長螺旋壓灌樁自動控制器的製作方法

2023-12-01 05:41:31

專利名稱：長螺旋壓灌樁自動控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種長螺旋鑽機工作過程的控制裝置，具體地說是一種長 螺旋壓灌樁自動控制器。
背景技術：
長螺旋鑽孔壓灌樁又稱做長螺旋壓灌樁，是近年來發展起來的一種樁基施 工新工藝。其施工方法是用鑽機的長螺旋鑽杆先行鑽孔，成孔後，通過中空的 長螺旋鑽杆直接向孔內泵送砼漿料，從而使得成孔和灌注成樁一次完成。所用 的長螺旋鑽機主要包括有樁架、動力頭鑽進系統和巻揚機提升系統等部分。
目前在進行長螺旋壓灌樁的施工操作時，都是依靠人工觀察、憑工作經驗 對鑽機和砼輸送機構進行控制的。工作時，施工人員需要根據長螺旋鑽杆的提 升高度和砼槳料下落時在鈷杆內發出的聲響、或者根據鑽杆上部排氣孔的排氣 量以及排氣孔瞬間噴出的砼槳料等情況，來判斷輸送管線內所送砼漿料的量， 並依此向開泵司機發出相關信號。開泵司機依據相關信號控制砼輸送系統的送 料和停料。由於施工人員的經驗不同和存在的判斷誤差，以及因環境因素等原 因造成的信號傳送不及時或不到位等原因，使砼漿料的輸送量經常產生較大的 誤差，這就對樁基的施工質量帶來一定的不利影響。而在接近樁頂標高處所產 生的輸送過量的誤差，還會造成砼漿料的損失和浪費，並給下道工序的施工造 成一定的困難，同時還會形成一定的環境汙染。

實用新型內容
本實用新型的目的就是克服現有施工工藝存在的不足，提供一種長螺旋壓 灌樁自動控制器，以提高樁基礎的施工質量並減少原材料的損失和浪費。
本實用新型是這樣實現的 一種長螺旋壓灌樁自動控制器，該裝置包括有 控制計數開始的啟動傳感器、檢測動力頭升降高度的位置傳感器和檢測動力頭 進料口中砼漿料飽滿度的壓力傳感器，三個傳感器分別連接在帶有計數功能的 中央控制電路的信號輸入端，中央控制電路的一路信號輸出端連接到控制動力 頭升降的巻揚機的電源接觸器上，中央控制電路的另一路信號輸出控制砼輸送 泵的電源接觸器，電源與中央控制電路和各傳感器電連接。
本實用新型是利用計數器來控制中央控制電路，使之既可控制動力頭在樁 架上的下行行程，以實現成孔時的樁底自動標高，即自動控制鑽機的鑽孔深
度；同時，又可控制動力頭在樁架上的上行行程，以實現灌注成樁時的樁頂標 高準確，即自動控制砼漿料的輸送，當提鑽高度達到使鑽杆內的最後所有的砼 漿料可灌注到樁頂設計值時，自動切斷砼輸送泵的電源接觸器，使砼輸送泵停 止送料，從而準確地控制壓灌樁成樁的樁頂高度。
本實用新型在長螺旋鑽機上的使用，可以改變原有通過人工觀察、憑工作 經驗進行操作控制的工作模式，從而方便、準確、快捷地完成壓灌樁的砼灌注 成樁，提高了成樁質量，節約了施工人員。由於可使成樁時的樁頂準確達到設 計標高，因而有效地減少了砼漿料的損失和浪費，方便了下道工序的施工操 作，避免了由此形成的環境汙染。本實用新型可適用於各種型號的長螺旋鑽機 和各種砼輸送泵。
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳述。


圖l是本實用新型的電路結構框圖。
圖2是位置傳感器實施例的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本長螺旋壓灌樁自動控制器的核心部分為中央控制電路6。該
中央控制電路可以是用單片機和集成電路晶片搭接成的電腦智能控制電路，這
種集成電路包含有計數器的計數功能。中央控制電路6也可以採用由電源導入 開關、開關電源、時間繼電器、中間繼電器、繼電器和計數器等分立元件連接 組成的普通控制電路。在中央控制電路6的信號輸入端分別連接有控制計數開 始的啟動傳感器l、檢測動力頭升降高度的位置傳感器2和檢測動力頭進料口中 砼漿料飽滿度的壓力傳感器3。電源5與中央控制電路6和各傳感器電連接，以 提供直流工作電壓。中央控制電路6的一路信號輸出端連接到控制動力頭升降 的巻揚機的電源接觸器7上；中央控制電路6的另一路信號輸出用以控制砼輸送 泵的電源接觸器8。中央控制電路6的這路信號輸出端既可與砼輸送泵電源接觸 器8的控制端通過導線連接，以實現砼輸送泵工作狀態的有線控制；也可在中 央控制電路6中設置一個無線發射器，將砼輸送泵電源接觸器8的控制端通過導 線連接到一個遙控接收器的輸出端，這樣，就可用該遙控接收器接收中央控制 電路6發出的無線控制信號，從而實現砼輸送泵工作狀態的無線遙控控制。
如圖1所示，本實用新型還可在中央控制電路6的信號輸出端再連接一個有 線或無線控制開關4，這個控制開關是由負責往砼輸送泵內投料的工作人員進 行操控的。其作用是當砼漿料的送料車已經倒空、砼輸送泵內已無料可送、
而壓灌樁的砼漿料灌注仍在進行時，這時就需要司泵人員及時按下此開關，使 本自動控制器關斷，以使巻揚機停機——動力頭和長螺旋鑽杆的提升停止，使 砼輸送泵停機——砼漿料的灌注停止，這樣就可避免因灌注缺料而引發的斷樁 事故的發生，以保證成樁質量。
本實用新型中所使用的啟動傳感器l可以是設置在動力頭上的光電開關或行 程開關，與光電開關或行程開關配合的擋塊安裝在鑽機的樁架上，其安裝位置 應選擇在鑽機樁架的中部或者中間偏下的位置，以使動力頭在鑽孔和灌樁操作 時在樁架上的正常升降運行均能通過該擋塊，使中央控制電路可以開始計數。 當然，也可採用其他具有相同功效的傳感器。
本實用新型中所使用的位置傳感器2的一種實現方式如圖2所示，其結構是 在支架21上裝有轉動輪22和行程開關23，行程開關與轉動輪的輪輻相對，在轉 動輪的輪輻上均布有若干根輻條。位置傳感器2既可安裝在動力頭上，使轉動 輪22與鑽機樁架相貼合；也可安裝在鑽機樁架的上部，使轉動輪22與提升動力 頭的鋼絲繩相貼合。這樣，每當動力頭有升降運動時，即可帶動轉動輪22轉 動，行程開關23對輪輻上的輻條進行掃描計數，通過中央控制電路6折算出動 力頭升降的距離。當然也可採用其他具有相同功效的傳感器。
本實用新型中所使用的壓力傳感器3可採用具有檢測動力頭進料口中砼漿料 飽滿度這種功效的各種結構的壓力傳感器。
本實用新型的工作過程是首先，根據長螺旋鑽杆在全部提起時在動力頭 上安裝的啟動傳感器l距鑽機樁架上的擋塊的距離和需要鑽孔的深度，計算出 鑽杆下端到達鑽孔深度時動力頭上的啟動傳感器l下行超過擋塊的距離，並將 此長度作為樁底標高的設定值，輸入到中央控制電路6中。然後，再根據壓灌 樁所要求的成樁設計高度，計算出當提鑽高度達到使鑽杆內最後所有的砼漿料 可連續灌注到樁頂設計標高時啟動傳感器l隨動力頭上行超過擋塊的距離，並 將此長度作為樁頂標高的設定值，輸入到中央控制電路6中。
在將長螺旋鑽機移位到施工樁位後，即可通過中央控制電路6啟動鑽機的動 力頭鑽進系統進行鑽孔操作。隨著鑽孔的深入，長螺旋鑽杆就帶動動力頭在樁 架上逐步下行。當裝在動力頭上的啟動傳感器l經過樁架上的擋塊時，啟動傳 感器1即將啟動信號傳入中央控制電路6，使中央控制電路6開始計數，位置傳 感器2所測定的動力頭下降的數據信息隨之開始計入中央控制電路6中。當位置 傳感器2所測定的動力頭下降距離達到樁底標高的設定值時，中央控制電路6動 作，切斷巻揚機的電源接觸器7，使巻揚機帶動動力頭和鑽杆停止下降，同時
動力頭鑽進系統停機，鑽杆停鑽，此時即完成達到成孔所設定深度的樁孔。
在隨後開始的壓灌樁操作中，首先，巻揚機啟動，通過鋼絲繩拉動動力頭 和鑽杆一起緩慢上行。待動力頭上升一段距離並確認各道工序正常的情況下，
按下本自動控制器的啟動開關，通過中央控制電路6接通砼輸送泵的電源接觸 器8，使砼輸送泵開始通過連接管路和動力頭上的進料口向空心鑽杆內輸送砼 槳料，並通過鑽杆向樁孔內灌注砼漿料。
由於砼漿料的輸送速度要大於動力頭和鑽杆的提升速度，所以，每當輸送 的砼漿料灌滿整個鑽杆及其上部的動力頭進料口後，就會使動力頭進料口內的 壓力超過設定值。此時裝在動力頭進料口上的壓力傳感器3就會將此過壓信號 傳入中央控制電路6，使中央控制電路6動作，切斷砼輸送泵的電源接觸器8， 使砼輸送泵停止泵送砼漿料，而動力頭和鑽杆仍在巻揚機的帶動下緩慢上行。 與此同時，中央控制電路6開始延時計數。當達到延時設定值時(即在動力頭 和鑽杆沿樁架上行一段距離後)，自動接通砼輸送泵的電源接觸器8，使砼輸 送泵通電恢復泵送。
在動力頭提升經過樁架上的擋塊時，動力頭上的啟動傳感器l將啟動信號傳 入中央控制電路6，使中央控制電路6開始計數，位置傳感器2所測定的動力頭 上升數據信息隨之開始計入中央控制電路6中。當位置傳感器2所測定的動力頭 提升距離達到中央控制電路6內存入的樁頂標高設定值時，中央控制電路6動 作，切斷巻揚機的電源接觸器7，停止動力頭的提升。此時，砼輸送泵繼續輸 送砼漿料。待砼漿料灌滿並使動力頭進料口內的壓力超過設定值時，裝在動力 頭進料口上的壓力傳感器3將此過壓信號傳入中央控制電路6，使中央控制電路 6動作，切斷砼輸送泵的電源接觸器8，使砼輸送泵停止泵送砼漿料；另外，中 央控制電路6還同時接通巻揚機的電源接觸器7，使巻揚機緩慢提升動力頭和鑽 杆至工藝要求。在此過程中，鑽杆內最後所有的砼漿料就全部灌注到樁孔內， 使樁頂高度準確達到設計標高，由此完成本根壓灌樁的全部工藝流程。
對於採用分立元件連接組成的中央控制電路6，可採用磁保持繼電器和有記 憶功能的計數器，以實現中央控制電路的自保自鎖功能，在停電後仍可保持工 作狀態不變，從而在恢復供電後使本控制器能夠自動恢復停電前的正常工作狀 態。
權利要求1、一種長螺旋壓灌樁自動控制器，其特徵在於該裝置包括有控制計數開始的啟動傳感器(1)、檢測長動力頭升降高度的位置傳感器(2)和檢測動力頭進料口中砼漿料飽滿度的壓力傳感器(3)，三個傳感器分別連接在帶有計數功能的中央控制電路(6)的信號輸入端，中央控制電路(6)的一路信號輸出端連接到控制動力頭升降的卷揚機的電源接觸器(7)上，另一路信號輸出控制砼輸送泵的電源接觸器(8)，電源(5)與中央控制電路(6)和各傳感器電連接。
2、 根據權利要求l所述的長螺旋壓灌樁自動控制器，其特徵在於中央控制 電路(6)的信號輸出端與砼輸送泵的電源接觸器(8)的控制端通過導線連 接。
3、 根據權利要求l所述的長螺旋壓灌樁自動控制器，其特徵在於在中央控 制電路(6)中設有無線發射器，砼輸送泵電源接觸器(8)的控制端通過導線 連接遙控接收器的輸出端，遙控接收器接收中央控制電路(6)發出的無線控
4、 根據權利要求l所述的長螺旋壓灌樁自動控制器，其特徵在於在中央控 制電路(6)的信號輸出端還連接一個有線或無線控制開關(4)。
5、 根據權利要求l、 2、 3或4所述的長螺旋壓灌樁自動控制器，其特徵在 於啟動傳感器(1)為設置在動力頭上的光電開關或行程開關，與光電開關或 行程開關配合的擋塊安裝在鑽機樁架上。
6、 根據權利要求l、 2、 3或4所述的長螺旋壓灌樁自動控制器，其特徵在 於位置傳感器(2)是在支架(21)上裝有轉動輪(22)和行程開關(23)， 行程開關與轉動輪的輪輻相對，在轉動輪的輪輻上均布有若干根輻條。
專利摘要本實用新型涉及一種長螺旋壓灌樁自動控制器，其結構包括有控制計數開始的啟動傳感器、檢測動力頭升降高度的位置傳感器和檢測動力頭進料口中砼漿料飽滿度的壓力傳感器，三個傳感器分別連接在帶有計數功能的中央控制電路的信號輸入端，中央控制電路的一路信號輸出端連接到控制動力頭升降的卷揚機的電源接觸器上，中央控制電路的另一路信號輸出控制砼輸送泵的電源接觸器，電源與中央控制電路和各傳感器電連接。本實用新型可方便、準確、快捷地完成壓灌樁的砼灌注成樁，提高了成樁質量，節約了施工人員。本實用新型可適用於各種型號的長螺旋鑽機和各種砼輸送泵。
文檔編號E02D5/34GK201191365SQ20082007722
公開日2009年2月4日 申請日期2008年5月19日 優先權日2008年5月19日
發明者戶春貴 申請人:戶春貴