CN101856989A - 回转密封新技术及搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车 - Google Patents

Abstract

本发明是一种回转密封新技术及搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，搅拌筒(16)水平布置在车体(1)上；在搅拌筒进出料端口上设置有随搅拌筒(16)同步转动的旋转端(11)，车体(1)上通过固定架(2)固定安装有中心带进出料孔的固定端(10)，旋转端(11)与固定端(10)组成回转密封机构。有效降低了运输车的重心，提高了行驶安全性。改善了搅拌筒的出料性能，使运输车对混凝土的运输适应范围更宽，出料更容易、更彻底。提高了运输量，为实现混凝土运输车的大型化奠定了基础。本发明的运输车装载量一般可达15-30方米，大的可达60立方米。

Description

回转密封新技术及搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车

(一)、技术领域  本发明涉及一种转动状态下实现端口回转密封的新技术，并涉及一种使用了该项技术的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车。

(二)、背景技术  由于受到较少的关注，大型回转设备的回转密封技术近年没有太大的发展。现有的回转密封技术很难适应混凝土运输车的搅拌筒在转动状态下的端口回转密封。个别报道提及水平布置搅拌筒的搅拌运输车，这种搅拌运输车的后端部是密封的，其密封机构和搅拌筒一起转动。这种搅拌运输车的主要缺点是，在加料时，搅拌筒无法转动，即无法保持对混凝土的连续搅动，因而不能保证混凝土的质量，无法推广应用。

根据现有技术无法实现搅拌筒转动状态下的端口回转封闭，目前国内外广泛使用的混凝土运输车的搅拌筒仍是倾斜敞口布置的。这种布置方式存在的主要问题如下：

1)、倾斜布置导致重心较高，车辆行驶不安全，驾驶困难，极易发生翻车事故。这种车辆所引发的交通事故经常发生，每年都有大量的报道。同样出于安全的考虑，现有的混凝土运输车的搅拌筒的物料装载量受到严格限制，目前最大的混凝土搅拌运输车的运输量是18立方米，大部分是8-12立方米，运输效率较低，能耗较高。

2)、现有混凝土运输车的搅拌筒一端通过回转驱动机构固定在车的前部，另一端通过支撑辊及捆绑钢带固定在车的后部。这种固定方式，对几十吨重的搅拌筒来说是不安全的，在事故中屡见搅拌筒与车体脱落，进一步加剧了事故。

3)、在搅拌筒底部中心布置的液压马达驱动方式，驱动力臂小，耗能大，目前最大马力发动机，也难以可靠稳定地带动16立方米以上的搅拌筒。

4)、只能运输，不能浇注，功能单一，适应卸料场合的能力弱。

5)、搅拌筒死角多，清理量大，机械方式的水清洗系统使用效果不好，易造成残留混凝土“结垢”问题。

6)、由于搅拌筒处于敞口状态，运输过程混凝土中份蒸发，导致混凝土失效，因此运输时间一般限制在1小时以内，从而限制了混凝土的运输距离。

7)、结构老化，自动化程度低。

(三)、发明内容  本发明旨在提供一种回转密封新技术及搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，所要解决的技术问题是，第一、实现搅拌筒的水平布置和回转密封，以大幅度提高行驶安全性和运输量。第二、使混凝土搅拌运输车的搅拌筒进出料口具有多种进出料方式。第三、通过水压或气压密封技术，进一步提高回转密封性能。第四、实现进出料机构与搅拌筒之间的柔性悬浮配合，以提高回转密封的可靠性和搅拌筒运转的稳定性。第五、通过改进搅拌筒的驱动方式，实现节能或增加驱动力，并提高设备的可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，包括车体和安装于车体上并带有旋转驱动机构的搅拌筒，其中搅拌筒的进出料端口位于搅拌筒的后端，搅拌筒的旋转驱动机构位于搅拌筒的前端，其特征在于：搅拌筒水平布置在车体上；在搅拌筒进出料端口上设置有随搅拌筒同步转动的旋转端，车体上靠近搅拌筒进出料端口的位置安装有固定架，在该固定架上固定安装有中心带进出料孔的固定端，旋转端与固定端组成回转密封机构；在固定架上还安装有中部带有与固定端进出料孔相通的腔体的多功能进出料机构。

固定架与车体之间最好采用柔性悬浮连接。

在固定端上还设有环形的水压或气压室，与水压或气压室连接的水压或气压通道的外端带有水压或气压输入端口。

多功能进出料机构的第一种形式：多功能进出料机构后端的进出料机构包括两块位置相对的扇形进出料侧壁，互相铰接的液压升降闸板机构和液压折板；在固定架上安装有进出料架；扇形进出料侧壁安装在进出料架上；液压升降闸板机构通过液压油缸安装在进出料支架上；多功能进出料机构上设有与其腔体相通的泵力进料口和泵力出料口。

多功能进出料机构后端的进出料机构还包括水压或气压密封机构。

所述的搅拌筒的旋转驱动机构可以是：搅拌筒前端带有大齿轮；连接在液压马达减速器上的小齿轮与大齿轮啮合连接；所述的的液压马达减速器通过固定架安装在车体上；搅拌筒的旋转轴通过轴承机构安装在重型固定座上；其中，重型固定座与车体连接。

在搅拌筒的前后位置分别布置有前托辊机构和后托辊机构；托辊机构由托辊架和安装在托辊架上的托辊组成，托辊架下端固定在车体上；车体左右两侧相对的两个托辊架之间连接有安全钢带。

所述的搅拌筒的旋转驱动机构还可以由搅拌筒外齿圈及其驱动装置构组成。

在车体上还可以设置有泵送臂架系统。

多功能进出料机构的第二种形式：多功能进出料机构的上部安装有进料斗；在多功能进出料机构的下端，设置有出料口；在出料口的下方设置有皮带输送机构。

本发明的积极效果在于：

(1)、搅拌筒水平布置，有效降低了运输车的重心，提高了行驶安全性。改善了搅拌筒的出料性能，使运输车对混凝土的运输适应范围更宽，出料更容易、更彻底。提高了运输量，为实现混凝土运输车的大型化奠定了基础。本发明的运输车装载量一般可达15-30立方米，大的可达60立方米。

(2)、本发明采用了水压或气压密封回转连接器技术，解决了回转密封机构的密封可靠性，也实现了进出料口扇形侧壁与折板之间的可靠密封。

(3)、通过进出料机构的悬浮布置，实现了其与搅拌筒之间的柔性配合，提高了回转密封的可靠性和搅拌筒运转的稳定性。

(4)、发明了扇形侧壁可升降折板的多功能进出料机构，实现了进出料一体化及液压操控，提高了设备的工作效率及可靠性。同时提高了水冲洗系统的效能。减轻了混凝土结垢并减少了混凝土人工清理的工作量。采用独特的折板液压升降机构，消除了易残留混凝土的死角。

(5)、搅拌筒进出料端口在运输过程处于封闭状态，不会出现混凝土中水份蒸发的问题，从而延长了混凝土的运输距离。

(6)、采用折板翻转方式实现进出料，解决了液压系统受汽车空间影响行程不够的问题。实现了搅拌筒进出料口的封闭，同时实现了进出料机构的一体化。

(7)、通过改进搅拌筒的驱动方式，增加了驱动力臂和驱动设备的选择范围，不仅提高了驱动力和设备的可靠性，而且节能效果更好。具体地说，搅拌筒的旋转驱动机构为齿轮轴外齿驱动，与原来的液压马达减速机的直接驱动相比，具有驱动力矩大，搅拌筒转轴尺寸大，加上重型固定座，对搅拌筒的固定效果更好、更安全，对搅拌筒的旋转驱动效果更好，驱动设备选择范围更宽。

(8)、本发明的后托辊机构的托辊与安装在重型固定座上的轴承机构形成搅拌筒的三点承重系统，该三点承重系统与前托辊机构形成了冗余回转固定系统，提高了搅拌筒的运行稳定性和安全系数。

(9)、由于搅拌筒水平布置并具有泵力出料机构，实现了运输车和泵车更加合理和容易布置的两车合一。进一步地说，由于搅拌筒水平布置，浇注臂架系统更容易布置在运输车上，并且浇注臂架系统能够设置得更长，20-30米范围的浇注可以直接实现，省去中小型泵车；由于具有泵力出料机构，能够更直接地为浇注系统输送混凝土。

(10)、本发明的第二种多功能进出料机构，可以充分利用现有混凝土搅拌站的加料机构及操作习惯，而不必对现有混凝土搅拌站进行改造。通过在多功能进出料机构下端布置出料口，实现了输送带送料，进而提高了设备的自动化程度、工作效率，并增加了卸料距离，增强了现场适应性。

(四)、附图说明  图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明回转密封机构的结构示意图。

图3是本发明第一种多功能进出料机构的结构示意图。本图显示的是进出料口的关闭状态。

图4是本发明第一种多功能进出料机构的出料状态示意图。

图5是本发明第一种多功能进出料机构的进料状态示意图。

图6是本发明运输浇注两车合一的示意图。

图7本发明搅拌筒外齿圈驱动方式示意图。

图8是本发明在搅拌筒的锥形段开设进料口的示意图。

图9是本发明第二种多功能进出料机构的结构示意图。

(五)、具体实施方式  下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

如图1所示，本发明包括车体1和安装于车体1上并带有旋转驱动机构的搅拌筒16，其中搅拌筒16的进出料端口位于搅拌筒16的后端，搅拌筒16的旋转驱动机构位于搅拌筒16的前端。搅拌筒16水平布置在车体1上。

在搅拌筒进出料端口上设置有随搅拌筒16同步转动的旋转端11，旋转端11与搅拌筒出料端口之间通过密封圈11-1以及第一螺栓11-2互相连接，如图2所示。车体1上靠近搅拌筒进出料端口的位置安装有固定架2，在该固定架2上固定安装有中心带进出料孔的固定端10。旋转端11与固定端10组成回转密封机构。为了减震，提高相关机构的使用寿命和搅拌筒运转平稳性，并为了更可靠地实现回转密封，固定架2与车体1之间采用柔性悬浮连接。所述的柔性悬浮连接的连接机构可以是弹簧或板簧28，也可以是弹性材料制成的部件，还可以是能够使固定架2与车体1之间可相对运动的实现固定架悬浮的其它机械机构。

如图1、2，在固定架2上还固定安装有多功能进出料机构9，该多功能进出料机构9与固定端10之间通过垫圈9-1以及第二螺栓10-7连接。多功能进出料机构9中部带有与固定端进出料孔相通的腔体，并设有与所述的腔体相通的泵力进料口8和泵力出料口25。在多功能进出料机构9后端连接有可开合的进出料机构，混凝土搅拌运输车在运输过程等搅拌筒16需要封口的状态下，所述的进出料机构是合上的。

通过本发明的多功能进出料机构9，实现了进、出料的自动化，并为运输搅拌车，泵车的两车合一，及运输搅拌车出料范围的扩大，卸料场地适应性更好，提供了保证。

如图3，多功能进出料机构9后端的进出料机构，包括两块位置相对的扇形进出料侧壁27，液压升降闸板机构3和液压折板6。进出料架3-2安装在固定架2上，扇形进出料侧壁27安装在进出料架3-2上。液压升降闸板机构3通过液压油缸3-1安装在进出料支架3-2上。液压折板6与液压升降闸板机构3铰接。

液压升降闸扳机构3的升降动力来自于液压油缸3-1。液压折板6的开关及角度变化的动力来自于液压马达5，液压马达5安装于液压升降闸板机构3上，液压马达5的输出轴与液压折板6连接。

在进出料架3-2上设有侧壁滑座4，液压马达5可在侧壁滑座4中上下滑动。

在进出料支架3-2上安装有带楔形插柱7-1的气缸或液压缸7。当液压折板6关闭时，气缸或液压缸7驱动它的楔形插柱7-1将液压折板6压紧，防止液压折板6关闭不严。

注料时，液压折板6与进出料口所处平面之间的夹角小于90°，与两扇形进出料侧壁27形成一个进料漏斗。如图4所示。出料时，液压折板6与进出料口所处平面之间的夹角大于90°，形成出料流槽。液压折板6与扇形进出料侧壁27之间的密封，也可以采用水压或气压密封。在扇形进出料侧壁27及进出料支架3-2的内部设有水润滑、冲洗系统。

本发明的液压升降闸扳机构3，确保液压折板6在卸料后关闭时，不会被出料口死角残留的混凝土阻碍其关闭。当注料结束要关闭时，液压动力推动液压升降闸板机构3上移，水冲洗系统自动冲洗，消除死角，推去、冲去死角的残留混凝土，使液压折板6顺利关闭，并保持干净。

液压升降闸板机构3的另一个作用是，在注料时，随着料位的提高，闸板逐渐上移，不断提高搅拌筒16内的料位，以保证搅拌筒16加料到位。在出料时，闸板逐渐下降，料位随之逐渐下降，以控制出料速度，直到到出料口全部打开，确保搅拌筒16内物料出净。

如图9所示，多功能进出料机构9的上部，安装有进料斗9-1。在9-1上设置有液压或气动驱动的插板机构9-2，插板机构9-2在进料时起到导向作用，使进料更流畅，出料时根据需要可使插板收缩。多功能进出料机构9的后端带有密封板9-6，在密封板9-6上，设置泵力出料口25。

在多功能进出料机构9的下端，设置有带有出料闸板机构9-7的出料口9-8。

在出料口9-8的下方设置有皮带输送机构。皮带输送机构带有位于出料口9-8正下方的受料斗9-9，受料斗9-9安装在皮带机构支架9-17上，皮带机构支架9-17安装在皮带回转机构9-18上，皮带回转机构9-18安装在固定板9-19上，固定板9-19与车体1连接。

在固定板9-19上安装有用于驱动皮带机构作180°回转的回转马达9-15。

在皮带机构支架9-17上安装有水平臂架9-12，水平臂架9-12铰接有摆动臂架9-5，水平臂架9-12和摆动臂架9-5之间通过铰接方式安装有皮带伸展油缸9-10。在水平臂架9-12和摆动臂架9-5的铰接轴上连接有中皮带辊9-14，在该铰接轴上还连接有皮带弯曲支辊9-11。

在水平臂架9-12上安装有用于驱动皮带9-3运转的运转马达9-13。

在摆动臂架9-5的前端安装有前皮带轮9-4。

在回转马达9-15、皮带回转机构9-18、固定板9-19的外侧安装有护罩9-16。

为了增加输送带机构的送料距离，在摆动臂架9-5的前端，还可以连接可折叠的皮带机构。

本发明还具有如图2所示的水压或气压密封回转连接机构，用于在满载运输过程中搅拌筒16的进出料端口的更可靠的密封以及进出料机构的更可靠的密封。在固定端10上，设有保护板10-1防止泥沙进入固定端10与旋转端11之间的缝隙，并能减轻固定端10与旋转端11之间接缝部位的磨损。压环10-3通过第三螺栓10-2与固定端10连接。在固定端10上，还设有环形的水压或气压室10-4，与水压或气压室10-4连接的水压或气压通道10-5的外端带有水压或气压输入端口10-6。通过水压或气压输入端口10-6向水压或气压室10-4注入一定压力的水或气，这些水或气进入固定端10与旋转端11之间的缝隙，避免搅拌筒16内物料顺所述的缝隙流出，起到密封的作用。

仍如图1，本发明搅拌筒16的旋转驱动机构包括通过固定架23安装在车体1上的液压马达减速器21。连接在液压马达减速器21上的小齿轮22驱动安装于搅拌筒16的大齿轮18转动。搅拌筒16的旋转轴20通过轴承机构安装在重型固定座19上。其中，重型固定座19与车体1连接。

前托辊机构17和后托辊机构12分别在搅拌筒16的前后布置。其中前托辊机构17是辅助的，后托辊机构是主要支撑的。托辊机构由托辊架14和安装在托辊架14上的托辊15组成，托辊架14下端固定在车体1上。搅拌筒16的外壁上安装有辊道13，辊道13与托辊15之间是滚动接触关系。车体1左右两侧相对的两个托辊架14之间，连接有安全钢带。后托辊机构12的托辊15与安装在重型固定座19上的轴承机构形成搅拌筒16的三点承重系统，使其运转平稳可靠。

在车体1的下方安装有水箱24，做为水密封及冲洗水源。水箱24也可以安装在搅拌筒16的前端部或者车的其他部位。

在车体1的下方还安装有折板液压升降装置的动力及固定机构26。

本发明的搅拌筒驱动机构还可以是如图7所示的搅拌筒外齿圈驱动方式。

由于搅拌筒16采用了水平布置和泵力出料方式，本发明能够更合理地实现混凝土运输车和泵车的一体化。如图6，在车体1上集成布置了带有支撑机构30的泵送臂架系统29，更好地实现了混凝土运输车和泵车的两车合一。所述的支撑机构30可以安装于搅拌筒16的前、后、左、右位置。

本发明的两种出料方式如下：第一种是出料口旋转自然出料：出料时打开出料口，通过搅拌筒16的旋转，推动混凝土出料。第二种是泵力出料：通过混凝土泵的力量将搅拌筒16中的混凝土抽出。

本发明的出料端组件：根据不同配置或用户要求，可以有三种配置。

第一、闸板开启：主要和搅拌筒柱型段和锥形段加料方式配套，是简易的系统配置，可以不用回转密封系统。

第二、折叶板开启式：主要和搅拌筒柱型段和锥形段加料方式配套，是简易的系统配置，可以不用回转密封系统。

第三、扇型板折叶闸板式：用于进出料口既进料又出料，自动化程度要求高的场合，是本发明的标准配置。

本发明的三种注料方式：第一种是在出料口注料：在搅拌站通过搅拌筒末端的进出料口注料。进出料口的开启采用机械动力。第二种是泵力加料：通过安装在泵力进出料端口上的进料口，采用车载或外接混凝土泵将料加入到搅拌筒中。该方式还可以在出料时，做为出料动力。第三种是在搅拌筒的锥形段开设一个进料口，注料时打开注料口注料，主要用于造价底的简易水平运输车，需要人工开启，见图8。该方式也可以作为出料口进料时，需要加满料的补充加料口，或要加满料时直接采用此方式加料。进料口的打开，可以用气动，电动，或液压动力，通过活动接口，在加料时接上动力源，加好料后断开，不影响搅拌筒的转动。

Claims (10)

1.一种搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，包括车体(1)和安装于车体(1)上并带有旋转驱动机构的搅拌筒(16)，其中搅拌筒(16)的进出料端口位于搅拌筒(16)的后端，搅拌筒(16)的旋转驱动机构位于搅拌筒(16)的前端，其特征在于：搅拌筒(16)水平布置在车体(1)上；在搅拌筒进出料端口上设置有随搅拌筒(16)同步转动的旋转端(11)，车体(1)上靠近搅拌筒进出料端口的位置安装有固定架(2)，在该固定架(2)上固定安装有中心带进出料孔的固定端(10)，旋转端(11)与固定端(10)组成回转密封机构；在固定架(2)上还安装有中部带有与固定端进出料孔相通的腔体的多功能进出料机构(9)。

2.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：固定架(2)与车体(1)之间采用柔性悬浮连接。

3.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：在固定端(10)上还设有环形的水压或气压室(10-4)，与水压或气压室(10-4)连接的水压或气压通道(10-5)的外端带有水压或气压输入端口(10-6)。

4.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：在多功能进出料机构(9)后端连接有可开合的进出料机构，该进出料机构包括两块位置相对的扇形进出料侧壁(27)，互相铰接的液压升降闸板机构(3)和液压折板(6)；在固定架(2)上安装有进出料架(3-2)；扇形进出料侧壁(27)安装在进出料架(3-2)上；液压升降闸板机构(3)通过液压油缸(3-1)安装在进出料支架(3-2)上；多功能进出料机构(9)上设有与其腔体相通的泵力进料口(8)和泵力出料口(25)。

5.如权利要求4所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：多功能进出料机构(9)后端的进出料机构还包括水压或气压密封机构。

6.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：搅拌筒(16)前端带有大齿轮(18)；连接在液压马达减速器(21)上的小齿轮(22)与大齿轮(18)啮合连接；所述的的液压马达减速器(21)通过固定架(23)安装在车体(1)上；搅拌筒(16)的旋转轴(20)通过轴承机构安装在重型固定座(19)上；其中，重型固定座(19)与车体(1)连接。

7.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：在搅拌筒(16)的前后位置分别布置有前托辊机构(17)和后托辊机构(12)；托辊机构由托辊架(14)和安装在托辊架(14)上的托辊(15)组成，托辊架(14)下端固定在车体(1)上；车体(1)左右两侧相对的两个托辊架(14)之间连接有安全钢带。

8.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：所述的搅拌筒(16)的旋转驱动机构由搅拌筒外齿圈及其驱动装置构组成。

9.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：在车体(1)上设置有泵送臂架系统(29)。

10.如权利要求1所述的搅拌筒水平布置的混凝土搅拌运输车，其特征在于：多功能进出料机构(9)的上部，安装有进料斗(9-1)；在多功能进出料机构(9)的下端，设置有出料口(9-8)；在出料(9-8)的下方设置有皮带输送机构。

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