【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道及地下工程注浆工程装备与，具体涉及一种隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵及方法。
技术介绍
1、长期以来，我国隧道施工领域缺乏专业的注浆泵，随着地下工程基础设施建设的不断发展，施工中遇到各种不良地质逐渐被揭露，施工掘进过程中常遇到含水层与断层破碎带，隧道开挖时，原有地层因孔隙率大、胶结性差、含水层承压性等因素的影响，极易引发坍塌、涌水、地表建筑物沉陷等问题。对于极富水地层，需要多次序间断注浆，注浆参数需要根据地层参数实时调整。注浆具有充填、加固、减渗等作用。注浆泵是注浆施工中的关键设备，智能注浆泵可以通过参数梯度控制实现有效注浆堵水、壁后充填，既提高了施工速度，又提高了工程质量。当前，智能注浆泵主要分为柱塞泵与回转泵，回转泵主要是利用离心力的原理，用转轴带动机械转子来实现泵内工作腔的体积增大或者减小，工作腔的大小变化来完成吸排浆过程，其扬程较小，但是工作腔内极易发生堵塞，回转泵大多数用来当作水泵。柱塞泵扬程大，泵流量可控，适用于高压、小流量场合，能抽吸各种液体。
2、对于当前市场的注浆泵，多由人工控制和操作注浆参数，容易出现操作延迟，导致注浆量或注浆压力控制不精确，注浆情况难以监测，注浆质量不高等问题。并且注浆泵连接的浆液搅拌系统、清洗系统、供料系统、监测系统多为分离装置，需现场拼接，导致施工现场混乱。传统活塞泵主要存在以下问题：
3、1.目前大多数注浆泵具有注浆压力不稳定，注浆量无法精确控制等问题，且大多为单缸注浆泵，当有一台注浆泵发生故障时，需停机维修，注浆效率较低，耽误施工进度
4、2.传统柱塞式注浆泵，大多都是有两个缸体组成，柱塞驱动用的连杆、活塞均为双份，两缸结构在吸排浆的极限位置处会出现压力不稳定、断浆的现象，并且分体式吸排浆缸占据空间较大，结构也比较复杂，成本较高,扬程大、流量不稳定且流量不大，泵体拆卸维修麻烦，活塞不耐磨，需经常更换；
5、3.现有注浆浆液大多是由人工配浆，需要人值守并且要随时核验浆液水灰比和密度等，劳动强度大、效率低、费时费力；
6、4.传统活塞注浆泵转速恒定，或者转速需要手动调节，容易造成注浆开始时注浆压力或者速度较小，注浆后期压力或者速度过大的现象，注浆过程中存在“盲注”现象，注浆注不进，注浆情况无法精准探测；
7、5. 传统注浆泵缸体多为不透明装置，泵结构与功能比较单一，不具备对浆液进行及时搅拌的功能，浆液抽吸在缸体内，无法观察到浆液是否发生堵塞，影响施工进度。
技术实现思路
1、解决现有注浆泵所存在的上述问题，本专利技术提供了一种隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵及方法。本专利技术可以实现参数智能控制，通过注浆前端的探测器实时感应到地层情况，通过蓝牙无线传播至数据采集处理器，数据采集处理器智能制定好注浆量与电机转动速率，通过转动速率来实时调控注浆情况，于出浆管上布设的流量计与压力监测装置，通过蓝牙无线传播实时反馈至智能数显仪，注浆结束，智能停止，并在智能数显仪上显示实时注浆数据；本专利技术能够实现多序智能注浆，按钻孔编号，待一次序注浆完成后，进行复钻，钻孔深度是初次钻孔深度的二倍，同时加大注浆压力，进行第二次序注浆，实现多序注浆；本专利技术具有自动清洗功能，有效防止注浆泵因未及时清洗而堵塞。本专利技术缸腔内壁与活塞环契合，既可保证活塞杆的光滑运动，又能实现密封性。本专利技术排浆阀与吸浆阀上方的空腔内可储存浆液，以保证吸排浆转换瞬间无断浆现象的发生。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，包括泵本体、供水系统、供料系统、浆液搅拌系统、驱动系统、控制系统、移动系统；
4、所述泵本体包括泵壳，泵壳内设有缸腔、浆液入口、浆液出口、清洗装置；在缸腔内设有柱塞，柱塞将缸腔分为两个工作腔，柱塞移动以实现缸腔的增大或减小，浆液入口与浆液出口分别与进浆管与排浆管相连，进浆管与排浆管内分别装有吸浆阀与排浆阀，泵支架用于支撑泵体；
5、所述供水系统包括抽水电机、输水管ⅰ、输水管ⅱ，抽水电机与浆液搅拌系统通过输水管连接；
6、所述供料系统包括多个浆液配料存储室，环形分布于浆液搅拌系统外，用于储备配料，其底部装有重力传感器，用于准确称量不同浆液配料的重量；
7、所述浆液搅拌系统包括电动搅拌机、搅拌轴、旋转桨叶、浆液搅拌室，浆液搅拌室与浆液配料存储室通过模具一体化浇铸连接；
8、所述驱动系统包括伺服电机与伸缩杆，以实现柱塞的移动；主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮，主动齿轮与第一从动齿轮啮合传动，第二从动齿轮选择性与主动齿轮啮合传动，伺服电机支架用于支撑其本体，所述驱动系统通过输浆管与泵本体连接；
9、所述控制系统包括数据采集器与智能数显仪：用于采集输水管上流量记录仪数据、重力传感器数据、泵流量与泵压力，以实时调整注浆泵的工作状态，所述控制系统与泵本体、供料系统、浆液搅拌系统、驱动系统电连接。
10、进一步的，所述泵本体采用高强度透明帕姆板加工而成的圆柱体缸腔，所述缸腔内壁由透明硅胶环绕紧贴，所述缸腔上对应开有浆液入口与浆液出口，所述浆液入口与浆液出口对应连接进浆管与排浆管，并在接口处用垫圈密封，防止跑浆。
11、进一步的，所述泵本体一端有清洗装置，清洗装置通过输水管与抽水电机电连接，所述输水管深入清洗装置内部并连有喷头增加清洗喷射面积，所述输水管与喷头由高强pvc管制作而成，所述清洗装置与缸腔采用带孔隔板隔开。
12、进一步的，所述柱塞包括活塞环、过水孔、活塞、活塞杆，所述活塞环与活塞均采用耐磨橡胶制成，所述活塞环与缸腔内壁由透明硅胶配合，实现柱塞移动时两个工作腔的密封性，所述活塞上开有与过水孔连接的通道，用于清洗时使两个工作腔形成连通，所述活塞杆采用钢板压制而成。
13、进一步的，所述进浆管与排浆管是由可拆卸组件组合而成，方便清洗和拆卸，其内部分别装有进浆阀与排浆阀，用于注浆过程中保证稳压连续注浆。
14、进一步的，所述供水系统分别安装有阀门，以实现不同功能时用水需求，所述输水管ⅰ上装有流量记录仪，用于确保水灰比精确符合要求。
15、进一步的，所述供料系统是由钢板压制而成的圆柱体，其底部装有重力传感器，以准确称量不同浆液配料的重量，并且一侧装有开合轴，用于将不同浆液配料倒入浆液搅拌室内。
16、进一步的，所述浆液搅拌室一侧壁开设有四个出浆孔，用于安装出浆管与注浆泵连接，以实现智能注浆。
17、进一步的，所述伺服电机通过伸缩杆与主动齿轮连接，第一活塞杆、第二活塞杆分别与第一从动齿轮、第二从动齿轮通过轴承连接，所述第二活塞杆外套有固定管，固定管与第二活塞杆上有螺栓孔，用于选择性固定第二活塞杆。
18、进一步的，所述数据采集器与注浆泵管路上压力监测装置、流量计、流量记录仪、重本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，包括泵本体、供水系统、供料系统、浆液搅拌系统、驱动系统、控制系统、移动系统；
2.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述泵本体采用高强度透明帕姆板加工而成的圆柱体缸腔，所述缸腔内壁由透明硅胶环绕紧贴，所述缸腔上对应开有浆液入口与浆液出口，所述浆液入口与浆液出口对应连接进浆管与排浆管，并在接口处用垫圈密封，防止跑浆，在浆液入口与浆液出口旁边有拆卸口，方便清理与维修。
3.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述泵本体一端有清洗装置，清洗装置通过输水管与抽水电机电连接，所述输水管深入清洗装置内部并连有喷头增加清洗喷射面积，所述输水管与喷头由高强pvc管制作而成，所述清洗装置与缸腔采用带孔隔板隔开。
4.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述柱塞包括活塞环、过水孔、活塞、活塞杆，所述活塞环与活塞均采用耐磨橡胶制成，所述活塞环与缸腔内壁由透明硅胶配合，实现柱塞移动时两个工作腔的密封性
5.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述进浆管与排浆管由可拆卸组件组合而成，方便清洗和拆卸，其内部分别装有进浆阀与排浆阀，用于注浆过程保证稳压连续注浆。
6.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述供水系统分别安装阀门Ⅰ、阀门Ⅱ，以实现不同功能时用水需求，所述输水管Ⅰ上装有流量记录仪，用于确保水灰比精确符合要求。
7.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述供料系统是由钢板压制而成的圆柱体，其底部装有重力传感器，以准确称量不同浆液配料的重量，并且一侧装有转轴，用于将不同浆液配料滑入浆液搅拌室内。
8.根据权利要求7所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述浆液搅拌室一侧壁开设有四个出浆孔，用于安装出浆管与注浆泵连接，以实现连续注浆。
9.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述伺服电机通过伸缩杆与主动齿轮连接，第一活塞杆、第二活塞杆分别与第一从动齿轮、第二从动齿轮通过轴承连接，所述第二活塞杆外套有固定管，固定管与第二活塞杆上有螺栓孔，用于选择性固定第二活塞杆。
10.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述数据采集器与注浆泵管路上压力监测装置、流量计、流量记录仪、重力传感器、上料阀门、转轴通过无线接收器电连，通过将监测到的信号转换为信息在智能数显仪上显示实时数据，采用权利要求1-10任一项所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵工作方法，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，包括泵本体、供水系统、供料系统、浆液搅拌系统、驱动系统、控制系统、移动系统；
2.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述泵本体采用高强度透明帕姆板加工而成的圆柱体缸腔，所述缸腔内壁由透明硅胶环绕紧贴，所述缸腔上对应开有浆液入口与浆液出口，所述浆液入口与浆液出口对应连接进浆管与排浆管，并在接口处用垫圈密封，防止跑浆，在浆液入口与浆液出口旁边有拆卸口，方便清理与维修。
3.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述泵本体一端有清洗装置，清洗装置通过输水管与抽水电机电连接，所述输水管深入清洗装置内部并连有喷头增加清洗喷射面积，所述输水管与喷头由高强pvc管制作而成，所述清洗装置与缸腔采用带孔隔板隔开。
4.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述柱塞包括活塞环、过水孔、活塞、活塞杆，所述活塞环与活塞均采用耐磨橡胶制成，所述活塞环与缸腔内壁由透明硅胶配合，实现柱塞移动时两个工作腔的密封性，所述活塞上开有与过水孔连接的通道，用于清洗时使两个工作腔形成连通，所述活塞杆采用钢板压制而成。
5.根据权利要求1所述的隧道软弱地层多序智能参数控制双缸注浆泵，其特征在于，所述进浆管与排浆管由可拆卸组件组合而成，方便清洗和拆卸，其内部分别装有进浆阀与排浆阀，用于注...
【专利技术属性】
技术研发人员：沙飞，张兰盈，王全峰，董雨龙，杨乃印，李宇凡，王瑞阳，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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