CN102828757A - 预搅拌系统及湿喷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预搅拌系统及湿喷机。该预搅拌系统包括：搅拌料斗，其底部设置有卸料阀门；与所述搅拌料斗相连通的进水管路；串设于所述进水管路上的电磁阀和流量计；控制装置，与所述电磁阀及所述流量计信号连接，用于设定所述搅拌料斗的加水量，并根据所述流量计反馈的信息确定所述进水管路供给所述搅拌料斗内的水量是否达到所述加水量，当达到所述加水量时，控制所述电磁阀关闭。本发明提供的一种预搅拌系统，通过控制装置实时控制进水管路上的电磁阀和流量计，为搅拌料斗供应与干料投入量成相应比例的加水量，即实现自动精确加水，从而确保了混凝土的搅拌质量。本发明还提供了一种设置有该预搅拌系统的湿喷机。

Description

预搅拌系统及湿喷机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种预搅拌系统及湿喷机。

背景技术

目前，国内煤矿井下隧道混凝土支护喷射设备大多数使用干喷机和潮喷机。干喷与潮喷在喷射工艺流程和使用机械方面基本类似，施工特征基本接近，主要在骨料的预搅拌工艺方面略有差别（前者加水），但干喷及潮喷机设备的缺点较为明显：施工质量不易保证、施工回弹量大（30%～50%）、环境差，导致尘肺病发病率高、劳动强度大、生产效率低下。

而湿喷工艺则能够很好的解决以上问题，因此，湿喷机应运而生，湿喷机利用液压力或者压缩空气将预拌好的混凝土通过管道输送至喷射装置的混合室中，在混凝土与添加剂充分混合后，由喷嘴高速喷射至受喷面凝结硬化，从而形成混凝土支护层。

目前，市场上出现了一些用于煤矿井下作业的湿喷机产品，但这类湿喷机配置的混凝土搅拌系统，其搅拌料斗的加水量通常不太精确，使混凝土的搅拌质量难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种预搅拌系统及湿喷机，以解决现有的用于湿喷机的混凝土搅拌系统因无法实现精确加水而造成混凝土搅拌质量低下的问题。

一方面，本发明提供了一种预搅拌系统，该预搅拌系统包括：搅拌料斗，其底部设置有卸料阀门；与所述搅拌料斗相连通的进水管路；串设于所述进水管路上的电磁阀和流量计；控制装置，与所述电磁阀及所述流量计信号连接，用于设定所述搅拌料斗的加水量，并根据所述流量计反馈的信息确定所述进水管路供给所述搅拌料斗内的水量是否达到所述加水量，当达到所述加水量时，控制所述电磁阀关闭。

进一步地，所述预搅拌系统还包括：计量装置，用于获得所述搅拌料斗的干料投入量；所述控制装置根据所述干料投入量为所述搅拌料斗设定相应比例的加水量。

进一步地，所述搅拌料斗内间隔形成第一斗腔和第二斗腔，所述卸料阀门包括设置于所述第一斗腔底部的第一卸料阀门以及设置于所述第二斗腔底部的第二卸料阀门；所述进水管路包括与所述第一斗腔相连通的第一进水管路和与所述第二斗腔相连通的第二进水管路；所述电磁阀包括设置于所述第一进水管路上的第一电磁阀以及设置于所述第二进水管路上的第二电磁阀，所述流量计包括设置于所述第一进水管路上的第一流量计以及设置于所述第二进水管路上的第二流量计；所述控制装置包括第一控制模块和所述第二控制模块，其中，所述第一控制模块与所述第一电磁阀及所述第一流量计信号连接，用于设定所述第一斗腔内的第一加水量，并根据所述第一流量计反馈的信息确定所述第一进水管路供给所述第一斗腔内的水量是否达到所述第一加水量，当达到所述第一加水量时，控制所述第一电磁阀关闭；所述第二控制模块与所述第二电磁阀及所述第二流量计信号连接，用于设定所述第二斗腔内的第二加水量，并根据所述第二流量计反馈的信息确定所述第二进水管路供给所述第二斗腔内的水量是否达到所述第二加水量，当达到所述第二加水量时，控制所述第二电磁阀关闭。

另一方面，本发明还提供了一种湿喷机，该湿喷机包括第一底盘和喷射装置，所述第一底盘上设置有上述任一项所述的预搅拌系统。

进一步地，所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘上并且为所述喷射装置供料的泵送系统，所述泵送系统具有泵送料斗，所述泵送料斗的入口位于所述搅拌料斗的卸料阀门的下方。

进一步地，所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘上并且为所述喷射装置提供添加剂的添加剂系统，所述添加剂系统包括设置于所述第一底盘上的添加剂容器以及将所述添加剂容器中的添加剂泵送至所述喷射装置的添加剂泵。

进一步地，所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘上并且为所述预搅拌系统的进水管路供水的供水系统。

进一步地，所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘上并且为所述湿喷机的各个液压执行部件提供压力油的液压系统以及设置于所述第一底盘上并且为所述液压系统提供驱动力的动力系统。

进一步地，所述湿喷机还包括臂架系统，所述臂架系统包括与所述第一底盘可拆卸连接的第二底盘以及设置于所述第二底盘上的臂架装置。

进一步地，所述臂架装置包括固定转台、转塔、变幅油缸和伸缩臂架；所述固定转台设置于所述第二底盘上，所述转塔安装于所述固定转台上，所述伸缩臂架的一端铰接于所述转塔上，所述变幅油缸铰接于所述伸缩臂架与所述转塔之间；所述喷射装置可旋转地设置在所述伸缩臂架的另一端。

本发明提供的一种预搅拌系统，通过控制装置实时控制进水管路上的电磁阀和流量计，为搅拌料斗供应预先设定的加水量，即实现自动精确加水，从而确保了混凝土的搅拌质量。此外，在一种具体方案中，通过计量装置获得进入搅拌料斗内的干料投入量，使控制装置为该干料投入量设定相应比例的加水量，提高了加水量设定的精确性，也提高了自动化程度。此外，在另一种具体方案中，搅拌料斗内间隔形成两个斗腔，每个斗腔具有相应的进水管路，控制装置可分别精确控制每个斗腔的加水量，这种方案提高了搅拌的均匀程度，并且便于维修和实现连续供料。

本发明提供的一种湿喷机将上述的预搅拌系统集成设置在其第一底盘上，因此，在井下作业时无需配置额外的搅拌设备，另外，由于上述的预搅拌系统具有上述效果，该湿喷机也具有相应的技术效果。此外，在一种具体方案中，该湿喷机还包括独立设置的臂架系统，便于在进行隧道支护复喷作业时，由臂架系统连接在主车架上，带着喷射装置边沿轨道移动边进行喷射作业，这样既提高了复喷作业的自动化程度，也在减少人工劳动强度的同时提高了作业效率；此外，在另一种具体方案中，该湿喷机的第一底盘上还集成设置有液压系统、动力系统或者添加剂系统等，在优化设备结构的同时减少了额外配置的设备数量。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种预搅拌系统以及本发明实施例提供的一种设置有该预搅拌系统的湿喷机的结构示意图；

图2为图1所示的预搅拌系统另一视角的结构示意图；

图3为图1所示湿喷机的添加剂系统的部分结构示意图；

图4为图1所示湿喷机的动力系统及液压系统的部分结构示意图；

图5为图1所示湿喷机的第一底盘及设置于第一底盘上的侧向移动系统的结构示意图。

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1，并同时结合图2至图5。下面将根据这些附图对本发明实施例提供的湿喷机和预搅拌系统进行详细说明。

如图所示，该实施例的预搅拌系统1主要包括搅拌料斗11、控制装置（图未示出）、信号转换器12、第一进水管路13、第一电磁阀14、第一流量计15、第二进水管路18、第二电磁阀17和第二流量计16等。

其中，如图2所示，搅拌料斗11内间隔形成第一斗腔111和第二斗腔112，搅拌料斗11具有搅拌轴115，搅拌轴115穿设于第一斗腔111和第二斗腔112内，第一斗腔111和第二斗腔112的顶部开口均设置有筛网113，第一斗腔111和第二斗腔112的底部分别设置有第一卸料阀门和第二卸料阀门，第一卸料阀门和第二卸料阀门的启闭分别由第一操纵手柄117和第二操纵手柄116控制，搅拌料斗11的底部固设置有支撑架114。

第一进水管路13和第二进水管路18的出水端分别与第一斗腔111和第二斗腔112相连通，第一电磁阀14和第一流量计15串设于第一进水管路13上，第二电磁阀17和第二流量计16串设于第二进水管路18上。

如图2所示，控制装置包括第一控制模块和第二控制模块，信号转换器12可视为控制装置的一部分，用于实现第一控制模块与第一电磁阀14及第一流量计15之间的信号接收、转换和发送，以及用于实现第二控制模块与第二流量计16及第二电磁阀17之间的信号接收、转换和发送；第一控制模块通过信号转换器12与第一电磁阀14及第一流量计15信号连接，用于先设定第一斗腔111的第一加水量，再控制所述第一电磁阀14打开，使第一进水管路13向第一斗腔111供水，并根据第一流量计15反馈的信息确定第一进水管路13供给所述第一斗腔111内的水量是否达到所述第一加水量，然后在确定达到所述第一加水量时，控制第一电磁阀14关闭，使第一进水管路13停止供水；第二控制模块通过信号转换器12与第二流量计16及第二电磁阀17信号连接，用于先设定第二斗腔112内的第二加水量，然后控制第二电磁阀17打开，使第二进水管路18向第二斗腔112供水，并根据第二流量计16反馈的信息确定第二进水管路18供给所述第二斗腔112内的水量是否达到所述第二加水量，最后在确定达到所述第二加水量时，控制第二电磁阀16关闭，使第二进水管路18停止供水。

在具体实施过程中，控制装置可以安装在搅拌料斗11的外侧壁上，信号转换器12通过信号线与控制装置连接起来。另外，斗腔内的干料投入量可以通过人工输入，也可以采用自动设定的方式，例如，作为一种优选方式，上述的预搅拌系统1还包括计量装置，计量装置采用称重计量。干料在投入第一斗腔111/第二斗腔112前，先经计量装置进行计量以获得投入量，控制装置（第一控制模块/第二控制模块）从该计量装置获得干料投入量的数据，并根据该数据设定第一斗腔111/第二斗腔112的加水量。此外，流量计向控制装置反馈的方式也可以有多种方式，例如，在一种实施方式中，控制装置（第一控制模块/第二控制模块）从流量计获得采样的瞬时流量信息，然后再根据这些瞬时流量信息计算出累计流量，进而判断供水是否达到加水量，在另一种实施方式中，控制装置（第一控制模块/第二控制模块）控制流量计在供水达到加水量时反馈，流量计在供水达到加水量时，即在流量计的累计流量达到加水量时，向控制装置反馈相应信息，控制装置随即确定供水已达到加水量，并控制电磁阀关闭，停止供水。更加具体地，控制装置可以通过PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）实施搭建，由PLC从流量计15、16等得到反馈信息进行判断，以及通过继电器或者专用电路等控制电磁阀14、17的开启和关闭。

上述各实施例所涉及的预搅拌系统1中，搅拌料斗11内间隔设置成两个斗腔，两个斗腔各有相应的受控制装置控制的进水管路，有助于实现加水量的精确控制、提高搅拌的均匀性以及便于维修和连续供料，在其他实施例中，搅拌料斗11内的斗腔数目并不作限制，只要能实现对斗腔内进行精确加水即可，例如也可以根据需要仅采用一个斗腔，同时省略一路进水管路及相应的流量计、电磁阀、控制模块等。另外，筛网113、第一操纵手柄117、第二操纵手柄116和支撑架114等部件的设置仅是便于具体实施的需要，其存在与否并不影响预搅拌系统1的相应功能。另外，控制装置还可以包含相应的控制模块，如搅拌时间设定模块，用于对搅拌轴115的转动时间进行控制。另外，在使用过程中，搅拌料斗11底部的两个卸料阀门启闭状态可通过人工操纵第一操纵手柄117和第二操纵手柄116进行操作，以便实现对泵送料斗81的连续供料，在其他实施例中，搅拌料斗11底部的两个卸料阀门也可以采用自动开启机构，并由控制装置控制两个卸料阀门的启闭状态。

请参考图1，并同时结合图2至图5。该实施例的湿喷机包括预搅拌系统1、添加剂系统2、动力系统3、液压系统4、臂架系统5、侧向移动系统6、供水系统7、泵送系统8、第一底盘9和喷射装置57，其中，预搅拌系统1、添加剂系统2、动力系统3、液压系统4、臂架系统5、侧向移动系统6、供水系统7和泵送系统8以图1所示的方式集成设置在第一底盘9上。

其中，供水系统7的供水管与第一进水管路13及第二进水管路18的进水端相连通，进而可实现对搅拌料斗11的两个斗腔进行供水；泵送系统8具有泵送料斗81和输料管82，关于泵送系统8的具体实施方案可参见现有技术中混凝土泵车的泵送机构的有关描述，兹不赘述；搅拌料斗11通过其支撑架114设置在泵送料斗81开口的上方，即搅拌后的混凝土可从搅拌料斗11底部的两个卸料阀门落入泵送料斗81中，以便泵送系统8将混凝土通过输料管82输送至喷射装置57的混合室中（图1未示出输料管82与喷射装置57的连接关系）。

如图1和图3所示，添加剂系统2主要包括添加剂泵21、三通阀22和添加剂容器23，添加剂泵21优选螺杆泵，通过三通阀22将添加剂容器23中的添加剂泵送至喷射装置57的混合室中。

如图1所示，臂架系统5主要包括第二底盘51、固定转台52、臂架液压系统53、转塔54、变幅油缸55和伸缩臂架56等，其中，第二底盘51可通过连接头94与第一底盘9可拆卸连接，固定转台52和臂架液压系统53设置于第二底盘51上，臂架液压系统53用于为臂架系统5的各个液压执行部件提供压力油，转塔54安装于固定转台52上，转塔54可相对固定转台52作360°旋转，伸缩臂架56包括第一节臂以及可相对第一节臂伸缩的第二节臂，其第一节臂与转塔54的顶端铰接，变幅油缸55铰接于第一节臂与转塔54之间，喷射装置57可旋转地设置在伸缩臂架56的第二节臂末端，即喷射装置57可围绕伸缩臂架56的伸缩方向作360°旋转。

如图1和图4所示，液压系统4用于为湿喷机上的各个液压执行部件提供压力油，主要包括液压油箱41、主油泵42和臂架油泵43等，其中，主油泵42用于将液压油箱41中的液压油泵送至第一底盘9上的各个液压执行部件，臂架油泵43用于将液压油箱41中的液压油泵送至第二底盘51上的臂架液压系统53，以便臂架液压系统53为臂架系统的各个液压执行部件提供压力油。

如图1和图4所示，动力系统3主要包括主电机31和臂架电机32等，其中，主电机31的输出端与主油泵42的转轴驱动连接，臂架电机32的输出端与臂架油泵43的转轴驱动连接，即主电机31为主油泵42提供驱动力，臂架电机32为臂架油泵43提供驱动力。

如图1和图5所示，第一底盘9包括车架91、轮座92和行走轮93，其中，行走轮93安装在轮座92上，轮座92可旋转地安装在车架91的下方，即轮座92的旋转轴线大体垂直于车架91的延伸方向，行走轮93可与轨道10相匹配，进而实现湿喷机在轨道10上行走。

如图1和图5所示，侧向移动系统6主要包括侧移支腿61、下撑支腿62和托盘63等，其中，侧移支腿61为伸缩结构（图5所示为二级伸缩结构），并且成对设置在车架91上，图5中示出了两对侧移支腿61，每对侧移支腿61可分别沿着车架91的两侧横向伸出，即每对侧移支腿61可在车架91的宽度方向上左右伸出；相应地，下撑支腿62也成对设置，并且为伸缩结构（图5所示为二级伸缩结构），图5中示出了两对下撑支腿62，下撑支腿62安装在所述侧移支腿61的伸出端，并且可相对车架91向地面伸出，即下撑支腿62的伸出方向大体垂直于侧移支腿61的伸出方向，侧移支腿61和下撑支腿62的伸缩动作可以通过油缸驱动。

在使用过程中，通过使车架91靠近第一侧的侧移支腿61横向伸出，然后使所有的下撑支腿62向下伸出，将整机（车架91）抬起，然后使车架91靠近第二侧的侧移支腿61相对于车架91横向伸出，同时位于车架91第一侧的已伸出的侧移支腿61同步收缩，此时，车架91朝着第一侧方向移动，由此实现整机的侧向移动；另外，上述侧向移动系统6还具有一套手动移动方式，具体而言，车架91下方的四个行走轮92可相对于车架91作360°旋转，如此设置既便于整机通过转弯半径较小的轨道，也便于在下撑支腿62将车架91抬起后，在行走轮92下方铺设与轨道10垂直的横向轨道，使行走轮92旋转90°后可行走于该横向轨道上，然后通过施加外力，将整机沿横向轨道移动到侧边。

上述实施例的湿喷机包括预搅拌系统1、添加剂系统2、动力系统3、液压系统4、臂架系统5、侧向移动系统6、供水系统7、泵送系统8、第一底盘9和喷射装置57等，在其他实施例中，湿喷机除了包括预搅拌系统1、第一底盘9和喷射装置57外，可以根据需要采用或者省略上述其他系统的一种或者多种，并且在使用过程中，可以用其他可实现相应功能的设备来替代所省略的系统，以便湿喷机正常作业。

本发明优选实施例提供的一种预搅拌系统，其搅拌料头内间隔形式两个斗腔，两个斗腔各有相应的进水管路，可通过控制装置控制各进水管路的供水状态，进而精确控制每个斗腔的加水量，与现有技术相比，在保证混凝土搅拌质量的同时，既提高了搅拌的均匀程度，也便于维修和实现连续供料。

本发明实施例提供的一种湿喷机将上述的预搅拌系统集成设置在其第一底盘上，因此，在井下作业时无需配置额外的搅拌设备，另外，由于上述的预搅拌系统具有上述效果，该湿喷机也具有相应的技术效果。此外，该湿喷机还实现了从设备运输、施工用料的搅拌、供料成分控制、泵送、喷射等多个环节的功能集成，并具有侧向移动功能和独立设置的臂架系统，能够适应各种煤矿巷道狭小工作空间及巷道的支护初喷及复喷作业。

具体而言，侧向移动系统便于将整机由运输轨道侧向移动至轨道侧边，增加了施工灵活性，并降低了劳动强度；湿喷机集成设置有动力系统，可避免在井下作业时外接动力源的麻烦，增强设备的完整性及结构的合理性；湿喷机集成设置有液压系统（包括液压油箱）及添加剂系统，可避免在井下作业时增加设置相应设备的麻烦；湿喷机具有独立的臂架系统，在使用过程中，当需要复喷作业时，可将臂架系统的第二底盘与湿喷机的第一底盘连接起来，并通过油管将第一底盘上的臂架油泵的出油端与臂架液压系统连通起来，臂架系统可实现多自由度动作，并且喷射覆盖范围大，有助于提高自动化程度，满足不同巷道截面的喷射，并能够对巷道进行复喷，提高了工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预搅拌系统，其特征在于，包括：

搅拌料斗（11），其底部设置有卸料阀门；

与所述搅拌料斗（11）相连通的进水管路；

串设于所述进水管路上的电磁阀和流量计；

控制装置，与所述电磁阀及所述流量计信号连接，用于设定所述搅拌料斗（11）的加水量，并根据所述流量计反馈的信息确定所述进水管路供给所述搅拌料斗（11）内的水量是否达到所述加水量，当达到所述加水量时，控制所述电磁阀关闭。

2.如权利要求1所述的预搅拌系统，其特征在于：

所述预搅拌系统（1）还包括：计量装置，用于获得所述搅拌料斗的干料投入量；

所述控制装置根据所述干料投入量为所述搅拌料斗（11）设定相应比例的加水量。

3.如权利要求1所述的预搅拌系统，其特征在于：

所述搅拌料斗（11）内间隔形成第一斗腔（111）和第二斗腔（112），所述卸料阀门包括设置于所述第一斗腔（111）底部的第一卸料阀门以及设置于所述第二斗腔（112）底部的第二卸料阀门；

所述进水管路包括与所述第一斗腔（111）相连通的第一进水管路（13）和与所述第二斗腔（112）相连通的第二进水管路（18）；

所述电磁阀包括设置于所述第一进水管路（13）上的第一电磁阀（14）以及设置于所述第二进水管路（18）上的第二电磁阀（17），所述流量计包括设置于所述第一进水管路（13）上的第一流量计（15）以及设置于所述第二进水管路（18）上的第二流量计（16）；

所述控制装置包括第一控制模块和所述第二控制模块，其中，所述第一控制模块与所述第一电磁阀（14）及所述第一流量计（15）信号连接，用于设定所述第一斗腔（111）内的第一加水量，并根据所述第一流量计（15）反馈的信息确定所述第一进水管路（13）供给所述第一斗腔（111）内的水量是否达到所述第一加水量，当达到所述第一加水量时，控制所述第一电磁阀（14）关闭；所述第二控制模块与所述第二电磁阀（17）及所述第二流量计（16）信号连接，用于设定所述第二斗腔（112）的第二加水量，并根据所述第二流量计（16）反馈的信息确定所述第二进水管路（18）供给所述第二斗腔（112）内的水量是否达到所述第二加水量，当达到所述第二加水量时，控制所述第二电磁阀（16）关闭。

4.一种湿喷机，包括第一底盘（9）和喷射装置（57），其特征在于：所述第一底盘（9）上设置有权利要求1至3任一项所述的预搅拌系统（1）。

5.如权利要求4所述的湿喷机，其特征在于：所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘（9）上并且为所述喷射装置（57）供料的泵送系统（8），所述泵送系统（8）具有泵送料斗（81），所述泵送料斗（81）的入口位于所述搅拌料斗（11）的卸料阀门的下方。

6.如权利要求4所述的湿喷机，其特征在于：所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘（9）上并且为所述喷射装置（57）提供添加剂的添加剂系统（2），所述添加剂系统（2）包括设置于所述第一底盘（9）上的添加剂容器（23）以及将所述添加剂容器（23）中的添加剂泵送至所述喷射装置（57）的添加剂泵（21）。

7.如权利要求4所述的湿喷机，其特征在于：所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘（9）上并且为所述预搅拌系统（1）的进水管路供水的供水系统（7）。

8.如权利要求4所述的湿喷机，其特征在于：所述湿喷机还包括设置于所述第一底盘（9）上并且为所述湿喷机的各个液压执行部件提供压力油的液压系统（4）以及设置于所述第一底盘（9）上并且为所述液压系统（4）提供驱动力的动力系统（3）。

9.如权利要求4至8任一项所述的湿喷机，其特征在于：所述湿喷机还包括臂架系统（5），所述臂架系统（5）包括与所述第一底盘（9）可拆卸连接的第二底盘（51）以及设置于所述第二底盘（51）上的臂架装置。

10.如权利要求9所述的湿喷机，其特征在于：

所述臂架装置包括固定转台（52）、转塔（54）、变幅油缸（55）和伸缩臂架（56）；

所述固定转台（52）设置于所述第二底盘（51）上，所述转塔（54）安装于所述固定转台（52）上，所述伸缩臂架（56）的一端铰接于所述转塔（54）上，所述变幅油缸（55）铰接于所述伸缩臂架（56）与所述转塔（54）之间；

所述喷射装置（57）可旋转地设置在所述伸缩臂架（56）的另一端。

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