混凝土泵送作业安全控制系统的制作方法

本实用新型涉及土木工程施工技术领域，具体涉及一种混凝土泵送作业安全控制系统。

背景技术：

在土木工程施工中，泵送已经成为绝大多数工程现场混凝土输送的主要形式。混凝土泵通过不断抽吸和推挤将流态混凝土压入混凝土管道中，并通过管道将混凝土输送到指定的浇筑位置。

混凝土输送管道一般沿着结构建造的方向布置，固定在已经浇筑好的楼板或梁柱子上，并不断延伸。混凝土泵工作时，由于进行抽吸工序，不可避免会造成管道的振动，这种振动轻则造成很大的施工噪音，重则引起依附结构的强烈振动，甚至造成管道固定处结构混凝土开裂。混凝土管道振动在超高层建筑施工以及长距离泵送作业中尤其明显，危害尤其严重。如何对管道的振动进行合理隔振，并根据振动情况，及时控制泵送作业的参数，保证管道和结构安全，是施工领域有待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种混凝土泵送作业安全控制系统，包括：

减振固定模块，连接固定混凝土输送管以对其减振；

振动传感模块，设置于所述减振固定模块上以监控其振动情况并产生振动数据；

振动安全控制模块，包括安装在所述减振固定模块上用于增大其阻尼力的辅助阻尼器、用于驱动所述辅助阻尼器工作的辅助阻尼器马达，以及中控计算机；所述中控计算机分别连接所述振动传感模块、辅助阻尼器马达、以及对所述混凝土输送管进行泵送作业的混凝土泵；所述中控计算机用于通过所述振动数据确定是否启动所述辅助阻尼器马达以增大所述减振固定模块的阻尼力。

可选的，在单个混凝土输送管上设置有多个所述减振固定模块。

可选的，所述减振固定模块包括固定底座和设置于所述固定底座内的中心固定块，所述中心固定块周围通过弹簧阻尼器连接所述固定底座，所述混凝土输送管固定于所述中心固定块上；所述辅助阻尼器马达设置于所述固定底座上，所述辅助阻尼器连接所述辅助阻尼器马达，并可通过所述辅助阻尼器马达的推动实现与所述中心固定块的接触，以增大所述减振固定模块对混凝土输送管的阻尼力。

可选的，所述辅助阻尼器马达露出于所述固定底座的外表面，其连接的所述辅助阻尼器在所述固定底座的内壁伸出，所述辅助阻尼器工作时从所述中心固定块的周围实施接触。

可选的，所述固定底座通过螺栓连接其下方的底部附着结构。

可选的，所述固定底座上部带有限制所述中心固定块竖向跳出的限位板。

本实用新型提供一种混凝土泵送作业安全控制系统，包括减振固定模块、振动传感模块和振动安全控制模块。减振固定模块固定混凝土输送管以对其减振，振动传感模块设置于减振固定模块上以监控其振动情况并产生振动数据，振动安全控制模块包括安装在减振固定模块上用于增大其阻尼力的辅助阻尼器、用于驱动辅助阻尼器工作的辅助阻尼器马达，以及中控计算机；中控计算机分别连接振动传感模块、辅助阻尼器马达、以及对混凝土输送管进行泵送作业的混凝土泵；中控计算机用于通过振动数据确定是否启动辅助阻尼器马达以增大减振固定模块的阻尼力。本实用新型保证了混凝土泵送过程中，泵送管道的振动得到安全控制，避免出现振动过大引发的管道破坏，以及下部附着结构的破坏。本实用新型具有实时、自动化、智能化的特点。

与现有系统和装置相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型通过设置特殊的减振固定模块，实现对混凝土输送管道的隔振，从而降低泵送作业过程中的管道振动。

(2)本实用新型通过设置振动传感模块，对泵送作业过程中混凝土输送管的振动进行实时监测，并根据监测数据及时对管道振动采取主动控制，通过辅助阻尼器的工作和退出，实现了高度自动化的管道安全控制。

(3)本实用新型的振动安全控制系统，采用闭环反馈调节机制，自动化程度高，可以有效解决长距离、超高层混凝土泵送管路施工振动难以控制的难题。

(4)本实用新型通过设置振动传感模块，对泵送作业过程中混凝土输送管的振动进行实时监测和数据分析，积累的数据有利于在后续施工设计中，提出合理的方案。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述混凝土泵送作业安全控制系统中减振固定模块的俯视图；

图2为图1中b-b方向的剖面图；

图3为辅助阻尼器不工作状态下图2中a-a方向的剖面图；

图4为辅助阻尼器工作状态下图2的a-a剖面图；

图5为本实用新型一实施例所述混凝土泵送作业安全控制系统的整体结构图；

图6为本实用新型一实施例所述混凝土泵送作业安全控制系统中中控计算机的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例所述混凝土泵送作业安全控制方法中对某个减振固定模块上管道振动的反馈式控制流程图。

具体实施方式

本实用新型的目的，是提供一种对混凝土泵送作业产生的管道振动进行合理隔振，并根据振动监测情况，及时控制泵送作业参数的控制系统，以保证整个泵送管道网络处于安全状态，尤其能在长距离、大高度泵送作业过程中，保护管道和依附结构的安全。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提供一种混凝土泵送作业安全控制系统，包括：

减振固定模块，连接固定混凝土输送管以对其减振；在单个混凝土输送管上设置有多个所述减振固定模块。

振动传感模块，设置于所述减振固定模块上以监控其振动情况并产生振动数据；

振动安全控制模块，包括安装在所述减振固定模块上用于增大其阻尼力的辅助阻尼器、用于驱动所述辅助阻尼器工作的辅助阻尼器马达，以及中控计算机；所述中控计算机分别连接所述振动传感模块、辅助阻尼器马达、以及对所述混凝土输送管进行泵送作业的混凝土泵；所述中控计算机用于通过所述振动数据确定是否启动所述辅助阻尼器马达以增大所述减振固定模块的阻尼力。

在本实施例中，所述减振固定模块的具体结构参见图2，其包括固定底座3和设置于所述固定底座3内的中心固定块1(固定底座3内部挖空，安装中心固定块1)，所述中心固定块1周围通过弹簧阻尼器6连接所述固定底座3，所述混凝土输送管8固定于所述中心固定块1上；所述辅助阻尼器马达5设置于所述固定底座3上，所述辅助阻尼器4连接所述辅助阻尼器马达5，并可通过所述辅助阻尼器马达5的推动实现与所述中心固定块1的接触，以增大所述混凝土输送管8的阻尼力。其中，连接中心固定块1和固定底座3的弹簧阻尼器6，其弹性参数和阻尼器参数可以根据泵送作业压力进行提前选折，并组装。

继续参见图2，在一优选方案中，所述辅助阻尼器马达5露出于所述固定底座3的外表面，其连接的所述辅助阻尼器4在所述固定底座3的内壁伸出，工作时从所述中心固定块1的周围实施接触。所述固定底座3通过螺栓10连接其下方的底部附着结构11。本实施例中，固定底座3可以采用混凝土制作，也可以采用钢结构焊接制作，在安装时通过螺栓10与底部附着结构11(如楼板、墩台等附着结构物)相连接。固定底座3的上部带有限制所述中心固定块1竖向跳出的限位板2。

图1为减振固定模块的俯视图，如图1所示，混凝土输送管8和振动传感模块9均固定于所述中心固定块1的顶部。图3和图4分别为辅助阻尼器不工作和工作状态下图2的a-a剖面图。其中，由图3可见，辅助阻尼器4不工作时其远离中心固定块1，混凝土输送管8依靠连接中心固定块1的弹簧阻尼器6进行减振。由图4可见，辅助阻尼器4工作时则依靠辅助阻尼器马达5的推动实现与所述中心固定块1的接触，以增大所述减振固定模块对混凝土输送管8的阻尼力。如图5所示，辅助阻尼器4的伸出(发挥作用)和缩回(退出作用)由中控计算机13控制，在出现某个减振固定模块的振动参数超过安全值时，中控计算机13将控制辅助阻尼器马达5工作，驱动辅助阻尼器4伸出，迅速发挥作用，降低混凝土输送管8的振动。

图5为本实用新型一实施例所述混凝土泵送作业安全控制系统的整体结构图。如图5所示，混凝土泵12对所述混凝土输送管8进行泵送作业，在单个混凝土输送管8上，设置有多个所述减振固定模块。每一减振固定模块上，振动传感模块9通过数据传输线路14连接中控计算机13。振动传感模块9可以监测混凝土输送管8混凝土泵送作业过程中的振动数据，例如速度、加速度等振动参数；数据传输线路14用于将振动数据实时传输至振动安全控制模块的中控计算机13。

中控计算机13通过安装在其内部的振动数据分析软件分析振动数据，并判断振动是否超过安全值；当出现超越安全值的振动时、可以及时作出控制措施。具体为判断是否启动所述辅助阻尼器马达5以增大所述减振固定模块的阻尼力。

如图5所示，中控计算机13上具有配套的控制线路的接口，通过该接口分别连接辅助阻尼器控制线路15和混凝土泵控制线路16，辅助阻尼器控制线路15和混凝土泵控制线路16分别连接辅助阻尼器马达5和混凝土泵12。(为了简便，图5中仅示出单个减振固定模块上辅助阻尼器控制线路15和混凝土泵控制线路16的连接。)如图6所示，17为中控计算机13的显示屏，18为中控计算机13的操作界面，19为中控计算机13与各个辅助阻尼器控制线路15的接口，20为中控计算机13与各个数据传输线路14的接口；21为中控计算机13与混凝土泵控制线路16的接口。

当出现某个减振固定模块的振动数据超过设定的安全值，且辅助阻尼器4已经伸出工作，但振动依旧超越了安全值的情况时，中控计算机13可以直接控制混凝土泵12停止作业，从而保护混凝土输送管8的安全。

在另一实施例中，振动传感模块9在数据传输线路无法安全布设的情形下，可以采用无线数据传输装置，代替有线数据传输线路，此时只需要在振动传感模块9上增加数据发射装置，在中控计算机13端增加数据接收装置即可。

本实用新型还提供一种上述混凝土泵送作业安全控制系统的布置方法，包括以下步骤：

在现场预设的位置安装预制的减振固定模块，并通过螺栓10将固定底座3与底部附着结构11相连接；

将混凝土输送管8用扣件7固定在中心固定块1上，再将振动传感模块9安装在中心固定块1上，连接振动传感模块9与中控计算机13；以及

将中控计算机13连接辅助阻尼器马达5和混凝土泵12。

在本实施例中，上述布置方法还包括以下检测步骤：

拨动中心固定块1使其发生振动，检查中控计算机13是否可以采集到振动数据；在中控计算机13上测试辅助阻尼器马达5是否工作正常，以及混凝土泵12是否可操作停止。

本实用新型还提供了一种混凝土泵送作业安全控制方法，包括以下步骤：

布置本实施例中的混凝土泵送作业安全控制系统；

启动所述混凝土泵，开始泵送作业，所述中控计算机同步采集每个振动传感模块传回的振动数据，并对振动数据进行实时分析；

当所述中控计算机检测到所述振动数据超过设定的安全值时，首先启动所述辅助阻尼器马达，驱动所述辅助阻尼器发挥作用，增大所述减振固定模块的阻尼力，以降低混凝土输送管的振动；

所述中控计算机再次监测所述振动数据是否超过所述安全值，如否，则继续泵送作业；如是，则所述中控计算机直接控制所述混凝土泵停止作业。

具体的，上述安全控制方法中，若发生某个振动传感模块的振动数据超过设定的安全值，比如速度超过安全值：

vi>vf

式中，vi为第i个振动传感模块处传感器监测到的振动速度，vf为设定的最大安全振动速度。

则中控计算机按照图7的流程图进行反馈式控制，首先立即启动该减振固定模块的辅助阻尼器驱动电机，将辅助阻尼器推入与中心固定块相接触，使辅助阻尼发挥作用，增大阻尼力，从而迅速降低该处的振动，如图4所示；当该辅助阻尼已经发挥作用时，再次监测分析振动速度是否超越安全值，如否，则继续泵送作业；如是，则中控计算机直接控制混凝土泵停止作业。

本实施例的优选方案中，如果泵送系统停止作业，则中控计算机可以操作固定支座上的辅助阻尼器驱动电机，收回辅助阻尼器。

与现有系统和装置相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型通过设置特殊的减振固定模块，实现对混凝土输送管道的隔振，从而降低泵送作业过程中的管道振动。

(2)本实用新型通过设置振动传感模块，对泵送作业过程中混凝土输送管的振动进行实时监测，并根据监测数据及时对管道振动采取主动控制，通过辅助阻尼器的工作和退出，实现了高度自动化的管道安全控制。

(3)本实用新型的振动安全控制系统，采用闭环反馈调节机制，自动化程度高，可以有效解决长距离、超高层混凝土泵送管路施工振动难以控制的难题。

(4)本实用新型通过设置振动传感模块，对泵送作业过程中混凝土输送管的振动进行实时监测和数据分析，积累的数据有利于在后续施工设计中，提出合理的方案。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

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