CN101294445B - 砼活塞及具有该砼活塞的混凝土输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砼活塞，包括安装在输送缸内的活塞本体和活塞浮动体，所述活塞本体和所述活塞浮动体与所述输送缸的内壁配合，所述活塞浮动体与所述活塞本体活动连接，所述活塞浮动体与所述活塞本体可作轴向和/或径向的相对运动；所述活塞浮动体、活塞本体与输送缸之间形成密闭的腔室；所述活塞本体上安装有单向阀，该单向阀与所述腔室单向连通，当所述单向阀打开时，所述输送缸内的液体可进入所述腔室内。由于活塞浮动体在工作过程中可相对于活塞本体作轴向和/或径向的调整，可消除密封体与输送缸之间的同轴度误差，从而减少密封体的磨损；腔室内的高压液体可将进入过盈配合部的混凝土冲刷出去，减少密封体的磨损，显著提高砼活塞的使用寿命。

Description

砼活塞及具有该砼活塞的混凝土输送装置

技术领域

本发明涉及一种砼活塞；本发明同时还涉及一种具有所述砼活塞的混凝土输送装置。

背景技术

砼(混凝土)活塞应用于混凝土输送泵、混凝土泵车以及混凝土喷射机等混凝土输送装置中，对工程用的混凝土实施输送操作。

目前，砼活塞通常具有两种结构，包括整体式砼活塞和组合式砼活塞。上述两种砼活塞的结构、工作过程及原理基本相同，下面仅对组合式活塞进行说明。

图1示出了现有技术中的组合式砼活塞的结构图，该砼活塞包括活塞本体31a、密封体32a、密封体压板33a、导向环34a和密封圈35a。

活塞本体31a一端具有配合部311a，其另一端具有连接杆312a，密封体32a通常使用耐磨高分子材料制成，通过密封体压板33a压合在活塞本体31a的前端，通过螺栓36a将密封体压板33a与活塞本体31a的配合部311a紧固连接。

密封体32a与混凝土输送缸2a的内壁过盈配合，导向环34a和密封圈35a安装在活塞本体31a的配合部311a的侧壁的环形凹槽内，并与混凝土输送缸2a的内壁配合。

活塞本体31a的连接杆312a通过卡箍5a与主油缸活塞杆6a固定连接。此外，为减缓密封体32a的磨损，还需要安装润滑该砼活塞的润滑装置。

该砼活塞的工作过程及原理如下：

如图1所示，砼活塞吸料过程及原理：主油缸活塞杆6a向右运动，带动活塞本体31a及密封体32a向右运动，由于混凝土1a与混凝土输送缸2a之间的摩擦力作用，活塞本体31a向右运动时，密封体32a与混凝土1a之间将形成真空，因而在大气压力的作用下，混凝土1a进入混凝土输送缸2a内，从而完成吸料过程；

砼活塞泵料过程及原理：主油缸活塞杆6a向左运动，带动活塞本体31a及密封体32a向左运动，由于混凝土1a与混凝土输送缸2a及混凝土输送缸2a之间的摩擦力以及向高处泵料时混凝土1a自重形成的反压力的作用，在密封体32a与混凝土1a之间将形成高压反作用力，进而推动混凝土1a向左运动，从而完成泵料过程。

从上述砼活塞的工作过程及原理可以看出，该砼活塞通过密封体32a与混凝土输送缸2a内壁间的过盈配合，来抵抗泵送混凝土1a过程中的高压，防止混凝土1a进入密封体32a与混凝土输送缸2a内壁间的过盈配合部，从而造成的对密封体32a的磨损。通常，主油缸与输送缸2a之间安装有水箱，水箱中的水起冷却输送缸2a和砼活塞的作用。

综上所述可以看出，泵料时混凝土1a对密封体32a施加高压、由于该砼活塞受加工、装配或变形等原因的影响，活塞本体31a、密封体32a与混凝土输送缸2a之间存在的同轴度误差；并且，在长期的工作过程中，密封体32a和混凝土输送缸2a的内壁会产生磨损。上述原因可造成混凝土1a容易进入密封体32a与混凝土输送缸2a之间的过盈配合部，从而加剧密封体32a的磨损，进而减少密封体32a与混凝土输送缸2a的过盈配合量，导致混凝土1a更容易进入此过盈配合部，形成恶性循环，加剧密封体32a的磨损，从而降低该砼活塞的使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明解决的技术问题在于，提供一种砼活塞，该砼活塞具有很高的使用寿命。

本发明提供的砼活塞包括安装在输送缸内的活塞本体和活塞浮动体，所述活塞本体和所述活塞浮动体与所述输送缸的内壁配合，所述活塞浮动体与所述活塞本体活动连接，所述活塞浮动体与所述活塞本体可作轴向和/或径向的相对运动；

所述活塞浮动体、活塞本体与输送缸之间形成密闭的腔室；

所述活塞本体上安装有单向阀，该单向阀与所述腔室单向连通，当所述单向阀打开时，所述输送缸内的液体可进入所述腔室内。

优选地，所述活塞浮动体与所述活塞本体之间通过链条连接。

优选地，所述活塞本体包括活塞后体，所述活塞后体的外径与所述输送缸的内径相适应；所述活塞浮动体包括活塞前体和固定在该活塞前体上的密封体，所述密封体与所述输送缸内壁过盈配合。

优选地，所述活塞浮动体还包括密封体压板，所述密封体通过所述密封体压板与所述活塞前体固定连接。

优选地，所述活塞浮动体还包括第一导向环，该第一导向环安装在所述活塞前体的环形凹槽内，所述第一导向环与所述输送缸的内壁配合；所述活塞本体还包括第二导向环和密封圈，所述第二导向环和所述密封圈安装在所述活塞本体的环形凹槽内，所述第二导向环和所述密封圈与所述输送缸内壁配合。

优选地，所述活塞浮动体上靠近所述活塞本体的一端具有凸出的第一阶梯结构，其前端的径向具有第一台阶，所述活塞本体上具有第一凹槽，该第一凹槽的直径大于所述第一台阶的直径，其深度大于所述第一台阶的厚度，所述第一台阶安装在所述第一凹槽内，在所述活塞本体的端面上安装有第一挡板，该第一挡板将所述第一台阶卡在所述第一凹槽内。

优选地，所述活塞本体上靠近所述活塞浮动体的一端具有凸出的第二阶梯结构，其前端的径向具有第二台阶，所述活塞本体上具有第二凹槽，该第二凹槽的直径大于所述第二台阶的直径，其深度大于所述第二台阶的厚度，所述第二台阶安装在所述第二凹槽内，在所述活塞本体的端面上安装有第二挡板，该第二挡板将所述第二台阶卡在所述第二凹槽内。

本发明提供的混凝土输送装置，该混凝土输送装置安装有本发明的发明内容及优选实施例所述的砼活塞。

与现有技术的相比，本发明提供的砼活塞，由于具有活塞浮动体，该活塞浮动体在工作过程中可相对于活塞本体作轴向和/或径向的调整，可消除密封体与输送缸之间的同轴度误差，从而减少密封体的磨损，提高砼活塞的使用寿命。

在本发明优选实施例中，所述活塞浮动体、活塞本体与输送缸之间形成密闭的腔室，吸料时，活塞本体右移，而活塞浮动体由于密封体与输送缸间存在的摩擦力静止不动，使得该腔室形成真空，输送缸中的液体在外界气压作用力下打开单向阀进入该腔室内直至充满整个腔室，泵料时，活塞本体左移，由于密封体与输送缸间的摩擦力以及混凝土的反压力，腔室内的液体受到活塞本体和活塞浮动体的挤压形成高压液体，该高压液体的液压力大于混凝土对密封体的压力，会对密封体产生密封作用，使混凝土浆将更难进入过盈配合部，即使混凝土进入过盈配合部，腔室中的高压液体对过盈配合部将产生冲刷作用，将进入过盈配合部的混凝土冲刷出去，防止产生恶性循环对密封体造成磨损，所以能显著延长该砼活塞的使用寿命。

此外，在泵料过程当中，腔室中的高压液体对密封体产生润滑作用，可不用使用专门的润滑装置，节省设备成本。

附图说明

图1为现有技术中的组合式砼活塞的结构示意图；

图2为本发明提供的砼活塞第一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明提供的砼活塞第二种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明提供的砼活塞第三种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参考图2，图2为本发明提供的砼活塞第一种具体实施方式的结构示意图。

如图2所示，本实施例提供的砼活塞包括活塞本体4和活塞浮动体3，活塞本体4具有活塞后体41和连接杆44，活塞后体41与输送缸2的内壁配合，连接杆44通过卡箍5(当然也可采用其他的连接方式)与主油缸活塞杆6固定连接，活塞浮动体3具有活塞前体31和密封体32，密封体32与输送缸2的内壁过盈配合，活塞前体31与活塞后体41活动连接，在本实施例中，活塞前体31与活塞后体41通过链条8连接，活塞前体31、活塞后体41与输送缸2形成密闭的腔室9，活塞浮动体3与活塞本体4之间可做轴向和径向的相对运动。

在本实施例中，活塞浮动体3具体包括活塞前体31、密封体32、密封体压板33、第一导向环34以及螺栓35。

活塞前体31为圆盘状结构，其直径与输送缸2的内径相适应，活塞前体31的一个端面上具有凸起(图中未示出)，其另一个端面具有凹槽(图中未示出)，活塞前体31具有轴向的螺栓孔(图中未示出)。

密封体32为具有阶梯孔的圆盘状结构，当然也可采用其他结构形式，采用耐磨高分子材料(如耐磨橡胶或聚氨酯等)制成，第一阶梯孔的内径与活塞前体31的凸起的外径相适应，第二阶梯孔的内径与密封体压板33的外径相适应，密封体32的外圆面与输送缸2的内壁过盈配合，以保证具有良好的密封效果。

密封体压板33为一圆形板结构，密封体压板33压在密封体32的阶梯孔的内端面上，与活塞前体31的凸起压合，螺栓35穿过活塞前体31上的螺栓孔与密封体压板33连接，从而将密封体压板33、密封体32和活塞前体31连接为一个整体。第一导向环34安装在活塞前体31的侧壁的环形凹槽内，第一导向环34与输送缸2的内壁间隙配合。

活塞本体4具体包括活塞后体41、第二导向环42、密封圈43和连接杆44。

活塞后体41外径与输送缸2的内径相适应，连接杆44通过卡箍5与主油缸活塞杆6固定连接，第二导向环42和密封圈43安装在活塞后体41侧壁的环形凹槽内，第二导向环42与输送缸2的内壁间隙配合，密封圈43与输送缸2的内壁过盈配合。

综上可知，活塞浮动体3、活塞本体4与输送缸2之间形成一个密闭的腔室9，该腔室9的容积要满足一定要求(不能过小)。在活塞后体41上安装一个单向阀7，该单向阀7与腔室9单向连通，当单向阀7打开时，输送缸2内部的液体可通过与腔室9连通的进流孔45进入到腔室9内。

此外，在输送缸2和主油缸(图中未示出)之间安装有水箱，该水箱与输送缸2的右端部连通，水箱中的水可流入输送缸2内，可对砼活塞和输送缸2实施冷却，并且输送缸2中的水可通过单向阀7进入到腔室9内。

下面具体介绍本发明第一实施例提供的泵活塞的工作过程及原理：

砼活塞吸料过程及原理：主油缸活塞杆6向右运动时，带动活塞本体4向右运动，由于活塞浮动体3的密封体32与输送缸2内壁之间具有摩擦力，使得活塞浮动体3静止不动，因而腔室9的容积增大，进而导致腔室9内的气压减小，因而活塞本体4上的单向阀7在大气压力作用下开启，输送缸2内的水进入腔室9内，直到链条8拉直，完成腔室9充液过程，接着活塞本体4带动活塞浮动体3一起向右运动，从而完成吸料过程。

砼活塞泵料过程及原理：主油缸活塞杆6向左运动时，带动活塞本体4向左运动，由于密封体32与输送缸2之间过盈配合部的摩擦阻力及混凝土1的反压力的作用，使腔室9内的压力增大，当腔室9中的压力大于混凝土1的反压力和过盈配合部的摩擦阻力时，活塞浮动体3将在腔室9中的液压力作用下向左运动(此时活塞浮动体3为液压浮动状态)，从而完成泵料过程。

本实施例提供的砼活塞，由于具有活塞浮动体3，该活塞浮动体3在工作过程中可做轴向和径向的调整，可消除活塞本体4和活塞浮动体3的密封体32与输送缸2的同轴度误差，从而减少密封体32的磨损，显著提高砼活塞的使用寿命。

并且，活塞浮动体3、活塞本体4与输送缸2之间形成密闭的腔室9，可通过单向阀7控制输送缸2中的液体进入该腔室9内，当活塞本体4和活塞浮动体3作轴向的相对运动时，该腔室9内将形成高压液体，该腔室9中的液压力大于混凝土1对密封体32的压力，会对密封体32产生密封作用，使混凝土1将更难进入过盈配合部，即使混凝土1将进入过盈配合部，腔室9中的高压液体对过盈配合部将产生冲刷作用，将进入过盈配合部的混凝土1冲刷出去，防止产生恶性循环对密封体32造成磨损，所以能显著延长该砼活塞的使用寿命。

此外，腔室9中的高压液体能润滑密封体32，所以可取消专门的砼活塞润滑装置。

参考图3，图3为本发明提供的砼活塞第二种具体实施方式的结构示意图。

如图3所示，本实施例提供的砼活塞与本发明第一实施例提供的砼活塞的区别在于，活塞浮动体3和活塞本体4之间的活动连接方式不同，因此，在本实施例中主要描述上述区别点，其他内容在此不再赘述。

在本实施例中，活塞前体31靠近活塞后体41一端具有凸出的第一阶梯结构，该第一阶梯结构的前端具有圆形的第一台阶311，活塞后体41上靠近活塞浮动体31一端具有圆形的第一凹槽411，该第一凹槽411的直径大于第一台阶311的直径，该第一凹槽411的深度大于第一台阶311的厚度，在本实施例中，在活塞后体41靠近活塞前体31的端面上安装有圆形的第一挡板46，该第一挡板46将活塞前体31的第一台阶311限制在活塞后体41的第一凹槽411内。第一台阶311的轴向端面与第一凹槽411的底面具有第一轴向间隙412，第一台阶311的径向侧壁与第一凹槽411的径向侧壁和第一挡板46的内壁具有第一径向间隙413。

上述可知，第一轴向间隙412和第一径向间隙413可保证活塞前体31在工作过程中，可做轴向和径向的调整。

参考图4，图4为本发明提供的砼活塞第三种具体实施方式的结构示意图。

如图4所示，本实施例提供的砼活塞与本发明第一实施例提供的砼活塞的区别在于，活塞浮动体3和活塞本体4之间的活动连接方式不同，因此，在本实施例中主要描述上述区别点，其他内容在此不再赘述。

在本实施例中，活塞后体41上靠近活塞前体31一端具有凸出的第二阶梯结构，该第二阶梯结构的前端具有圆形的第二台阶414，活塞前体31上靠近活塞后体41的一端具有圆形的第二凹槽312，该第二凹槽312的直径大于第二台阶414的直径，该第二凹槽312的深度大于第二台阶414的厚度，在本实施例中，在活塞前体31靠近活塞后体41的端面上安装有圆形的第二挡板37，该第二挡板37将活塞后体41的第二台414限制在活塞前体31的第二凹槽312内。第二台阶414的轴向端面与第二凹槽312的轴向底面具有第二轴向间隙313，第二台阶414的径向侧壁与第二凹槽312的径向侧壁和第二挡板37的内壁具有第二径向间隙314。

上述可知，第二轴向间隙313和第二径向间隙314可保证活塞前体31在工作过程中，可做轴向和径向的调整。

此外，活塞前体31与活塞后体41之间也可采用其他的活动连接方式连接。

本发明同时还提供了一种混凝土输送装置，该混凝土输送装置安装有本发明上述实施例中所提供的砼活塞。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种砼活塞，其特征在于，包括安装在输送缸内的活塞本体和活塞浮动体，所述活塞本体和所述活塞浮动体与所述输送缸的内壁配合，所述活塞浮动体与所述活塞本体活动连接，所述活塞浮动体与所述活塞本体可作轴向和/或径向的相对运动；所述活塞浮动体、活基本体与输送缸之间形成密闭的腔室；所述活塞本体上安装有单向阀，该单向阀与所述腔室单向连通，当所述单向阀打开时，所述输送缸内的液体可进入所述腔室内。

2.根据权利要求1所述的砼活塞，其特征在于，所述活塞浮动体与所述活塞本体之间通过链条连接。

3.根据权利要求2所述的砼活塞，其特征在于，所述活塞本体包括活塞后体，所述活塞后体的外径与所述输送缸的内径相适应；所述活塞浮动体包括活塞前体和固定在该活塞前体上的密封体，所述密封体与所述输送缸内壁过盈配合。

4.根据权利要求3所述的砼活塞，其特征在于，所述活塞浮动体还包括密封体压板，所述密封体通过所述密封体压板与所述活塞前体固定连接。

5.根据权利要求4所述的砼活塞，其特征在于，所述活塞浮动体还包括第一导向环，该第一导向环安装在所述活塞前体的环形凹槽内，所述第一导向环与所述输送缸的内壁配合；所述活塞本体还包括第二导向环和密封圈，所述第二导向环和所述密封圈安装在所述活塞本体的环形凹槽内，所述第二导向环和所述密封圈与所述输送缸内壁配合。

6.根据权利要求1所述的砼活塞，其特征在于，所述活塞浮动体上靠近所述活塞本体的一端具有凸出的第一阶梯结构，其前端的径向具有第一台阶，所述活塞本体上具有第一凹槽，该第一凹槽的直径大于所述第一台阶的直径，其深度大于所述第一台阶的厚度，所述第一台阶安装在所述第一凹槽内，在所述活塞本体的端面上安装有第一挡板，该第一挡板将所述第一台阶卡在所述第一凹槽内。

7.根据权利要求1所述的砼活塞，其特征在于，所述活塞本体上靠近所述活塞浮动体的一端具有凸出的第二阶梯结构，其前端的径向具有第二台阶，所述活塞本体上具有第二凹槽，该第二凹槽的直径大于所述第二台阶的直径，其深度大于所述第二台阶的厚度，所述第二台阶安装在所述第二凹槽内，在所述活塞本体的端面上安装有第二挡板，该第二挡板将所述第二台阶卡在所述第二凹槽内。

8.一种混凝土输送装置，其特征在于，该混凝土输送装置具有权利要求1所述的砼活塞。

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