CN102814863B - 一种混凝土混合仓及基于其的混凝土湿法喷射系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土混合仓及基于其的混凝土湿法喷射系统和方法，该混凝土混合仓包括料管，在料管上设有料拌和仓，在料管上于料拌和仓的前部连接有加水环，加水环通过管道连接有水雾化腔，水雾化腔的进口连接有球形喷嘴；球形喷嘴的进风口连接有风管、进水口连接有水管；风管还分出一支路通向所述料拌和仓的后方的料管内。本发明的喷射系统通过增加混凝土混合仓来使混凝土潮料拌和成塑性湿料，混合仓的设计既实现了干料湿喷的工艺，又可避免混凝土堵管及出料脉冲问题。

Description

一种混凝土混合仓及基于其的混凝土湿法喷射系统和方法

技术领域

本发明属于混凝土喷射机技术领域，涉及一种混凝土混合仓的设计，尤其是一种混凝土混合仓及基于其的混凝土湿法喷射系统和方法。

背景技术

干法喷射混凝土由于是在喷射机中人工直接加入混凝土拌和干料，不加水，因而施工现场粉尘大，严重危害工人身体健康。由于水是在喷嘴处加入，不但喷射混凝土的水灰比难以控制，而且水泥水化也不充分，造成喷射混凝土强度离散性较大，回弹大，浪费严重。

潮法喷射混凝土由于干粉速凝剂是人工在干喷机进料口与拌合料一同加入干喷机中，干粉速凝剂无法准确加入。而且当拌制的潮料加水超量时，会发生拌合料在干喷机中凝结硬化而堵塞干喷机或管路的现象。与干法喷射相比同样存在难以解决的喷射回弹大和强度离散性大的致命问题。

现有的湿法喷射难以实施推广，主要是因为一方面喷射设备昂贵，另一方面施工成本太高，如果湿拌混凝土料没有及时使用，不但增加速凝剂用量，而且难以保证喷射砼的强度，原材料浪费大。

专利ZL200810130718.7公布了一种混凝土干料湿喷机，该机型只是简单在输料管道加水来达到干料变湿料的效果，没有考虑混凝土料从干料变湿料的状态发生变化后而不可避免导致混凝土堵管及出料脉冲，严重影响喷射混凝土的施工，甚至导致该湿法喷射工艺实现不了。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种混凝土混合仓及基于其的喷射机和湿法喷射方法，其通过增加混凝土混合仓来使混凝土潮料拌和成塑性湿料，混合仓的设计既实现了干料湿喷的工艺，又可避免混凝土堵管及出料脉冲问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种混凝土混合仓，包括料管，在料管上设有料拌和仓，在所述料管上于料拌和仓的前部连接有加水环，所述加水环通过管道连接有水雾化腔，所述水雾化腔的进口连接有球形喷嘴；所述球形喷嘴的进风口连接有风管、进水口连接有水管；所述风管还分出一支路通向所述料拌和仓的后方的料管内，在该支路上设置有安全阀。

上述球形喷嘴为一个三通腔室，其包括壳体和喷水管，在壳体内设有相互接通的进风通道和出风通道；所述喷水管的喷水端插入至出风通道内，所述喷水管的进水端穿过壳体设于壳体的外侧。

上述进风通道和出风通道垂直布置，在两通道的交汇处为球形腔室；所述进风通道与风管相通；所述出风通道通过管路与所述水雾化腔的进口连接；所述喷水管的进水端与水管连通。

上述料拌和仓为一个扩张-收缩混合腔，即该混合腔至少带有一个沿料浆前进方向的扩张锥面和一个收缩锥面，两个锥面间带有一个柱面、球面或椭球面转换段；其最大的扩张截面与最小的收缩截面之比为2-10之间。

上述加水环是由一套内置塑料或橡胶件，外部紧密套上带注水孔的钢管套筒复合而成，内置塑料套管上均匀开有6～10个与输料管前进方向成30～60度角的细孔，孔径为2～4mm。

上述料管的进料口设置有进料连接接头，所述进料连接接头距离加水环的尺寸为：500mm-2000mm；所述加水环距离料拌和仓的尺寸为：100mm-500mm。

上述风管上设置有风压表；所述水管上设置有流量计。

上述水雾化腔5的出口通过管道还连接至料拌和仓上。

本发明提出一种基于上述混凝土混合仓的混凝土湿法喷射系统，该系统将所述混凝土混合仓固定设置于车上，所述混凝土混合仓的料管进料口与喷射机出料口通过管道连接，所述混凝土混合仓的料管出料口连接输料管道和喷嘴。

本发明还提出一种上述混凝土湿法喷射系统的混凝土湿法喷射方法，具体包括以下步骤：

1）加入喷射机前的混凝土拌合料需按灰水比为1︰0.15～0.2拌制均匀；

2）将水与压缩空气通过混凝土混合仓中的水雾化腔将水雾化；

3）将一部分雾化后的水通过混凝土混合仓中的加水环加入料管内，另一部分雾化水通过管路加入至料拌和仓内；

4）通过上述步骤后形成的塑性混凝土拌合料由混凝土混合仓送至输料管道，在输料管道内的风压和混凝土混合仓出料口处的辅加风压作用下被送至喷嘴，并与喷嘴处的液体速凝剂混合后喷出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明与传统的干喷技术相比：粉尘少，喷射混凝土钻芯取样强度高；与现有湿喷技术相比：原料利用率高，与液体速凝剂反应效率高，同等凝结时间速凝剂用量降低了20%以上，回弹减少了33%以上，喷射混凝土的强度在严格控制混凝土的加水量后提高了30%以上；本发明喷射机与已公布的干料湿喷机相比：混料仓的特殊设计使喷射时脉冲显著减少，不会发生物料与水分离及混凝土堵管现象。

附图说明

图1为本发明的混凝土混合仓的结构示意图；

图2为本发明的球形喷嘴6的内部结构剖视图；

图3为本发明的混凝土湿法喷射系统连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明首先提出一种混凝土混合仓，该种混合仓包括料管2，在料管2上设有料拌和仓3，在料管2上于料拌和仓3的前部连接有加水环12，加水环12通过注水口16和管道连接有水雾化腔5，水雾化腔5的进口连接有球形喷嘴6的出风口9；球形喷嘴6的进风口8连接有风管17、进水口7连接有水管18；风管17还分出一支路通向料拌和仓3的后方的料管2内（如图进口4位置）。

参见图2，本发明的球形喷嘴6为一个三通腔室，其包括壳体601和喷水管604，在壳体601内设有相互接通的进风通道602和出风通道603；喷水管604的喷水端插入至出风通道603内，喷水管604的进水端穿过壳体601设于壳体601的外侧。进风通道602和出风通道603垂直布置，在两通道的交汇处为球形腔室605；进风通道602与风管17相通；出风通道603作为球形喷嘴6的出风口9通过管路与水雾化腔5的进口连接；喷水管604的进水端与水管18连通。

本发明的料拌和仓3为一个扩张-收缩混合腔，即该混合腔至少带有一个沿料浆前进方向的扩张锥面和一个收缩锥面，两个锥面间带有一个柱面、球面或椭球面转换段；其最大的扩张截面与最小的收缩截面之比为2-10之间。加水环12是由一套内置塑料或橡胶件，外部紧密套上带注水孔的钢管套筒复合而成，内置塑料套管上均匀开有6～10个与输料管前进方向成30～60度角的细孔，孔径为2～4mm。

在本发明的最佳实施方案中，料管2的进料口设置有进料连接接头1，所述进料连接接头1距离加水环12的尺寸为：500mm-2000mm；所述加水环12距离料拌和仓3的尺寸为：100mm-500mm。在风管17上设置有风压表15；所述水管18上设置有流量计14。水雾化腔5的出口通过管道还连接至料拌和仓3上。如图1所示，本发明还在水雾化腔5的出口处以及管道13上均设置有安全阀15。

基于上述的混凝土混合仓，本发明提出一种混凝土湿法喷射系统，该系统将混凝土混合仓固定设置于车上，混凝土混合仓的料管进料口1与喷射机20出料口通过管道连接，混凝土混合仓的料管出料口19连接输料管道21和喷嘴22。这种系统的混凝土湿法喷射方法，具体包括以下步骤：

1）加入喷射机前的混凝土拌合料需按灰水比为1︰0.15～0.2拌制均匀；

2）将水与压缩空气通过混凝土混合仓中的水雾化腔5将水雾化；

3）将一部分雾化后的水通过混凝土混合仓中的加水环12加入料管2内，另一部分雾化水通过管路加入至料拌和仓3内；

4）通过上述步骤后形成的塑性混凝土拌合料由混凝土混合仓送至输料管道，在输料管道内的风压和混凝土混合仓出料口处的辅加风压作用下被送至喷嘴，并与喷嘴处的液体速凝剂混合后喷出。

以下结合具体实施例对本发明的效果进一步说明：

实施例1：

步骤一，首先在搅拌机中按灰水比为1︰0.15～0.2将混凝土各集料搅拌均匀，用罐车或翻斗车运至施工现场，采用人工或机械方式将其加入本发明所述喷射机的料斗中；

步骤二，利用压缩空气将拌合料输送至混凝土混合仓，拌合料在料拌和仓（以下简称拌和仓）内通过两次加水后并在拌和仓中形成塑性拌合料，此处水先通过风水混合器雾化后再分别在加水环和拌合仓中加入，加水量的多少由混凝土配合比决定，并通过流量计和阀门来控制；

步骤三，塑性拌合料在输料管内的压缩空气和辅助压缩空气的作用下输送至喷嘴处，并与此处泵入的液体速凝剂作用后喷出。

实施例2：

步骤一，首先在搅拌机中按灰水比为1︰0.15～0.2将混凝土各集料搅拌均匀，用罐车或翻斗车运至施工现场，采用人工或机械方式将其加入本发明所述喷射机的料斗中；

步骤二，利用压缩空气将拌合料输送至混凝土混合仓，此处混合仓已将其中拌和仓部分去掉，水通过风水混合器后进入加水环再进入输料管道内，并在喷嘴处与液体速凝剂作用后喷出。

对照实施例1：

步骤一，将混凝土集料拌和均匀，并用人工上料方式将拌合料加入干喷机的料斗中，开动喷射机后在料斗中人工抛洒粉状速凝剂；

步骤二，拌合料及速凝剂在压缩空气的作用下输送至喷嘴处，并与喷嘴处加入的水作用迅速喷出。

对照实施例2、

步骤一，按配合比要求将混凝土集料和水全部加入搅拌机中拌制形成湿拌合料，用罐车或翻斗车将其运至施工地，通过人工或机械的方式将料加入湿喷机的料斗中，在压力作用下被送至喷嘴处与液体速凝剂反应并迅速喷出。

以上实施例的实施效果对比如下：

Claims (8)

1.一种混凝土混合仓，其特征在于，包括料管(2)，在料管(2)上设有料拌和仓(3)，在所述料管(2)上于料拌和仓(3)的前部连接有加水环(12)，所述加水环(12)通过管道连接有水雾化腔(5)，所述水雾化腔(5)的进口连接有球形喷嘴(6)；所述球形喷嘴(6)的进风口连接有风管(17)、进水口连接有水管(18)；所述风管(17)还分出一支路通向所述料拌和仓(3)的后方的料管(2)内，在该支路上设置有安全阀(15)；所述球形喷嘴(6)为一个三通腔室，其包括壳体(601)和喷水管(604)，在壳体(601)内设有相互接通的进风通道(602)和出风通道(603)；所述喷水管(604)的喷水端插入至出风通道(603)内，所述喷水管(604)的进水端穿过壳体(601)设于壳体(601)的外侧；所述进风通道(602)和出风通道(603)垂直布置，在两通道的交汇处为球形腔室(605)；所述进风通道(602)与风管(17)相通；所述出风通道(603)通过管路与所述水雾化腔(5)的进口连接；所述喷水管(604)的进水端与水管(18)连通。

2.根据权利要求1所述的混凝土混合仓，其特征在于，所述料拌和仓(3)为一个扩张-收缩混合腔，即该混合腔至少带有一个沿料浆前进方向的扩张锥面和一个收缩锥面，两个锥面间带有一个柱面、球面或椭球面转换段；其最大的扩张截面与最小的收缩截面之比为2-10之间。

3.根据权利要求1所述的混凝土混合仓，其特征在于，所述加水环(12)是由一套内置塑料或橡胶件，外部紧密套上带注水孔的钢管套筒复合而成，内置塑料套管上均匀开有6～10个与输料管前进方向成30～60度角的细孔，孔径为2～4mm。

4.根据权利要求1所述的混凝土混合仓，其特征在于，所述料管(2)的进料口设置有进料连接接头，所述进料连接接头距离加水环(12)的尺寸为：500mm-2000mm；所述加水环(12)距离料拌和仓(3)的尺寸为：100mm-500mm。

5.根据权利要求1所述的混凝土混合仓，其特征在于，所述风管(17)上设置有风压表；所述水管(18)上设置有流量计(14)。

6.根据权利要求1所述的混凝土混合仓，其特征在于，所述水雾化腔(5)的出口通过管道还连接至料拌和仓(3)上；所述水雾化腔(5)的出口处设置有安全阀。

7.一种基于权利要求1所述混凝土混合仓的混凝土湿法喷射系统，其特征在于，将所述混凝土混合仓固定设置于车上，所述混凝土混合仓的料管进料口与喷射机(20)出料口通过管道连接，所述混凝土混合仓的料管出料口(19)连接输料管道(21)和喷嘴(22)。

8.一种权利要求7所述混凝土湿法喷射系统的混凝土湿法喷射方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)加入喷射机前的混凝土拌合料需按灰水比为1︰0.15～0.2拌制均匀；

2)将水与压缩空气通过混凝土混合仓中的水雾化腔(5)将水雾化；

3)将一部分雾化后的水通过混凝土混合仓中的加水环(12)加入料管(2)内，另一部分雾化水通过管路加入至料拌和仓(3)内；

4)通过上述步骤后形成的塑性混凝土拌合料由混凝土混合仓送至输料管道，在输料管道内的风压和混凝土混合仓出料口处的辅加风压作用下被送至喷嘴，并与喷嘴处的液体速凝剂混合后喷出。