一种混凝土泵送管道压力测试方法及装置

本发明涉及混凝土泵送，具体是一种混凝土泵送管道压力测试方法及装置。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，混凝土泵送技术在土木工程中得到广泛应用，尤其在高楼大厦、大跨桥梁等工程中，其高效、快捷的浇筑方式成为现代建筑领域不可或缺的一部分。然而，尽管混凝土泵送技术带来了诸多便利，实际施工中依然面临一系列挑战，其中最为突出的问题之一是混凝土在泵送过程中的均匀性和泵压状态至今没有行之有效的监测手段。

2、混凝土均匀性直接关系到工程结构的强度和稳定性，而在泵送过程中，由于原材料性质、拌合过程、外界环境因素和输送管道摩擦等多种因素的综合影响，混凝土的均匀性常常受到一定的影响。此外，在混凝土泵送领域，泵送管道内壁状态的实时监测对确保施工质量和安全至关重要。然而，传统的泵送管道监测方法存在一系列问题。目前，一些方法依赖于在管道外表面安装传感器，这种方式无法准确获取管道内壁的压力分布情况，更无法全面准确地反映混凝土在管道内的流动状况，尤其在复杂管道结构中表现不佳。也有少数方法将传感器安装在泵管内壁上，这些专利技术在管道内部设置有缓冲台，虽然能减缓混凝土流动带来的冲击，但由于缓冲台的隔震效果，导致泵压作用在压力传感器上会有一定的减弱，导致数据不准确，而且在管道内壁的缓冲台会对混凝土流动造成一定影响。另一些方法采用模拟试验或经验性参数评估泵送性能，但这些方法在实时性和准确性上存在限制，这导致施工现场往往依赖经验判断，难以及时发现和解决混凝土均匀性不佳或泵送管道堵塞等问题，进而影响工程质量。

3、当前泵管泵压检测方法难以精确捕捉混凝土在管道内的微观变化，尤其在泵送过程中遇到弯曲或交叉管段时，监测精度更是不足。现有技术在混凝土泵送管道内壁状态监测方面尚未提供一种直接、实时且精准的解决方案，以准确评估管道内压力分布和混凝土均匀性。因此，亟需一种能够在泵送过程中精准、实时的混凝土泵送管道内部压力原位测试装置及方法。

技术实现思路

1、针对现有的泵送管道泵压检测方法无法快速、精确捕捉混凝土管道内壁压力的实际工程问题，需要设计一种能够在工程现场泵送管路直接安装的混凝土泵送管道内壁压力原位测试装置和方法，具有快速、精确反馈混凝土泵送压力的功能效果，能够协助混凝土泵送施工现场管理人员对混凝土泵送状态进行调控。

2、本发明通过以下述技术方案实现上述目的：一种混凝土泵送管道压力测试方法，包括如下步骤：

3、(1)根据混凝土工程需求和现场泵送管路布设情况，在原位泵送管道上开一个孔；

4、(2)将管壁套丝接口焊接在孔上，保证焊接紧密且泵管内壁与接口底部齐平；

5、(3)将压力测试组件旋入接口中，压力测试组件的传感器检测面与泵管内壁齐平；

6、(4)压力测试组件外接信号采集器，采集混凝土泵送管道压力；

7、压力测试组件设置有信号输出部件，将信号输出部件接口接入数据采集器，采集器自动记录压力测试组件检测到的混凝土泵送管道内壁的压力；

8、压力测试组件与管壁套丝通过螺纹旋入和拆卸，其连接强度通过下式计算：

9、

10、式中，f为与泵管内壁平齐的传感器检测面受到压力，n；a为螺纹的有效面积，mm2，

11、f通过下式计算：

12、f＝pa0                                   (2)

13、式中，p为泵管内壁受到的压强，mpa；a0为传感器检测面面积，mm2，

14、a通过下式计算：

15、

16、式中dc为螺纹的计算有效直径，mm，

17、当压力测试组件螺丝部分与管壁套丝螺纹的连接强度σ满足式(4)时，该泵送管道内壁压力测试装置满足极限承载力要求，即该测试装置的连接强度大于泵送管道所能承受的极限强度，该装置不会影响正常混凝土泵送施工；

18、

19、式中a为安全系数，一般取值范围为1-4，取2.5，σ0为管壁套丝螺纹材料的屈服强度，mpa。

20、所述的混凝土泵送管道压力测试方法采用的测试装置，所述测试装置安装在泵管上并通过法兰扣连接到测试管路中，测试装置由管壁套丝接口、压力测试组件和密封圈组成，管壁套丝接口在现场泵送管道原位开孔限位焊接安装，焊接安装完成后泵管内壁与管壁套丝接口底部齐平；密封圈安装在压力测试组件和管壁套丝接口上部接触面连接处，保证装置密封性；压力测试组件通过螺纹段与管壁套丝接口内的螺纹槽旋转安装，保证装置的连接紧密性和强度。

21、所述压力测试组件内部设置有高精度压力传感器、螺纹段、信号转化器、信号输出部件和信号输出接口，压力传感器检测面与泵送管道内壁平齐，且压力传感器-管壁套丝接口-泵管三者刚性连接，压力传感器测到的压力即为泵管内壁受到的压力，螺纹段可以保证压力测试组件牢固紧密地安装在管壁套丝接口上，信号转化器将所测的压力信号处理成电信号通过信号输出部件向外输出，压力测试组件通过信号输出接口外接信号采集器。

22、所述管壁套丝接口上粗下细，能恰好放置于开设的圆孔中，可直接在工程现场泵送管道原位开孔限位安装。

23、所述管壁套丝接口内有螺纹槽，螺纹槽与压力测试组件中的螺纹紧密结合。

24、所述在原位泵送管道上开一个孔是指开一个直径26mm的圆孔，确保误差不超过1mm，开孔位置距离法兰扣接口处至少30cm，以便压力测试组件的信号输出部件连接外部数据采集设备。

25、所述压力测试组件与管壁套丝接口接触处设置有密封圈。

26、本发明的突出优点在于：

27、1、能够不受使用场地限制，凭借其方便、快捷的安装方式在需要进行测试的泵送管道任意位置原位安装测试；

28、2、通过压力测试组件的螺纹与管壁套丝接口的螺纹槽的紧密结合，实现压力检测面与泵管内壁齐平，密封圈的设置可以保证测试装置与泵管内部之间的密封性，测试装置不影响正常混凝土的泵送；

29、3、相比于传统外贴传感器检测方法，通过高精度传感器直接对混凝土泵送管道内壁压力进行检测，更加精确、直观。

技术特征：

1.一种混凝土泵送管道压力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的混凝土泵送管道压力测试方法采用的测试装置，其特征在于，所述测试装置安装在泵管上并通过法兰扣连接到测试管路中，测试装置由管壁套丝接口、压力测试组件和密封圈组成，管壁套丝接口在现场泵送管道原位开孔限位焊接安装，焊接安装完成后泵管内壁与管壁套丝接口底部齐平；密封圈安装在压力测试组件和管壁套丝接口上部接触面连接处，保证装置密封性；压力测试组件通过螺纹段与管壁套丝接口内的螺纹槽旋转安装，保证装置的连接紧密性和强度。

3.根据权利要求1所述的混凝土泵送管道压力测试方法，其特征在于，所述压力测试组件内部设置有高精度压力传感器、螺纹段、信号转化器、信号输出部件和信号输出接口，压力传感器检测面与泵送管道内壁平齐，且压力传感器-管壁套丝接口-泵管三者刚性连接，压力传感器测到的压力即为泵管内壁受到的压力，螺纹段可以保证压力测试组件牢固紧密地安装在管壁套丝接口上，信号转化器将所测的压力信号处理成电信号通过信号输出部件向外输出，压力测试组件通过信号输出接口外接信号采集器。

4.根据权利要求1所述的混凝土泵送管道压力测试方法，其特征在于，所述管壁套丝接口上粗下细，能恰好放置于开设的圆孔中，可直接在工程现场泵送管道原位开孔限位安装。

5.根据权利要求1所述的混凝土泵送管道压力测试方法，其特征在于，所述管壁套丝接口内有螺纹槽，螺纹槽与压力测试组件中的螺纹紧密结合。

6.根据权利要求1所述的混凝土泵送管道压力测试方法，其特征在于，所述在原位泵送管道上开一个孔是指开一个直径26mm的圆孔，确保误差不超过1mm，开孔位置距离法兰扣接口处至少30cm，以便压力测试组件的信号输出部件连接外部数据采集设备。

7.根据权利要求1所述的混凝土泵送管道压力测试方法，其特征在于，所述压力测试组件与管壁套丝接口接触处设置有密封圈。

技术总结
本发明涉及混凝土泵送技术领域，具体是一种混凝土泵送管道压力测试方法及装置，测试方法包括以下步骤：(1)在泵送管道上开孔；(2)将管壁套丝接口焊接在孔上，(3)将压力测试组件旋入接口中，压力测试组件的传感器检测面与泵管内壁齐平；(4)压力测试组件外接信号采集器，采集混凝土泵送管道内的压力。测试装置由管壁套丝接口、压力测试组件和密封圈组成，所述测试装置安装在泵管上并通过法兰扣连接到测试管路中。采用本发明能够精准地检测泵送过程中任意位置的混凝土对泵管内壁的压力，实现混凝土泵送全过程泵压的测试，并且该装置的可拆卸性，使用更加方便且可循环利用。

技术研发人员：赵国欣,陈正,陈犇,冯铭阳
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24