專利名稱：一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機，可用于旋挖 鉆機成孔過程中的泥漿液位自動控制，屬于旋挖鉆機技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在旋挖鉆機施工時，需要用泥漿泵澆灌泥漿以防止縮孔和塌孔。當(dāng)前的方 法是 一名操作人員通過觀察泥漿的高度，當(dāng)需要加泥漿時，做手勢給駕駛員， 駕駛員鳴喇叭提醒控制泥漿泵開關(guān)的輔助工，手動控制泥漿泵的開啟和關(guān)閉， 由于泥漿池距離施工孔有一定距離，需要兩個人， 一個人觀察孔位液面， 一個 人操作泥漿泵電源，經(jīng)常由于操作人員疏忽造成孔中泥槳液位過低引起塌孔惡 性事故或泥漿液位過高引起的泥漿溢出使環(huán)境污染，而且浪費人力和物力。
發(fā)明內(nèi)容'
本實用新型的目的是提供一種即可節(jié)約人工，又可避免事故的一種帶有泥 漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機。
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種帶有泥漿液位自動控 制裝置的旋挖鉆機，包括旋挖鉆機、鉆桿、鉆頭和護筒，鉆桿通過鉆機支架垂 直設(shè)于旋挖鉆機一側(cè)，鉆頭設(shè)于鉆桿的底部，護筒設(shè)于鉆頭的正下方，其特征 在于，鉆機主控制器和無線發(fā)射器設(shè)于旋挖鉆機上，激光傳感器設(shè)于鉆機支架 的底部，鉆機主控制器分別與無線發(fā)射器和激光傳感器連接，在泥槳泵電源控 制系統(tǒng)設(shè)有無線接收器。
所述的激光傳感器由激光傳感器CPU、脈沖信號發(fā)射裝置和脈沖信號接收 裝置組成，激光傳感器CPU分別與脈沖信號發(fā)射裝置、脈沖信號接收裝置連接
和鉆機主控制器連接。
本實用新型將激光傳感器安裝在鉆機上，采用激光發(fā)射器發(fā)射脈沖激光束射 到所鉆孔的泥漿面，激光再由泥漿面反射到激光接收器，鉆機主控制器將其脈沖信號發(fā)射和接收的時間差進行處理，鉆機主控制器對接收到的信號進行處理，通 過運算判斷是否需要添加泥槳，當(dāng)護筒中的泥漿液位處于最低位時，鉆機主控制 器發(fā)出信號開始加漿；當(dāng)護筒中的泥漿液位處于最高位時，鉆機主控制器發(fā)出信 號使泥漿泵停止加槳工作，當(dāng)液面高于最高位或低于最低位一定值時，會有報警 提示，從而達到自動控制的目的。
本實用新型的優(yōu)點是既可節(jié)約人工，又可避免事故。

圖l為一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為激光傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。 實施例
如圖l所示，為一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機結(jié)構(gòu)示意圖， 所述的一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機由鉆機主控制器1、旋挖鉆 機2、無線發(fā)射器3、鉆桿4、激光傳感器5、鉆頭6、護筒8、支架ll和無線 接收器12組成。
鉆桿4通過鉆機支架11垂直安裝在旋挖鉆機2 —側(cè)，鉆頭6安裝在鉆桿4 的底部，護筒8設(shè)于鉆頭6的正下方，鉆機主控制器1和無線發(fā)射器3安裝在 旋挖鉆機2上，激光傳感器5設(shè)于鉆機支架11的底部，鉆機主控制器l分別 與無線發(fā)射器3和激光傳感器5連接，在泥漿泵電源控制系統(tǒng)設(shè)有無線接收器 12。
如圖2所示，為激光傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，所述的激光傳感器由激光傳感器 CPU、脈沖信號發(fā)射裝置和脈沖信號接收裝置組成，激光傳感器CPU分別與脈 沖信號發(fā)射裝置、脈沖信號接收裝置連接和鉆機主控制器1連接。
激光發(fā)射器5發(fā)射脈沖激光束7射到所鉆孔的護筒8里泥漿液位9，激光再 由泥漿液位9反射到激光接收器，鉆機主控制器l對接收到的信號進行處理，通 過運算判斷是否需要添加泥漿10，其運算判斷的方法為當(dāng)護筒8中的泥漿液位9處于最低位時，鉆機主控制器1發(fā)出信號開始加漿；當(dāng)護筒8中的泥漿液位 9處于最高位時，鉆機主控制器1發(fā)出信號使泥漿泵停止加漿工作，當(dāng)液面高于 最高位或低于最低位一定值時，會有報警提示。 具體運算判斷的方法為
(A) 當(dāng)鉆頭6在孔外時，護筒8中最低泥漿液位9的深度為h，旋挖鉆機60分鐘內(nèi)不工 作，鉆頭6和鉆桿4在孔外時，護筒8中的泥漿液位9不低于護筒8的最低位，否則 會引起塌孔出現(xiàn)。
h—安全深度。
(B) 當(dāng)鉆頭6在孔底時，護筒8中最高泥漿液位9深度為H"
H,的設(shè)定，不使泥漿流出的安全高度，正常取值在地平面以下，根據(jù)護筒8的 長度取值，當(dāng)護筒8長度大時，其值可取大些。
(C) 鉆頭6在孔外時，護筒8中最高泥漿液位9的深度為H2
H2= (V,+V2)/s
V'—根據(jù)實時孔深算出的鉆桿4在孔底的'體積(鉆桿的體積包含本次進尺的體 積)
V2—鉆頭的體積 s—孔的截面積
(D) 當(dāng)鉆頭6在孔底時，護筒8中最低泥漿液位9深度為H3: 其H3的設(shè)計使鉆頭6提出孔外時，護筒8中的泥漿液位9有一定的安全高度，避免 塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。
H3=h+ (V,+V》/s+Ah h—安全高度 厶h —進尺量
(E) 鉆頭6下放時，護筒8中最高的泥漿液位9深度為H4:(鉆頭6在下放中加漿10， 防止過量加漿IO，使泥漿10溢出判斷是則要停止泥聚泵的工作。)
H4= H+ (V'+V2)/s-AV AV—己放入孔中的鉆頭和鉆桿的體積(F) 鉆頭6提升時，護筒8中最高的泥槳液位9深度為H5:(鉆頭6在提升中加漿，防 止過量加漿IO，使泥漿10溢出，判斷是則要停止泥槳泵的工作。)
H5= H一 (V,+V2)/s+AV
(G) 鉆頭6在提升時，護筒8中最低泥漿液位9深度為H6 (鉆頭6在提升時，判斷護筒 8中的泥漿液位9是否太低，是否繼續(xù)加漿或需要啟動泥漿泵)
H6= H,+ (V丄+V2)/s+Ah -AV
(H) 鉆頭6在下放時，護筒8中最低泥漿液位9深度為H7:(鉆頭6在下放時判斷護筒 8中的泥漿液位9是否太低，是否繼續(xù)加漿10或需要啟動泥漿泵)
H7=h-AV/s
(I) 延時處理時間M:鉆機卸料時或保養(yǎng)時，鉆頭6不在孔位，上車回轉(zhuǎn)角度在一 定范圍內(nèi)，由于脈沖信號發(fā)射裝置不能發(fā)射信號至泥漿面，要對該脈沖信號進 行處理，同時要對正在工作的泥漿泵進行延時工作處理，以避免護筒8中的泥楽 IO還沒加到位或加漿過量造成溢漿現(xiàn)象。這時的延時工作處理要考慮泥漿泵的 流量因素。
At=(H「h,)s/Q
k一實時泥漿液位深度 Q—泥漿泵的流量 M—延時時間 (J)最低報警深度Hs (K)最高報警深度H9 鉆機主控制器1輸出信號給裝在鉆機上的無線發(fā)送器3，無線發(fā)射器3發(fā)送無線信 號給地面上的泥漿泵電源控制系統(tǒng)的無線接收器12，帶無線接收器12的泥漿泵電源 控制系統(tǒng)使泥漿泵的電源接通，自動控制泥漿泵工作，當(dāng)給鉆機2正在成孔孔中加漿 時，激光傳感器5時實監(jiān)控孔中液位的高度，并將液位數(shù)據(jù)傳到鉆機主控制器l進行 處理，當(dāng)泥漿添加到控制的高度時，再由鉆機2的無線發(fā)送器3發(fā)送信號使泥漿泵的 電源切斷，停止添加。
權(quán)利要求1.一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機，包括旋挖鉆機(2)、鉆桿(4)、鉆頭(6)和護筒(8)，鉆桿(4)通過鉆機支架(11)垂直設(shè)于旋挖鉆機(2)一側(cè)，鉆頭(6)設(shè)于鉆桿(4)的底部，護筒(8)設(shè)于鉆頭(6)的正下方，其特征在于，鉆機主控制器(1)和無線發(fā)射器(3)設(shè)于旋挖鉆機(2)上，激光傳感器(5)設(shè)于鉆機支架(11)的底部，鉆機主控制器(1)分別與無線發(fā)射器(3)和激光傳感器(5)連接，在泥漿泵電源控制系統(tǒng)設(shè)有無線接收器(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機，其特 征在于，所述的激光傳感器由激光傳感器CPU、脈沖信號發(fā)射裝置和脈沖信 號接收裝置組成，激光傳感器CPU分別與脈沖信號發(fā)射裝置、脈沖信號接 收裝置連接和鉆機主控制器(1)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有泥漿液位自動控制裝置的旋挖鉆機，包括旋挖鉆機、鉆桿、鉆頭和護筒，鉆桿通過鉆機支架垂直設(shè)于旋挖鉆機一側(cè)，鉆頭設(shè)于鉆桿的底部，護筒設(shè)于鉆頭的正下方，其特征在于，鉆機主控制器和無線發(fā)射器設(shè)于旋挖鉆機上，激光傳感器設(shè)于鉆機支架的底部，鉆機主控制器分別與無線發(fā)射器和激光傳感器連接，在泥漿泵電源控制系統(tǒng)設(shè)有無線接收器。本實用新型的優(yōu)點是既可節(jié)約人工，又可避免事故。
文檔編號G05D9/00GK201141281SQ20072007609
公開日2008年10月29日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者屈英民 申請人:長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司