本發(fā)明涉及混凝土噴射機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種速凝劑添加控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

濕式混凝土噴射機(jī)在噴射混凝土、進(jìn)行噴漿作業(yè)時(shí)，特別是噴射邊坡、巷道等有具有傾斜角度的噴射作業(yè)時(shí)，為了縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，需要在混凝土中添加化學(xué)制劑(即速凝劑)，使其能夠迅速的凝結(jié)干燥，以不至于對(duì)后續(xù)的噴射作業(yè)產(chǎn)生大的影響；在濕式混凝土噴射機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)中，速凝劑的添加為單獨(dú)的一個(gè)控制系統(tǒng)。

近年來，隨著錨噴支護(hù)工藝被廣泛采用，混凝土濕噴機(jī)為重要工程設(shè)備在礦山巷道、鐵路和公路隧道、高層建筑基坑、各地下工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為加快施工進(jìn)度，增加混凝土的凝結(jié)速度，則需要在噴射出的混凝土中添加速凝劑，速凝劑的添加需要用到速凝劑添加控制系統(tǒng)，而速凝劑添加控制系統(tǒng)的性能直接影響到混凝土的凝結(jié)速度，因此，速凝劑泵控制系統(tǒng)性能的好壞將直接影響混凝土濕噴機(jī)能否連續(xù)、高效的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)端控制速凝劑的添加或者停止添加，使得速凝劑的啟?？梢愿臃奖憧刂?，并且可以節(jié)約速凝劑的速凝劑添加控制系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種速凝劑添加控制系統(tǒng)，包括壓風(fēng)輸送管、速凝劑輸送管、速凝劑泵組和速凝劑泵組啟?？刂蒲b置；所述壓風(fēng)輸送管流體進(jìn)入端與壓風(fēng)源流體導(dǎo)通，所述壓風(fēng)輸送管流體排出端與噴槍的流體進(jìn)入端流體導(dǎo)通；所述速凝劑輸送管的流體進(jìn)入端與所述速凝劑泵組的流體排出端流體導(dǎo)通，所述速凝劑輸送管的流體排出端與所述壓風(fēng)輸送管流體導(dǎo)通；所述速凝劑泵組的流體進(jìn)入端與速凝劑桶流體導(dǎo)通；當(dāng)所述噴槍打開的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置使得所述速凝劑泵組啟動(dòng)，當(dāng)所述噴槍關(guān)閉的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置使得所述速凝劑泵組停止。

上述速凝劑添加控制系統(tǒng)，所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置包括文丘里管和氣控?fù)Q向閥組；所述文丘里管安裝在所述壓風(fēng)輸送管上，并且位于所述壓風(fēng)源與所述速凝劑輸送管和所述壓風(fēng)輸送管連通處之間的所述壓風(fēng)輸送管上；所述氣控?fù)Q向閥組的氣缸缸筒內(nèi)部與所述文丘里管通過啟停控制導(dǎo)氣管流體導(dǎo)通。

上述速凝劑添加控制系統(tǒng)，所述氣控?fù)Q向閥組的氣缸缸筒內(nèi)部與所述文丘里管的喉部流體導(dǎo)通。

上述速凝劑添加控制系統(tǒng)，所述氣控?fù)Q向閥組與所述文丘里管之間的啟?？刂茖?dǎo)氣管上安裝有三門邏輯閥，所述三門邏輯閥通過急?？刂茖?dǎo)氣管與所述壓風(fēng)源和所述文丘里管之間的所述壓風(fēng)輸送管流體導(dǎo)通，所述急停控制導(dǎo)氣管上安裝有手動(dòng)轉(zhuǎn)閥。

上述速凝劑添加控制系統(tǒng)，自所述三門邏輯閥至所述氣控?fù)Q向閥組之間的所述啟?？刂茖?dǎo)氣管上依次安裝有可調(diào)節(jié)流閥和排氣閥。

上述速凝劑添加控制系統(tǒng)，在所述壓風(fēng)輸送管上：自所述壓風(fēng)源至所述急?？刂茖?dǎo)氣管與所述壓風(fēng)輸送管連通處之間依次安裝有截止閥一和截止閥二。

上述速凝劑添加控制系統(tǒng)，所述噴槍與所述速凝劑輸送管和所述壓風(fēng)輸送管連通處之間的所述壓風(fēng)輸送管上安裝有截止閥三。

上述速凝劑添加控制系統(tǒng)，所述氣控?fù)Q向閥組包括氣缸和兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥，所述氣缸的活塞桿伸出時(shí)能夠使得所述兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥的閥芯向所述兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥的一端移動(dòng)；所述速凝劑泵組包括液壓馬達(dá)和速凝劑泵，所述液壓馬達(dá)與所述速凝劑泵驅(qū)動(dòng)連接；所述兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥的閥口開啟和關(guān)閉使得所述液壓馬達(dá)啟動(dòng)或停止。

本發(fā)明提供了一種速凝劑添加控制方法，包括如下步驟：

(a)使用速凝劑添加控制系統(tǒng)向混凝土中添加速凝劑；所述速凝劑添加控制系統(tǒng)包括壓風(fēng)輸送管、速凝劑輸送管、速凝劑泵組和速凝劑泵組啟?？刂蒲b置；所述壓風(fēng)輸送管流體進(jìn)入端與壓風(fēng)源流體導(dǎo)通，所述壓風(fēng)輸送管流體排出端與噴槍的流體進(jìn)入端流體導(dǎo)通；所述速凝劑輸送管的流體進(jìn)入端與所述速凝劑泵組的流體排出端流體導(dǎo)通，所述速凝劑輸送管的流體排出端與所述壓風(fēng)輸送管流體導(dǎo)通；所述速凝劑泵組的流體進(jìn)入端與速凝劑桶流體導(dǎo)通；當(dāng)所述噴槍打開的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置使得所述速凝劑泵組啟動(dòng)，當(dāng)所述噴槍關(guān)閉的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟停控制裝置使得所述速凝劑泵組停止；

(b)開啟壓風(fēng)源，通過所述壓風(fēng)輸送管向噴槍輸送壓風(fēng)；

(c)打開噴槍，所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置向所述速凝劑泵組發(fā)出開始工作的控制信號(hào)，所述速凝劑泵組啟動(dòng)并使得所述速凝劑桶中的速凝劑通過所述速凝劑輸送管輸送到所述壓風(fēng)輸送管內(nèi)；

(d)速凝劑在所述壓風(fēng)輸送管內(nèi)的壓風(fēng)作用下輸送至噴槍噴出；

(e)關(guān)閉噴槍，所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置向所述速凝劑泵組發(fā)出停止工作的控制信號(hào)，所述速凝劑泵組停止；

(f)使得所述速凝劑桶中的速凝劑停止通過所述速凝劑輸送管輸送到所述壓風(fēng)輸送管內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的速凝劑添加控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)端控制速凝劑的添加或者停止添加功能，當(dāng)沒有混凝土噴出時(shí)，工作人員可以通過噴槍頭處的截止閥關(guān)閉速凝劑的噴射，從而節(jié)約速凝劑。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明速凝劑添加控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為開啟壓風(fēng)時(shí)速凝劑泵調(diào)節(jié)量與速凝劑泵流量的變化曲線；

圖3為供氣壓力與濕噴機(jī)耗氣量的變化曲線。

圖中：1-截止閥一，2-截止閥二，3-手動(dòng)轉(zhuǎn)閥，4-文丘里管，5-三門邏輯閥，6-可調(diào)節(jié)流閥，7-排氣閥，8-氣控?fù)Q向閥組，9-速凝劑泵組，10-截止閥三，11-壓風(fēng)輸送管，12-速凝劑輸送管，13-噴槍，14-壓風(fēng)源，15-速凝劑桶，16-啟?？刂茖?dǎo)氣管，17-急停控制導(dǎo)氣管，18-氣缸，19-兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥，20-液壓馬達(dá)，21-速凝劑泵。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例的速凝劑添加控制系統(tǒng)，包括壓風(fēng)輸送管11、速凝劑輸送管12、速凝劑泵組9和速凝劑泵組啟停控制裝置；所述壓風(fēng)輸送管11流體進(jìn)入端與壓風(fēng)源14流體導(dǎo)通，所述壓風(fēng)輸送管11流體排出端與噴槍13的流體進(jìn)入端流體導(dǎo)通；所述速凝劑輸送管12的流體進(jìn)入端與所述速凝劑泵組9的流體排出端流體導(dǎo)通，所述速凝劑輸送管12的流體排出端與所述壓風(fēng)輸送管11流體導(dǎo)通；所述速凝劑泵組9的流體進(jìn)入端與速凝劑桶15流體導(dǎo)通；當(dāng)所述噴槍13打開的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置使得所述速凝劑泵組9啟動(dòng)，當(dāng)所述噴槍13關(guān)閉的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置使得所述速凝劑泵組9停止。所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置包括文丘里管4和氣控?fù)Q向閥組8；所述文丘里管4安裝在所述壓風(fēng)輸送管11上，并且位于所述壓風(fēng)源14與所述速凝劑輸送管12和所述壓風(fēng)輸送管11連通處之間的所述壓風(fēng)輸送管11上；所述氣控?fù)Q向閥組8的氣缸缸筒內(nèi)部與所述文丘里管4通過啟?？刂茖?dǎo)氣管16流體導(dǎo)通。所述氣控?fù)Q向閥組8的氣缸缸筒內(nèi)部與所述文丘里管4的喉部流體導(dǎo)通。所述氣控?fù)Q向閥組8與所述文丘里管4之間的啟停控制導(dǎo)氣管16上安裝有三門邏輯閥5，所述三門邏輯閥5通過急?？刂茖?dǎo)氣管17與所述壓風(fēng)源14和所述文丘里管4之間的所述壓風(fēng)輸送管11流體導(dǎo)通，所述急?？刂茖?dǎo)氣管17上安裝有手動(dòng)轉(zhuǎn)閥3。自所述三門邏輯閥5至所述氣控?fù)Q向閥組8之間的所述啟?？刂茖?dǎo)氣管16上依次安裝有可調(diào)節(jié)流閥6和排氣閥7。在所述壓風(fēng)輸送管11上：自所述壓風(fēng)源14至所述急停控制導(dǎo)氣管17與所述壓風(fēng)輸送管11連通處之間依次安裝有截止閥一1和截止閥二2。所述噴槍13與所述速凝劑輸送管12和所述壓風(fēng)輸送管11連通處之間的所述壓風(fēng)輸送管11上安裝有截止閥三10。所述氣控?fù)Q向閥組8包括氣缸18和兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19，所述氣缸18的活塞桿伸出時(shí)能夠使得所述兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19的閥芯向所述兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19的一端移動(dòng)；所述速凝劑泵組9包括液壓馬達(dá)20和速凝劑泵21，所述液壓馬達(dá)20與所述速凝劑泵21驅(qū)動(dòng)連接；所述兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19的閥口開啟和關(guān)閉使得所述液壓馬達(dá)20啟動(dòng)或停止。

如圖1所示，速凝劑添加控制系統(tǒng)正常工作狀態(tài)為：噴槍13打開，壓風(fēng)源14內(nèi)的壓風(fēng)經(jīng)過文丘里管4輸送至噴槍13，并且壓風(fēng)經(jīng)過手動(dòng)轉(zhuǎn)閥3輸送至三門邏輯閥5；由于文丘里管4的作用，使得三門邏輯閥5的a口氣壓較低，b口處氣壓大于a口處氣壓，此時(shí)三門邏輯閥5的b口和s口導(dǎo)通，壓風(fēng)經(jīng)過排氣閥7輸送至氣缸18，使得氣缸18的活塞桿頂出，對(duì)兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19的閥芯施加壓力，使得閥芯向兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19的一端移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)油口P和回油口T導(dǎo)通，液壓馬達(dá)20開始工作，然后液壓馬達(dá)20帶動(dòng)速凝劑泵21工作，這樣速凝劑桶15中的速凝劑就被抽吸到速凝劑輸送管12中。當(dāng)需要暫時(shí)停機(jī)的時(shí)候，噴槍13關(guān)閉，三門邏輯閥5的a口處氣壓等于b口處氣壓，此時(shí)三門邏輯閥5的b口和s口斷開即處于不導(dǎo)通狀態(tài)，可調(diào)節(jié)流閥6繼續(xù)向外排氣，使得三門邏輯閥5的s口與排氣閥7之間的啟?？刂茖?dǎo)氣管16內(nèi)氣壓降低，排氣閥7中的閥球開始復(fù)位，進(jìn)而使得氣缸18通過排氣閥7向外排氣，氣缸18的活塞桿施加在兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19的閥芯上的作用力減小，閥芯在彈簧的作用向兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥19的另一端移動(dòng)，使得氣缸18的活塞桿回復(fù)到氣缸18內(nèi)，使得進(jìn)油口P和回油口T不導(dǎo)通，此時(shí)液壓馬達(dá)20停止工作，速凝劑泵21停止向速凝劑輸送管12中輸送速凝劑，達(dá)到節(jié)約速凝劑和降低能源消耗的作用。

當(dāng)速凝劑添加控制系統(tǒng)需要進(jìn)行機(jī)器清洗的時(shí)候，使手動(dòng)轉(zhuǎn)閥3處于斷開狀態(tài)，壓風(fēng)經(jīng)壓風(fēng)輸送管11至噴槍13，此時(shí)液壓馬達(dá)20和速凝劑泵21不工作，沒有速凝劑從噴槍13噴出，即可進(jìn)行機(jī)器清洗。

當(dāng)速凝劑添加控制系統(tǒng)沒有混凝土輸送至噴槍13或者需要等待較長(zhǎng)的時(shí)間混凝土才能輸送至噴槍13，如果僅僅關(guān)閉噴槍13，雖然沒有速凝劑從噴槍13排出，但是壓風(fēng)仍舊可以進(jìn)入壓風(fēng)輸送管11內(nèi)，使得控制系統(tǒng)內(nèi)部存在氣壓，此時(shí)需要斷開截止閥一1，停機(jī)不工作。

本實(shí)施例速凝劑添加控制方法，包括如下步驟：

凝劑添加控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(a)使用速凝劑添加控制系統(tǒng)向混凝土中添加速凝劑；所述速凝劑添加控制系統(tǒng)包括壓風(fēng)輸送管11、速凝劑輸送管12、速凝劑泵組9和速凝劑泵組啟?？刂蒲b置；所述壓風(fēng)輸送管11流體進(jìn)入端與壓風(fēng)源14流體導(dǎo)通，所述壓風(fēng)輸送管11流體排出端與噴槍的流體進(jìn)入端流體導(dǎo)通；所述速凝劑輸送管12的流體進(jìn)入端與所述速凝劑泵組9的流體排出端流體導(dǎo)通，所述速凝劑輸送管12的流體排出端與所述壓風(fēng)輸送管11流體導(dǎo)通；所述速凝劑泵組9的流體進(jìn)入端與速凝劑桶15流體導(dǎo)通；當(dāng)所述噴槍13打開的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置使得所述速凝劑泵組9啟動(dòng)，當(dāng)所述噴槍13關(guān)閉的時(shí)候：通過所述速凝劑泵組啟停控制裝置使得所述速凝劑泵組9停止；

(b)開啟壓風(fēng)源14，通過所述壓風(fēng)輸送管11向噴槍13輸送壓風(fēng)；

(c)打開噴槍13，所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置向所述速凝劑泵組9發(fā)出開始工作的控制信號(hào)，所述速凝劑泵組9啟動(dòng)并使得所述速凝劑桶15中的速凝劑通過所述速凝劑輸送管12輸送到所述壓風(fēng)輸送管11內(nèi)；

(d)速凝劑在所述壓風(fēng)輸送管11內(nèi)的壓風(fēng)作用下輸送至噴槍13噴出；

(e)關(guān)閉噴槍13，所述速凝劑泵組啟?？刂蒲b置向所述速凝劑泵組9發(fā)出停止工作的控制信號(hào)，所述速凝劑泵組9停止；

(f)使得所述速凝劑桶15中的速凝劑停止通過所述速凝劑輸送管12輸送到所述壓風(fēng)輸送管11內(nèi)。

利用實(shí)施例1的速凝劑添加控制系統(tǒng)及實(shí)施例2的速凝劑添加控制方法進(jìn)行添加速凝劑試驗(yàn)，試驗(yàn)過程及結(jié)果如下：

由于速凝劑的流量是通過速凝劑添加控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，所以該系統(tǒng)的試驗(yàn)即是速凝劑流量的試驗(yàn)；用一25L的水桶盛滿速凝劑，用另一較小水桶盛裝通過速凝劑泵排出的速凝劑，利用秒表計(jì)時(shí)，用電子秤測(cè)得一分鐘內(nèi)速凝劑泵排出的速凝劑的重量，由于速凝劑的比重與水的比重相近，即得出一分鐘內(nèi)速凝劑添加控制系統(tǒng)速凝劑的流量；對(duì)不同速凝劑泵調(diào)節(jié)量做流量試驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)量?jī)纱瘟髁浚∑骄禐榇苏{(diào)節(jié)量下的速凝劑的流量。

表1為開啟壓風(fēng)時(shí)速凝劑流量測(cè)量記錄表，從表1中得出，分別調(diào)節(jié)速凝劑泵的調(diào)節(jié)量為60％、70％、80％、90％、100％時(shí)，測(cè)得相應(yīng)的速凝劑的流量的平均值分別為4.98L/min、5.45L/min、6.45L/min、6.95L/min、8.10L/min；圖2為開啟壓風(fēng)時(shí)速凝劑泵調(diào)節(jié)量與速凝劑泵流量的變化曲線，從圖2中看出，速凝劑的流量隨著速凝劑泵調(diào)節(jié)量的增大而顯著增大，但呈現(xiàn)非線性狀態(tài)；在此兩種狀態(tài)下，分別調(diào)節(jié)速凝劑泵的調(diào)節(jié)量為60％、70％、80％、90％及100％狀態(tài)下的速凝劑的流量；并對(duì)此兩種狀態(tài)下的流量進(jìn)行比較，查看在實(shí)際工況下，速凝劑泵需要調(diào)節(jié)多大的調(diào)節(jié)量能夠滿足噴射混凝土的需要。

表1開啟壓風(fēng)時(shí)速凝劑流量測(cè)量記錄表

耗氣量測(cè)定

為模擬井下壓風(fēng)，使用空氣壓縮機(jī)作為速凝劑添加控制系統(tǒng)氣壓傳動(dòng)與控制的動(dòng)力源，工作壓力0.8MPa，容積流量為20m3/min，即為120m³/h。儲(chǔ)氣罐容積為5m³，最高工作壓力0.8MPa，起穩(wěn)壓與儲(chǔ)能作用；為準(zhǔn)確的測(cè)量該噴射機(jī)的耗氣量，采用智能流量計(jì)算儀對(duì)消耗氣體的測(cè)量，把智能流量積算儀串聯(lián)進(jìn)氣路中。

測(cè)得供氣壓力與濕噴機(jī)耗氣量變化曲線如圖3所示，分別調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的供氣壓力，智能流量計(jì)算儀測(cè)得地氣體壓力分別為0.13、0.20、0.30、0.41、0.50、0.60、0.70及0.80MPa，其對(duì)應(yīng)的氣體流量分別為7.5、14.5、28.7、40.0、57.2、72.4、91.1及109.3m³/h。該系統(tǒng)正常工作氣壓為0.13-0.80MPa，流量為7.5-109.3m³/h，壓縮機(jī)的供氣能力滿足該系統(tǒng)的使用耗氣量，礦山井下壓風(fēng)的壓力一般為0.5MPa左右，所以該系統(tǒng)完全適用于礦山井下作業(yè)。

本發(fā)明的速凝劑添加控制系統(tǒng)在開啟壓風(fēng)狀態(tài)時(shí)，即在正常噴射過程中，所述速凝劑泵組9在0.5Mpa壓力時(shí)就可以抽吸速凝劑，能量需求較小，供氣壓力與耗氣量的調(diào)節(jié)范圍較大，能夠滿足礦山井下壓風(fēng)量的要求。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。