专利摘要:
本实用新型提供了一种泥水仓泥浆密度检测系统及泥水盾构机,泥水仓泥浆密度检测系统包括:盾体;测密度管路,包括抽浆管路和回浆管路;抽送泥浆泵,连在测密度管路上;密度计,安装在测密度管路上;第一压力传感器,连在测密度管路上且位于泥浆泵上游;第二压力传感器,连在测密度管路上且位于泥浆泵下游;第一阀门,连在抽浆管路上;第二阀门,连在回浆管路上;抽送泥浆泵的设置位置位于第一阀门和第二阀门之间。本实用新型通过压力传感器可监测泥浆泵的进出口压力,进而判断是否有故障发生。同时一旦有故障发生需要检修时,可通过阀门截断测密度管路,方便检修操作,且在不需要密度测量时,可避免泥浆进入抽送泥浆泵中,保证使用寿命。
公开号:CN214334581U
申请号:CN202120213563.4U
申请日:2021-01-26
公开日:2021-10-01
发明作者:丁梦俊;苏志学;贾金见;王又增;韩文鹏;李瑞石;张国良;李岩;张卫卫;袁浩浩
申请人:China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG;
IPC主号:G01N9-24
专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及泥水盾构技术领域,具体涉及一种泥水仓泥浆密度检测系统及泥水盾构机。
[n0002] 目前在山川海域地质条件下的隧道施工,通过泥水盾构机挖掘施工安全且高效,随着隧道施工智能化、信息化的推广,泥水盾构机主要参数高效获取、信息及时反馈仍然存在不足。盾构司机主要查看各系统相关流量、压力、液位、温度、密度、扭矩、推力等参数进行盾构掘进操作,对于泥水盾构环流系统掘进模式,泥水仓泥浆密度参数至关重要。根据泥水仓泥浆密度可预判盾构掘进过程中是否超挖、地层是否塌陷、是否遇孤石等问题。对于泥水仓泥浆密度的检测,目前常用的项目施工检测方式为人工取样检测,所取样品是已经抽至地面的泥浆,且采用差压密度计检测,该检测方式效果差,密度参数反馈不及时、不连续、不准确,反馈的不是泥水仓内泥浆的真实密度值,影响司机对盾构机泥水仓内开挖情况的预判。
[n0003] 对于此,授权公告号为CN211974972U的中国实用新型专利公开了一种可调密度的泥水土压双模式盾构机,包括盾体、设置在盾体前方的气垫仓和泥水仓、与泥水仓连通的进浆管路和排浆管路,还包括与泥水仓连通的用于测量泥水仓内泥浆密度的测密度管路,测密度管路包括管道,管道上设置有测密度循环泵(即抽送泥浆泵)以及密度计。测密度管路能够实现对泥水仓内泥浆密度的实时检测,反馈的是泥水仓内泥浆真实密度值,使得密度参数反馈及时、连续、准确,有助于司机对盾构机泥水仓内开挖情况进行判断。
[n0004] 但是在实际运行过程中,会出现各种突发状况,例如抽送泥浆泵的上游管路和下游管路堵塞,或者是抽送泥浆泵本身出现故障,导致泥浆无法顺利抽出,同时也无法顺利返排至泥水仓中,此时密度计将无法准确测得泥浆密度,需要对管路或者抽送泥浆泵进行检修。而现有的测密度管路无法自动监测故障是否发生,往往是故障出现一段时间后才能够知晓,影响故障的及时解除。并且,现有测密度管路直接与泥水仓连通,不但影响检修操作,而且在不需要密度测量时,泥浆也会进入抽送泥浆泵和密度计中,影响使用寿命。
[n0005] 本实用新型的目的在于提供一种能够自动监测是否有故障发生、且方便检修操作、同时在不需要密度测量时能够保证抽送泥浆泵使用寿命的泥水仓泥浆密度检测系统;本实用新型的目的还在于提供一种能够自动监测是否有故障发生、且方便检修操作、同时在不需要密度测量时能够保证抽送泥浆泵使用寿命的泥水盾构机。
[n0006] 为实现上述目的,本实用新型中的泥水仓泥浆密度检测系统采用如下技术方案:
[n0007] 一种泥水仓泥浆密度检测系统,包括:
[n0008] 盾体,盾体的前端有泥水仓;
[n0009] 测密度管路,测密度管路包括抽浆管路和回浆管路,抽浆管路具有与泥水仓连通的抽浆口,回浆管路具有与泥水仓连通的回浆口;
[n0010] 抽送泥浆泵,连接在测密度管路上,用于将泥水仓内的泥浆抽吸至测密度管路中、并将泥浆返排至泥水仓中;
[n0011] 密度计,安装在测密度管路上,用于检测泥浆的密度;
[n0012] 泥水仓泥浆密度检测系统还包括:
[n0013] 第一压力传感器,连接在测密度管路上且位于抽送泥浆泵的上游,用于检测抽送泥浆泵的进口压力;
[n0014] 第二压力传感器,连接在测密度管路上且位于抽送泥浆泵的下游,用于检测抽送泥浆泵的出口压力;
[n0015] 第一阀门,连接在抽浆管路上,用于控制抽浆管路的通断;
[n0016] 第二阀门,连接在回浆管路上,用于控制回浆管路的通断;
[n0017] 其中,抽送泥浆泵在测密度管路上的设置位置位于第一阀门和第二阀门之间。
[n0018] 上述技术方案的有益效果在于:由于泥水仓泥浆密度检测系统还包括第一压力传感器和第二压力传感器,可以检测抽送泥浆泵的进口压力和出口压力,因此通过监测进出口压力即可判断是否有故障发生,例如在压力过大时,说明管路发生堵塞,从而方便及时采取措施解除故障;同时由于抽浆管路上连接有第一阀门,方便控制抽浆管路的通断,回浆管路上连接有第二阀门,方便控制回浆管路的通断,这样一旦有故障发生需要检修时,可以通过第一阀门和第二阀门截断抽浆管路和回浆管路,方便进行检修操作,同时在不需要密度测量时,也可以截断测密度管路,避免泥浆进入抽送泥浆泵中,保证抽送泥浆泵的使用寿命。
[n0019] 进一步的,为了方便各器件的布置,同时避免各器件承受高压,保证各器件的使用寿命,盾体包括设置在泥水仓后方的气垫仓以及设置在气垫仓后方的中盾,抽浆管路和回浆管路分别贯穿气垫仓延伸至中盾内部,抽送泥浆泵、密度计、第一压力传感器、第二压力传感器、第一阀门以及第二阀门均位于中盾内部。
[n0020] 进一步的,为了在不需要密度测量时保证各器件的使用寿命,密度计、第一压力传感器和第二压力传感器在测密度管路上的设置位置均位于第一阀门和第二阀门之间。
[n0021] 进一步的,为了避免泥水仓下部比较稠的泥浆进入抽浆管路,同时避免抽浆管路和回浆管路从气垫仓下部的泥浆中经过,抽浆口和回浆口均位于泥水仓的顶部。
[n0022] 进一步的,为了方便布置,节省上下方向上的空间,抽浆口和回浆口位于同一竖直高度,定义过盾体中心的竖直轴线为第一轴线,抽浆口和回浆口相对于第一轴线呈左右对称布置。
[n0023] 进一步的,为了方便布置,优化布局,抽送泥浆泵和第一压力传感器均连接在抽浆管路上,第二压力传感器连接在回浆管路上。
[n0024] 进一步的,为了方便测量,密度计安装在回浆管路上且位于第二压力传感器的下游。
[n0025] 进一步的,为了提高测量准确性,密度计为放射性密度检测仪。
[n0026] 进一步的,为了方便使用,第一阀门和第二阀门均为气动刀闸阀。
[n0027] 为实现上述目的,本实用新型中的泥水盾构机采用如下技术方案:
[n0028] 一种泥水盾构机,包括泥水仓泥浆密度检测系统,泥水仓泥浆密度检测系统包括:
[n0029] 盾体,盾体的前端有泥水仓;
[n0030] 测密度管路,测密度管路包括抽浆管路和回浆管路,抽浆管路具有与泥水仓连通的抽浆口,回浆管路具有与泥水仓连通的回浆口;
[n0031] 抽送泥浆泵,连接在测密度管路上,用于将泥水仓内的泥浆抽吸至测密度管路中、并将泥浆返排至泥水仓中;
[n0032] 密度计,安装在测密度管路上,用于检测泥浆的密度;
[n0033] 泥水仓泥浆密度检测系统还包括:
[n0034] 第一压力传感器,连接在测密度管路上且位于抽送泥浆泵的上游,用于检测抽送泥浆泵的进口压力;
[n0035] 第二压力传感器,连接在测密度管路上且位于抽送泥浆泵的下游,用于检测抽送泥浆泵的出口压力;
[n0036] 第一阀门,连接在抽浆管路上,用于控制抽浆管路的通断;
[n0037] 第二阀门,连接在回浆管路上,用于控制回浆管路的通断;
[n0038] 其中,抽送泥浆泵在测密度管路上的设置位置位于第一阀门和第二阀门之间。
[n0039] 上述技术方案的有益效果在于:由于泥水仓泥浆密度检测系统还包括第一压力传感器和第二压力传感器,可以检测抽送泥浆泵的进口压力和出口压力,因此通过监测进出口压力即可判断是否有故障发生,例如在压力过大时,说明管路发生堵塞,从而方便及时采取措施解除故障;同时由于抽浆管路上连接有第一阀门,方便控制抽浆管路的通断,回浆管路上连接有第二阀门,方便控制回浆管路的通断,这样一旦有故障发生需要检修时,可以通过第一阀门和第二阀门截断抽浆管路和回浆管路,方便进行检修操作,同时在不需要密度测量时,也可以截断测密度管路,避免泥浆进入抽送泥浆泵中,保证抽送泥浆泵的使用寿命。
[n0040] 进一步的,为了方便各器件的布置,同时避免各器件承受高压,保证各器件的使用寿命,盾体包括设置在泥水仓后方的气垫仓以及设置在气垫仓后方的中盾,抽浆管路和回浆管路分别贯穿气垫仓延伸至中盾内部,抽送泥浆泵、密度计、第一压力传感器、第二压力传感器、第一阀门以及第二阀门均位于中盾内部。
[n0041] 进一步的,为了在不需要密度测量时保证各器件的使用寿命,密度计、第一压力传感器和第二压力传感器在测密度管路上的设置位置均位于第一阀门和第二阀门之间。
[n0042] 进一步的,为了避免泥水仓下部比较稠的泥浆进入抽浆管路,同时避免抽浆管路和回浆管路从气垫仓下部的泥浆中经过,抽浆口和回浆口均位于泥水仓的顶部。
[n0043] 进一步的,为了方便布置,节省上下方向上的空间,抽浆口和回浆口位于同一竖直高度,定义过盾体中心的竖直轴线为第一轴线,抽浆口和回浆口相对于第一轴线呈左右对称布置。
[n0044] 进一步的,为了方便布置,优化布局,抽送泥浆泵和第一压力传感器均连接在抽浆管路上,第二压力传感器连接在回浆管路上。
[n0045] 进一步的,为了方便测量,密度计安装在回浆管路上且位于第二压力传感器的下游。
[n0046] 进一步的,为了提高测量准确性,密度计为放射性密度检测仪。
[n0047] 进一步的,为了方便使用,第一阀门和第二阀门均为气动刀闸阀。
[n0048] 图1为本实用新型中泥水仓泥浆密度检测系统的结构示意图;
[n0049] 图2为图1的局部放大图;
[n0050] 图3为图1的局部侧视图。
[n0051] 图中:1-盾体;2-泥水仓;3-气垫仓;4-中盾;5-抽浆管路;51-抽浆口;6-回浆管路;61-回浆口;7-第一阀门;8-第二阀门;9-第一压力传感器;10-第二压力传感器;11-抽送泥浆泵;12-密度计;13-进浆管线;14-排浆管线。
[n0052] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型,即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[n0053] 因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[n0054] 需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[n0055] 以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
[n0056] 本实用新型中泥水仓泥浆密度检测系统的一个实施例如图1和图2所示,包括盾体1,盾体1的前端有泥水仓2,盾体1包括设置在泥水仓2后方的气垫仓3以及设置在气垫仓3后方的中盾4。
[n0057] 泥水仓泥浆密度检测系统还包括测密度管路,测密度管路包括抽浆管路5和与抽浆管路5连通的回浆管路6,结合图3所示,抽浆管路5具有与泥水仓2连通的抽浆口51,回浆管路6具有与泥水仓2连通的回浆口61。具体的,抽浆口51和回浆口61均位于泥水仓2的顶部,这样可以避免泥水仓2下部比较稠的泥浆进入抽浆管路5,保证测量结果,同时避免抽浆管路5和回浆管路6从气垫仓3下部的泥浆中经过,方便管路的布置。
[n0058] 进一步的,如图3所示,抽浆口51和回浆口61位于同一竖直高度,定义过盾体1中心的竖直轴线为第一轴线,抽浆口51和回浆口61相对于第一轴线呈左右对称布置,这样抽浆管路5和回浆管路6位于同一竖直高度,整个测密度管路为水平布置,从而方便测密度管路上各器件的布置,节省上下方向上的空间。需要说明的是,图1和图2为示意图,仅为了方便展示抽浆管路5和回浆管路6上连接有哪些器件,不代表回浆管路6位于抽浆管路5的上方。
[n0059] 泥水仓泥浆密度检测系统还包括连接在测密度管路上的抽送泥浆泵11,具体的,抽送泥浆泵11连接在抽浆管路5上,用于将泥水仓2内的泥浆抽吸至抽浆管路5中、并通过回浆管路6将泥浆返排至泥水仓2中。
[n0060] 泥水仓泥浆密度检测系统还包括连接在测密度管路上的第一压力传感器9和第二压力传感器10,具体的,第一压力传感器9连接在抽浆管路5上且位于抽送泥浆泵11的上游,用于检测抽送泥浆泵11的进口压力;第二压力传感器10连接在回浆管路6上且位于抽送泥浆泵11的下游,用于检测抽送泥浆泵11的出口压力。这样,通过监测抽送泥浆泵11的进出口压力即可判断是否有故障发生,例如在压力过大时,说明管路发生堵塞,从而方便及时采取措施解除故障。
[n0061] 泥水仓泥浆密度检测系统还包括安装在测密度管路上的密度计12,具体的,密度计12安装在回浆管路6上且位于第二压力传感器10的下游,用于检测泥浆的密度,密度计12具体为放射性密度检测仪,以提高测量准确性。
[n0062] 泥水仓泥浆密度检测系统还包括连接在抽浆管路5上的第一阀门7、连接在回浆管路6上的第二阀门8,第一阀门7用于控制抽浆管路5的通断,第二阀门8用于控制回浆管路6的通断,为了方便控制,同时方便连接到管路中使用,第一阀门7和第二阀门8均采用气动刀闸阀。
[n0063] 如图1和图2所示,抽浆管路5和回浆管路6分别贯穿气垫仓3延伸至中盾4内部,上述的抽送泥浆泵11、密度计12、第一压力传感器9、第二压力传感器10、第一阀门7以及第二阀门8均位于中盾内部,这些器件统一设置在中盾4内部,是为了方便各器件的布置,同时避免各器件承受气垫仓3内的高压,保证各器件的使用寿命。
[n0064] 同时如图1和图2所示,抽送泥浆泵11、密度计12、第一压力传感器9和第二压力传感器10在测密度管路上的设置位置均位于第一阀门7和第二阀门8之间,第一阀门7和第二阀门8分别位于靠近气垫仓3的位置,这样当第一阀门7和第二阀门8关闭时,就可以截断抽浆管路和回浆管路,将各器件完全阻隔,一方面方便在管路堵塞或者某个器件出现故障时进行检修操作,另一方面在不需要密度测量时,可以避免泥浆进入器件内部,保证各器件的使用寿命。
[n0065] 另外,如图1所示,进浆管线13用于向泥水仓2中打入泥浆,排浆管线14方便开挖后的泥浆混合物排出,实现泥水平衡式盾构,这一部分属于现有技术,本实用新型中不再详细介绍。
[n0066] 本实用新型的泥水仓泥浆密度检测系统在使用时,盾构机的主控室控制开启第一阀门7和第二阀门8,启动抽送泥浆泵11,抽送泥浆泵11通过抽浆管路5从泥水仓顶部的抽浆口51抽取泥浆,泥浆通过抽浆管路5穿过气垫仓3引到中盾4内抽送泥浆泵11的进口,第一压力传感器9和第二压力传感器10检测抽送泥浆泵11的进出口压力,泥浆通过回浆管路6回打至泥水仓2中。在此过程中,回浆管路6上安装的密度计12检测回浆管路中泥浆的密度并反馈参数至主控室,由于抽送泥浆泵1循环抽浆回打,便于浆液循环流动检测泥水仓泥浆密度。停止检测时,可停止抽送泥浆泵1,关闭两个阀门,上述操作即可完成泥水仓泥浆密度的检测。
[n0067] 本实用新型的泥水仓泥浆密度检测系统可满足泥水仓泥浆密度及时、连续、精准反馈,盾构司机根据此泥水仓泥浆密度可预判盾构掘进过程中是否超挖、地层是否塌陷、是否遇孤石等问题,及早发现及早采取措施进行预防。另外可根据泥水仓泥浆密度,往泥水仓注入膨润土进行泥水仓泥浆密度调节,达到泥水仓水土压力平衡,开挖面更稳定,保障施工安全。
[n0068] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,第一阀门和第二阀门也可以是液动刀闸阀或者其他任何能够控制管路通断的阀门。
[n0069] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,密度计也可以是差压式密度计或者其他任何能够检测泥浆密度的密度计。
[n0070] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,密度计也可以连接在抽浆管路上。
[n0071] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,抽送泥浆泵和第一压力传感器也可以均连接在回浆管路上,或者抽送泥浆泵、第一压力传感器和第二压力传感器也可以均连接在抽浆管路上。
[n0072] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,当抽浆口和回浆口位于同一竖直高度时,抽浆口和回浆口可以不是相对于第一轴线呈左右对称布置,而是均偏向左侧或者偏向右侧。
[n0073] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,抽浆口和回浆口也可以不在同一竖直高度,而是上下布置。
[n0074] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,抽浆口和回浆口也可以位于泥水仓的中部。
[n0075] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,密度计、第一压力传感器和第二压力传感器在测密度管路上的设置位置可以不在第一阀门和第二阀门之间,第一阀门和第二阀门虽然能够控制抽浆管路和回浆管路的通断,但其仅方便对抽送泥浆泵进行阻隔。
[n0076] 在泥水仓泥浆密度检测系统的其他实施例中,抽送泥浆泵、密度计、第一压力传感器、第二压力传感器、第一阀门以及第二阀门也可以均位于气垫仓内,此时抽浆管路和回浆管路只延伸到气垫仓内,此时为了避免各器件承受高压,可以设置一个大的密封壳体,将各器件罩设在内。
[n0077] 本实用新型中泥水盾构机的实施例为:泥水盾构机包括泥水仓泥浆密度检测系统,泥水仓泥浆密度检测系统的具体结构上述实施例中的泥水仓泥浆密度检测系统相同,在此不再重述。
[n0078] 以上所述,仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种泥水仓泥浆密度检测系统,包括:
盾体,盾体的前端有泥水仓;
测密度管路,测密度管路包括抽浆管路和回浆管路,抽浆管路具有与泥水仓连通的抽浆口,回浆管路具有与泥水仓连通的回浆口;
抽送泥浆泵,连接在测密度管路上,用于将泥水仓内的泥浆抽吸至测密度管路中、并将泥浆返排至泥水仓中;
密度计,安装在测密度管路上,用于检测泥浆的密度;
其特征在于,泥水仓泥浆密度检测系统还包括:
第一压力传感器,连接在测密度管路上且位于抽送泥浆泵的上游,用于检测抽送泥浆泵的进口压力;
第二压力传感器,连接在测密度管路上且位于抽送泥浆泵的下游,用于检测抽送泥浆泵的出口压力;
第一阀门,连接在抽浆管路上,用于控制抽浆管路的通断;
第二阀门,连接在回浆管路上,用于控制回浆管路的通断;
其中,抽送泥浆泵在测密度管路上的设置位置位于第一阀门和第二阀门之间。
[0002] 2.根据权利要求1所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,盾体包括设置在泥水仓后方的气垫仓以及设置在气垫仓后方的中盾,抽浆管路和回浆管路分别贯穿气垫仓延伸至中盾内部,抽送泥浆泵、密度计、第一压力传感器、第二压力传感器、第一阀门以及第二阀门均位于中盾内部。
[0003] 3.根据权利要求1或2所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,密度计、第一压力传感器和第二压力传感器在测密度管路上的设置位置均位于第一阀门和第二阀门之间。
[0004] 4.根据权利要求1或2所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,抽浆口和回浆口均位于泥水仓的顶部。
[0005] 5.根据权利要求4所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,抽浆口和回浆口位于同一竖直高度,定义过盾体中心的竖直轴线为第一轴线,抽浆口和回浆口相对于第一轴线呈左右对称布置。
[0006] 6.根据权利要求1或2所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,抽送泥浆泵和第一压力传感器均连接在抽浆管路上,第二压力传感器连接在回浆管路上。
[0007] 7.根据权利要求1或2所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,密度计安装在回浆管路上且位于第二压力传感器的下游。
[0008] 8.根据权利要求1或2所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,密度计为放射性密度检测仪。
[0009] 9.根据权利要求1或2所述的泥水仓泥浆密度检测系统,其特征在于,第一阀门和第二阀门均为气动刀闸阀。
[0010] 10.一种泥水盾构机,其特征在于,泥水盾构机包括权利要求1~9中任意一项所述的泥水仓泥浆密度检测系统。
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同族专利:
公开号 | 公开日
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|
2021-10-01| GR01| Patent grant|
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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