一种智能高压旋喷机的制作方法

1.本发明涉及施工设备技术领域，特别是一种智能高压旋喷机。


背景技术：

2.高压旋喷机，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接水泥加固体的设备，其具有施工占地少、振动小、噪音较低的优点。高压旋喷机主要结构包括动力设备、钻柱和喷嘴等，工作时动力设备经顶块将多根钻柱首尾相连垂直压入或钻入土内，工作时配套的空压机输出压缩空气将水泥砂浆经动力设备上端的连接机构、钻柱内从钻柱最下端的喷嘴旋转喷出，进而对地面之下由下至上进行砂浆旋转喷浆作业。
3.实际情况下，高压旋喷机工作时，有发生水泥砂浆堵塞在连接机构和砂浆站之间管道(该处管道一般不是垂直分布，所有有机率堵塞)内的机率，也就是说水泥砂浆不能进入钻柱内，现有的高压旋喷机没有一种有效的监测设备，这样由于没有水泥砂浆进入地面之下，会对施工质量带来影响，通常情况下都是在停机后相关人员才能发现问题，进而重新进行水泥砂浆的旋喷灌注，上述方式不但会给工作人员带来极大不便，而且也不利于提高工作效率，并增加了施工成本。还有就是，现有的高压旋喷机旋喷灌浆时，是单一压缩空气作为动力驱动水泥砂浆进入钻柱及地面之下、由于驱动力单一且作用力相对有限，当水泥砂浆因为喷嘴性能不好，或者其他原因有机率会造成砂浆之间断层，也就是说水泥砂浆喷灌到地面之下后不连续，由此对整体施工质量带来不利影响。综上所述，提供一种能监测连接机构和砂浆站之间管道是否堵塞，还能通过振动力作用于喷灌后水泥砂浆，达到更好施工质量效果的高压旋喷机显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有高压旋喷机由于结构所限，无法监测连接机构和砂浆站之间管道内水泥砂浆是否堵塞，不能有效保证喷灌入地面之下的水泥砂浆连续不断层，由此会给工作人员带来不便，也不利于提高工作效率，并增加了施工成本及会对整体施工质量带来不利影响的弊端，本发明提供了基于高压旋喷机本体，应用中在相关机构及电路共同作用下，能实时监测水泥砂浆是否堵塞不供料，发生堵塞的第一时间能无线提示施工人员进行检查、防止后续反复施工带来的不便，还能在施工中通过振动电机对钻柱内的水泥砂浆进行振动、且能每间隔一定时间停止水泥砂浆进料，单独通过压缩空气对进入钻柱内的水泥砂浆进行压缩，有效防止了进入地面之下水泥砂浆断层，给工作人员带来了便利，并提高了工作效率，且保证了整体施工质量的一种智能高压旋喷机。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种智能高压旋喷机，包括高压旋喷机本体、电磁阀、振动电机，其特征在于还具有时控电路、接收电路、探测机构；所述探测机构包括壳体、蓄电池a、电源开关、光电开关和发射电路，壳体分为上下两部分，壳体的下端安装有连接管，光电开关安装在连接管一侧端下部、且光电开关的探测头朝向连接管内部；所述电磁阀有三套，第一套电磁阀一端和高压
旋喷机本体配套砂浆站的出料管连接，第一套电磁阀另一端和一根立管一端连接，连接管的另一侧端安装在立管侧端，立管另一端和第二套电磁阀一端连接，第二套电磁阀另一端和高压旋喷机本体连接机构的管道上端连接，连接机构的管道侧和第三套电磁阀一端连接，第三套电磁阀另一端和高压旋喷机本体配套的空压机气体输出端连接；所述蓄电池a、电源开关和发射电路安装在壳体上端内；所述时控电路、接收电路安装在元件盒内，振动电机安装在高压旋喷机本体的顶块侧端；所述时控电路的电源输出端和三套电磁阀的电源输入端分别电性连接；所述光电开关的信号输出端和发射电路的信号输入端电性连接。
7.进一步地，所述第一套及第二套电磁阀是常闭阀芯电磁阀，第三套电磁阀是常开阀芯电磁阀。
8.进一步地，所述时控电路是微电脑时控开关。
9.进一步地，所述接收电路包括电性连接的dc-dc电源模块、无线接收电路模块、电阻、npn三极管和蜂鸣器，电源模块的正极电源输出端和无线接收电路模块的正极电源输入端、蜂鸣器正极电源输入端连接，电源模块的负极电源输出端和无线接收电路模块的负极电源输入端、npn三极管发射极连接，无线接收电路模块的输出端和电阻一端连接，电阻另一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接。
10.进一步地，所述探测机构的光电开关是pnp型反射光电开关。
11.进一步地，所述发射电路包括电性连接的二极管、电阻、npn三极管、无线发射电路模块、压力开关继电器，压力开关安装在连接管侧端上部，压力开关一端和继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，压力开关另一端和第一只二极管正极连接，第一只二极管负极和第二只二极管负极、电阻一端连接，电阻另一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接,无线发射电路模块的其中一只无线信号发射按键下两个触点电性连接在一起，无线发射电路模块的正极电源输入端和继电器常开触点端连接，无线发射电路模块的负极电源输入端和npn三极管发射极连接。
12.本发明有益效果是：本发明基于高压旋喷机本体，其他使用方法和现有高压旋喷机完全一致。本发明中，时控电路能每间隔一定时间关闭砂浆站的出料管，并打开第三套电磁阀，这样空压机输出的压缩空气会单独直接进入钻柱内，将钻柱内及地面之下灌入的水泥砂浆充分压紧、压实。本发明中，振动电机在旋喷水泥砂浆中，能通过振动电机振动作用力更好的将进入钻柱及地面之下的水泥砂浆进行振动压实，有效防止了水泥砂浆断层。光电开关及压力开关等能实时监测水泥砂浆是否堵塞不供料，发生堵塞的第一时间能无线提示施工人员进行检查、防止后续反复施工带来的不便。本发明给工作人员带来了便利，并提高了工作效率，且保证了整体施工质量。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。
附图说明
13.以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。
14.图1是本发明整体结构及局部放大结构示意图。
15.图2、3是本发明电路图。
具体实施方式
16.图1、2、3中所示，一种智能高压旋喷机，包括高压旋喷机本体1，电磁阀dc1、dc2、
dc3(工作电压直流12v、功率5w)，振动电机m，还具有时控电路2、接收电路3、探测机构；所述探测机构包括壳体4、蓄电池ag1、电源开关s1、光电开关a1和发射电路5，中空密封壳体4上端内有个隔板41将壳体分为上下两部分，壳体4的下端中部焊接有一只
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型和壳体内互通的连接管42，光电开关a1横向安装在连接管42右端下部靠上位置、且光电开关a1的探测头朝向连接管42内下左部；所述电磁阀有三套，第一套电磁阀dc1一端和高压旋喷机本体配套的砂浆站的出料管6经螺纹连接，第一套电磁阀dc1另一端和一根立管7一端经螺纹连接，连接管42的左侧端水平安装在立管7的右端中部且和立管内互通，立管7另一端和第二套电磁阀dc2一端经螺纹连接，第二套电磁阀dc2另一端和连接机构8的管道上端管道经螺纹连接，连接机构8的管道(下端安装在顶块上端)处的右侧端中部焊接有一根分管9，分管9和第三套电磁阀dc3一端经螺纹连接，第三套电磁阀dc3另一端和高压旋喷机本体配套的空压机气体输出端经软管10连接；所述蓄电池ag1、电源开关s1和发射电路5安装在壳体4上端中部的电路板上；所述时控电路2、接收电路3安装在元件盒11内电路板上，元件盒11安装在高压旋喷机的驾驶室内，振动电机m安装在高压旋喷机本体的顶块12前侧端。
17.图1、2、3中所示，第一套电磁阀dc1及第二套电磁阀dc2是常闭阀芯电磁阀，第三套电磁阀dc3是常开阀芯电磁阀。时控电路a3是微电脑时控开关。接收电路包括经电路板布线连接的dc-dc电源模块a4、型号sf50的无线接收电路模块a5、电阻r2、npn三极管q2和蜂鸣器b，电源模块a4的正极电源输出端3脚和无线接收电路模块a5的正极电源输入端1脚、蜂鸣器b正极电源输入端连接，电源模块a4的负极电源输出端4脚和无线接收电路模块a5的负极电源输入端3脚、npn三极管q2发射极连接，无线接收电路模块a5的输出端4脚和电阻r2一端连接，电阻r2另一端和npn三极管q2基极连接，npn三极管q2集电极和蜂鸣器b负极电源输入端连接。探测机构的蓄电池ag1是型号12v/5ah的锂蓄电池，电源开关s1是拨动电源开关、其操作手柄位于元件盒前端开孔外；光电开关a1是pnp型反射开关成品。发射电路包括经电路板布线连接的二极管vd1及vd2、电阻r1、npn三极管q1、型号sf50的无线发射电路模块a2、压力开关sk(经导线连接)、继电器k1，压力开关sk安装在连接管42右端上部，压力开关sk一端和继电器k1正极电源输入端及控制电源输入端连接，压力开关sk另一端和第一只二极管vd2正极连接，第一只二极管vd2负极和第二只二极管vd1负极、电阻r1一端连接，电阻r1另一端和npn三极管q1基极连接，npn三极管q1集电极和继电器k1负极电源输入端连接；无线发射电路模块a2的第一只无线信号发射按键d1下两个触点经导线连接在一起，无线发射电路模块2的正极电源输入端和继电器k1常开触点端连接，无线发射电路模块a2的负极电源输入端和npn三极管q1发射极连接。
18.图1、2、3所示，高压旋喷机内的蓄电池g2两极和时控电路a3电源输入两端1及2脚、接收电路的电源输入两端电源模块a4的1及2脚、振动电机m(电源输入端经一只电源开关s2和蓄电池两极分别经导线连接)电源输入两端分别经导线连接，时控电路a3的电源输出端3、4脚和三套电磁阀dc1、dc2、dc3的电源输入端分别经导线连接。蓄电池ag1的正极和电源开关s1一端经导线连接，电源开关s1另一端、蓄电池ag1和光电开关a1电源输入端1及2脚、发射电路电源输入端压力开关sk另一端及npn三极管q1发射极分别经导线连接，光电开关a1的信号输出端3脚和发射电路的信号输入端二极管vd1正极经导线连接。蓄电池ag1的两极并联有一只电源插座cz，蓄电池ag1无电时可把外部12v电源充电器插头插入充电插座cz内为其充电。
19.图1、2、3所示，本发明基于高压旋喷机本体1，其他使用方法和现有高压旋喷机完全一致，工作时动力设备经顶块12将多根钻柱13首尾相连垂直压入或钻入土内，工作时配套的空压机输出压缩空气将水泥砂浆经动力设备上端的连接机构管道、阀芯打开的电磁阀dc1、dc2、钻柱内从钻柱最下端的喷嘴14旋转喷出，进而对地面之下由下至上进行砂浆旋转喷浆作业(钻柱灌注完毕后取出，动力设备其他机构取走钻柱)。打开电源开关s1后，光电开关a1及发射电路得电工作，和振动电机m相连的电源开关s2打开后，振动电机m得电工作经顶块12对钻柱13内的水泥砂浆进行振动，这样能通过振动电机m振动作用力更好的将进入钻柱13及地面之下的水泥砂浆进行振动压实，有效防止了地面之下水泥砂浆断层。本发明中，时控开关a3得电工作后在其内部电路及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，能每间隔一段时间输出电源(比如每间隔2分钟输出20秒钟电源)进入三套电磁阀dc1、dc2、dc3的电源输入端，于是，电磁阀dc1及dc2会每间隔2分钟得电工作20秒钟、内部阀芯每间隔2分钟关闭20秒钟，电磁阀dc3会每间隔2分钟得电工作20秒钟，内部阀芯每间隔2分钟打开20秒钟。电磁阀dc1、dc2阀芯关闭、电磁阀dc3阀芯打开的时间内，砂浆站的出料管输出的水泥砂浆暂时不进入钻柱13内，空压机输出的压缩空气会单独直接进入钻柱13内(气压过高时会经连接机构的泄压阀排出)，将钻柱13内及地面之下灌入的水泥砂浆充分压紧、压实(且也防止了水泥砂浆断层)。当时控开关a3的3及4脚停止输出电源的时间内，三套电磁阀dc1、dc2、dc3全部失电，这样，砂浆站的出料管输出的水泥砂浆又会进入钻柱13内，空压机输出的压缩空气不再直接进入钻柱13内，恢复为地面之下灌注水泥砂浆。
20.图1、2、3所示，本发明灌注砂浆中，砂浆会不断经连接机构管道、阀芯打开的电磁阀dc1、dc2、钻柱内从钻柱上端，然后从钻柱最下端的喷嘴14旋转喷出，水泥砂浆流出中会阻断光电开关a1发射头发射出的红外光束(即使电磁阀dc1、dc2得电阀芯关闭，但是在立管7内会有砂浆余留，仍然会阻断光电开关a1发射头发射出的红外光束)，光电开关a1在其内部电路作用下3脚无输出。当工作时因各种原因导致砂浆站砂浆不再经立管进入钻柱及地面之下时(由于电磁阀dc1、dc2打开，如果没有后续的砂浆流入，立管内将没有砂浆余留)，光电开关a1的探测头前端由于没有了阻挡物其3脚会输出高电平经二极管vd1单向导通进入电阻r1，高电平经电阻r1降压限流进入npn三极管q1的基极，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器k1负极电源输入端，继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而无线发射电路模块a2得电发射出第一路无线闭合信号(发射按键d1下两个触点预先连在一起)。实际工作时，如果经立管7等内进入钻柱13内的水泥砂浆及压缩空气相对通畅，也就是说泄压阀工作正常时，压力开关sk内部触点开路，那么继电器k1不会得电，无线发射电路模块a2不会发射出第一路无线闭合信号；如果经立管7等进入钻柱13内的水泥砂浆及压缩空气不通畅，也就是说泄压阀工作不正常不能泄压时，压力开关sk内部触点会闭合，这样12v电源正极会经二极管vd2单向导通进入电阻r1，高电平经电阻r1降压限流进入npn三极管q1的基极，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器k1负极电源输入端，继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而无线发射电路模块a2得电发射出第一路无线闭合信号。动力设备(履带式)上的蓄电池g2输出的电源进入电源模块a4后，电源模块a4会将输入的24v直流电源转换为12v直流电源进入无线接收电路模块的电源输入端，无线接收电路模块a5处于得电工作状态。当无线发射电路模块a2发射出第一路无线信号、无线接收电路模块a5接收到后其4脚会输出高电平经电阻r2降压限流进入npn三
极管q2的基极，npn三极管q2导通集电极输出低电平进入蜂鸣器b负极电源输入端，于是，蜂鸣器b得电发出响亮提示声音，驾驶室内人员听到蜂鸣器b发声后，就能直观知道水泥砂浆因各种原因停止供给了，或者泄压阀等出现了问题，就可及时停机对故障点进行针对性检修排除，防止了后续反复施工带来的不便，并防止了钻柱等内压力过大导致的不可预见意外事故的发生。本发明给工作人员带来了便利，并提高了工作效率，且保证了整体施工质量。图3中，电阻r1、r2阻值是1k；二极管vd1、vd2型号是1n4007；继电器k1是dc12v继电器；npn三极管q1、q2型号是9013；电源模块a4是输入电压12v-72v转直流12v的直流转直流开关电源模块成品；蜂鸣器b是型号sf12v的有源连续声蜂鸣报警器成品；光电开关a1是型号e3k100-20的pnp型红外反射光电开关成品，工作电压直流12v，其具有三根连接线，其中两根1、2脚是电源输入线，另一根3脚是信号输出线，光电开关的左端具有一个探测头，工作时其探测头的发射头会发射出红外光束，当最远20厘米范围内，探测头发射出的红外光束被物品阻挡、经探测头并列的接收头接收到后，信号输出线3脚不输出高电平，无物品阻挡时其信号输出线3脚输出高电平，在光电开关的壳体右端具有调节旋钮，调节旋钮向左调节其探测头的探测距离变近，向右调节时其探测头的探测距离变远(本实施例探测距离9厘米，能探测完垂直流经立管7内的水泥砂浆，由于光电开关a1横向安装在连接管42右端下部略靠上位置，立管内径大、完全能满足水泥砂浆流入流出、正常流入流出的水泥砂浆不会堆积在连接管内，因此不会造成误报警)；时控开关a3是型号kg316t的全自动微电脑时控开关成品，微电脑时控开关具有取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟七个按键，并具有两个电源输入端1、2脚，两个电源输出端3、4脚，使用者分别按动操作七只按键，可设定两个电源输出端输出电源的间隔时间和每次输出电源的时间；压力开关sk是可调常开触点压力开关成品。
21.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
22.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种智能高压旋喷机，包括高压旋喷机本体、电磁阀、振动电机，其特征在于还具有时控电路、接收电路、探测机构；所述探测机构包括壳体、蓄电池a、电源开关、光电开关和发射电路，壳体分为上下两部分，壳体的下端安装有连接管，光电开关安装在连接管一侧端下部、且光电开关的探测头朝向连接管内部；所述电磁阀有三套，第一套电磁阀一端和高压旋喷机本体配套砂浆站的出料管连接，第一套电磁阀另一端和一根立管一端连接，连接管的另一侧端安装在立管侧端，立管另一端和第二套电磁阀一端连接，第二套电磁阀另一端和高压旋喷机本体连接机构的管道上端连接，连接机构的管道侧和第三套电磁阀一端连接，第三套电磁阀另一端和高压旋喷机本体配套的空压机气体输出端连接；所述蓄电池a、电源开关和发射电路安装在壳体上端内；所述时控电路、接收电路安装在元件盒内，振动电机安装在高压旋喷机本体的顶块侧端；所述时控电路的电源输出端和三套电磁阀的电源输入端分别电性连接；所述光电开关的信号输出端和发射电路的信号输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种智能高压旋喷机，其特征在于，第一套及第二套电磁阀是常闭阀芯电磁阀，第三套电磁阀是常开阀芯电磁阀。3.根据权利要求1所述的一种智能高压旋喷机，其特征在于，时控电路是微电脑时控开关。4.根据权利要求1所述的一种智能高压旋喷机，其特征在于，接收电路包括电性连接的dc-dc电源模块、无线接收电路模块、电阻、npn三极管和蜂鸣器，电源模块的正极电源输出端和无线接收电路模块的正极电源输入端、蜂鸣器正极电源输入端连接，电源模块的负极电源输出端和无线接收电路模块的负极电源输入端、npn三极管发射极连接，无线接收电路模块的输出端和电阻一端连接，电阻另一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接。5.根据权利要求1所述的一种智能高压旋喷机，其特征在于，探测机构的光电开关是pnp型反射光电开关。6.根据权利要求1所述的一种智能高压旋喷机，其特征在于，发射电路包括电性连接的二极管、电阻、npn三极管、无线发射电路模块、压力开关继电器，压力开关安装在连接管侧端上部，压力开关一端和继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，压力开关另一端和第一只二极管正极连接，第一只二极管负极和第二只二极管负极、电阻一端连接，电阻另一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接,无线发射电路模块的其中一只无线信号发射按键下两个触点电性连接在一起，无线发射电路模块的正极电源输入端和继电器常开触点端连接，无线发射电路模块的负极电源输入端和npn三极管发射极连接。

技术总结
一种智能高压旋喷机，包括高压旋喷机本体、电磁阀、振动电机，还具有时控电路、接收电路、探测机构；探测机构包括壳体、蓄电池A、电源开关、光电开关和发射电路，壳体下安装有连接管，光电开关安装在连接管一侧，第一套电磁阀一端和出料管连接，第一套电磁阀另一端和立管一端连接，连接管另一侧安装在立管侧，立管另一端和第二套电磁阀一端连接，第二套电磁阀另一端和连接机构上端连接，连接机构侧和第三套电磁阀一端连接，第三套电磁阀另一端和空压机连接；蓄电池A、电源开关和发射电路安装在壳体内并电连接；时控电路、接收电路安装在元件盒内并电连接，振动电机安装在顶块侧。本发明给工作人员带来了便利且提高了效率，并保证了施工质量。工质量。工质量。


技术研发人员：杨志静 陈忠
受保护的技术使用者：杨志静
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/3/8