一種基于三角轉(zhuǎn)子注漿泵的智能注漿試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及邊坡防護(hù)，具體涉及一種基于三角轉(zhuǎn)子注漿栗的智能注漿試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國地下空間建設(shè)發(fā)展迅速，在項目進(jìn)行中時而會遭遇突水突泥等地質(zhì)災(zāi)害，給項目進(jìn)行帶來了許多問題，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。為了防治惡劣地質(zhì)環(huán)境的影響，人們采取了許多手段，注漿已成為解決這些地下突水和加固軟弱巖土層的主要技術(shù)手段。現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于礦山、水利水電、交通、建筑等許多行業(yè)，具有成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、漿液凝結(jié)強(qiáng)度高、施工簡單等優(yōu)點(diǎn)，其作用受到廣泛認(rèn)可。隨著注漿的廣泛應(yīng)用，注漿在材料、技術(shù)、理論等方面都有了不小的發(fā)展。目前注漿已經(jīng)發(fā)展成包含巖土力學(xué)、滲流力學(xué)、機(jī)械自動化、分子材料等多種學(xué)科的交叉應(yīng)用學(xué)科。
[0003]隨著注漿在技術(shù)、理論和材料方面的發(fā)展，注漿在施工中的應(yīng)用愈加顯示出科學(xué)化。利用科學(xué)的理論指導(dǎo)注漿施工設(shè)計、利用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)保證施工速度、利用合適的注漿材料保證施工效果，這是現(xiàn)代科學(xué)化注漿的特征。注漿施工設(shè)計時，大多以注漿終壓或者預(yù)期注漿量作為結(jié)束注漿的施工標(biāo)準(zhǔn)。這種以結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)的注漿方式缺乏了動態(tài)的過程控制，往往會造成注漿量不飽和或者過飽和的工況。不同的地質(zhì)條件對注漿的漿液流量和注漿壓力的變化有不同的要求，從而導(dǎo)致了不同的加固效果。根據(jù)不同的工況如:裂隙巖體、溶腔、斷層破碎帶等，注漿設(shè)計中漿液的流量、注漿壓力的選擇都不相同，所以注漿過程中的壓力和流量的耦合控制技術(shù)顯得尤為重要。
[0004]注漿的動態(tài)控制主要由注漿栗和控制系統(tǒng)實現(xiàn)。在注漿領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的是容積栗中的活塞栗和氣動隔膜栗。其中活塞栗可分為單缸和多缸活塞栗，活塞栗體大，而且易出故障，拆卸維修較麻煩，輸出脈沖大，容易對軟弱巖層造成二次破壞，可產(chǎn)生較大注漿壓力，但效率不高。而氣動隔膜栗相配套設(shè)備空壓機(jī)體積大，不宜用于地下復(fù)雜現(xiàn)場，且噪音大，脈沖大，同樣易對巖層形成二次破壞。最主要的是現(xiàn)有的注漿栗系統(tǒng)集成程度低，缺乏動態(tài)控制系統(tǒng)，且不易于改裝。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種科學(xué)化、智能化的基于三角轉(zhuǎn)子注漿栗的智能注漿試驗系統(tǒng)。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種基于三角轉(zhuǎn)子注漿栗的智能注漿試驗系統(tǒng)，包括注漿栗，該注漿栗包括栗殼，栗殼內(nèi)設(shè)有空腔，栗殼設(shè)有漿液入口和漿液出口；在空腔內(nèi)設(shè)有三角轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子套在輸入軸的偏心塊處旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)工作腔的增大或減小;所述轉(zhuǎn)子與輸入軸間隙配合，栗殼內(nèi)固設(shè)有定齒輪，轉(zhuǎn)子中部設(shè)有與定齒輪配合的齒圈，齒圈固定連接轉(zhuǎn)子;注漿栗內(nèi)轉(zhuǎn)子與驅(qū)動裝置連接，注漿栗的漿液入口連接儲漿桶，漿液出口通過出口管連接到試驗臺，出口管管壁設(shè)有壓力檢測裝置和液體流量計，壓力檢測裝置和液體流量計分別與控制器單獨(dú)連接，控制器與驅(qū)動裝置連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動裝置包括電機(jī)，電機(jī)通過減速機(jī)與所述轉(zhuǎn)子連接，電機(jī)由驅(qū)動器控制，所述控制器為PLC編碼器。
[0009]進(jìn)一步地，各個機(jī)構(gòu)均設(shè)置在可移動的小車上。
[0010]進(jìn)一步地，所述漿液入口和漿液出口各有兩個，漿液入口與漿液出口交錯設(shè)置，四個口上下左右對稱設(shè)置。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述栗殼包括一環(huán)形或長圓形側(cè)壁，側(cè)壁的兩側(cè)分別設(shè)有封蓋，所述轉(zhuǎn)子與所述封蓋之間設(shè)有密封圈。
[0012]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子的三條邊為向外凸的弧線。
[0013]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子與所述栗殼形成3個工作腔，所述轉(zhuǎn)子的頂角處裝有可伸縮的硬質(zhì)密封條以密封工作工作腔。
[0014]進(jìn)一步地，在所述出口管處設(shè)置溢流閥并連接到溢流桶，所述儲漿桶分為兩個，兩個儲漿桶中漿液不同，二者各自連接一個漿液入口。
[0015]所述儲漿桶包括水泥桶與水玻璃桶。
[0016]本實用新型的工作原理是:轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動分為由輸入軸轉(zhuǎn)動來帶動轉(zhuǎn)子繞輸入軸轉(zhuǎn)動以及內(nèi)齒圈與定齒輪的嚙合運(yùn)動完成轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)兩部分。轉(zhuǎn)子的幾何中心繞輸入軸中心公轉(zhuǎn)的同時，轉(zhuǎn)子本身又繞自身幾何中心自轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，以轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸入軸中心為中心的定齒輪嚙合，定齒輪與栗殼相對靜止，固定在栗殼上。轉(zhuǎn)子以及封蓋把側(cè)壁分成了互不相通的三個工作腔，通過轉(zhuǎn)子的復(fù)合運(yùn)動改變?nèi)齻€工作腔的容積變化來完成工作，即轉(zhuǎn)子完成一個周期的轉(zhuǎn)動，栗完成六次吸漿六次排漿過程；由輸入軸提供動力，因內(nèi)齒圈、定齒輪相嚙合，內(nèi)齒圈固定在轉(zhuǎn)子上，定齒輪與側(cè)壁相對靜止，內(nèi)齒圈與定齒輪的齒數(shù)之比為3:2，上述運(yùn)動關(guān)系使得轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的運(yùn)動軌跡似橢圓，轉(zhuǎn)子把側(cè)壁分成三個獨(dú)立工作腔，三個工作腔各自先后完成進(jìn)漿和排漿，如圖3中A到G過程為圖4中所指漿液入口d開始進(jìn)油的一個工作腔的進(jìn)漿排漿過程，此過程轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)了半圈，因此輸入軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍，所以可以得出:輸入軸轉(zhuǎn)一圈，可完成兩個工作腔的進(jìn)漿和排漿過程。
[0017]基于三角轉(zhuǎn)子栗的智能注漿試驗系統(tǒng)，并且能夠提供兩個進(jìn)漿口，使得可以使雙液在管道內(nèi)充分混合，更方便于雙液注漿。
[0018]本實用新型的有益效果是:
[0019]I)三角轉(zhuǎn)子把側(cè)壁分成三個獨(dú)立空間，三個空間各自先后完成進(jìn)漿和排漿，三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周，完成三次進(jìn)出漿，注漿流量大;偏心回轉(zhuǎn)注漿栗，結(jié)構(gòu)簡單，體積減小，維修容易，調(diào)試方便。
[0020]2)由于地層結(jié)構(gòu)的和注漿條件的復(fù)雜性，通過注漿壓力和流量的關(guān)聯(lián)性調(diào)節(jié)的智能注漿系統(tǒng)，能更好的優(yōu)化注漿施工設(shè)計、節(jié)約施工材料、保證注漿施工效果。本系統(tǒng)操作簡單、使用方便，適用于隧道注漿的智能化控制，對于地下工程防滲水和加固有重大的實際意義。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖2為本實用新型側(cè)視圖；
[0023]圖3為本實用新型原理控制圖；
[0024I圖4是栗體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是轉(zhuǎn)子示意圖。
[0026]圖6是內(nèi)齒圈不意圖。
[0027]圖7是輸入軸示意圖。
[0028]圖8是工作腔進(jìn)出漿過程示意圖
[0029]其中:丨一小車、2一伺服電機(jī)、3一減速機(jī)、4一注漿栗、5—驅(qū)動器、6—PLC編碼器、7-10—單向閥、11—管路三通、12—壓力檢測裝置、13—液體流量計、14—溢流閥、15/16—進(jìn)漿管、17-18—出漿管、19—出漿總管、20—溢流管道；
[0030]21—螺母;22—螺栓;23—前封蓋;24—側(cè)壁;25—后封蓋;26—轉(zhuǎn)子;27—側(cè)壁內(nèi)壁;28—內(nèi)齒圈；29—定齒輪;30—輸入軸;31—軸承;32—軸承端蓋。
【具體實施方式】
[0031]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0032]如圖1、2所示，小車I長1.2m、寬0.8m、高0.7m，底部有四條支撐腿并安有4個帶制動器的萬向輪，所有器材全部集成在小車平板內(nèi)。伺服電機(jī)2與減速機(jī)3通過聯(lián)軸器與三角轉(zhuǎn)子栗4聯(lián)結(jié)在一起，三者底部均通過螺栓固定在平板內(nèi)，通過調(diào)節(jié)高度填充塊使三者中心在一條直線上。單向閥9、10分別連結(jié)在注漿栗的兩個漿液入口處，單向閥7、8分別聯(lián)結(jié)在兩個漿液出口處，單向閥與進(jìn)漿管15、16或者出漿管17、18聯(lián)結(jié)。管路三通11使兩出漿管變?yōu)橐粋€出漿總管19，方便記錄測量。壓力檢測裝置12(壓力表)和液體流量計13附著于管道出漿前部和后部，采用機(jī)械連接進(jìn)行密封。溢流閥14附著于支路管前部，支路管路與主管路采用三通聯(lián)結(jié)。PLC編碼器6通過自身所帶附著于主管路的壓力傳感器測量主管路壓力，并記錄數(shù)據(jù)。驅(qū)動器5固定在伺服電機(jī)2左側(cè)，通過控制數(shù)據(jù)線分別與伺服電機(jī)2和PLC編碼器6聯(lián)結(jié)。
[0033]通過PLC編碼器6監(jiān)測主管路壓力，結(jié)合施工標(biāo)準(zhǔn)要求并根據(jù)壓力的變化輸出控制信號，直達(dá)驅(qū)動器5，驅(qū)動器5根據(jù)上級命令控制伺服電機(jī)2的輸出轉(zhuǎn)速，從而減小或