專利名稱：輸送速凝混合物的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備和輸送速凝混合物的設(shè)備，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成分，第一配合成分包括加入延遲劑的水泥漿，第二配合成分為水泥漿液膠凝劑，選擇膠凝劑的添加速度，以便對輸送混合物的凝固速度進(jìn)行控制。例如，本發(fā)明適合將漿液(或混凝土)灌入礦井或類似構(gòu)筑物中隧道襯砌部件與隧道內(nèi)壁或回填物之間的空隙中。在某些情況下，水的流速很高，在普通漿液凝固之前該漿液便會(huì)被沖走，如果增加隧道中漿液的凝固速度則會(huì)使?jié){液在混合和輸送設(shè)備中提早凝固。
人們已經(jīng)知道，在使用漿液之前可向該水泥漿中加入凝固延遲劑和活化或膠凝劑，選擇活化劑的添加速度可以獲得預(yù)定的凝固時(shí)間。膠凝劑的效果取決于其在混合物中的比例。膠凝劑過多，則會(huì)使凝固時(shí)間提前而堵塞輸送設(shè)備。膠凝劑過少，則混合物凝固不夠快，灌入的漿液又會(huì)被沖走。另一個(gè)可變的因素是輸送噴槍的位置，包括膠凝劑的漿液是通過該輸送噴槍輸送的，當(dāng)將輸送噴槍上下移動(dòng)時(shí)，靜水頭將發(fā)生變化，這樣就會(huì)對混合漿液的輸送速度和各混合成份的供給產(chǎn)生影響。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種將速凝混合物輸送到使用現(xiàn)場的設(shè)備，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成份，上述第一配合成份包括由水泥、水和延遲劑組成的漿液，上述第二配合成份為上述漿液的膠凝劑，上述設(shè)備包括通過主供應(yīng)管線供應(yīng)第一配合成份的裝置，流過主供應(yīng)管線的第一配合成分的流速監(jiān)測裝置，通過副管線向主供應(yīng)管線供應(yīng)膠凝劑的裝置，流過副管線的第二配合成份的流速監(jiān)測裝置，上述主供應(yīng)管線與輸送噴槍相連接，當(dāng)混合物在使用現(xiàn)場遞送時(shí);上述輸送噴槍的位置可以改變，以及為減少監(jiān)測流速值和參考流速值之間的差別而對膠凝劑流速進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種速凝混合物輸送到使用現(xiàn)場的設(shè)備，上述混合物包括第一配合成份和第二配合成份，上述第一配合成份包括由水泥、水和延遲劑組成的漿液，上述第二配合成份為上述漿液的膠凝劑，上述設(shè)備包括通過主供應(yīng)管線供應(yīng)第一配合成分的裝置，流過主供應(yīng)管線的第一配合成份的流速監(jiān)測裝置，通過副管線向主供應(yīng)管線供應(yīng)膠凝劑的裝置，流過副管線的第二配合成分的流速監(jiān)測裝置，為減少監(jiān)測流速值和參考流速值之間的差別對膠凝劑流速進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置，設(shè)于主供應(yīng)管線內(nèi)的噴咀裝置，該噴咀裝置與沖洗劑壓力供應(yīng)源連通，從而可對副管線與主供應(yīng)管線連接處或其下游處的主供應(yīng)管線進(jìn)行清洗。
一般來說，水泥漿和活化劑通過主供應(yīng)管線的輸送端處的管內(nèi)靜態(tài)混合器進(jìn)行混合。對膠凝劑成份的選擇是根據(jù)水泥漿中自身凝固成份的性質(zhì)進(jìn)行的。最好膠凝劑為下列硅酸鈉，硫酸鋁，硫酸鎂，或類似物的一種或幾種。由于上述膠凝劑會(huì)很快起作用，這樣水泥漿就會(huì)含有了抵抗沖走延遲劑，如溶于水的自然或合成聚合物，該聚合物會(huì)裹在水泥或其它自身凝固材料顆粒周圍，從而防止了上述顆粒被孔隙中存留的靜態(tài)水或流動(dòng)水沖走。通過調(diào)節(jié)延遲劑的用量，可以使膠凝劑相對于水泥或其它水硬性成分的用量上升至8%，最好為3%或4%，這樣更可更好地對灌注速度進(jìn)行控制。
水泥可以是普通波特蘭水泥，火山灰或類似材料，如粉碎的煤灰，高爐快渣或類似物。另外;還可以使用砂和/或骨料和填料，如膨潤土。最好選擇合適的延遲劑，以便使存放在貯存罐中的漿液存放幾個(gè)小時(shí)，如6個(gè)小時(shí)，抵抗沖走的延遲劑可是羥乙基纖維素醚或類似物。按重量百分比計(jì)算，抗沖走延遲劑的用量占水泥或其它干水硬性成分的0.5%。當(dāng)上述延遲劑還不能充分影響水泥混合物凝固或強(qiáng)化速度時(shí)，還可加入添加劑。最好加入防泡劑，以避免發(fā)生夾雜空氣削弱凝固材料強(qiáng)度的現(xiàn)象。
當(dāng)輸送速凝材料時(shí)，在每次輸送作業(yè)或灌注作業(yè)的最后，要將輸送設(shè)備中的速凝材料清洗干凈。否則，速凝材料會(huì)在輸送噴槍中變成固體。僅僅將供水線與主供應(yīng)管線相連;并用水進(jìn)行沖洗的辦法證明是不可靠的。其結(jié)果是，輸送噴槍堵塞，不能再用。
本發(fā)明的另一方面是提供一種如上所述的設(shè)備，它包括設(shè)置在主供應(yīng)管線內(nèi)的噴嘴裝置，該噴嘴裝置與沖洗劑壓力供應(yīng)源相連通，以便對副管線與主供應(yīng)管線相連處或其下游處的主供應(yīng)管線進(jìn)行沖洗。
通常隧道或其它使用現(xiàn)場處的水壓力太低或經(jīng)常變化，以至于用噴嘴都不能進(jìn)行正常沖洗。因此，本發(fā)明的再一個(gè)方面是提供一種設(shè)備，該設(shè)備包括水泵，該水泵可增加或提供通向噴嘴裝置水流的壓力，副管線中的壓力傳感裝置，以及當(dāng)副管線中的壓力低于預(yù)定界限值時(shí)，可使水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)副管線中的壓力高于預(yù)定界限值時(shí)，可使水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。這樣就可以避免把沖洗水不必要地混入待輸送的漿液中。
本發(fā)明的再一個(gè)方面是提供一種將速凝水泥漿輸送到使用現(xiàn)場的方法，而上述水泥漿的凝固速度基本保持不變，該方法步驟包括通過主供應(yīng)管線供應(yīng)包括水、水泥和凝固延遲劑的漿液，對流過主供應(yīng)管線中的漿液流速進(jìn)行監(jiān)測;
通過與主供應(yīng)管線連接的副管線供應(yīng)漿液活化劑，監(jiān)測流過副管線中活化劑的流速;
將活化劑流速測定值與參考流速值進(jìn)行比較，該參考流速值是根據(jù)活化后漿液的預(yù)定凝固速度來確定的。
調(diào)整活化劑的流速，消除監(jiān)測值與參考值之間的差額。
本發(fā)明還有一個(gè)方面在于提供一種如上所述的方法，該方法包括下列步驟在主副管線連接位置上游的主供應(yīng)管線中設(shè)置噴嘴裝置，將噴嘴裝置與沖洗劑壓力供應(yīng)源連通，用水對主供應(yīng)管線進(jìn)行沖洗。最好設(shè)置一個(gè)可提高送入噴嘴中的沖洗劑壓力的泵，測定副管線中的壓力，當(dāng)副線中的壓力低于預(yù)定的界限值時(shí)，使泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)副管線中的壓力高于預(yù)定界限值時(shí)，使泵起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面參照附圖
對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述，該附圖為本發(fā)明設(shè)備的簡化示意圖。
水泥漿通過主供應(yīng)管線2輸送，該水泥漿包括水泥、水、凝固延遲劑以及其它選擇的添加劑(膠凝劑除外)。上述材料從圖中右邊流入到左邊，到達(dá)一個(gè)或多個(gè)輸送噴槍中，該輸送噴槍用于使水泥漿流入隧道襯砌塊與隧道洞壁之間的空隙中，為了在輸送噴槍處產(chǎn)生足夠的壓力，設(shè)置了泵4，圖中為2級(jí)泵。最好泵的排放量不受壓力和流速的影響。
將可使水泥漿發(fā)生凝固的膠凝劑溶液從副管線8加入主供應(yīng)管線2中，上述副管線8的前端在標(biāo)號(hào)6處(圖中僅部分示出)與主供應(yīng)管線2連通。膠凝劑是膠凝劑泵10以一定的壓力提供的。
漿液流過主供應(yīng)管線2的流速可通過泵4的泵控制裝置(未示出)加以調(diào)節(jié)。當(dāng)輸送噴槍位于較低位置隧道底部處或位于較高位置隧道頂部時(shí)，由于所產(chǎn)生的靜態(tài)水頭的變化，上述流速也會(huì)變化。
控制膠凝劑加入時(shí)的速度，以適應(yīng)水泥漿流速的變化是很重量的一點(diǎn)，否則凝固速度就會(huì)發(fā)生不希望的變化。為此，在主供應(yīng)管線上設(shè)有流速表12，以便提供可反映流速的信號(hào)，該信號(hào)通過線14輸送到控制系統(tǒng)18的程序邏輯部件(PLU)16，另外，部件16還接收反映膠凝劑流速的信號(hào)，該信號(hào)由副管線8上的磁式流速表22通過線20傳送。
為了反映出根據(jù)所需凝固速度而需要的膠凝劑比例，可按一定方式(這里沒說明)為程序邏輯部件設(shè)定一個(gè)參考輸入信號(hào)。程序邏輯部件將上述的參考信號(hào)數(shù)值及反映膠凝劑流速的信號(hào)數(shù)值進(jìn)行比較，在線24上產(chǎn)生一個(gè)可控制膠凝劑泵10的輸出信號(hào)，以減小參考信號(hào)數(shù)值與流速信號(hào)數(shù)值之間的差。
由于供給噴槍中的混合物很快會(huì)發(fā)生凝固，所以每次操作完畢之后，用水將設(shè)備中的混合物完全沖刷干凈是很重要的。為此，在管段6內(nèi)部裝有由水管線28供水的噴嘴26，上述管段6處連有膠凝劑副管線8。因此通過噴嘴6提供壓力水，便會(huì)有效地將上述連接處及其下游處的主供應(yīng)管線2和噴槍內(nèi)部清洗干凈。設(shè)置泵30是為了使水按預(yù)定速度輸送出。
壓力傳感器32通過線34將信號(hào)送入程序邏輯部件16中，當(dāng)該信號(hào)表明副管線8中的壓力低于預(yù)定限定值時(shí)，則說明此時(shí)操作人員正使用該設(shè)備，并且使泵30停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓力傳感器32所產(chǎn)生的信號(hào)表明副管線8中的壓力高于預(yù)定限定值時(shí)，則說明此時(shí)操作人員已經(jīng)結(jié)束操作，并關(guān)閉了可中止膠凝劑供應(yīng)的閥36，相應(yīng)地，程序邏輯部件16通過線38會(huì)使供水泵30運(yùn)轉(zhuǎn)，而使水泥漿泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)操作人員可將清洗用水送入噴嘴26，以便將主供應(yīng)管線2的前端及連接的噴槍中的材料清除出去。
權(quán)利要求
1.一種將速凝混合物輸送到使用現(xiàn)場的設(shè)備，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成分，上述第一配合成分包括由水泥、水和延遲劑組成的漿液，上述第二配合成分為上述漿液的膠凝劑，所述設(shè)備包括通過主供應(yīng)管線供應(yīng)第一配合成分的裝置，流過主供應(yīng)管線的第一配合成分的流速監(jiān)測裝置，通過副管線向主供應(yīng)管線供應(yīng)膠凝劑的裝置，流過副管線的第二配合成分的流速監(jiān)測裝置上述主供應(yīng)管線與輸送噴槍相連接，而當(dāng)混合物在使用現(xiàn)場遞送時(shí)，可改變上述輸送噴槍的位置，以及為減少監(jiān)測流速值與參考流速值之間的差額而對膠凝劑流速進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置。
2.一種將速凝混合物輸送到使用現(xiàn)場的設(shè)備，上述混合物包括第一配合成分和第二配合成分，上述第一配合成分包括由水泥、水和延遲劑組成的漿液，上述第二配合成分為上述漿液的膠凝劑，所述設(shè)備包括通過主供應(yīng)管線供應(yīng)第一配合成分的裝置，流過主供應(yīng)管線的第一配合成分的流速監(jiān)測裝置，通過副管線向主供應(yīng)管線供應(yīng)膠凝劑的裝置，流過副管線的第二配合成分的流速監(jiān)測裝置，為減少監(jiān)測流速值和參考流速值之間的差別對膠凝劑流速進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置，以及設(shè)于主供應(yīng)管線內(nèi)的噴咀裝置，該噴咀裝置與沖洗劑壓力供應(yīng)源連接，從而可對副管線與主供應(yīng)管線連接處或其下游處的主供應(yīng)管線進(jìn)行清洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括可增加或提供送入噴咀裝置的沖洗劑壓力的泵，副管線中壓力傳感的裝置，以及當(dāng)副管線中的壓力低于預(yù)定界限值時(shí)，可使所述泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)副管線中的壓力高于預(yù)定界限值時(shí)，可使所述泵運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。
4.一種將速凝水泥漿通過輸送噴槍輸送到使用現(xiàn)場的方法，當(dāng)輸送上述混合物時(shí)，上述輸送噴槍的位置可以改變，但該混合物的凝固速度基本保持不變，該方法步驟包括通過主供應(yīng)管線供應(yīng)包括水、水泥和凝固延遲劑的漿液，對流過主供應(yīng)管線中的漿液流速進(jìn)行監(jiān)測;通過與主供應(yīng)管線連接的副管線供應(yīng)漿液膠凝劑，監(jiān)測流過副管線中膠凝劑的流速;將膠凝劑流速測定值與參考流速值進(jìn)行比較，該參考流速值是根據(jù)包括膠凝劑的漿液的預(yù)定凝固速度來確定的;調(diào)整膠凝劑的流速，以便消除監(jiān)測值與參考值之間的差額。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于該方法還包括以下步驟，即在主副管線連接位置的上游處的主供應(yīng)管線中設(shè)置噴咀裝置，將噴咀裝置與沖洗劑壓力供應(yīng)源連通，用沖洗劑對主供應(yīng)管線進(jìn)行沖洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于該方法還包括以下步驟，即將沖洗劑用泵送入噴咀裝置中，測定副管線中的壓力，當(dāng)副管線中的壓力低于預(yù)定界限值時(shí)使泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)副管線中的壓力高于預(yù)定界限值時(shí)，使泵運(yùn)轉(zhuǎn)。
7.如說明書中所描述的將速凝混合物輸送到使用現(xiàn)場的設(shè)備。
8.如說明書中所描述的將速凝混合物輸送到使用現(xiàn)場的方法。
全文摘要
為了使速凝水泥混合物按要求凝固，測定不含膠凝劑的主供應(yīng)管線中漿液的速度，同時(shí)測定膠凝劑的流速，當(dāng)膠凝劑的實(shí)際測定流速與預(yù)定流速值不同時(shí)，調(diào)整膠凝劑的流速。
文檔編號(hào)B01F15/04GK1058560SQ9110509
公開日1992年2月12日 申請日期1991年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月22日
發(fā)明者M·F·安內(nèi)特, B·弗朗斯, J·R·鮑威爾 申請人:福斯洛克國際有限公司