装配式建筑自动化灌浆设备的制作方法

本实用新型属于固定建筑物基础工程构件技术领域，具体涉及一种装配式建筑自动化灌浆设备。

背景技术：

装配式建筑施工过程中，预制剪力墙的钢筋连接常用灌浆套筒连接，灌浆料在灌浆套筒内应注满并有一定压力保证密实度。为了保证灌浆料在灌浆套筒内注满并具有一定压力，现有技术中比较常用的是在出浆口连接补浆装置，如cn109653506a、cn208347139u、cn109444389a、cn208586820u都有涉及，基本思路是采用一个补浆漏斗，补浆漏斗的高度要高于灌浆套筒的顶部，补浆漏斗的底部通过管子连通到灌浆套筒的出浆口，这样，持续泵送灌浆料时，灌浆料通过出浆口进入管子，并进一步被泵送至补浆漏斗内，停止泵送，因为补浆漏斗的高度要高于灌浆套筒的顶部，利用两部分中灌浆料液面形成的液位差，实现重力补浆，对灌浆套筒内进行补浆同时也保证灌浆套筒内灌浆料的压力从而保证密实度，可通过观察补浆漏斗中液位的变化情况来判定。

但是，存在问题一：目前操作的自动化程度比较低，灌浆、补浆的过程需要观察人员观察补浆漏斗内灌浆料液面上升的高度情况，补浆漏斗内灌浆料液面上升到一定高度，观察人员通过喊话的方式通知操作人员关闭注浆泵，并且补浆过程需要反复多次，造成操作不便，人员需求多，也可能因延迟停止泵送而造成灌浆料的溢出浪费。问题二：补浆漏斗与灌浆套筒内灌浆料液位差形成的重力补浆压力有限，单纯依赖该压力可能出现因受灌浆料流动性的影响而不能有效补浆，造成灌浆套筒内局部空洞，出现质量隐患，特别是目前的灌浆操作，为了提高效率采用分仓方式实施，一个分仓区域约1.5米长，在一个分仓区域内有多个灌浆套筒（通常为3-4个，根据预制剪力墙内预埋钢筋的数量而定），一个分仓区域内的各个灌浆套筒的底部通过连通仓（可以是预制剪力墙吊装到固定建筑物上的竖向间隙，也可以是预制在预制剪力墙底部的沉台）连通，周围封闭，灌浆时，选择分仓区域内的一个灌浆套筒连接注浆管和补浆漏斗，灌浆料通过连通仓流动填充到其它灌浆套筒内，灌浆料在其它灌浆套筒的灌浆口和出浆口溢出时对应进行封堵，这样，灌浆及补浆的过程针对的是一个分仓区域内的多个灌浆套筒，连通仓内不平整、细石颗粒清理不干净等都会进一步影响灌浆料的流动性，进而影响单纯依赖重力补浆的效果。问题三：目前的灌浆漏斗通过刚性的管子连接在出浆口上，着力点在出浆口位置，灌浆漏斗因灌浆料的逐渐泵入增重，常造成管子和灌浆漏斗倾覆。

另外，灌浆料的流动度（也称流动性）是灌浆套筒施工的重要指标，目前灌浆料流动检验依据为《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》jgj-355-2015和《钢筋连接用套筒灌浆料》jg/t408-2013。检验方法为：将灌浆料按要求混合、搅拌好后，倒入截锥圆模内，与圆摸顶部齐平，提拉截锥圆模，灌浆料在平板玻璃上自由流淌的最大直径及垂直方向直径的平均值即为浆料的流动度。现有检验操作一般需要3人进行，一人向截锥圆模灌注灌浆料，一人观察圆模的平整度以及灌浆料是否与圆模上口齐平，一人提拉圆模并用直尺测量流淌直径，操作比较复杂，检验过程完全由人工操作，不管是目视齐平度、用直尺测定直径、手动提拉截锥圆模的水平度、高度、速度都存在人为误差，从而对流动度检验结果带来影响，不利于确保浆料质量；而且流动度随时间推移、环境变化会发生改变，但目前在灌浆过程中不能有效监控灌浆料的流动度。

技术实现要素：

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种装配式建筑自动化灌浆设备，取得施工更方便，有效保证灌浆质量的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

装配式建筑自动化灌浆设备，包括用于连接在灌浆套筒的灌浆口上进行灌浆的灌浆机和用于连接在灌浆套筒的出浆口上可进行补浆的补浆装置；所述灌浆机包括基架，所述基架上设有注浆泵，所述注浆泵的入口端连接料仓，出口端连接注浆管道以便连通灌浆套筒的灌浆口；所述补浆装置包括竖向的补浆主筒体，所述补浆主筒体的下端设有连通管以便连通灌浆套筒的出浆口；所述补浆主筒体的上端设有加压机构以在补浆时额外提供重力补浆之外的补浆压力；所述补浆主筒体上还设有液位传感器以用于检测进入补浆主筒体内的灌浆料的液面高度；所述基架上设有控制器，所述控制器与液位传感器信号连接，所述控制器与注浆泵电控连接以根据液位传感器的检测信号控制注浆泵的启停。

进一步完善上述技术方案，所述注浆管道上设有用于采集注浆管道内灌浆料的压力和流量的数据采集装置，所述控制器与数据采集装置信号连接以根据数据采集装置提供的数据判断并控制注浆泵的运行状态。

进一步地，所述控制器包括用于处理数据信号并向注浆泵传递控制信号的数据处理模块，所述数据处理模块连接信号接收模块和用于存储数据信息的存储模块，所述液位传感器和数据采集装置与所述信号接收模块信号连接。

进一步地，所述加压机构包括气囊，所述补浆主筒体的上端封闭，所述气囊与补浆主筒体的内腔连通；所述补浆主筒体的上端可拆卸连接有密封盖以将其上端封闭；所述液位传感器通过无线信号发射器与所述信号接收模块信号连接，所述气囊、液位传感器和无线信号发射器均设于密封盖上；所述密封盖上开设有两个通孔并通过所述两个通孔分别密封连接所述气囊和液位传感器。

进一步地，所述液位传感器为接触式液位传感器，其检测探针通过对应的通孔伸入补浆主筒体的内腔。

进一步地，所述补浆主筒体为透明的圆筒形，其侧壁上竖向间隔分别刻设有一圈液位上环线和一圈液位下环线。

进一步地，所述连通管包括相连通的水平段和竖直段，水平段连接于竖直段的下端，竖直段的上端与所述补浆主筒体相连，所述水平段的下方设有稳定支架，所述稳定支架包括水平的支架板，所述水平段与支架板的上表面相贴，所述支架板与竖直段之间还设有斜支撑，所述斜支撑的上端通过卡箍抱紧竖直段，所述斜支撑和水平段分别位于竖直段的两侧。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的补浆装置，在补浆主筒体的上端设置加压机构，在补浆时，通过加压机构对泵入到补浆主筒体内的灌浆料提供重力补浆之外的额外补浆压力，保证灌浆料在灌浆套筒内无空洞填充并保证灌浆压力，进而保障灌浆套筒内灌浆料的密实度。

2、本实用新型通过液位传感器来检测补浆主筒体内灌浆料的液面高度，减少人员需求；使用时，液位传感器与控制器信号连接，根据检测的液面高度，液位传感器将对应数据信号发送给控制器，通过控制器控制注浆泵的启停，对注浆泵的控制及时性更好，提升整个操作的便捷性和自动化程度。

3、本实用新型通过数据采集装置采集灌浆时注浆管道内灌浆料的压力和流量，结合控制器可以根据实测压力情况对应控制调节注浆泵以使注浆泵的运行始终保证正常的灌注压力，结合控制器还可以根据实测的压力和流量数据判断灌浆料的流动度，在灌浆过程中，如果判断灌浆料的流动度是符合设计要求的则保持灌浆，如果判断灌浆料的流动度（因异常）不符合设计要求则发出控制信号使注浆泵停止工作以避免不合格灌浆料注入灌浆套筒，造成返工或无法保证质量。

4、本实用新型通过还可以将数据采集装置采集的压力和流量数据或是经数据处理模块处理后的判定信息存储到存储模块中便于后期追溯质量，实施时，相关数据信息也可以通过无线信号传输的方式传送至其它终端设备，如管控平台以便实时调阅、监控，或是结合终端设备上的软件系统再对相关数据进行进一步处理。

5、本实用新型通过稳定支架的设置，可有效防止补浆装置倾覆，提高施工效率。

6、本实用新型的结构简单可靠，成本低，可以在部分现有的设备上进行改制而成；补浆装置拆卸清洗方便，适用性强，便于重复使用。

附图说明

图1-具体实施例的装配式建筑自动化灌浆设备的结构示意图；

图2-具体实施例中的补浆装置的单独放大示意图；

图3-具体实施例的装配式建筑自动化灌浆设备使用状态侧向示意图；

其中，补浆主筒体1，锥形收口段11，液位上环线12，液位下环线13，连通管2，水平段21，竖直段22，支架板3，斜支撑31，卡箍32，支脚33，密封盖4，液位传感器5，检测探针51，气囊6，无线信号发射器7，灌浆套筒8，出浆口81，灌浆口82，灌浆机9，基架91，注浆泵92，料仓93，注浆管道94，控制器95，数据处理模块951，信号接收模块952，数据采集装置96，注浆枪97。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1-3，具体实施例的装配式建筑自动化灌浆设备，包括用于连接在灌浆套筒的灌浆口上进行灌浆的灌浆机9和用于连接在灌浆套筒的出浆口上可进行补浆的补浆装置；所述灌浆机9包括基架91，所述基架91上设有注浆泵92，所述注浆泵92的入口端连接料仓93，出口端连接注浆管道94以便连通灌浆套筒的灌浆口；所述补浆装置包括竖向的补浆主筒体1，所述补浆主筒体1的下端设有连通管2以便连通灌浆套筒的出浆口；所述补浆主筒体1的上端设有加压机构以在补浆时额外提供重力补浆之外的补浆压力；所述补浆主筒体1上还设有液位传感器5以用于检测进入补浆主筒体1内的灌浆料的液面高度；所述基架91上设有控制器95，所述控制器95与液位传感器5信号连接，所述控制器95与注浆泵92电控连接以根据液位传感器5的检测信号控制注浆泵92的启停。

实施例的灌浆设备，通过在补浆主筒体1上设置液位传感器5来检测补浆主筒体1内灌浆料的液面高度，无需人工观察，减少人员需求；液位传感器5也称液位变送器、液位计、液位开关等，液位传感器5与控制器95信号连接，控制器95与注浆泵92电控连接，均可选择有线连接或无线连接，控制器95也可设于补浆主筒体1上，但考虑到体积及重量等因素，还是优选设在灌浆机9上，根据检测的液面高度，液位传感器5将对应信号发送给控制器95（控制器95中预先写入有判定阀值或部分液位传感器5本身就带有电信号通断功能），通过控制器95控制注浆泵92的启停，对注浆泵92的控制及时性更好，提升整个操作的便捷性和自动化程度，提高施工效率。液位传感器5可以选择接触式液位传感器5，选择接触式液位传感器5时将其压敏部位应伸入补浆主筒体1内以便检测，也可以选择非接触式液位传感器5，如超声波、雷达、激光检测原理的液位传感器5，结构更简单，但价格稍高。通过加压机构的设置，补浆时，对泵入到补浆主筒体1内的灌浆料提供重力补浆之外的额外补浆压力，保证灌浆料在灌浆套筒8内无空洞填充并保证灌浆压力，特别是在分仓式灌浆操作时，可保障分仓区域内各个灌浆套筒8内灌浆料的密实度。实施时，加压机构可以选择自适应的活塞式灌注器、活塞式蓄能器、气囊式蓄能器等，也可以选择需要外部动力的空压机等设备。

其中，所述注浆管道94上设有用于采集注浆管道94内的灌浆料的压力和流量的数据采集装置96，所述控制器95与数据采集装置96信号连接以根据数据采集装置96提供的数据判断并控制注浆泵92的运行状态。所述控制器95包括用于处理数据信号并向注浆泵92传递启停控制信号的数据处理模块951，所述数据处理模块951连接信号接收模块952和用于存储数据信息的存储模块（图中未示出），所述液位传感器5和数据采集装置96与所述信号接收模块952信号连接。

这样，通过数据采集装置96采集注浆管道94内灌浆料的压力和流量，实施时，为了采集的数据更稳定真实，至少从注浆泵92到安装数据采集装置96的注浆管道94段，应该优选刚性的管道；实施时，按设计所针对要采集的数据，数据采集装置96可以分别选用对应的压力采集仪和流量采集仪并按采集压力和流量的顺序前后安装，也可以选择能同时检测压力和流量的仪器，可以选择孔板阀，将压力和流量数据输出至控制器95（数据处理模块951）即可，结合控制器95可以达到两种自动监控效果，一是可以根据实测压力情况对应控制调节注浆泵92以使灌浆过程中注浆泵92的运行始终保证提供正常的灌注压力，实施时，可以通过调节电压的方式进行，动力源为电机的注浆泵92也可以调节其电机转速而到调节效果；二是可以根据实测的压力和流量数据间接辅助判断灌浆料的流动度，在灌浆过程中，如果判断灌浆料的流动度是符合设计要求的则保持灌浆，如果判断灌浆料的流动度因异常不符合设计要求则控制关停注浆泵92。过程中，还可以将数据采集装置96采集的压力和流量数据或是经数据处理模块951处理后的流动度判定信息存储到存储模块中便于后期追溯质量，实施时，可以在控制器95上增设无线信号发射装置并与数据处理模块951相连，相关压力和流量数据或是经数据处理模块951处理后的判定信息可以通过无线信号发射装置传送至其它终端设备，如管控平台以便实时调阅、监控，或是结合终端设备上的软件系统再对相关数据进行进一步处理。实施时，预先将符合要求的压力判断阀值设入数据处理模块951，预先将以现有标准得到的合格流动度所对应的压力-流量匹配数据标定值（列表）设入数据处理模块951，以便控制器95作出相关判断并控制，所述的压力-流量匹配数据标定值，通过现有标准检验手段先得到合格流动度的灌浆料，再以合格流动度的灌浆料作为对象，反过来进行泵注试验并通过采集相关压力、流量（结合管径）数据建立起不同取值范围的压力-流量匹配数据标定值，再以此作为数据处理模块951对实际灌浆过程中实测压力和流量数据所对应流动度是否合格进行判断的依据；这样可以间接辅助判断灌浆料的流动度以保证灌浆质量。

其中，所述加压机构为气囊式蓄能器，包括一个气囊6，所述补浆主筒体1的上端封闭，所述气囊6与补浆主筒体1的内腔连通；所述补浆主筒体1的上端可拆卸连接有密封盖4以将其上端封闭，可选择螺纹连接并加密封垫进行密封，所述液位传感器5通过无线信号发射器7与所述信号接收模块952信号连接，所述气囊6、液位传感器5和无线信号发射器7均设于密封盖4上；所述密封盖4上开设有两个通孔，气囊6的开口端与一个通孔密封连接以与补浆主筒体1的内腔连通，其中气囊6优选刚性的以便于连接和保持形态；液位传感器5选择接触式液位传感器5，与密封盖4上的另一个通孔密封连接，其检测探针51穿过该通孔并竖直向下伸入补浆主筒体1的内腔，其中密封连接都可以选择螺纹连接加密封垫的形式。

这样，提供一种具体的加压机构形式，加压机构为气囊式蓄能器，结构简单，功能可靠，其包括的气囊6，优选刚性的气囊6腔室，便于将刚性的气囊6腔室的口部与补浆主筒体1相密封连接且气囊6腔室与补浆主筒体1的内部连通，因为依靠气压提供补浆压力，所以补浆主筒体1的上端要封闭，气囊6可连通于补浆主筒体1的正上方，也可以连通于补浆主筒体1的侧壁上部；使用时，灌浆料液面逐渐上升，对应的空气被压缩至气囊6中进行蓄能，灌浆料在补浆主筒体1中上升到设计高度（此高度应低于气囊6在补浆主筒体1上的连接位置）后停止泵送，利用重力补浆，同时气囊6的蓄能释放，通过气压提供额外补浆压力。气囊6的大小结合灌浆空间、重力补浆液位差以及设计所需灌浆料压力综合设计。补浆装置需要重复使用，重复使用前后应清洗内壁附着的灌浆料，将气囊6和液位传感器5均设于密封盖4上不仅位置合理，并且方便拆卸之后的清洗工作。通过通孔连接的方式便于连通连接，也便于密封性的保证，实施时，相互之间通过螺纹连接，并靠密封圈或密封垫进行对应密封即可。液位传感器5与无线信号发射器7就近信号连接，可选择有线连接，而液位传感器5检测信号通过无线信号发射器7进行发送，通过控制器95接收并对应控制注浆泵92的启停，减少有线连接，可通信距离远，主要还减少工地上使用有线连接带来的牵绊安全隐患；本实施例中，考虑距离不远，数据采集装置96与控制器95、控制器95与注浆泵92的连接选择有线（图中未示出）连接。液位传感器5为接触式液位传感器5，成本较低。

其中，所述补浆主筒体1为圆筒形并选择透明材质制造，优选硬质的塑料，其侧壁上竖向间隔分别刻设有一圈液位上环线12和一圈液位下环线13。实施时，检测探针51应延伸至液位下环线13以下以便有效使用。这样，作为辅助性功能，便于观察使用，实施时，液位上环线12和液位下环线13的刻设高度位置就和液位传感器5对应发出信号使注浆泵92停止和启动的检测高度一致；可以观察液位传感器5的工作准确情况，也可以在液位传感器5失效的情况下人工观测并实施对应灌浆操作过程。

其中，所述补浆主筒体1的下端通过锥形收口段11与连通管2相连。所述锥形收口段11与补浆主筒体1为一体结构以便于制造和保证密封性，所述连通管2与锥形收口段11为可拆卸连接。这样，便于补浆时灌浆料的流动，并且制造方便，便于重复使用的清洁。

其中，所述连通管2包括相连通的水平段21和竖直段22，水平段21连接于竖直段22的下端，水平段21与竖直段22为一体结构，相连部位为圆弧形折弯以避免使用时因应力集中而破坏，竖直段22的上端与所述锥形收口段11可拆卸相连，为现有使用方式，不再详述；所述水平段21的下方设有稳定支架，所述稳定支架包括水平的支架板3，所述水平段21与支架板3的上表面相贴以便被支撑，所述支架板3与竖直段22之间还设有斜支撑31，所述斜支撑31的上端通过卡箍32抱紧竖直段22，所述斜支撑31和水平段21分别位于竖直段22的两侧。这样，可有效防止补浆装置倾覆，实施时，支架板3可以通过靠墙侧面的凸钉固定在对应的墙体上或是通过支架板3的下表面设置的支脚33，支撑于固定的平面上（地面或楼板层）。

为便于理解结构效果，将本实用新型的使用过程介绍如下：

安装补浆装置：将连通管2的水平段21的自由端与灌浆套筒8的出浆口81相连，补浆主筒体1整体应高于灌浆套筒8的顶端，支架板3的下表面设置有支脚33，支撑于楼板上，所述卡箍32可以是固定卡环，在连通管2的竖直段22与锥形收口段11连接之前套在竖直段22外侧，也可以是弹性卡扣，通过弹性变形抱紧竖直段22，安装稳定好补浆装置。

预测压力和流动度：灌浆机9的注浆管道94与灌浆套筒8的灌浆口82连接之前，先启动注浆泵92使灌浆料从注浆管道94前端呈圆柱状连续流出，数据采集装置96采集注浆管道94内灌浆料的压力和流量，结合控制器95判断灌浆压力和灌浆料流动度合格的情况下，方可灌浆，判断过程自动实现，即控制器95不会控制关停注浆泵92。

实施灌浆操作：将灌浆机9的注浆管道94最前端（通常设有配有专门接头的“注浆枪97”）与灌浆套筒8下部的灌浆口82连通，泵入灌浆料；灌浆料液面逐渐上升，对应的空气被压缩至气囊6中进行蓄能，灌浆料在补浆主筒体1中上升到液位上环线12时，安装在灌浆机9上的控制器95接收液位传感器5通过无线信号发射器7发送的信号并对应控制注浆泵92停止工作，开始利用重力补浆，同时气囊6的蓄能自动释放，通过气压提供额外补浆压力，保证灌浆料在灌浆套筒8内无空洞填充并保证灌浆压力，保障灌浆套筒8内灌浆料的密实度；当灌浆料在补浆主筒体1中下降到液位下环线13时，安装在灌浆机9上的控制器95接收液位传感器5通过无线信号发射器7发送的信号并对应控制注浆泵92重新启动工作，补浆主筒体1内灌浆料液位再次上升，气囊6由能量释放又转为蓄能，灌浆料液位达到液位上环线12，再次停止灌浆，利用重力和气囊6的释能进行补浆，灌浆料液位达到液位下环线13，再次启动注浆泵92，如此自动循环，直至补浆主筒体1内灌浆料液位稳定于液位下环线13以上且保持三分钟竖向高度不变。拆除灌浆设备，封堵连接灌浆设备的灌浆口82和出浆口81，拆卸密封盖4、连通管2，对连通管2、补浆主筒体1内进行清洗以备重复使用。在灌注灌浆料的过程中，数据采集装置96始终保持采集注浆管道94内灌浆料的压力和流量，并结合控制器95进行相关判断控制，采集判断频次优选0.5-1秒，只是因为灌浆料通常都是同一批预制而成，通过灌注之前的预测压力和流动度合格之后，后续灌浆过程中，一般不会再出现因灌注压力或流动度不合格而自动关停注浆泵92的情况。实施时，为了对应处理紧急情况，还可以设置无线遥控装置并与控制器95（信号接收模块952）信号连接，无线遥控装置由施工人员手持以便施工人员人工在需要时控制灌浆机9的启停；对注浆泵92的控制，可能涉及无线遥控装置、压力判断、流动度判断、补浆主筒体1中液位高度判断，其顺序或优先级按需、按设计要求设置即可，优选无线遥控装置的控制优先级最高，其它各判断控制可以并列。

实施时，为降低实施成本，也可以选择在密封盖4上设置声或\和光告警器，声或\和光告警器与液位传感器5信号连接以根据液位传感器5的信号进行告警，通过控制注浆泵启停的人员来识别告警，根据告警情况对应控制注浆泵的启停，自动化程度相较要差些。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。