CN113618892A - 一种全液压驱动式注浆机液压控制*** - Google Patents

一种全液压驱动式注浆机液压控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全液压驱动式注浆机液压控制***，包括供油子***、泵送子***、和若干搅拌子***，其构成主要包括油箱、液位控制器、油液温度计、电加热器、空气滤清器、进油过滤器、液压泵、联轴器、电动机、发电机、电液比例溢流阀、回油过滤器、单向阀、精过滤器、蓄能器、压力表、球阀、换向阀、液压马达、螺杆输送泵、搅拌泵等；供油子***用于为整个***提供动力源；泵送子***用于加压输送搅拌子***输出的混合浆液；搅拌子***用于均匀搅拌单一原料或多种类型原料。本发明操作方式灵活、一机多用、稳定可靠，能够满足用料多样性、灌浆均匀性及泵送深度大等特殊需求。

Description

一种全液压驱动式注浆机液压控制***
技术领域
本发明涉及液压传动与控制技术领域，尤其涉及一种全液压驱动式注浆机液压控制***。
背景技术
我国山区面积约占国土面积2/3，地理地质和气候条件复杂，自然灾害类型繁多。应急供水是灾后生存保障的生命线工程。近年来，多次灾害救援实践表明，开展山区及边远灾区应急供水关键技术研发，研制适应多种灾害现场的成套装备体系，提升山区及灾害现场救援保障能力，是我国救灾应急领域亟待解决的重大民生问题。面对山区和边远灾区复杂地质条件，“找水-定井-成井-固井-提水”是解决应急供水常用的技术路径，注浆机作为止渗堵漏、加固补强的首选装备，在应急供水快速成井-固井环节中承担重要角色，提供必要保障。
目前，常用的注浆机通常有气动式注浆机和液压式注浆机。气动式注浆机工作原理是利用压缩空气将预拌好的混合料通过管道输送到注浆机的喷嘴，借助空气压力将砂浆高速喷射到受喷面凝结硬化，从而形成混凝土支护层。然而，在面对山区和边远灾区复杂地质条件下的应急供水快速成井-固井任务时，气动式注浆机驱动方式由于具有对砂浆的沙粒粒径范围要求较高、无法做到搅灌一体、施工过程中无法保持稳定的灌浆压力等不足而无法满足山区和边远灾区应急供水保障需求。
液压式注浆机可利用高压力将易凝固的物质或混合料(水泥浆、胶泥等)向岩层或土壤的裂缝和空腔中进行快速、准确注射，以达到减少渗水、固结岩层和土壤的目的。目前，常用液压注浆机多采用液压泵驱动单、双液压缸作为动力源，以驱动注浆泵吸浆、排浆。但是，采用该种方式的注浆机在工程应用中仍存在较多不足，如：泵送介质单一；输送介质不连续，脉动冲击较大；泵送距离较短等，应用范围受到限制。近年来，虽然许多本领域技术人员针对以上问题设计了多种解决方案，如专利CN202010229981.2、CN202021104478.6、CN201620252023.6、CN201620251837.8等公开了多种液压注浆机结构设计方案，但有关注浆机液压控制***的优化方案还较为鲜见，仍存在功能单一、应用范围局限等问题亟待解决。因此，有必要发明一种能够集原料搅拌、大深度泵送、单料输送、多料混送等多功能于一体的全液压驱动式注浆机液压控制***，保障快速成井-固井灌浆连续均匀，适应山区和边远灾区应急供水保障需求。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种全液压驱动式注浆机液压控制***，该***集原料搅拌、大深度泵送、单料输送、多料混送等多功能于一体，能够实现液压注浆机一机多用。
为了解决现有技术中存在的不足，本发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，包括供油子***、泵送子***、若干搅拌子***；
所述供油子***用于为整个***提供动力源；
所述泵送子***用于加压输送所述搅拌子***输出的混合浆液，包括：球阀A、换向阀A、压力表B、液压马达A、联轴器B、螺杆输送泵、压力表C、单向阀B；所述球阀A的进油口与所述供油子***的出油口相连；所述球阀A的出油口与所述换向阀A的P口相连；所述换向阀A的A口与所述液压马达A的进油口相连；所述换向阀A与所述液压马达A之间的分支油路上安装有所述压力表B；所述液压马达A的输出轴通过所述联轴器B与螺杆输送泵相连；所述液压马达A的出油口与所述换向阀A的B口相连；所述液压马达A的出油口与所述换向阀A的B口之间的分支油路上安装有所述压力表C；所述换向阀A的T口与所述单向阀B的进油口相连；所述单向阀B的出油口与所述供油子***联通；
若干所述搅拌子***的结构相同，所述搅拌子***包括球阀B、换向阀B、压力表D、液压马达B、联轴器C、搅拌泵A、压力表E和单向阀C；所述球阀B的进油口与所述供油子***的出油口相连；所述球阀B的出油口与所述换向阀B的P口相连；所述换向阀B的A口与所述液压马达B的进油口相连；所述换向阀B的A口与所述液压马达B之间的分支油路上设有压力表D；所述液压马达B的输出轴通过联轴器C与所述搅拌泵A相连；所述液压马达B的出油口与所述换向阀B的B口相连；所述液压马达B的出油口与所述换向阀B的B口之间的分支油路上安装有所述压力表E；所述换向阀B的T口与所述单向阀C的进油口相连；所述单向阀C的出油口与所述供油子***联通。
进一步地，所述供油子***包括：油箱、液压泵、联轴器A、电动机、发电机、电液比例溢流阀、单向阀A、精过滤器、蓄能器；
所述液压泵安装于所述油箱的主供油路上；所述液压泵的输入轴通过所述联轴器A与所述电动机相连；所述电动机通过所述供电电路与所述发电机连接；所述液压泵的出油口与所述单向阀A的进油口相连；所述液压泵与所述单项阀A之间的分支油路上安装有所述电液比例溢流阀；所述电液比例溢流阀的出油口与所述油箱联通；所述单向阀A的出油口与所述精过滤器的进油口连接；所述单向阀A与所述精过滤器之间通过分支油路并联安装有所述蓄能器，所述精过滤器的出油口与所述球阀B的进油口相连。
进一步地，所述供油子***还包括液位控制器和油液温度计；所述液位控制器和所述油液温度计均安装于所述油箱内。
进一步地，所述供油子***还包括电加热器、空气滤清器，所述电加热器和所述空气滤清器均安装于所述油箱内。
进一步地，所述供油子***还包括进油过滤器和回油过滤器A，所述进油过滤器安装于所述液压泵与所述油箱之间的管路上；所述回油过滤器A安装于所述电液比例溢流阀的出油口与所述油箱之间的管路上。
进一步地，所述供油子***还包括压力表A，所述单向阀A与所述精过滤器之间通过分支油路并联安装所述压力表A。
进一步地，所述搅拌子***还包括回油过滤器C，所述回油过滤器C安装于所述单向阀B的出油口与所述供油子***联通的管路上。
进一步地，所述泵送子***回油过滤器B，所述单向阀B的出油口通过所述回油过滤器B与所述供油子***联通。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明采用全液压驱动构型设计，结构紧凑，拆装方便，可靠性高；
(2)本发明采用液压集成控制方式，操作简单，功能多样，便于工程应用；
(3)本发明可灌注浆液“水灰比”范围大，特别适宜高浓度设计要求的稠浆；
(4)本发明可灌注浆液“灰沙比”大，沙粒粒径范围宽；
(5)本发明***压力稳定，可连续灌浆，出浆连续均匀；
(6)本发明可被动升压。当浆液灌满后，压力逐渐升高，便于控制和保持灌浆压力；
(7)本发明中灌浆压力达到设定压力后，可以反转卸压。
附图说明
图1是本发明所述全液压驱动式注浆机液压控制***的结构原理示意图。
图中：1-油箱；2-液位控制器；3-油液温度计；4-电加热器；5-空气滤清器；6-进油过滤器；7-液压泵；8-联轴器A；9-电动机；10-发电机；11-电液比例溢流阀；12-回油过滤器A；13-单向阀A；14-精过滤器；15-蓄能器；16-压力表A；17-球阀A；18-换向阀A；19-压力表B；20-液压马达A；21-联轴器B；22-螺杆输送泵；23-压力表C；24-单向阀B；25-回油过滤器B；26-球阀B；27-换向阀B；28-压力表D；29-液压马达B；30-联轴器C；31-搅拌泵A；32-压力表E；33-单向阀C；34-回油过滤器C；35-球阀C；36-换向阀C；37-压力表F；38-液压马达C；39-联轴器D；40-搅拌泵B；41-压力表G；42-单向阀D；43-回油过滤器D。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明实施例所述全液压驱动式注浆机液压控制***，其构成包括供油子***、泵送子***和若干搅拌子***，本实施例中搅拌子***的个数为两个，分别为第一搅拌子***和第二搅拌子***。
供油子***用于为整个***提供动力源，其构成包括：油箱1、液位控制器2、油液温度计3、电加热器4、空气滤清器5、进油过滤器6、液压泵7、联轴器A-8、电动机9、发电机10、电液比例溢流阀11、回油过滤器A-12、单向阀A-13、精过滤器14、蓄能器15、压力表A-16。油箱1上安装有液位控制器2、油液温度计3、电加热器4和空气滤清器5；位于油箱1上的主供油路上安装有液压泵7；进油过滤器6连接在液压泵7与油箱1之间；液压泵7的输入轴通过联轴器A-8与电动机9相连；电动机9通过供电电路与发电机10连接；液压泵7的出油口与单向阀A-13的进油口相连；液压泵7与单项阀A-13之间的分支油路上安装有电液比例溢流阀11；电液比例溢流阀11的出油口通过回油过滤器A-12与油箱1联通；单向阀A-13的出油口与精过滤器14的进油口连接；单向阀A-13与精过滤器14之间通过分支油路并联安装有蓄能器15和压力表A-16。
泵送子***用于加压输送第一搅拌子***、第二搅拌子***输出的混合浆液，其构成包括：球阀A-17、换向阀A-18、压力表B-19、液压马达A-20、联轴器B-21、螺杆输送泵22、压力表C-23、单向阀B-24、回油过滤器B-25。球阀A-17的进油口与主供油路上精过滤器14的出油口相连；球阀A-17的出油口与换向阀A-18的P口相连；换向阀A-18的A口与液压马达A-20的进油口相连；二者之间的分支油路上安装有压力表B-19；液压马达A-20的输出轴通过联轴器B-21与螺杆输送泵22相连；液压马达A-20的出油口与换向阀A-18的B口相连，二者之间的分支油路上安装有压力表C-23；换向阀A-18的T口与单向阀B-24的进油口相连；单向阀B-24的出油口通过回油过滤器B-25与油箱1联通。
第一搅拌子***用于均匀搅拌原料，其构成包括：球阀B-26、换向阀B-27、压力表D-28、液压马达B-29、联轴器C-30、搅拌泵A-31、压力表E-32、单向阀C-33、回油过滤器C-34。球阀B-26的进油口与主供油路上精过滤器14的出油口相连；球阀B-26的出油口与换向阀B-27的P口相连；换向阀B-27的A口与液压马达B-29的进油口相连，二者之间的分支油路上设有压力表D-28；液压马达B-29的输出轴通过联轴器C-30与搅拌泵A-31相连；液压马达B-29的出油口与换向阀B-27的B口相连，二者之间的分支油路上安装有压力表E-32；换向阀B-27的T口与单向阀C-33的进油口相连；单向阀C-33的出油口通过回油过滤器C-34与油箱1联通。
第二搅拌子***用于均匀搅拌另一原料，其构成包括：球阀C-35、换向阀C-36、压力表F-37、液压马达C-38、联轴器D-39、搅拌泵B-40、压力表G-41、单向阀D-42和回油过滤器D-43。球阀C-35的进油口与主供油路上精过滤器14的出油口相连；球阀C-35的出油口与换向阀C-36的P口相连；换向阀C-36的A口与液压马达C-38的进油口相连，二者之间的分支油路上设有压力表F-37；液压马达C-38的输出轴通过联轴器D-39与搅拌泵B-40相连；液压马达C-38的出油口与换向阀C-36的B口相连，二者之间的分支油路上安装有压力表G-41；换向阀C-36的T口与单向阀D-42的进油口相连；单向阀D-42的出油口通过回油过滤器D-43与油箱1联通。
本发明实施例所述全液压驱动式注浆机液压控制***的工作过程如下：
电动机9带动液压泵7正常运转后，旋转球阀B-26、球阀C-35的控制把手，使球阀B-26、球阀C-35开启。调节换向阀B-27、换向阀C-36控制手柄，使换向阀B-27、换向阀C-36离开中位，换向到左位或右位。此时，油箱1中的液压油通过液压泵7升压后，流经换向阀B-27、换向阀C-36，使液压马达B-29、液压马达C-38运转，分别驱动搅拌泵A-31、搅拌泵B-40工作，进行原料搅拌。搅拌泵A-31、搅拌泵B-40分别属于第一搅拌子***、第二搅拌子***，可独立运行，也可同时运行，因此，可完成单一原料的均匀搅拌，也可同时进行多种原料的均匀搅拌。
当原料搅拌均匀后，旋转球阀A-17的控制把手，使球阀A-17开启。调节换向阀A-18控制手柄，使换向阀A-18离开中位，换向到左位或右位。此时，油箱1中的液压油通过液压泵7升压后，流经换向阀A-18，使液压马达A-20运转，驱动螺杆输送泵22工作，进行单一原料或多种原料大深度泵送工序。
换向阀A-18的A口与液压马达A-20的进油口之间的分支油路上安装有压力表B-19，液压马达A-20的出油口与换向阀A-18的B口之间的分支油路上安装有压力表C-23。压力表B-19和压力表C-23可实时监测进油和回油压力，便于及时控制和调整灌浆压力。当浆液灌满后，螺杆输送泵22的负载逐渐增加，致使液压马达A-20的负载压力逐渐升高，当灌浆压力达到设定压力后，可以通过调节换向阀A-18的控制手柄使换向阀A-18换向，从而使进油和回油油路互换，驱动液压马达A-20带动螺杆输送泵22反转，实现反转卸压，及时调整灌浆压力。所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，包括供油子***、泵送子***、若干搅拌子***；
所述供油子***用于为整个***提供动力源；
所述泵送子***用于加压输送所述搅拌子***输出的混合浆液，包括：球阀A、换向阀A、压力表B、液压马达A、联轴器B、螺杆输送泵、压力表C、单向阀B；所述球阀A的进油口与所述供油子***的出油口相连；所述球阀A的出油口与所述换向阀A的P口相连；所述换向阀A的A口与所述液压马达A的进油口相连；所述换向阀A与所述液压马达A之间的分支油路上安装有所述压力表B；所述液压马达A的输出轴通过所述联轴器B与螺杆输送泵相连；所述液压马达A的出油口与所述换向阀A的B口相连；所述液压马达A的出油口与所述换向阀A的B口之间的分支油路上安装有所述压力表C；所述换向阀A的T口与所述单向阀B的进油口相连；所述单向阀B的出油口与所述供油子***联通；
若干所述搅拌子***的结构相同，所述搅拌子***包括球阀B、换向阀B、压力表D、液压马达B、联轴器C、搅拌泵A、压力表E和单向阀C；所述球阀B的进油口与所述供油子***的出油口相连；所述球阀B的出油口与所述换向阀B的P口相连；所述换向阀B的A口与所述液压马达B的进油口相连；所述换向阀B的A口与所述液压马达B之间的分支油路上设有压力表D；所述液压马达B的输出轴通过联轴器C与所述搅拌泵A相连；所述液压马达B的出油口与所述换向阀B的B口相连；所述液压马达B的出油口与所述换向阀B的B口之间的分支油路上安装有所述压力表E；所述换向阀B的T口与所述单向阀C的进油口相连；所述单向阀C的出油口与所述供油子***联通。
2.根据权利要求1所述的全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，所述供油子***包括：油箱、液压泵、联轴器A、电动机、发电机、电液比例溢流阀、单向阀A、精过滤器、蓄能器；
所述液压泵安装于所述油箱的主供油路上；所述液压泵的输入轴通过所述联轴器A与所述电动机相连；所述电动机通过所述供电电路与所述发电机连接；所述液压泵的出油口与所述单向阀A的进油口相连；所述液压泵与所述单项阀A之间的分支油路上安装有所述电液比例溢流阀；所述电液比例溢流阀的出油口与所述油箱联通；所述单向阀A的出油口与所述精过滤器的进油口连接；所述单向阀A与所述精过滤器之间通过分支油路并联安装有所述蓄能器，所述精过滤器的出油口与所述球阀B的进油口相连。
3.根据权利要求2所述的全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，所述供油子***还包括液位控制器和油液温度计；所述液位控制器和所述油液温度计均安装于所述油箱内。
4.根据权利要求2所述的全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，所述供油子***还包括电加热器、空气滤清器，所述电加热器和所述空气滤清器均安装于所述油箱内。
5.根据权利要求2所述的全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，所述供油子***还包括进油过滤器和回油过滤器A，所述进油过滤器安装于所述液压泵与所述油箱之间的管路上；所述回油过滤器A安装于所述电液比例溢流阀的出油口与所述油箱之间的管路上。
6.根据权利要求2所述的全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，所述供油子***还包括压力表A，所述单向阀A与所述精过滤器之间通过分支油路并联安装所述压力表A。
7.根据权利要求1所述的全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，所述搅拌子***还包括回油过滤器C，所述回油过滤器C安装于所述单向阀B的出油口与所述供油子***联通的管路上。
8.根据权利要求1所述的全液压驱动式注浆机液压控制***，其特征在于，所述泵送子***回油过滤器B，所述单向阀B的出油口通过所述回油过滤器B与所述供油子***联通。
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