专利名称：可控可记录喷粉机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于软地基加固施工设备，涉及一种喷粉钻机。
在铁路、高速公路、港口设施、市政工程、工业及民用建筑、堤坝及海洋围垦等软地基加固工程，已经广泛采用水泥喷粉桩技术。这种施工方法具有施工速度快、承载能力强，用途广泛等特点。目前该种施工机械设备多为手动操作、人工控制，故存在下列问题1.水泥粉喷罐质量难以保证。
水泥粉喷入量应与地基地质情况、钻进深度、钻杆提升行程速度、空气流量以及粉泵转速等多种因素有关，采用手工操作、人工控制，喷粉无法控制，又没有科学的计量记录装置，凭目测估计喷粉重量，易造成堵粉或缺粉，不能保证工程质量；2.当喷粉量过大时，管道和钻头容易被堵塞，出现堵塞现象；3.供灰装置不隔灰，水泥粉飞散浪费严重，施工环境污染，劳动强度大，工效低。
本实用型是要提供一种喷粉设备，可自动控制并能计量检测记录工作参数、提高软地基加固工程施工质量、改善施工环境污染、减少水泥浪费、提高工效减轻劳动强度。
为解决上述问题，采取以下技术方案现有技术包括空压机、料斗、给料器、钻机、机械传动装置以及气路装置。本实用新型结构特点是在料斗前面设一个筛盘，下部为储粉罐，储粉罐通过管路装置与空压机和料斗连通；在料斗底部有重量传感器，感受料斗内水泥粉重量，经接口模块、通讯接口与工业控制计算机(下称工控机)连接；工控机经通讯接口、接口模块、变频器、应急开关箱与钻机变频电机连接；工控机经通讯接口、接口模块、变频器和给料器供粉泵的变频电机连接；检测钻头行程和升或降速度的深度测量器的光电编码器经接口模块与工控机连接；空气渴轮流量传感器经接口模块与工控机连接；工控机配置操作键、显示器和打印机，对检测参数计量记录、显示。
本实用新型的优点1.能比较精确全面地检测供气量，水泥罐装总重量与适时喷粉量以及钻杆下钻、提钻速度及其行程等工作参数。
2.能自动协调控制供粉泵变频电机转速、钻机变频电机转速和压缩空气供给量三者的关系，保证根据软地基加固工程施工质量要求，提供所需水泥粉的供粉量，并便于监督工程质量；3.水泥入料采用机械筛选，封闭正压输送。显著改善施工环境污染，减少水泥浪费，省工省力；4.操作维修方便。工控机操作键不多，操作简单，工控机有关部件采用板卡结构，便于更换。
图面说明图1为现有技术工作原理图；图2为本实用新型工作原理图；图3为本实用新型控制原理图；图4为筛粉储送器结构示意图；图5为给料器供粉泵叶轮结构示意图；图6为连接光电编码器的深度测量器的结构示意图。
参照
技术方案及其实施方式为便于了解本实用新型和现有技术的区别特征，先按图1说明现有技术水泥粉先在翻斗车上筛选，无防护装置，水泥粉到处飞扬，将装满翻斗车的水泥粉用吊车倒入料斗14内，再次将水泥粉飞扬，污染严重，水泥浪费很大；空压机1输出压缩空气经分水过滤器46、调压阀47、流量计48、阀49给钻机29的钻头口送气，使钻头不被泥砂堵塞；压缩空气经调压阀50、单向阀51向料斗14内增压，料斗上部有安全阀63；调节调压阀47，料斗上下产生压差，将水泥粉向下压入给料器17内。当钻机29向上提钻喷粉时，关闭阀49，压缩空气经阀53，将通过给料器供粉泵提供的水泥粉送入钻机中孔，由钻头口喷向地下深层。可知，现有技术中在供气量、供粉量以及钻杆提升速度三者协调关系无法控制，不能精确检测记录参数。故施工质量不能保证，也难以有效监督施工质量。
图2所示为本实用新型结构原理图。配置二台空压机1，经单向阀2将压缩空气输入储气罐5，储气罐设压力表3、安全阀4。在储气罐与料斗14之间连接筛粉储送器，筛粉储送器上部为筛盘10，下部为储粉罐11。储气罐内压缩空气经阀7送入储粉罐，穿过底层流化板12向罐内增压，并将雾化水泥粉经阀13由封闭管道送入料斗14。料斗底层有流化板16，料斗底部有重量传感器18，可感受并发出料斗内水泥粉的重量信号。料斗底部给料器17的供粉泵转速由变频电机控制。料斗上部有气路经阀28接通钻机29的钻头口31，料斗内余气经此排入地层，经地砂过滤后再排入大气。储气罐的压缩空气另一路经阀19和分离器20后经阀22到钻机29的钻头口31喷出，以防地层砂土堵住钻头口。当钻机钻头钻到一定深度，压缩空气经阀24流向料斗14底层通过流化板16使料斗增压。压缩空气经涡轮流量传感器21、调压阀23、蝶阀26经过给料器17、阀27到钻头口31喷出疏通粉道，准备喷水泥粉。当钻头钻到预定深度需要喷水泥粉时，先关闭阀22。工控机33根据光电编码器32传来的钻头行程速度信号、涡轮流量传感器21传来的压缩空气信号以及重量传感器18传来的料斗14内水泥粉在单位时间重量变化的信号来控制供粉泵的变频电机43的转速和带动钻机旋转的变频电机39的转速。这时供粉泵送出的水泥粉经阀27从钻头口31向地下深层喷出。当供气量越大、供粉量越大、提钻速度越快时，工控机就控制供粉泵变频电机43和钻杆变频电机39提高转速，反之亦然。光电编码器32装在钻头深度测量器上，而深度测量器装在钻机支架上。
工控机和各控制构件相互联接关系及所选用的型号可按图3说明工控机33型号采用IPC-610，光电编码器32取TRD-J60-RZC经接口模块40(ADAM-4012)与工控机连接；空气涡轮流量传感器21经接口模块40(ADAM-4012)与工控机连接；重量传感器18(S-1)经接口模块35(ADAM-4011)、通讯接口34(ADAM-4520)连接工控机；工控机经通讯接口34、接口模块41(ADAM-4011)、变频器42(MM 150/2)和供粉泵的变频电机43连接；工控机经通讯接口34、接口模块36(ADAM-4011)、变频器37(SIEMENSMM 400/3)、应急开关箱38与钻机变频电机39(YVP112M)连接。
深度测量器的光电编码器32亦可不接工控机，而直接连接记录装置进行深度测量记录。
图4所示为筛粉储送器结构示意图。顶部有防风罩47，防护倾到水泥时不被吹散；防风罩下面是机械传动的筛盘10。水泥粉经筛盘筛选后下落到漏斗48，经软布接口49和蝶阀9进入储粉罐11，储粉罐底部有流化板50、储粉罐有压缩空气入口51和雾化水泥出口52。
图5表示给料器17中供粉泵叶轮构造示意图。该叶轮8只叶片由弹性钢片制成，每只叶片用螺丝固定安装在转轴55上，每只叶片长度应保证在叶片随转轴和轮毂54旋转时，其端部紧贴泵壳53的内腔壁，并略呈弯曲变形，使叶片端部无间隙转动，不漏粉能显著提高功效，当叶片端部磨损变短时，利用稍大的叶片安装孔可将叶片适当外移，更换叶片也很方便，维持叶片弯曲变形，保证无间隙工作状态。现有刚性叶片都有间隙，且因磨损间隙变大，漏粉严重，工效低。
图6为本实用新型钻头深度测量器结构示意图。测量器外壳57安装在钻机29的支架上。12牙链轮58和升降钻杆的链条59啮合，当链条59上或下移动时带动链轮58转动并带动与链轮同轴的127牙齿轮60同步转动，齿轮60带动与其啮合的20牙齿轮61转动，齿轮61能带动光电编码器32工作，光电编码器转动一周发出60个脉冲，一个脉冲表示链条升或降1毫米。
权利要求1.可控可记录喷粉机，包括空压机、料斗、给料器、钻机、传动装置及气路装置，其特征是料斗(14)前面有筛粉储送器，筛粉储送器上部有筛盘(10)、下部有储粉罐(11)，储粉罐通过管路装置与空机(1)和料斗(14)连通；料斗(14)底部设置重量传感器(18)经接口模块(35)、通讯接口(34)与工控机(33)连接；工控机(33)经通讯接口(34)、接口模块(36)、变频器(37)、应急开关箱(38)连接钻机变频电机(39)；工控机(33)经通讯接口(34)、接口模块(41)、变频器(42)与给料器的供粉泵变频电机(43)连接；钻机上深度测量器的光电编码器(32)经接口模块(40)与工控机(33)连接；空气涡轮流量传感器(21)经接口模块(40)与工控机(33)连接；工控机配置操作键(64)、显示器(44)和打印机(45)。
2.根据权利要求1所述可控可记录喷粉机，其特征是筛粉储送器顶部入口设防风罩(47)，其下面为筛盘(10)，筛盘下面为漏斗(48)，漏斗下面连结软布接口(49)，软布接口下面为蝶阀(9)，蝶阀下接储粉罐(11)，储粉罐底部设流化板(50)，压缩空气由接口(51)进入储粉罐，罐内雾化水泥粉从接口(52)由封闭管道输送至料斗(14)。
3.根据权利要求1所述的可控可记录喷粉机，其特征是给料器(17)的供粉泵叶轮叶片(56)采用弹性钢片，叶片安装在转轴(55)上，叶片长度应保证叶轮在泵壳(53)内腔旋转时，叶片呈弯曲变形，叶片端部紧贴内腔壁无间隙转动。
4.根据权利要求1所述的可控可记录喷粉机，其特征是装有光电编码器(32)的钻头深度测量器外壳(57)安装在钻机(29)的支架上，12牙链轮(58)与升、降钻杆的链条(59)啮合，链轮(58)与127牙齿轮(60)同轴，齿轮(60)与20牙齿轮(61)啮合，而齿轮(61)与光电编码器(32)联动，光电编码器可与记录装置直接联接，光、电编码器转动一周发出60个脉冲，1个脉冲表示链条升或降1毫米。
5.根据权利要求1所述的可控可记录喷粉机，其特征是各控制部件采用型号如下工控机(33)型号为IPC-610、重量传感器(18)型号为S-1、通讯接口(34)取ADAM-4520、接口模块(35)为ADAM-4011、接口模块(36)为ADAM 4011、变频器(37)为SIEMENSMM400/3、钻机的变频电机(39)为YVP112M、接口模块(40)为ADAM-4012、光电编码器(32)为TRD-J60-RZC、接口模块(41)为ADAM-4011、变频器(42)采用MM150/2。
专利摘要一种地基施工设备。其特点是料斗底部有重量传感器,钻机上有光电编码器,气路上有空气涡轮流量传感器,钻机和粉泵电机均采用变频电机。由工业控制计算机控制粉泵和钻机工作并能计量记录工作参数,根据工程质量要求提供喷粉量;入料采用隔灰机械式筛粉,正压封闭输送;粉泵叶片采用弹性钢片无间隙转动,叶片端部不漏粉。本装置能保证软地基工程喷粉质量要求,具有污染少、节省水泥粉、劳动强度低、工效高的特点。
文档编号E01C19/20GK2292112SQ9721528
公开日1998年9月23日 申请日期1997年4月25日 优先权日1997年4月25日
发明者李树森 申请人:李树森