[发明专利]一种水泥浆多点智能灌注系统

摘要

一种水泥浆多点智能灌注系统，它包括控制机构A、动力机构B、执行机构C和反馈机构D四个部分，它们相互之间的关系是：控制机构A通过控制线路与动力机构B连接，调节动力机构B的输出功率；控制机构A通过控制线路与执行机构C连接，调节执行机构C管道中的流量；控制机构A通过信号线路与反馈机构D连接，接受反馈机构D的反馈信号；动力机构B通过注浆输送管道与执行机构C直接相连，将机械能转化为压力能输入执行机构C；反馈机构D内嵌在执行机构C中，实时采集执行机构C内部各处的信号参数，并通过信号线路反馈给控制机构A。本发明可以实现工作过程全自动化，对于注浆的压力和流量控制反应迅速、精度高，能实时记录压力和流量数据。

主权项

1.一种水泥浆多点智能灌注系统，其特征在于：它包括控制机构A、动力机构B、执行机构C和反馈机构D四个部分，它们相互之间的关系是：控制机构A通过控制线路与动力机构B连接，调节动力机构B的输出功率；控制机构A通过控制线路与执行机构C连接，调节执行机构C管道中的流量；控制机构A通过信号线路与反馈机构D连接，接受反馈机构D的反馈信号；动力机构B通过注浆输送管道与执行机构C直接相连，将机械能转化为压力能输入执行机构C；反馈机构D内嵌在执行机构C中，实时采集执行机构C内部各处的信号参数，并通过信号线路反馈给控制机构A；所述的控制机构A包括触摸屏Ts、PLC控制器L和笔记本PC；该触摸屏Ts通过信号线与PLC控制器L连接，PLC控制器L通过以太网与笔记本PC端连接；该触摸屏Ts作为系统人机界面，要求其直接输入指令，同时便于实时查看反馈数据；该触摸屏Ts按实际系统设计要求，选用已有产品型号；该PLC控制器L作为控制核心，要求其内部存储预设程序，执行用户指令，通过数字信号输入/输出控制系统工作过程；该PLC控制器L中的硬件均为通用产品，按设计要求选用已有产品；该笔记本PC作为控制机构A的辅助部分，用于储存PLC控制器L中的工作数据，输入及更改PLC控制器L中的预设程序；该笔记本PC选用现有产品；所述的动力机构B包括变频器F、交流电机G、变速器T、运动转换装置V和柱塞泵A1、A2；该变频器F输出端通过三根线路与交流电机G相连，交流电机G连接变速器T，变速器T连接运动转换装置V，运动转换装置V同时连接柱塞泵A1和柱塞泵A2；该变频器F要求其根据系统指令，调整交流电机G的功率、实现交流电机G的变速运行；该变频器F按照设计要求和实际需求选用已有产品型号；该交流电机G使用三相交流电机，将电能转化为机械能，为柱塞泵A1、A2提供动力，按照实际需求选用已有产品；该变速器T为机械变速器，它调整交流电机G的输出扭矩和转速，按照实际需求选用已有产品；该运动转换装置V用于连接变速器T与柱塞泵A1、A2，将变速器T机械圆周运动转化为柱塞泵A1、A2活塞的轴向往复运动；该运动转换装置V根据实际需求设计制作；该柱塞泵A1、A2为活塞式注浆泵，用于工程注浆，柱塞泵A1工质为水泥浆，柱塞泵A2工质为水玻璃浆；该柱塞泵A1、A2按实际工况需求，选用已有产品；所述的执行机构C包括水泥浆注浆模块a和水玻璃液注浆模块b，该水泥浆注浆模块a和水玻璃液注浆模块b在系统中为并联关系,除工质不同外，两者结构和功能完全相同；所述的水泥浆注浆模块a由一个稳压装置W1和完全相同且并联的注浆通道TD组成；该稳压装置W1通过注浆软管与柱塞泵A1出口直接相连，通过钢管与各个注浆通道TD相连；所述的稳压装置W1由水泥浆稳压腔N和安全阀S10组成，该水泥浆稳压腔N、压力传感器P和安全阀S10之间依次串联并由钢管连接，其中水泥浆稳压腔N入口通过注浆软管连接柱塞泵A1出口，安全阀S10出口由注浆软管接入水泥浆源；该水泥浆稳压腔N的特征是：主体形状呈圆柱形，水泥浆稳压腔N轴向一端伸出小段圆管作为水泥浆稳压腔N入口连接柱塞泵A1出口，另一端伸出小段圆管作为出口连接压力传感器P10，进出口管道直径均小于主腔体直径；水泥浆稳压腔N腔体侧面开出若干侧接口，用于连接相同数目的注浆通道TD；该安全阀S10工质为水泥浆浆液，作用为防止系统压力过高，当压力过高时，安全阀S10打开，将多余的水泥浆输送回水泥浆供应源，该安全阀S10按照系统需求选用已有产品；所述的注浆通道TD特征是：所有注浆通道TD为并联关系，机构组成与功能均相同；每个注浆通道TD中，均有一个调节阀V，一个压力传感器P，一个流量传感器Q、一个接头J和一个通钻杆Z依次串联；该调节阀V通过接受控制机构A发来的电信号调整阀门开合大小，从而调节注浆通道TD中的流量，按照实际工况需求选用已有的产品；该接头J用于连接通钻杆Z，按照实际需求选用已有产品与通钻杆Z配合使用；该通钻杆Z用于输送水泥浆到灌浆区域，按照实际需求选用已有产品与接头J配合使用；所述的水玻璃液注浆模块b由一个稳压装置W2和完全相同且并联的注浆通道TD组成，两者关系参见水泥浆注浆模块a；所述稳压装置W2由水玻璃稳压腔H和安全阀S20组成，两者关系参见上述稳压装置W1；该水玻璃稳压腔H参见上述水泥浆稳压腔N；该注浆通道TD参见上述水泥浆注浆模块a中的注浆通道TD；所述的反馈机构D内嵌在执行机构C中，由压力传感器P和流量传感器Q组成，它们的个数取决于执行机构C中注浆通道TD的个数，它们在执行机构C中的特征是：假设水泥浆注浆模块a和水玻璃液注浆模块b各有n个注浆通道TD，则在水泥浆注浆模块a和水玻璃液注浆模块b中各有n+1个压力传感器P和n个流量传感器Q；以反馈机构D在水泥浆注浆模块a中的这部分为例：需在水泥浆稳压腔N和安全阀S10之间串入一个压力传感器P，同时每个注浆通道TD中，在调节阀V和接头J之间依次串入压力传感器P流量传感器Q；反馈机构D在水玻璃液注浆模块b中的部分与在水泥浆注浆模块a中的部分相同；该压力传感器P要求其可在水泥浆工质环境下持久工作，并能实时测量水泥浆液的压力，并将参数以电信号形式传输给PLC控制器L，该压力传感器P按照实际工况选用已有产品；该流量传感器Q要求其能在水泥浆工质环境下持久工作，并能实时测量水泥浆液的流量，并将参数以电信号形式传输给PLC控制器L，该流量传感器Q按照实际工况选用已有产品。