一种速凝剂泵送系统以及速凝剂加注设备的制作方法

本发明涉及混凝土湿喷设备领域，具体而言，涉及一种速凝剂泵送系统以及速凝剂加注设备。

背景技术：

随着各种基建工程的开展，对各种工程机械有了更加广泛的需求。在隧道全断面混凝土喷射作业、道路边坡支护混凝土喷射作业、地下大型洞室混凝土喷射作业中，会用到干喷机、湿喷机或者混凝土喷射机。其中，湿喷方式的设备进行喷射作业时，通过泵送设备输出混凝土，通过速凝剂泵输出速凝剂，混凝土和速凝剂在喷嘴处混合后输出。湿喷方式在大规模喷射作业时具有很大优势：粉尘少、回弹低、物料拌和均匀、质量易管理、性能稳定、混凝土强度高。

在现有技术中，速凝剂的添加方式主要有两种，一种是通过变频电机带动蠕动泵实现速凝剂的输送与流量改变，测速通过接近开关测量泵转速；另一种通过马达带动螺杆泵，实现速凝剂的输送与流量改变，测速通过接近开关测量泵转速。速凝剂的量随着泵送排量与施工位置进行自动调节，施工对速凝剂的量要求很高，量少受喷面上的混凝土粘结困难，大量脱落，影响施工进度，造成原材料浪费，量多了影响强度，且速凝剂价格昂贵，且是消耗品。当通过马达带动螺杆泵时，往往会出现调节精度低、难以把握加入的速凝剂的量的情况，造成速凝剂不足或者速凝剂的浪费。

有鉴于此，设计制造出一种调节精度高，且能够实时调节速凝剂流量的速凝剂泵送系统就显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种速凝剂泵送系统，其调节精度高，且能够实时调节速凝剂流量。

本发明的另一目的在于提供一种速凝剂泵送设备，其调节精度高，能够实时调节速凝剂流量并提高混凝土的喷射质量。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种速凝剂泵送系统，包括速凝剂箱、速凝剂泵以及计量控制机构，速凝剂泵包括泵体、入口管道、出口管道以及驱动件，速凝剂箱与入口管道的一端连接，入口管道的另一端与泵体的入口端连接，出口管道与泵体的出口端连接，驱动件与泵体连接，用于驱动泵体；计量控制机构连接于出口管道，用于控制出口管道的通过流量。

进一步地，计量控制机构包括流量计和控制器，流量计连接于出口管道，用于测量出口管道中的速凝剂流量，控制器分别与流量计和驱动件连接，用于依据速凝剂流量向驱动件发出反馈信号，驱动件依据反馈信号调节泵体的通过流量。

进一步地，驱动件包括液压马达和液压驱动阀，液压马达与泵体连接，液压驱动阀与液压马达通过液压管道连接并与控制器连接，用于接收反馈信号并依据反馈信号调整液压马达的转速。

进一步地，计量控制机构还包括显示盘，显示盘固定连接于流量计并与控制器通信连接，用于显示速凝剂流量和预设理论流量。

进一步地，速凝剂泵送系统还包括清洗控制机构，清洗控制机构包括水箱、切换阀以及清洗管道，入口管道包括第一段和第二段，切换阀设置在第一段与第二段之间，清洗管道的一端连接于切换阀，另一端连接于水箱，计量控制机构与切换阀连接。

进一步地，切换阀包括阀体和电控阀叶，阀体具有第一阀口、第二阀口和第三阀口，第一阀口与第一段连接，第二阀口与第二段连接，第三阀口与清洗管道连接，电控阀叶容置在阀体内并与计量控制机构电连接，用于阻断第一阀口或第三阀口。

进一步地，清洗控制机构还包括显示屏，显示屏固定连接在水箱上并与清洗控制器电连接，用于显示速凝剂泵的工作时间并依据工作时间向清洗控制器发出清洗信号。

进一步地，速凝剂泵送系统还包括过滤器，过滤器设置在入口管道上。

进一步地，速凝剂泵送系统还包括保护机构，保护机构包括保护传感器和保护控制器，保护传感器连接于入口管道靠近速凝剂泵的一端并伸入入口管道内，保护控制器分别连接于速凝剂泵和保护传感器。

一种速凝剂加注设备，包括混凝土喷头和速凝剂泵送系统，速凝剂泵送系统包括速凝剂箱、速凝剂泵以及计量控制机构，速凝剂泵包括泵体、入口管道、出口管道以及驱动件，速凝剂箱与入口管道的一端连接，入口管道的另一端与泵体的入口端连接，出口管道与泵体的出口端连接，驱动件与泵体连接，用于驱动泵体；计量控制机构连接于出口管道，用于控制出口管道的通过流量。出口管道远离速凝剂泵的一端与混凝土喷头连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种速凝剂泵送系统，将速凝剂箱与入口管道的一端连接，速凝剂箱用于容置速凝剂，入口管道的另一端与泵体的入口端连接，出口管道与泵体的出口端连接，驱动件与泵体连接，用于驱动泵体。在出口管道上设置有计量控制机构。在实际运行过程中，速凝剂箱中的速凝剂通过入口管道进入到速凝剂泵，在通过出口管道输出，在出口管道上的计量控制机构检测到出口管道中的速凝剂流量，并依据速凝剂流量向驱动件发出反馈信号，驱动件依据反馈信号调节泵体的通过流量，从而实现对速凝剂流量的调节。相较于现有技术，本发明提供的一种速凝剂泵送系统，能够通过计量控制机构实时调节速凝剂流量，且调节精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的速凝剂泵送系统的整体结构示意图；

图2为图1中速凝剂泵的结构示意图；

图3为图1中计量控制机构的连接结构框图；

图4为图1中切换阀的连接结构示意图；

图5为图1中保护机构的连接结构示意图。

图标：100-速凝剂泵送系统；110-速凝剂箱；130-速凝剂泵；131-泵体；133-入口管道；135-出口管道；137-驱动件；1371-液压马达；1373-液压驱动阀；150-计量控制机构；151-流量计；153-控制器；155-显示盘；170-清洗控制机构；171-水箱；173-切换阀；1731-阀体；1733-电控阀叶；175-清洗管道；177-清洗控制器；179-显示屏；180-过滤器；190-保护机构；191-保护传感器；193-保护控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

速凝剂是掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。主要种类有无机盐类和有机物类。其呈粉状固体，其掺用量仅占混凝土中水泥用量2％～3％，却能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝。以达到抢修或井巷中混凝土快速凝结的目的。是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂。它们的作用是加速水泥的水化硬化，在很短的时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1至图3，本实施例提供一种速凝剂泵送系统100，包括速凝剂箱110、速凝剂泵130、计量控制机构150、清洗控制机构170、过滤器180以及保护机构190，速凝剂箱110与速凝剂泵130连接，用于向速凝剂泵130提供速凝剂，计量控制机构150与速凝剂泵130连接，用于控制并调节速凝剂泵130的速凝剂流量，过滤器180设置在速凝剂箱110与速凝剂泵130之间，用于过滤结晶的速凝剂，保护机构190与速凝剂泵130连接，用于保护速凝剂泵130，防止速凝剂泵130干烧。清洗控制机构170与速凝剂泵130连接，用于清洗速凝剂泵130。

速凝剂泵130包括泵体131、入口管道133、出口管道135以及驱动件137，速凝剂箱110与入口管道133的一端连接，入口管道133的另一端与泵体131的入口端连接，出口管道135与泵体131的出口端连接，驱动件137与泵体131连接，用于驱动泵体131。过滤器180设置在入口管道133上。

计量控制机构150包括流量计151和控制器153以及显示盘155，流量计151连接于出口管道135，用于测量出口管道135中的速凝剂流量，控制器153分别与流量计151和驱动件137连接，用于依据速凝剂流量向驱动件137发出反馈信号，驱动件137依据反馈信号调节泵体131的通过流量，其中，通过流量为通过泵体131的速凝剂的最大流量值。具体地，控制器153上设置有流量输入端口，流量输入端口用于输入预设理论流量，控制器153用于依据速凝剂流量与预设理论流量的差值选择性地发出反馈信号。显示盘155固定连接于流量计151并与控制器153连接，用于显示速凝剂流量和预设理论流量。

在本发明其他较佳的实施例中，出口管道135上还设置有报警器，报警器与控制器153电连接，当速凝剂流量与预设理论流量的差值过大时，报警器发出报警信号，以提醒施工人员进行手动调整。

需要说明的是，此处预设理论流量可以根据泵送排量与速凝剂配比比例计算得出，在本实施例中，在流量输入端口直接输入计算出的预设理论流量。当然，此处预设理论流量也可以是通过控制器153自行计算，只需要在控制器153上输入泵送排量和配比比例等参数信息。

在本实施例中，控制器153采用pid控制算法实现，pid是一个工业控制应用中常见的反馈回路部件。控制器153是根据pid控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。这个控制器153把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，控制器153可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个pid反馈回路却可以保持系统的稳定。

驱动件137包括液压马达1371和液压驱动阀1373，液压马达1371与泵体131连接，液压驱动阀1373与液压马达1371通过液压管道连接并与控制器153连接，用于接收反馈信号并依据反馈信号调整液压马达1371的转速。

清洗控制机构170包括水箱171、切换阀173、清洗管道175、清洗控制器177以及显示屏179，入口管道133包括第一段和第二段，切换阀173设置在第一段与第二段之间，清洗管道175的一端连接于切换阀173，另一端连接于水箱171，清洗控制器177与切换阀173连接。显示屏179固定连接在水箱171上并与清洗控制器177电连接，用于显示速凝剂泵130的工作时间并依据工作时间向清洗控制器177发出清洗信号。具体地，清洗控制器177可以集成在控制器153上，也可以单独设置。

在本实施例中，切换阀173为电磁阀，当然，此处切换阀173也可以是气动切换阀或者液动切换阀，在此不作具体限定。

含结晶颗粒的速凝剂易导致速凝剂泵130卡死，或者磨损严重，故在速凝剂箱110与速凝剂泵130之间加装过滤器180，但是只能阻止速凝剂箱110中的结晶体，速凝剂泵130本身结晶无法处理。故通过清洗控制器177记录速凝剂的工作时间，在规定时间内通过显示屏179提醒客户非施工时间定期清洗速凝剂泵130，只要客户点击确认清洗速凝剂泵130，切换阀173就关闭速凝剂箱110与速凝剂泵130回路，打开水箱171与速凝剂泵130回路，通过定时抽取水箱171的清洗去自动清洗速凝剂泵130。

参见图4，切换阀173包括阀体1731和电控阀叶1733，阀体1731具有第一阀口、第二阀口和第三阀口，第一阀口与第一段连接，第二阀口与第二段连接，第三阀口与清洗管道175连接，电控阀叶1733容置在阀体1731内并与清洗控制器177电连接，用于阻断第一阀口或第三阀口。

在本实施例中，清洗控制器177可根据工作时间来控制电控阀叶1733旋转性的阻断第一阀口或第三阀口，从而使得速凝剂泵130在清洗状态和输送状态之间切换。当然，在本发明其他较佳的实施例中，也可以通过手工切换的方式来使得速凝剂泵130在清洗状态和输送状态之间切换，其具体实现方式在此不赘述。

参见图5，保护机构190包括保护传感器191和保护控制器193，保护传感器191连接于入口管道133靠近速凝剂泵130的一端并伸入入口管道133内，保护控制器193分别连接于速凝剂泵130和保护传感器191，具体地，保护控制器193与液压马达1371电连接。

需要注意的是，此处保护传感器193也可以采用非接触式，防止泵入口无液体时泵运转时导致泵关键元件损坏。

由于速凝剂泵130的泵体131在无速凝剂前提下运转会导致定子损坏，故在入口管道133上安装装保护传感器191，防止在无速凝剂情况下干磨。有效地保护了泵体131。

综上所述，本实施例提供的一种速凝剂泵送系统100，将速凝剂箱110与入口管道133的一端连接，速凝剂箱110用于容置速凝剂，入口管道133的另一端与泵体131的入口端连接，出口管道135与泵体131的出口端连接，驱动件137与泵体131连接，用于驱动泵体131。在出口管道135上设置有流量计151，控制器153分别与流量计151和驱动件137连接。入口管道133上还设置有过滤器180和保护传感器191。在实际运行过程中，速凝剂箱110中的速凝剂通过入口管道133进入到速凝剂泵130，在通过出口管道135输出，在出口管道135上的流量计151检测到出口管道135中的速凝剂流量，控制器153依据速凝剂流量与预设理论流量的差值向驱动件137发出反馈信号，驱动件137依据反馈信号调节泵体131的通过流量，从而实现对速凝剂流量的调节。相较于现有技术，本发明提供的一种速凝剂泵送系统100，能够通过流量计151和控制器153实时调节速凝剂流量，且调节精度高。

第二实施例

本实施例提供了一种速凝剂加注设备，包括相互连接的混凝土喷头和速凝剂泵送系统100，其中速凝剂泵送系统100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

速凝剂泵送系统100包括速凝剂箱110、速凝剂泵130以及计量控制机构150，速凝剂泵130包括泵体131、入口管道133、出口管道135以及驱动件137，速凝剂箱110与入口管道133的一端连接，入口管道133的另一端与泵体131的入口端连接，出口管道135与泵体131的出口端连接，驱动件137与泵体131连接，用于驱动泵体131；计量控制机构150包括流量计151和控制器153，流量计151连接于出口管道135，用于测量出口管道135中的速凝剂流量，控制器153分别与流量计151和驱动件137连接，用于依据速凝剂流量向驱动件137发出反馈信号，驱动件137依据反馈信号调节泵体131的通过流量，其中，通过流量为通过泵体131的速凝剂的最大流量值。出口管道135远离速凝剂泵130的一端与混凝土喷头连接。

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。