[发明专利]超高压灌浆压力控制装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种超高压灌浆压力控制装置，包括空气压缩机、气动灌浆泵、电控进气阀、压力传感器、压力控制系统；所述电控进气阀设置在所述连接空气压缩机与气动灌浆泵之间的进气管道上，所述压力传感器设置在所述电控进气阀与气动灌浆泵之间的进气管道上；所述压力控制系统与所述电控进气阀、压力传感器电路连接，用于采集气动灌浆泵低压腔压力值，计算电控进气阀的开度控制值并控制电控进气阀的开度大小。同时，公开了一种超高压灌浆压力控制方法。这样的设计，增强了调控超高压灌浆压力的精确性和稳定性，提高了灌浆作业的质量，避免了灌浆管道高压爆管问题的发生，同时也提升了操作人员使用灌浆系统作业的安全性。

技术领域

本发明涉及灌浆工程领域，特别是涉及一种超高压灌浆压力控制装置及控制方法。

背景技术

灌浆施工是国内外大坝基础施工中常用的加固手段，灌浆压力是影响灌浆质量的关键参数之一。由于灌浆过程中存在非线性、地层变化的不确定性等因素影响，在灌浆过程中会出现高压灌浆方式；现灌浆施工过程中使用电动灌浆泵作为动力机构，在灌浆管路中串联一个压力调节阀进行自动压力控制方法无法达到超高压灌浆，在使用电动灌浆泵中也可能会由于堵管引起爆管问题的发生。

目前，在灌浆施工过程中主要存在以下问题：一是出于灌浆泵的排出流量不稳和扬程较小等原因，现场灌浆压力很不稳定，影响了灌浆作业的质量；二是灌浆压力的控制多数采用电动灌浆泵和调压阀组成的控制方法，灌浆压力偏小，还不能达到特殊条件下的超高压灌浆方式；三是采用电动灌浆泵作为动力时，可能会发生爆管问题；四是将压力传感器设置在灌浆管道内监测灌浆压力，由于压力传感器会受到浆液的污损，从而导致测量不准确，使用寿命过短，需要定期进行清理维护；五是由于灌浆作业采用高电压控制，施工中可能会发生操作人员触电伤亡事故。

发明内容

本发明的目的在于；针对现有技术的缺点和不足，提出一种超高压灌浆压力控制装置及控制方法，通过在气动灌浆泵的进气管道上设置电控进气阀和压力传感器，再利用压力控制系统进行监测和控制，增强了调控超高压灌浆压力的精确性和稳定性，提高了灌浆作业的质量，避免了灌浆管道高压爆管问题的发生，同时也提升了操作人员使用灌浆系统作业的安全性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

超高压灌浆压力控制装置，包括空气压缩机、气动灌浆泵、电控进气阀、压力传感器、压力控制系统；

所述电控进气阀设置在所述连接空气压缩机与气动灌浆泵之间的进气管道上，用于调节进入气动灌浆泵低压腔的空气压力大小，所述压力传感器设置在所述电控进气阀与气动灌浆泵之间的进气管道上，用于监测进入气动灌浆泵低压腔的空气压力值；

所述压力控制系统与所述电控进气阀、压力传感器电路连接，用于采集气动灌浆泵低压腔压力值，计算电控进气阀的开度控制值并控制电控进气阀的开度大小。

通常，气动灌浆泵主要包括了容纳压缩空气的低压腔和容纳灌浆浆液的高压腔，其作用在于通过低压腔中的气动压力控制高压腔中的灌浆压力。本方案中，通过在气动灌浆泵低压腔连接的进气管道上设置电控进气阀和压力传感器，压力控制系统通过压力传感器实时监测采集气动灌浆泵低压腔中压缩空气压力值，再结合气动灌浆泵高压腔需要提供的灌浆作业压力值及气动灌浆泵的低压腔与高压腔的压力比值(其中，灌浆作业压力值为初始设置的输出压力值，压力比值为气动灌浆泵的恒定值)，计算得出电控进气阀的开度控制值并控制电控进气阀的开度大小，这样通过精确控制电控进气阀的开度大小，可以保持气动灌浆泵高压腔的灌浆作业输出压力稳定。同时，由于气动泵使用压缩空气为动力，在工作过程中出现堵管的现象时，气压就无法将浆液压出气动泵，使得灌浆压力不会随着时间增加而升高，避免了灌浆管道高压爆管问题的发生。

并且，将压力传感器设置在气动灌浆泵的进气管道上，监测得到的气压大小比直接监测管道浆液的压力大小更为准确。同时，由于压力传感器没有直接接触浆液而受到污损，其维护更加方便，使用寿命更长。