1.本发明涉及桩基施工技术领域，尤其涉及一种灌注桩自动控制泥浆循环装置与方法。
背景技术：
2.在工程桩基施工过程中，一般采用泥浆护壁，通常是在施工现场开挖并砌筑泥浆池，也就是说，传统的泥浆池是在地面以下的，因此，当施工现场因场地限制无法专门布置泥浆池时，就需布置一种泥浆回收箱，使得泥浆在限制区域使用更为便利和高效，泥浆回收箱在桩基施工中可用来替代泥浆池使用，解决了某些施工场地泥浆池布置困难的问题，减少了泥浆池的开挖，防护，回填等工作，减少了施工工序，能够加快工期进度。
3.泥浆回收箱的结构较为简单，分为泥浆沉淀池和分离箱，桩基内钻渣从出渣管涌出，被送到泥浆回收箱的泥浆沉淀池，钻渣自然沉降，被隔板阻挡，比重较轻的浆液进入浆液分离箱，浆液分离箱外侧设有出浆口，常用法兰蝶阀控制，在使用法兰蝶阀控制出浆口时存在使用压力小、密封性较差、人工转动缓慢，一旦内部有较大阻力难以关闭、内部存在轴承，对介质流动产生阻力等缺点。
技术实现要素：
4.本发明的目的是提供一种灌注桩自动控制泥浆循环装置与方法，要一定程度解决上述背景技术中提到的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，包括泥浆回收箱，与泥浆回收箱贯通连接的出浆控制部件，以及用来控制出浆控制部件的控制组件，所述泥浆回收箱包括沉淀池和分离箱，沉淀池和分离箱上部连通，所述分离箱上贯通连接有出浆管，所述出浆控制部件设置在出浆管上，所述出浆控制部件包括直线活塞运动气缸和截断部件，所述控制组件包括空压机、连接气管和手动阀，所述连接气管的两端分别与空压机的出气口和直线活塞运动气缸的进气口密封连接，所述手动阀设置在连接气管上。
6.进一步的，所述分离箱侧壁上开设有出浆口，所述出浆管包括第一出浆管和第二出浆管，第一出浆管、出浆控制部件和第二出浆管在出浆口上依次向外密封设置。
7.更进一步的，所述截断部件包括第一法兰片、第二法兰片、阀体和闸板，所述第一法兰片和第二法兰片分别固定在第一出浆管和第二出浆管相对端端部，所述阀体为扁平状的长方体结构，阀体上开设有贯通两侧的孔道，所述阀体的孔道两端侧面分别与第一法兰片和第二法兰片密封连接，阀体的孔道与第一法兰片和第二法兰片的内孔贯通，所述阀体上开设有截断孔道的容纳槽，所述闸板在容纳槽内与阀体滑动连接，所述闸板上设有用来密封闸板与容纳槽槽口连接部位的密封板，所述闸板与直线活塞运动气缸的伸缩端固定连接。
8.更进一步的，所述直线活塞运动气缸的伸缩端设有连接杆，所述连接杆上设有u型
连接板，所述闸板上开设有螺栓孔，所述闸板一侧侧边在u型连接板的两个耳板之间通过螺栓固定连接。
9.更进一步的，所述孔道直径与第一法兰片内孔和第二法兰片内孔的内径相等，所述阀体的孔道与第一法兰片的内孔和第二法兰片的内孔完全照应。
10.更进一步的，所述沉淀池和分离箱之间设有分隔板，所述分隔板为矩形板，所述分隔板其中三侧侧边分别与泥浆回收箱底内壁和两个相对的侧内壁密封连接，所述分隔板高度低于泥浆回收箱的侧壁，沉淀池和分离箱分别位于分隔板两侧。
11.更进一步的，所述闸板靠近容纳槽槽底一侧侧边为斜刃边。
12.更进一步的，所述泥浆回收箱底部设有移动轮。
13.一种灌注桩自动控制泥浆循环装置的工作方法，包括以下步骤：步骤1，清除杂物，用施工机械平整场地并夯打密实，为钻机施工提供安全牢固的施工平台，根据设计图纸坐标采用全站仪进行桩基施工放样，确认桩中心后埋设护筒，完成钻孔平台安装；步骤2，在钻孔平台旁放置泥浆回收箱，在泥浆回收箱的分离箱一侧侧壁上开设出浆口并安装第一出浆管、出浆控制部件和第二出浆管，然后将控制组件与出浆控制部件的直线活塞运动气缸进行连接；步骤3，启动设备，采用反循环钻机进行钻孔作业，含渣泥浆被钻机上的钻杆、钻具吸出，从出渣管内通过泵运出并送到泥浆回收箱的沉淀池内，泥浆在泥浆回收箱的沉淀池内经过沉淀，进入到分离箱并检测，泥浆合格后通过出浆控制部件控制分离箱中泥浆回流到钻孔进行浆液补充；步骤4，钻孔达到设计深度后开始采用换浆法清孔，保持原有的泥浆比重进行循环浮渣，随着残存钻渣的不断浮出，钻孔内泥浆比重和含量不断降低，然后注入清水继续循环置换，直至清孔完成，然后提出钻杆、钻具，移走灌注桩自动控制泥浆循环装置，灌注桩自动控制泥浆循环装置工作完成。
14.进一步的，步骤3中通过出浆控制部件控制分离箱中泥浆回流到钻孔进行浆液补充的方法为通过手转阀控制空压机气流方向进而控制直线活塞运动气缸将闸阀拉出阀体的容纳槽，分离箱中泥浆经第一出浆管和第二出浆管回流到钻孔进行浆液补充。
15.与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明通过在泥浆回收箱上设置贯通连接的出浆控制部件以及用来控制出浆控制部件的控制组件，在灌注桩施工过程泥浆循环工作中，操作轻便灵活，控制时较省力，相比蝶阀控制时需人工转动控制启闭，出浆控制部件可通过空压机远程控制，具有可远程控制启闭的优势；通过设置第一法兰片、第二法兰片、阀体和闸板，闸板运动方向始终与介质流动方向相垂直，便于对介质截断，且闸板对介质垂直截断，在阀体内启闭时更加轻便，并且出浆管的通道内无转轴或其他物体阻挡，介质成直线流动，在出浆管的通道内的流动阻力小，更加流畅，具有启闭控制操作方便，介质流动阻力小，密封性能可靠，截断部件刚性强，使用寿命长等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。
附图说明
16.图1为本发明整体结构示意图；图2为图1中a处结构放大图；图3为本发明出浆控制部件所在位置局部结构正视图；图4为本发明出浆控制部件所在位置局部结构侧视图。
17.附图标记：1、钻孔平台；2、出渣管；3、泥浆回收箱；4、沉淀池；5、分离箱；6、分隔板；7、直线活塞运动气缸；8、截断部件；801、第一法兰片；802、第二法兰片；803、阀体；804、闸板；9、空压机；10、连接气管；11、手动阀；12、第一出浆管；13、第二出浆管；14、连接杆；15、u型连接板；16、移动轮；17、密封板。
具体实施方式
18.为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
19.在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
20.本发明公开了一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，如图1所示，包括设置在钻孔平台1的出渣管2管口处的泥浆回收箱3，与泥浆回收箱3贯通连接的出浆控制部件，以及用来控制出浆控制部件的控制组件。
21.如图1至图4所示，泥浆回收箱3为箱体结构，包括通过分隔板6分隔成的沉淀池4和分离箱5，分隔板6为矩形板，分隔板6其中三侧侧边分别与泥浆回收箱3底内壁和两个相对的侧内壁密封连接，分隔板6高度低于泥浆回收箱3侧壁，沉淀池4和分离箱5分别位于分隔板6两侧，钻孔平台1的出渣管2管口位于泥浆回收箱3的沉淀池4上方，泥浆回收箱3底部设有移动轮16；出浆控制部件位于泥浆回收箱3的分离箱5一侧，泥浆回收箱3的分离箱5侧壁上开设有多个出浆口，出浆口上设有出浆管，出浆管包括第一出浆管12和第二出浆管13，第一出浆管12、出浆控制部件和第二出浆管13在出浆口上依次向外密封设置，第一出浆管12和第二出浆管13均为钢管道，第一出浆管12焊接固定在出浆口上与分离箱5贯通连接，出浆控制部件包括直线活塞运动气缸7和截断部件8，截断部件8包括第一法兰片801、第二法兰片802、阀体803和闸板804，第一法兰片801和第二法兰片802分别固定在第一出浆管12和第二出浆管13相对端端部，阀体803为不锈钢板焊接制成的扁平状的长方体结构，阀体803上开设有贯通两侧板面的孔道，孔道直径与第一法兰片801和第二法兰片802内孔的内径相等，阀体803的孔道两端侧面分别与第一法兰片801和第二法兰片802密封焊接固定，阀体803的孔道与第一法兰片801和第二法兰片802的内孔贯通且完全照应，第一出浆管12和第二出浆管13通过阀体803贯通连接为一个整体，第二出浆管13远离第二法兰片802的端部伸进钻孔平台1的桩孔内，闸板804为不锈钢板，阀体803上开设有截断孔道的容纳槽，容纳槽规格与闸板804规格相适配，闸板804在容纳槽内与阀体803滑动连接，闸板804在容纳槽内可完全截断阀体803的孔道，直线活塞运动气缸7的伸缩端设有连接杆14，闸板804与连接杆
14固定连接，具体为，连接杆14上设有u型连接板15，闸板804上开设有螺栓孔，闸板804一侧侧边在u型连接板15的两个耳板之间通过螺栓固定连接，闸板804四周板面上设有密封板17，密封板17至闸板804靠近容纳槽底部一侧侧边的距离与容纳槽的深度相同，闸板804完全进入容纳槽进行截断时密封板17可将阀体803的容纳槽槽口完全密封，从而对闸板804和阀体803之间起到进一步的密闭作用，且能阻止闸板804在完全进入阀体803的容纳槽后继续向下运动，闸板804靠近容纳槽槽底一侧侧边为斜刃边，可使闸板804向阀体803的容纳槽内运动时对流经的介质进行切割，更轻便的对流经的介质进行截断。
22.如图1所示，控制组件包括空压机9、连接气管10和手动阀11，连接气管10的两端分别与空压机9的出气口和直线活塞运动气缸7的进气口密封连接，手动阀11设置在连接气管10上，空压机9工作产生气体为直线活塞运动气缸7提供动力，手转阀控制空压机9气流方向进而通过直线活塞运动气缸7控制闸阀启闭。
23.一种灌注桩自动控制泥浆循环装置的工作方法，包括以下步骤：步骤1，清除杂物，用施工机械平整场地并夯打密实，为钻机施工提供安全牢固的施工平台，根据设计图纸坐标采用全站仪进行桩基施工放样，确认桩中心后埋设护筒，完成钻孔平台1安装；步骤2，在钻孔平台1旁放置泥浆回收箱3，在泥浆回收箱3的分离箱5一侧侧壁上开出浆口并安装第一出浆管12、出浆控制部件和第二出浆管13，然后将控制组件与出浆控制部件的直线活塞运动气缸7进行连接；步骤3，采用反循环钻机进行钻孔作业，泥浆循环系统为反循环方式，也就是说泥浆经钻杆、钻具与孔壁的间隙流入钻孔孔底，然后土层颗粒由钻杆、钻具吸出返回地面，启动设备，含渣泥浆被钻机上的钻杆、钻具吸出，从出渣管2内通过泵运出并送到泥浆回收箱3的沉淀池4内，泥浆在泥浆回收箱3的沉淀池4内经过沉淀，进入到分离箱5并适时检测，泥浆合格后通过出浆控制部件控制分离箱5中泥浆回流到钻孔进行浆液补充，保持泥浆的水头压力，具体为通过手转阀控制空压机9气流方向进而控制直线活塞运动气缸7将闸阀拉出阀体803的容纳槽，分离箱5中泥浆经第一出浆管12和第二出浆管13回流到钻孔进行浆液补充；步骤4，钻孔达到设计深度后开始采用换浆法清孔，保持原有的泥浆比重进行循环浮渣，随着残存钻渣的不断浮出，钻孔内泥浆比重和含量不断降低，然后注入清水继续循环置换，直至清孔完成，然后提出钻杆、钻具，移走灌注桩自动控制泥浆循环装置，完成作业。
24.本发明通过在泥浆回收箱上设置贯通连接的出浆控制部件以及用来控制出浆控制部件的控制组件，在灌注桩施工过程泥浆循环工作中，操作轻便灵活，控制时较省力，相比蝶阀控制时需人工转动控制启闭，出浆控制部件可通过空压机远程控制，具有可远程控制启闭的优势；通过设置第一法兰片、第二法兰片、阀体和闸板，闸板运动方向始终与介质流动方向相垂直，便于对介质截断，且闸板对介质垂直截断，在阀体内启闭时更加轻便，并且出浆管的通道内无转轴或其他物体阻挡，介质成直线流动，在出浆管的通道内的流动阻力小，更加流畅，具有启闭控制操作方便，介质流动阻力小，密封性能可靠，截断部件刚性强，使用寿命长等特点。
25.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：包括泥浆回收箱(3)，与泥浆回收箱(3)贯通连接的出浆控制部件，以及用来控制出浆控制部件的控制组件，所述泥浆回收箱(3)包括沉淀池(4)和分离箱(5)，沉淀池(4)和分离箱(5)上部连通，所述分离箱(5)上贯通连接有出浆管，所述出浆控制部件设置在出浆管上，所述出浆控制部件包括直线活塞运动气缸(7)和截断部件(8)，所述控制组件包括空压机(9)、连接气管(10)和手动阀(11)，所述连接气管(10)的两端分别与空压机(9)的出气口和直线活塞运动气缸(7)的进气口密封连接，所述手动阀(11)设置在连接气管(10)上。2.根据权利要求1所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：所述分离箱(5)侧壁上开设有出浆口，所述出浆管包括第一出浆管(12)和第二出浆管(13)，第一出浆管(12)、出浆控制部件和第二出浆管(13)在出浆口上依次向外密封设置。3.根据权利要求2所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：所述截断部件(8)包括第一法兰片(801)、第二法兰片(802)、阀体(803)和闸板(804)，所述阀体(803)为扁平状的长方体结构，阀体(803)上开设有贯通两侧的孔道，所述阀体(803)的孔道两端侧面分别与第一法兰片(801)和第二法兰片(802)密封连接，阀体(803)的孔道与第一法兰片(801)和第二法兰片(802)的内孔贯通，所述阀体(803)上开设有截断孔道的容纳槽，所述闸板(804)在容纳槽内与阀体(803)滑动连接，所述闸板(804)上设有用来密封闸板(804)与容纳槽槽口连接部位的密封板(17)，所述闸板(804)与直线活塞运动气缸(7)的伸缩端固定连接。4.根据权利要求3所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：所述第一法兰片(801)和第二法兰片(802)分别固定在第一出浆管(12)和第二出浆管(13)相对端端部。5.根据权利要求3所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：所述直线活塞运动气缸(7)的伸缩端设有连接杆(14)，所述连接杆(14)上设有u型连接板(15)，所述闸板(804)上开设有螺栓孔，所述闸板(804)一侧侧边在u型连接板(15)的两个耳板之间通过螺栓固定连接。6.根据权利要求3所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：所述阀体(803)的孔道直径与第一法兰片(801)内孔和第二法兰片(802)内孔的内径相等，所述阀体(803)的孔道与第一法兰片(801)的内孔和第二法兰片(802)的内孔完全照应。7.根据权利要求1所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：所述沉淀池(4)和分离箱(5)之间设有分隔板(6)，分隔板(6)为矩形板，所述分隔板(6)其中三侧侧边分别与泥浆回收箱(3)底内壁和两个相对的侧内壁密封连接，所述分隔板(6)高度低于泥浆回收箱(3)的侧壁，沉淀池(4)和分离箱(5)分别位于分隔板(6)两侧。8.根据权利要求3所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置，其特征在于：所述闸板(804)靠近容纳槽槽底一侧侧边为斜刃边。9.根据权利要求3~8中任意一项所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，清除杂物，用施工机械平整场地并夯打密实，为钻机施工提供安全牢固的施工平台，根据设计图纸坐标采用全站仪进行桩基施工放样，确认桩中心后埋设护筒，完成钻孔平台(1)安装；步骤2，在钻孔平台(1)旁放置泥浆回收箱(3)，在泥浆回收箱(3)的分离箱(5)一侧侧壁
上开设出浆口并安装第一出浆管(12)、出浆控制部件和第二出浆管(13)，然后将控制组件与出浆控制部件的直线活塞运动气缸(7)进行连接；步骤3，启动设备，采用反循环钻机进行钻孔作业，含渣泥浆被钻机上的钻杆、钻具吸出，从出渣管(2)内通过泵运出并送到泥浆回收箱(3)的沉淀池(4)内，泥浆在泥浆回收箱(3)的沉淀池(4)内经过沉淀，进入到分离箱(5)并检测，泥浆合格后通过出浆控制部件控制分离箱(5)中泥浆回流到钻孔进行浆液补充；步骤4，钻孔达到设计深度后开始采用换浆法清孔，保持原有的泥浆比重进行循环浮渣，随着残存钻渣的不断浮出，钻孔内泥浆比重和含量不断降低，然后注入清水继续循环置换，直至清孔完成，然后提出钻杆、钻具，移走灌注桩自动控制泥浆循环装置，灌注桩自动控制泥浆循环装置工作完成。10.根据权利要求9所述的一种灌注桩自动控制泥浆循环装置的工作方法，其特征在于：步骤3中通过出浆控制部件控制分离箱(5)中泥浆回流到钻孔进行浆液补充的方法为通过手转阀控制空压机(9)气流方向进而控制直线活塞运动气缸(7)将闸阀拉出阀体(803)的容纳槽，分离箱(5)中泥浆经第一出浆管(12)和第二出浆管(13)回流到钻孔进行浆液补充。
技术总结
一种灌注桩自动控制泥浆循环装置与方法，包括泥浆回收箱，与泥浆回收箱贯通连接的出浆控制部件，以及用来控制出浆控制部件的控制组件，泥浆回收箱包括沉淀池和分离箱，沉淀池和分离箱上部连通，分离箱上贯通连接有出浆管，出浆控制部件设置在出浆管上，出浆控制部件包括直线活塞运动气缸和截断部件，控制组件包括空压机、连接气管和手动阀，连接气管的两端分别与空压机的出气口和直线活塞运动气缸的进气口密封连接，手动阀设置在连接气管上，从而完成灌注桩泥浆循环。完成灌注桩泥浆循环。完成灌注桩泥浆循环。
技术研发人员：刘冰 吴泽华 陈玮 张义 郭义瀚 乔晓贵 闫磊 李国光 米博 李斌 景银超
受保护的技术使用者：中国建筑一局（集团）有限公司
技术研发日：2022.10.08
技术公布日：2023/1/2
声明：
“灌注桩自动控制泥浆循环装置与方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国建筑一局（集团）有限公司
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2024年08月07日 ~ 09日 
