一种孔道压浆智能控制阀装置和孔道压浆管路系统的制作方法

1.本实用新型属于孔道压浆领域，具体涉及一种孔道压浆智能控制阀装置和孔道压浆管路系统。


背景技术：

2.在预应力混凝土工程中，为防止预应力筋锈蚀，促使预应力筋束与混凝土黏结成为整体而减少预应力损失，进而提高结构或构件的整体抗弯刚度和耐久性，需要在预应力筋锚固后，尽早对孔道进行压浆施工。我国后张预应力孔道压浆的工程质量一直是一个薄弱环节，在于多年来所采用的压浆方法和工艺存在着很多不确定因素。结构的细部设计、管道材料和成型方式、压浆材料品质、技术与工艺的合理性、机具设备的可靠性，以及施工中组织与管理是否得当，都会直接或间接地对压浆的质量产生影响，这些影响最终必然会在结构的耐久性方面反映出来。
3.现行的压浆工艺是通过压浆泵进行压力压浆，存在着一定的局限性，主要表现为：一方面，由于压入孔道的浆液中常会含有气泡，当浆液硬化后，气泡的积存处会变为孔隙或孔洞，成为渗漏水的聚集地，这些水中可能会含有害成分，容易导致对预应力筋的应力腐蚀；另一方面由于浆液的泌水离析，结硬后收缩，泌水处可能会产生空洞，导致结硬后的浆液强度不够，与预应力筋之间的黏结不好，为结构留下隐患。尤其是在一些异形、曲率半径较小及较长的结构中，预应力孔道压浆的密实性在倾角部位更是难以得到保证。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的第一个目的是提供一种孔道压浆智能控制阀装置。本实用新型的第二个目的是提供一种具有前述孔道压浆智能控制阀装置的孔道压浆管路系统。
5.为达到上述第一个目的，本实用新型采用如下技术方案：一种孔道压浆智能控制阀装置，包括孔道接口模块，孔道接口模块具有相通的进浆口、排气口和排浆口，进浆口与孔道端口连接，排气口处连接有排气阀，排浆口处连接有排浆阀；排气阀的入口或出口处设有滤网，滤网用于过滤水和/或空气。
6.上述技术方案中，排气阀用于压浆过程中空气和/或水的排放，排浆阀用于控制该控制阀装置的开或闭，而且将排气阀、排浆阀和滤网集成在孔道接口模块上，便于整体安装和拆卸。本实用新型通过设置排气阀和排浆阀以解决孔道压浆密实性问题，可有效防止预应力筋的锈蚀，减少预应力损失，保证预应力混凝土结构在使用过程中的安全性和耐久性。
7.在本实用新型的一种优选实施方式中，孔道接口模块中空设置，进浆口、排气口和排浆口均与孔道接口模块中空的内部相通；或者孔道接口模块内部具有流道，进浆口、排气口和排浆口与流道相通。
8.在本实用新型的一种优选实施方式中，孔道接口模块还具有与进浆口相通的压力检测口，压力检测口处连接有用于对压浆过程的压力进行监测的压力监测模块，压力监测
模块的信号输出端与排浆阀的使能端分别相连。
9.上述技术方案中，通过设置压力监测模块便于实时获取孔道内部的压力，利于操作人员进行压浆、保压等设备控制，比如控制排浆阀和压浆设备的开闭。
10.在本实用新型的一种优选实施方式中，孔道接口模块还具有与进浆口相通的介质识别口，介质识别口处连接有能够对空气、水、浆液进行识别的介质检测识别模块，介质检测识别模块的信号输出端与排浆阀的使能端分别相连。
11.上述技术方案中，通过设置介质检测识别模块便于识别出孔道内的空气、水、浆液，利于操作人员进行压浆、保压等设备控制，比如控制排浆阀和压浆设备的开闭。
12.在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括控制模块，压力监测模块的信号输出端与控制模块的压力输入端相连，介质检测识别模块的信号输出端与控制模块的介质识别输入端相连，控制模块的第一控制输出端与排浆阀的使能端相连。
13.上述技术方案中，通过设置控制模块以实现阀组阵列开闭的智能化。
14.在本实用新型的另一种优选实施方式中，还包括声光提示模块，声光提示模块的输入端与控制模块的警示信号输出端相连。
15.上述技术方案中，声光提示模块用于提示压浆过程中的重要操作步骤，根据监测压力及介质识别情况，提醒操作人员进行压浆、保压等设备控制。
16.在本实用新型的另一种优选实施方式中，还包括电源模块，电源模块为排浆阀、压力监测模块、介质检测识别模块、声光提示模块和控制模块供电。
17.上述技术方案中，将电源模块也集成在该控制阀装置上，无需插电使用，避免现场电源线缠绕的情况。
18.在本实用新型的另一种优选实施方式中，电源模块为可拆卸的插电使用电池；或者电源模块为固定的充电电池。
19.为达到上述第二个目的，本实用新型采用如下技术方案：一种孔道压浆管路系统，包括至少一个本技术提供的控制阀装置，控制阀装置设在孔道进浆端、和/或高位排气、和/或孔道出浆端；当控制阀装置设在孔道进浆端处时，排浆阀出口与压浆设备出口连接，进浆口与孔道进浆端口连接；当控制阀装置设在孔道高位排气孔处时，进浆口与高位排气孔连接；当控制阀装置设在孔道出浆端处时，进浆口与孔道出浆端口连接。
20.相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型根据孔道压浆流体动力学原理，对压浆施工机具设备进行快速改造，进而优化压浆工艺，弥补现行压浆工艺中存在的缺陷，解决孔道压浆密实性问题，可有效防止预应力筋的锈蚀，减少预应力损失，保证预应力混凝土结构在使用过程中的安全性和耐久性。且该控制阀装置成本低、可重复使用、效果明显。
21.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
22.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是本技术实施例的一种孔道压浆智能控制阀装置的结构示意图一，为便于观
察，排气阀和排浆阀处采用局部炸开示出。
24.图2是本技术实施例的一种孔道压浆智能控制阀装置的结构示意图二，为便于观察，控制模块、电源模块和声光提示模块处采用局部炸开示出。
25.图3是本技术实施例的一种孔道压浆系统的结构示意图。
26.说明书附图中的附图标记包括：孔道接口模块1、进浆口11、排气口12、排浆口13、压力检测口14、介质识别口15、排浆阀2、介质检测识别模块3、压力监测模块4、排气阀5、滤网6、控制模块7、声光提示模块8、电源模块9、第一控制阀装置10a、第二控制阀装置10b、第三控制阀装置10c、压浆设备20、孔道30、孔道进浆端30a、高位排气孔30b、孔道出浆端30c。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本实用新型提供了一种孔道压浆智能控制阀装置（以下简称控制阀装置）和孔道压浆系统。
30.如图1所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，控制阀装置包括孔道接口模块1，孔道接口模块1具有相通的进浆口11、排气口12和排浆口13。进浆口11与孔道端口（孔道端口可以为孔道进浆端口、孔道出浆端口和高位排气孔）连接，排气口12处连接有排气阀5，排气阀5为常开阀，排浆口13处连接有排浆阀2。排气阀5的入口或出口处设有滤网6，图1中所示为滤网6设在排气阀5入口处，滤网6用于过滤水和/或空气，具体可通过设置滤网滤孔尺寸的大小实现不同的过滤效果，优选滤网6的孔隙口径大于水分子直径且小于浆料颗粒直径，由此可以保证空气和水分的排出，并且可以阻止胶凝材料（浆料）的泄漏。
31.在本实施方式中，优选孔道接口模块1中空设置，进浆口11、排气口12和排浆口13均与孔道接口模块1中空的内部相通。当然，也可在孔道接口模块1内部设置流道，进浆口11、排气口12和排浆口13与流道相通，由此使进浆口11、排气口12和排浆口13三者连通。
32.如图3所示，本实用新型的控制阀装置可根据预应力孔道30(以下简称孔道)的形状及分布情况，设置在孔道进浆端30a、孔道出浆端30c和高位排气孔30b处，形成系列阀组阵列，以构成孔道压浆管路系统。其中，设置在孔道进浆端30a、高位排气孔30b和孔道出浆端30c处的控制阀装置分别为第一控制阀装置10a、第二控制阀装置10b和第三控制阀装置10c。
33.具体地，设在孔道进浆端30a时，排浆口13处的排浆阀2出口与压浆设备出口连接，
进浆口11与孔道进浆端口连接，排浆阀2常开；设在高位排气孔30b处时，进浆口11与高位排气孔30b连接，排浆口13处的排浆阀2常闭；设在孔道出浆端30c时，进浆口11与孔道出浆端口连接，排浆口13处的排浆阀2常开。第一控制阀装置10a、第二控制阀装置10b和第三控制阀装置10c与孔道30一起构成孔道压浆管路系统，排浆阀2用于控制对应控制阀装置的开或闭。
34.本实用新型在排气阀5的入口处设置滤网6，且滤网6孔隙口径小于浆料颗粒直径大于水分子直径，在压浆过程中，排气阀5始终打开，浆液内以及孔道30内存在的气体和泌水在持续压力注浆的过程中从排气阀5出口排出。
35.如图1所示，在另一优选的实施方式中，孔道接口模块1还具有与其内部相通的压力检测口14和介质识别口15。压力检测口14处连接有压力监测模块4，压力监测模块4对压浆过程和保压过程的孔道压力进行测量，压力监测模块4的信号输出端与对应的排浆阀2的使能端分别相连。介质识别口15处连接有能够对空气、水、浆液进行识别的介质检测识别模块3，介质检测识别模块3的信号输出端与排气阀5和排浆阀2的使能端分别相连。具体介质检测识别模块3可以为密度传感器，因压浆浆液的配比有规定要求，采用密度传感器检测孔道30中的介质，以此区分空气、水、稀浆、浓浆等。
36.如图2所示，在另一优选的实施方式中，该控制阀装置还包括控制模块7，控制模块7可通过螺栓安装在孔道接口模块1上。压力监测模块4的信号输出端与控制模块7的压力输入端相连，介质检测识别模块3的信号输出端与控制模块7的介质识别输入端相连，控制模块7的第一控制输出端与排气阀5的使能端相连，控制模块7的第二控制输出端与排浆阀2的使能端相连。通过设置控制模块7以实现阀组阵列开闭的智能化。
37.如图2所示，在另一优选的实施方式中，该控制阀装置还包括声光提示模块8，声光提示模块8可通过螺栓固定安装在孔道接口模块1上，声光提示模块8的输入端与控制模块7的警示信号输出端相连。声光提示模块8用于提示压浆过程中的重要操作步骤，根据压力监测模块4的监测压力、以及介质检测识别模块3的介质识别情况，提醒操作人员进行压浆、保压等设备控制。
38.如图2所示，在另一优选的实施方式中，该控制阀装置还包括电源模块9，电源模块9通过螺栓安装在孔道接口模块1上，电源模块9为排气阀5、排浆阀2、压力监测模块4、介质检测识别模块3、声光提示模块8和控制模块7供电。其中，电源模块9为可拆卸使用的干电池；或者电源模块9为固定或可拆卸的充电电池。不设置电源模块9模块时，该控制阀装置可插电使用。
39.如图3所示，注浆时，第一控制阀装置10a和第三控制阀装置10c均处于打开状态，第二控制阀装置10b处于关闭状态。压浆设备20输送的浆液流过第一控制阀装置10a，进入孔道30内部，当浆液到达高位排气孔30b处时，由于第二控制阀装置10b处于关闭状态，浆液顺着孔道30继续流向孔道出浆端30c，多余的浆液从第三控制阀装置10c的排浆口13排出。
40.第一控制阀装置10a的介质检测识别模块3检测孔道进浆端30a的浆液连续一定时间内（比如5s）是否满足设定配合比密度，孔道进浆端30a的浆液密度满足要求时，第二控制阀装置10b的介质检测识别模块3检测高位排气孔30b处的浆液密度，高位排气孔30b处的浆液密度也满足要求时，第三控制阀装置10c的介质检测识别模块3检测孔道出浆端30c处的浆液密度，直至所有控制阀装置的介质检测识别模块3检测的孔道内浆液密度均满足要求
时，关闭第三控制阀装置10c的排浆阀2。注浆过程中，由于所有的排气阀5均打开，空气和泌水从排气阀5的出口排出。
41.压力监测模块4监测孔道30内压力，第三控制阀装置10c关闭后，随着注浆的进行，孔道30内浆液压力持续上升，待孔道30内压力稳定在设定保压压力范围内且持续时间满足设定值时，关闭第一控制阀装置10a的排浆阀2，进行保压，此时安装的所有控制阀装置均处于关闭状态。保压过程中，若孔道30内还存在空气和泌水，空气和泌水从排气阀5的出口排出，直至浆液凝固；若在排出空气和水的过程中，孔道30内压力下降低于设定的保压压力时，声光提示模块8发出警示信号，提醒现场工作人员进行补浆、补压工作，使孔道30内压力稳定在设定保压压力范围内。
42.本实用新型通过在孔道进浆端30a、孔道出浆端30c和高位排气孔30b处，安装本技术的控制阀装置，检测浆液、水、空气，并进行注浆过程的数据采集和监控，根据压力监测和介质识别的情况控制各处的排浆阀2的开闭，确保空气和水的排出，注浆密实。
43.在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。