密度采集装置为压差式密度计。
[0016]以上技术方案中优选的，所述控制器为PLC控制器，最好是WIFI可编程控制器。
[0017]本发明具有以下有益效果:
[0018](I)本发明的智能真空循环压浆系统包括制浆机、灌浆机、抽真空装置、预应力梁体以及控制器几个部分，整体结构精简；采取真空辅助压浆，可以预先抽取梁体内部的空气构成一个真空环境，提高了工作效率的同时确保了灌浆质量；制浆机带有自动上料装置，能实现精确控制水胶比、定时制浆等，为后续的压浆提供了合格的浆液；灌浆机带有密度采集装置，能确保精确对浆液密度进行实时监测；自动上料装置、密度采集装置、抽真空装置等均与控制器连接，整个施工过程实现智能化操作，操作简单可靠，避免了人为因素的干扰，确保了灌浆过程的自动化与智能化，提高压浆效率。
[0019](2)本发明中抽真空装置包括真空泵以及空心透明管道，真空泵的真空度为-0.1MPa-0.1MPa，在压浆过程中易于掌控时间，同时也使得压浆结果满足JTGT F50-2011公路桥涵施工技术规范7.9.9条中“真空度宜稳定在-0.06?-0.1OMPa范围内”的相关规定。
[0020](3)本发明中自动上料装置包括至少两台螺旋上料机以及称重装置，能实现自动上料以及对原料的精确控量；称重装置为称重传感器，精确度高。
[0021](4)本发明中预应力梁体的内部设有第一通道和第二通道，采用双孔循环灌浆方式，从孔内回流的浆液不断与搅拌桶内的新浆液混合，降低循环浆液的温度，保证灌入浆液的质量。
[0022](5)本发明中预应力梁体的返浆口以及进浆口均设有球阀，通过球阀的开关来锁住梁体内部压力，提高压浆质量。
[0023](6)本发明中密度采集装置采用压差式密度计，仪器精确度高，与调压阀的结合，能实现实时监测浆液密度与压力，从而保证了灌浆的质量，提高灌浆工程的质量；控制器采用PLC控制器，最好是利用WIFI通讯的PLC控制器，便于控制各部件之间的动作顺序与时间，操作方便，实用性强。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。【专利附图】
【附图说明】
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0026]图1是本发明优选实施例1的智能真空循环压浆系统的结构框图；
[0027]图2是图1中预应力梁体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]实施例1:
[0030]一种智能真空循环压浆系统，详见图1，具体包括制浆机1、灌浆机2、抽真空装置
3、预应力梁体4以及控制器(未图示)，整体结构精简。
[0031]所述制浆机I带有自动上料装置，所述自动上料装置包括至少两台螺旋上料机以及称重装置，所述螺旋上料机与所述制浆机I的制浆桶的进口连接，所述称重装置设置在所述制浆桶的正下方，所述螺旋上料机以及称重装置均与所述控制器连接；所述称重装置为称重传感器，能实现自动上料以及对原料的精确控量，精确度高。
[0032]所述灌浆机2带有密度采集装置，所述密度采集装置为压差式密度计，精确度高。
[0033]所述预应力梁体4上设有进浆口 41以及返浆口 42，其内部设有第一通道43以及第二通道44，所述第一通道43的一端与所述预应力梁体4的返浆口 42连通，另一端通过高压管道45与所述第二通道44的一端连通，所述第二通道44的另一端与所述预应力梁体4的进浆口 41连通，所述返浆口 42以及进浆口 41处以及所述高压管道45上均设有球阀，所述球阀与所述控制器连接，通过球阀的开关来锁住梁体内部压力，提高压浆质量。
[0034]所述抽真空装置3包括真空泵31以及空心透明管道32，所述真空泵31的真空度为-0.1MPa-Ο.1MPa。
[0035]所述制浆机I与所述灌浆机2之间设有换向阀11，所述制浆机I通过离心泵12与所述换向阀11连通。
[0036]所述灌浆机2上的灌浆泵21通过出浆管22与所述预应力梁体4的进浆口 41连通，所述灌浆机2与所述出浆管22之间设有溢流调压阀23 ;所述灌浆机2依次通过进料管24以及三通阀25与所述预应力梁体4的返浆口 42连通，所述三通阀25的进口 251与所述预应力梁体4的返浆口 42连通，其第一出口 252与所述进料管24连通，其第二出口 253通过所述空心透明管道32与所述真空泵31连接；所述进料管24上设有返浆调压阀26。
[0037]所述自动上料装置、密度采集装置、换向阀11、离心泵12、灌浆泵21、溢流调压阀23、三通阀25、抽真空装置3以及返浆调压阀26均与控制器连接，所述控制器为采用WIFI通讯的PLC控制器，方便控制，实用性强。
[0038]本发明中采用密度采集装置和压力检测装置的结合，能实现实时监测浆液密度与压力，从而保证了灌浆的质量，提高灌浆工程的质量；采用PLC进行控制，便于对自动上料装置、密度采集装置、换向阀11、离心泵12、灌浆泵21、溢流调压阀23、三通阀25、抽真空装置3以及返浆调压阀26的动作顺序和时间进行控制，控制过程可以采用WIFI通讯方式，方便操作，提高压浆质量和效率。
[0039]本发明智能真空循环压浆系统的工作具有过程如下:
[0040]第一步:制浆机I自动制浆:开机设定好水胶比为0.27 (国标为0.26-0.28)，设定好定时制浆的时间5分钟；启动自动制浆按钮进行制浆，其中螺旋上料机自动依次加入水、外加剂以及水泥，称重传感器依次称量好水、外加剂以及水泥的重量(待加水完成后制浆机中的高速桶启动，形成内部循环，开始添加外加剂和水泥)，其中水泥:外加剂--水为100:10:29.7的比例；
[0041]第二步:制浆机I与灌浆机2之间通过一带换向阀11 (为三通阀)的高压管导通，通过打开换向阀11，制浆机I运用自带的离心泵12将步骤一中制得的浆液输送到灌浆机2的储浆桶内；
[0042]第三步:灌浆机2通过灌浆泵21经出浆管22与预应力梁体4的进浆口 41连通，预应力梁体4的返浆口 42、真空泵31、密度计以及灌浆机2的储浆桶之间通过进料管24相互连通,构成大循环灌浆回路；
[0043]第四步:关闭预应力梁体4的进浆口 41的球阀，打开预应力梁体4的返浆口 42的球阀，三通阀25的开关扳至连通真空泵31 ;开启真空泵31抽真空至-0.06-0.1MPa (保持时间可根据实际要求进行设置)，启动灌浆泵21，使浆液充满出浆管22 ;停止灌浆泵21，连通出浆管22与预应力梁体4的进浆口 41 ;打开预应力梁体4的进浆口 41的球阀，启动开始灌楽.;
[0044]第五步:观察与真空泵31连接的空心透明管道32，直至浆液到达空心透明管道32时，三通阀25的开关扳至连通预应力梁体4的返浆口 42，关闭真空泵31 ;开始循环压浆。
[0045]其中，循环压浆开始后，循环2~5min (循环时间可以设置)，检测预应力梁体4的返浆口 42的密度达到合格值(2.13~2.18g/cm3的浆液中对应水胶比为0.26~0.28);开始调节压力，压力调节至0.5~0.7MPa的目标压力(目标压力可根据实际需求进行设置)，并保持3~5分钟；压力保持时间完成后，关闭预应力梁体4的进浆口 41以及返浆口 42的球阀，停止压浆。
[0046]应用本发明的智能真空循环压浆系统，整个系统包括制浆机、灌浆机、抽真空装置、预应力梁体以及控制器几个部分，整体结构精简；采取真空辅助压浆，可以预先抽取梁体内部的空气构成一个真空环境，提高了工作效率的同时确保了灌浆质量；制浆机带有自动上料装置，能实现精确控制水胶比、定时制浆等，为后续的压浆工艺提供了很好的保障；灌浆机带有密度采集装置，能确保精确对浆液密度进行实时监测；自动上料装置、密度采集装置、抽真空装置等均与控制器连接，整个施工过程实现智能化操作，操作简单可靠，避免了人为因素的干扰，确保了灌浆过程的自动化与智能化，提高压浆效率；采用采用双孔循环灌浆方式，从孔内回流的浆液不断与搅拌桶内的新浆液混合，降低循环浆液的温度，保证灌入浆液的质量。
[0047]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能真空循环压浆系统，其特征在于:包括带有自动上料装置的制浆机(I)、带有密度采集装置的灌浆机(2)、抽真空装置(3)、预应力梁体(4)以及控制器； 所述制浆机(I)与所述灌浆机(2 )之间设有换向阀(11 )，所述制浆机(I)通过离心泵(12)与所述换向阀(11)连通； 所述灌浆机(2)上的灌浆泵(21)通过出浆管(22)与所述预应力梁体(4)的进浆口(41)连通，所述灌浆机(2)与所述出浆管(22)之间设有溢流调压阀(23);所述灌浆机(2)依次通过进料管(24)以及三通阀(25)与所述预应力梁体(4)的返浆口(42)连通，所述三通阀(25)的进口(251)与所述预应力梁体(4)的返浆口(42)连通，其第一出口(252)与所述进料管(24)连通，其第二出口(253)与所述抽真空装置(3)连通；所述进料管(24)上设有返浆调压阀(26); 所述自动上料装置、密度采集装置、换向阀(11)、离心泵(12)、灌浆泵(21)、溢流调压阀(23)、三通阀(25)、抽真空装置(3)以及返浆调压阀(26)均与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的智能真空循环压浆系统，其特征在于:所述抽真空装置(3)包括真空泵(31)以及空心透明管道(32)，所述三通阀(25)的第二出口(253)通过所述空心透明管道(32)与所述真空泵(31)连接；所述真空泵(31)的真空度为-0.1MPa-0.1MPa0
3.根据权利要求1所述的智能真空循环压浆系统，特征在于:所述自动上料装置包括至少两台螺旋上料机以及称重装置，所述螺旋上料机与所述制浆机(I)的制浆桶的进口连接，所述称重装置设置在所述制浆桶的正下方，所述螺旋上料机以及称重装置均与控制器连接。
4.根据权利要求3所述的智能真空循环压浆系统，其特征在于:所述称重装置为称重传感器。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的智能真空循环压浆系统，其特征在于:所述预应力梁体(4)的内部设有第一通道(43)以及第二通道(44)，所述第一通道(43)的一端与所述预应力梁体(4)的返浆口(42)连通，另一端通过高压管道(45)与所述第二通道(44)的一端连通，所述第二通道(44)的另一端与所述预应力梁体(4)的进浆口(41)连通。
6.根据权利要求5所述的智能真空循环压浆系统，其特征在于:所述预应力梁体(4)的返浆口(42)以及进浆口(41)处均设有球阀，所述球阀与所述控制器连接。
7.根据权利要求1所述的智能真空循环压浆系统，其特征在于:所述密度采集装置为压差式密度计。
8.根据权利要求1所述的智能真空循环压浆系统，其特征在于:所述控制器为PLC控制器。
9.根据权利要求8所述的智能真空循环压浆系统，其特征在于:所述PLC控制器为WIFI可编程控制器。
【文档编号】E01D21/00GK103758043SQ201410029583
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】曹长斌, 程耀飞, 汪继平, 梁晓东, 刘德坤 申请人:湖南联智桥隧技术有限公司, 广西桂东高速公路有限公司