CN1004093B - 混凝土泵的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一个设备区域的密封装置。这个设备区域处在一个混凝土泵的两个交替地吸入和压出的输送缸的管嘴与一个轮流地摆动到总是在压出的输送缸的管嘴前的摆动管道之间。本发明所设计的密封体，在很大程度上阻止了由于密封体的磨损而发生的泄漏。为此，借助于一个可控制的传动，使这个密封体移动到摆动管道的端面范围内的一个突出的密封位置上，并且对于摆动管道的摆动运动能返回到释放位置上。此外，其优点还在于这种密封装置是线密封型的：而且倾向于应用按照沟槽一弹簧连结型的实施形式。

Description

混凝土泵的密封装置

本发明涉及一种混凝土泵设备区域的密封装置。

在公知的这类装置（DE-OS2921735）上，在摆动管道的端面设置了一个环形密封体，这个密封体沿四周从支承的环形间隙中伸出并由一个同样地安置在摆动管道壁中的封闭压力系统的压力施加负荷，这个压力系统由一个密封环同摆动管道内部隔开，密封环由于摆动管道中的压力可以在压力系统内弹性向内变形。因此，当摆动管道中的压力升高时，也说是说，当混凝土由一个输送缸在压力作用下送到这里时，密封体上的压力便增大，而密封的作用也因此加强。但是，它的缺点是，摆动管道在低压力时，这个密封体的端面也向前凸出。这样，每当摆动管道作摆动运动时，密封体就与在中心架平板上的环形密封面磨削，这个中心架平板是包围着输送缸的管嘴的，这种无法避免的压力负荷会导致密封面上的摩擦力很大，因此磨损也就很大。虽然，这种众所周知的装置对这种情况作过预先考虑，通过压力增高来减少对密封体的磨损，然而，这种磨损在整个表面上却是不均匀的。同时，这也会形成密封面的不平度，而这个不平度也不可能通过压紧力被消除。因而，密封作用降低，而使混凝土的泥浆外溢，由此，部分缺水的混凝土就很难输送，因为作为润滑剂配置的水-水泥合剂-水泥浆流失了，此外，混合物的组成也发生变化，并因此使混凝土成品的性能发生改变。

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点制作上述类型的一种混凝土泵的密封装置，保证混凝土泵在一个长时间输送混凝土的运转中具有可靠的密封。

本发明的目的是通过以下措施来实现，在每个输送缸的管嘴段内，密封体的支承是借助一个传动机构使该密封体轴向移动伸到摆动管道的端面范围内的一个密封位置上，并相对摆动管道的摆动还能撤回到一个释放位置，密封体至少部分伸进到释放位置或伸出到密封位置。

按照本发明，密封体被用于对该设备的静止的摆动管道外进行密封。这个密封体在该摆动管道开始摆动运动之前就从这个静止的摆动管道中离开而退回，然后它就处于不再受摆动运动影响的位置上，因此，就不会有由于摩擦、磨耗或者类似原因造成的磨损，这样一来，不仅显著地提高了密封体的使用寿命，而且在相对较低的设备压力下有一个十分良好的密封区域状态，因此，密封体的支承区域就不必再以昂贵的费用来进行高压设计，这个优点也同样适用于可能的控制装置，在输送缸的固定管嘴范围内的支承密封体还有另一个优点，这个密封体的支承以及可控制的传动机构可能是简单的，而且也不存在特殊的位置和保护问题。

本发明的目的还可以通过以下措施来实现，密封体有一个与摆动管道线接触的密封边，这样有可能使得在同样的压紧力作用下，进一步减小作用在密封体上的传动力。

另外，本发明采用摆动管道在它的端面相连接处有一个向里收缩的锥形表面，按照这个形式，在摆动管道和密封体相连区域的密封必然会特别简单。

本发明可采用的一个另外的结构形式，其中摆动管道的端面有一个环形沟槽，而且密封件有一个附属的在密封位置的环形沟槽中构成嵌接弹簧的密封边。这样将具有更好的密封作用。这种沟槽和弹簧密封装置进一步提高了密封性能。以外，这种装置要求在摆动管道和输送缸管嘴或密封体之间更加精确地安置。按照发明的特征，密封体在进出密封位置时的运动可以用简单的方式实现，一个纯轴向运动即可应用简单方法来支承和驱动。

在这个装置中，输送缸通过隔板的开孔输送混凝土，在隔板外侧，摆动管道同它的端面一起运动，且在输送缸吸入时，密封体的密封边就会受到隔板的保护。

一种实施方式进一步得到了有利的发展。这种形式有可能应用简单的方式作轴向运动，输送缸的管嘴区域本身就是作为密封体轴向运动的移动轨道和导向装置。可以实现液压或气动驱动密封体的顶盖，同样也部分地用作它的导向装置。这也同样适用于隔板的开孔。因此，在密封体运动时，偏离轴向的不希望有的运动就基本上被排除了，而且由于这种导向面，磨损也减低到最小。此外，这种密封体在所有位置上都密封住了在隔板上的管嘴开口。

还有一种实施方式作了进一步发展。按照这种方式，密封体轴向推进是由一个旋转运动来产生的。根据这种实施方式，驱动密封体甚至可以应用机械传动。因此，直接在输送缸的管嘴范围内，就可以取消带有附属密封装置的增压室和压力连接件。

密封体运动的控制与摆动管道的运动或者输送缸的输送周期有关。这种控制可以用不同的机械方式来实现。所倾向的一种实施方案就是只有当所属输送缸中的输送压力一直保持在预先给定的压力高度时，密封位置也才能维持不变。

本发明实施示例用下列图示表示。

图1表示通过一个带有本发明密封装置的混凝土泵上的一个摆动管道在连接部位的垂直剖面图。

图2表示相应于图1Ⅱ-Ⅱ截面的一个剖面图。

图3表示图1的一个局部放大图。

图4表示在图3中标记Ⅳ的局部放大图。

图5表示相应于图3中Ⅴ-Ⅴ剖面线的截面。

图6表示相应于图4截面的另外一种密封装置实施形式。

图7表示另一种密封装置的实施形式。

图8表示另一种实施形式。

从一个混凝土贮料容器1中通过摆动管道3，借助于混凝土泵2把混凝土按箭头方向A输送到送料管道4中。在这个混凝土泵2上，仅仅表示出输送缸5和在输送缸内用于吸入和压出而作往复运动的活塞6。送料管道4在图1中用一个与摆动管道3法兰连接的管段表示。

在摆动管道3和管嘴段5a之间安置了一个属于混凝土贮料容器1的隔板7。这个隔板上有两个开孔8，均为圆形截面，并与输送缸5内径相等。它们同输送缸的管嘴5a是同轴线对中的。

摆动管道3有一个端面3a，位于隔板7的外侧。端面3a是环形的，并且由于法兰3b而使其外径大于摆动管道的其它截面。这个摆动管道在图2所示箭头方向B上由其端面3a总是移动到开孔8之前。其所属的缸则刚好压出混凝土。借助于一个液压缸9来驱动这个摆动管道，液压缸被支承在混凝土贮料容器上可摆动的位置10处，而且它的活塞连杆11通过一个叉形臂12来推动摆动管道的一个传动轴13。

在每个输送缸的管嘴段5a和隔板7所属的开孔8之间布置了一个用14表示的整个密封装置。它的主要构成部分就是一个密封体15，其形式是一个分段的密封体，由图3清楚可见。这个密封体15有一个第一管段15a，它的内径与输送缸5的管嘴段5a内径相同。第二管段15b不仅在内径、而且在外径上都比第一管段15a要大。在它的内侧有一个螺纹段16，这个螺纹段与输送缸的管嘴段5a上的外螺纹17相互配合。密封体15用这种方式支承在输送缸5上，即第一管段15a从输送缸5伸出到隔板开孔8中，一个弹性密封环18保持在第二管段内壁与输送缸5管嘴开口之间的区域内，也在第一管段15a与第二管段15b的连接区域内。在隔板上的开孔8中，装有一个在第一管段15a的结构范围内的环形密封填料19。

密封体15的第二管段15b以它的外表面与一个连接管20的内表面滑动配合。这个连接管20被保持在隔板7与输送缸相对的一侧与一个环形法兰21之间。这个环形法兰安置在输送缸5的管嘴开口段5a的区域内。连接管20的长度必须使第二管段15b在环形法兰21和隔板7之间有轴向运动的间隙。此外，这个连接管20还有一个间隙22。在第二管段15b上的一个径向伸出的臂23即穿过这个间隙。在这里，活塞缸25的活塞连杆24是这样与臂23相连接，即在它作往复运动时，便在双向箭头C方向（图2）上转动密封体15。螺纹16与外螺纹17的相互啮合使这种运动转变成密封体的轴向移动。

在混凝土从一个正在压出的输送缸5中送到摆动管道3时，是通过装置14进行密封的：摆动管道3摆动到开孔8前，活塞缸25被驱动，并通过臂23、螺纹16和17产生密封体15的轴向位移。使其处于一个密封位置。在这个位置上，第一管段15a伸入到摆动管道3的端面范围内，这样，密封边26便沿着一个圆弧线贴紧在一个向内收缩的圆锥形表面27上。这个表面是在摆动管道3的端面范围内。密封体15和摆动管道3之间的位置放大表示在图4中。这样，就形成一个圆形线密封。这个密封就避免了由输送缸压进摆动管道中的混凝土在交接区域中泥浆的泄漏。当混凝土输送结束时，摆动管道3液压缸9施加负荷使其摆动到另外一个开孔8的前面。而进行这一动作之前，首先借助于活塞缸25使密封体15返回到开孔8之内。这样，密封边26就不会由于摆动运动而磨损。图6以一个与图4差不多的结构表示出一个摆动管道3′以及一个第一管段15′a的另一种结构形式。在这个端面3′a中有一个环形沟槽28。密封边26′在密封位置上以沟槽一弹簧连接方式与这个环形沟槽28相配合。

图5是图3的一个Ⅴ-Ⅴ剖面，相应地表示出在活塞缸25作用下，臂23的运动情况。这个活塞缸同一个压力连接管25a相连。为了使臂23回到图中虚线所表示的位置上，对活塞安置了一个复原弹簧25b。

图6表示的是与图4差不多的另一种结构形式，摆动管道3′的端面3′a以及第一管段15′a。在端面3′a内有一个环形沟槽28。密封边26′在密封位置上以沟槽一弹簧连接方式与这个环形沟槽28相配合。

图7和图8分别表示密封装置14′和14″。与图1到图5中的相应的结构部件都应用相同标号标态。

在装置14′上（图7），一个四周闭合的管件20′同在它一侧的隔板7和另一侧的环形法兰21，以及管嘴段5a的一部分外表面和第一管段15′a的一部分表面构成了一个环形空腔。这个空腔再由密封体15′的第二管段15′b分成临近隔板的一个环形小室29a和另一个临近环形法兰21的环形小室29b。第二管段15′b的外表面同管件20′的内壁以滑动配合相贴紧。对于输送缸的管嘴段5a的内侧和由第一管段15′a构成的加长段的内侧，第二管段15′b通过一个密封环18′来进行密封。这个密封环同时也构成了一个弹性蓄能器，在密封位置方向给密封体15′施加负荷。借助于一个定位环30把密封环18′保持在管嘴段5a和第二管段15′b之间。

压力连接件32被连接到与隔板7相连的环形空隙小室29a中。在图7表示的密封位置上，密封体15′的密封边26位于摆动管道3的锥形表面27处，当环形空腔小室29a无压时，密封体115′就受到密封环18′的压力。为了使密封体15′退回，在摆动管道开始摆动运动之前，环形空腔小室29a应处于压力之下。第二管段15′b就像活塞一样向环形法兰21的方向移动，密封边226就移动到隔板7的开孔8之内，并因此从摆动管道3中移出。密封体15′将在这个位置上停留。直到从相关的输送缸送来新的混凝土供料，摆动管道3再次达到开孔8之前为止。

在图8中表示的密封装置14″与在图7中的装置14′相比较，其差别在于，在环形空腔小室29b中安置了一个作为蓄能器用的压力弹簧31，而弹性密封环18则不具有蓄能器的性能。此外，第二管段15″b的相对于环形空腔小室29b的端部，在横截面上被加宽到可安置一个较大的压力弹簧装置。密封体返回到它的释放位置上的运动是借助于在环形空腔小室29a中的增压来实现的;在环形空腔小室29a中卸压以后，密封体则由压力弹簧作用使其运动到密封位置上。

本发明并不局限于这些实施例。因此，密封体及其支承的结构细节，与它的纵向运动的传统方式一样，都可以有许多变化。举例来说，类似于在图7和图8中的结构形式，可以设置两个环形空腔小室在压力下交替地作用。相应于图6中在摆动管道与密封体之间的设备区域都可以按照所有的实施形式及其变形来构成。

在本发明的范围内，当摆动管道与附近的正好压出混凝土的输送缸相连接时，密封体也可以从释放位置移动到密封位置并在那里停留。当摆动管道返回运动到相关的管嘴开口时，那么就要求密封体再次返回到释放位置上。这对于在图7和图8中所示的那种实施形式尤其应予考虑。由此，环形空腔小室中的压力增大在摆动管道作摆动运动期间总是必要的。

Claims (15)

1、在具有两个交替进行吸进和压出混凝土的输送缸的混凝土泵中，每个输送缸有一压出混凝土的前部管嘴，一个摆动管道，其后端部从一侧移向与正压出混凝土的输送缸管嘴部对准的另一侧;用于每个输送缸的密封装置，是设置在输送缸管嘴段与所述摆动管道的后端部之间的密封，它带有一个在输送缸管嘴段内可轴向运动的支承密封体，该密封体至少在密封段内是环形的，所述密封装置的特征是：在每个输送缸（5）的管嘴段（5a）内，密封体（15、15′、15″）这样来支承，即借助一个传动机构使该密封体轴向移动伸到摆动管道（3）的端面范围内一个密封位置上，并且对摆动管道的摆动还能撤回到一个释放位置，该密封体至少部分地伸进到所述释放位置并伸出到所述密封位置。

2、按权利要求1所述的装置，其特征是：密封体（15）有一个与摆动管道（3）线接触的密封边（26或26′）。

3、按权利要求2所述的装置，其特征是：摆动管道（3）在它的端面（3a）相连接处有一个向里收缩的锥形表面（27），而且密封位置的密封边（26）也就在这里。

4、按权利要求3所述的装置，其特征是：摆动管道（3）在端面有一个环形沟槽（28），而且密封件（15′）有一个所属的在密封位置的环形沟槽中构成嵌接弹簧的密封边（26′）。

5、根据权利要求1所述的装置，该装置带有一个含有管嘴开孔的隔板，摆动管道的端面在它上面滑动，其特征是：在隔板（7）的管嘴开孔（8）处，密封体至少部分地伸进到释放位置上，并从其外表面伸出到密封位置上。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征是，作为分段管体的密封体（15）是由下列部分构成，一个安排在输送缸（5）的管嘴段（5a）之前与其轴同心地第一管段（15a），和一个密封且包围管嘴段（5a）并在其上可以控制移动的第二管段（15b）。

7、根据权利要求5所述的装置，其特征是：第二管段（15′b、15″b）在一个位于管嘴段（5a）的开口外侧的密封环形空腔（29a和29b）中像活塞一样可以移动，因而第二管段（15′b、15″b）两端的环形空腔总是构成一个小室（29a或29b），这些小室中至少有一个（29a）同一个压力系统的连接件（32）相连。

8、根据权利要求6所述的装置，其特征是：在一个小室（29b）中安装一个给第二管段（15b）加负荷的蓄能器（31），以便与另一小室（29a）的压力系统相平衡。

9、按权利要求8所述的装置其特征是：所述蓄能器（31）是一个弹簧。

10、按权利要求6所述的装置其特征是：第二管段（15b、或15′b或15″b）支承一个密封环（18或18′），该密封环密封了在第一管段（15a或15′a或15″a）与输送缸（5）在密封位置的管嘴之间的环形空腔（29a和29b）。

11、按权利要求10所述的装置，其特征是：所述密封环（18′）同时也作为弹性蓄能器。

12、按权利要求7所述的装置，其特征是：环形空腔（29a，29b）向外受到带管嘴开孔（8）的隔板（7）内侧的限制，摆动管道（3）的端面（3a）在该隔板外侧上滑动，同时也受到一个在输送缸（5）上与隔板（7）有一定距离的环形法兰（21）和一个在环形法兰（21）与这个隔板（7）之间的连接管件（20或20′）的限制，该管件的内径与第二管段（15b或15′b或15″b）的外径是滑动配合。

13、按权利要求1所述的装置特征是：所述传动机构可以是借助于螺纹传动（16、17）或者滑环导向，通过旋转运动使密封体（15）可在轴向移动。

14、按权利要求13所述的装置，其特征是：在密封体（15）上安置了一个径向凸出臂（23），而且在这个臂上，一个活塞缸（25）的活塞连杆（24）与该密封体（15）的外形近于切线相接触。

15、按权利要求1所述的装置，其特征是：由输送缸（5）的压力来驱动密封体（15），而这个驱动是可以调节的。

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