CN104647581A - 一种混凝土送料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土送料系统，所述混凝土送料系统与浇筑生产线配合设置，其包括混凝土上料单元和混凝土浇注单元，所述混凝土上料单元和混凝土浇注单元配合，将混凝土输送至混凝土浇注单元，所述混凝土浇注单元设置在浇注生产线上，对浇注生产线上的管片模具进行浇注，完成管片浇筑成型。该混凝土送料系统性能稳定、可靠性好、易于维护、安全性能好。

Description

一种混凝土送料系统

技术领域

本发明涉及管片预制技术，具体涉及盾构管片预制的流水生产线。

背景技术

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。

盾构管片的生产通常采用高强抗渗混凝土，以确保可靠的承载性和防水性能，生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型。

随着隧道及轨道交通的大力发展，需要亟需大量的盾构管片。但是现有的盾构管片预制厂设施老旧，整个生产过程基本由人工完成，需要大量的劳动力且劳动强度大，生产成本高和效率低下。特别是其中的混凝土上料和浇注过程，其涉及到的设备性能差、可靠性差、难于维护、安全性能差，且该设备使用时，全程还需要人工操作完成，效率低下且工人的劳动强度也非常的大；同时上料和浇注的用量也无法精确的掌握，这大大影响影响产品的质量。

发明内容

针对现有盾构管片预制过程中混凝土上料和浇注设备所存在的问题，本发明的目的在于提供一种混凝土送料系统，整个系统性能稳定、可靠性好、易于维护、安全性能好，能够有效提高盾构管片预制过程中混凝土上料和浇注的效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种混凝土送料系统，所述混凝土送料系统与浇筑生产线配合设置，其包括混凝土上料单元和混凝土浇注单元，所述混凝土上料单元和混凝土浇注单元配合，将混凝土输送至混凝土浇注单元，所述混凝土浇注单元设置在浇注生产线上，对浇注生产线上的管片模具进行浇注，完成管片浇筑成型。

在该混凝土送料系统的一优选实例中，所述混凝土上料单元包括砼搅拌站、料斗运输车、砼料斗、料斗输送机构、料斗提升机构，所述料斗输送机构垂直于浇注生产线设置，其下料端与混凝土浇注单元相配合，所述料斗运输车设置在料斗输送机构上，所述料斗提升机构设置在料斗输送机构的上料端，所述砼搅拌站中的混凝土由电瓶车输送至料斗提升机构。

在该流水生产线的又一实例中，所述混凝土浇注单元包括：

封闭式浇筑室，所述封闭式浇筑室设置在浇筑生产线上的浇注工位处，提供封闭的浇注空间；

托举台，所述托举台托举顶升进入浇注室的待浇注模具；

混凝土下料斗，所述混凝土下料斗固定于模具下料口的上方，通过调节气压开关控制料斗门的开合来完成混凝土的浇筑；

附着式振动器，所述附着式振动器设置在混凝土下料斗的两侧；

浇筑控制台，所述浇筑控制台分别控制封闭式浇筑室的开合、托举台的升降、混凝土下料斗的下料以及附着式振动器的启动和停止。

进一步的，所托举台包括液压式锁具、气囊、钢框架，所述液压式锁具布置于钢框架之上，并与浇筑生产线上的浇注工位处相对应；所述气囊位于钢框架的下部，钢框架通过气囊安置在地基上。

再进一步的，所述液压式锁具由两对方向相反的卡具、液压油缸及限位槽钢相互配合组成。

再进一步的，所述气囊由金属圆盘以及涤纶橡胶囊配合组成，所述涤纶橡胶囊体为圆环状，设置在金属圆盘的外端侧，所述金属圆盘上设置有进气孔和固定螺栓孔。

本发明提供的混凝土送料系统，其整个方案简单，易于实现且性能稳定、可靠性好、易于维护、安全性能好，能够有效提高盾构管片预制过程中混凝土上料和浇注的效率。

同时，利用该混凝土送料系统还能够大大降低劳动力的需求量以及工人劳动强度，提高了管片预制生产效率和成品率，有力的促进了管片预制工艺的发展。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明提供的混凝土送料系统的示意图；

图2为本发明中料斗运输车运输料斗的结构示意图；

图3为本发明中料斗输送机构的结构示意图；

图4为本发明中托举台的结构示意图；

图5为本发明中托举台中液压式锁具锁紧状态示意图；

图6为本发明中托举台中液压式锁具解锁状态示意图；

图7为本发明中托举台中气囊的俯视图；

图8为本发明中托举台中气囊的侧视图；

图9为本发明中钢框架的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点，轨道交通被发展为骨干的城市公共交通系统。

轨道交通在建设过程中需要使用到数量庞大的盾构管片，例如，厦门轨道交通1号线，作为厦门市规划线网中最为重要的一条中心放射骨干线，由本岛向北辐射形成跨海快速连接通道，线路长度为32.865km，本岛15.7km，岛外17.165km。其中盾构施工区间长度约25km，盾构管片约2万环。且紧接着2号线也即将开工建设，因此盾构管片的数量巨大，预制任务非常的紧迫。

在盾构管片的预制过程中，混凝土供给直接影响整个预制过程的效率和产品的成品率。

为此，本实例设计出用于盾构管片预制的混凝土送料系统，该系统的相关设备应具备性能稳定、可靠性好、易于维护、安全性能好。

参见图1，该混凝土送料系统主要包括混凝土上料单元100和混凝土200浇注单元两部分，其中混凝土上料单元100和混凝土浇注单元200配合，将混凝土输送至混凝土浇注单元，而混凝土浇注单元设置在浇注生产线上，对浇注生产线上的管片模具进行浇注，完成管片浇筑成型。

其中，混凝土上料单元100主要包括砼搅拌站(图中未示出)、料斗运输车101、砼料斗(液压斗门，振动装置)102、料斗输送机构104(垂直于生产线)、料斗提升机构103。其中，料斗输送机构104垂直于浇注生产线设置，其下料端与与混凝土浇注单元相配合，料斗运输车设置在料斗输送机构上，料斗提升机构设置在料斗输送机构的上料端，而砼搅拌站中的混凝土由电瓶车输送至料斗提升机构。

参见图2，其所示为本方案中料斗运输车运输料斗的结构示意图。由图可知，料斗运输车101由机架101a、驱动机构101b、振动机构101c及定位机构101d构成。

其中驱动机构101b由2套三合一驱动主动轮及2套被动轮组成，该结构空间尺寸小，维修方便，制动平稳。

机架101a由250及200的槽钢拼接而成，整体稳定牢固，外形美观，便于设置拓展其他机构。

振动机构101c主要包括多个电动振动器，在料斗运输车车架下设置2个电动振动器，取电方便，振动效果好，且对料斗损坏小。振动器位于机架下方，不占运输车有限的空间，且不易被混凝土粘结，不易损坏。

定位机构101d由6块楔形板组成，砼料斗放下后顺着楔形板落下卡位，吊放方便，定位准确牢固。

本方案中的砼料斗102具体为盛接砼的特质料斗，其容量为1.5m³，其整体设计为棱台式结构，由10#槽钢、6mm钢板、齿轮组102a、扇形斗门102b、振动装置102c等组成。

参见图3，其所示为本方案中料斗输送机构的结构示意图。由图可知，该料斗输送机构104由两条垂直于生产线的轨道104a、固定门架104b及滑动电缆104c组成。该输送机构将料斗提升机构与生产线连接起来，即砼的上料端和砼下料端流畅的组合在一起。该输送线长17.35米，轨距1.9米，横跨于蒸养室上方。固定门架104b上设置斗门开启系统，由气缸104e及拉钩104d组成，气缸104e一端与固定门架固定相接，另一端设置有拉钩104d，在气缸104e的驱动下，拉钩104d与到达下料位置的砼料斗102内的斗门相接，并在气缸104e的进一步驱动下，开启斗门。通过该该机构可减少2个工人的开启斗门的工作量，大大减轻工人的劳动强度。

料斗提升机构103由10吨单梁葫芦及料斗专用吊具组成。吊具由一个上吊耳、支架、4个下吊耳组成，上吊耳勾住电动葫芦钩头不再脱钩，下吊耳为4个板勾，起吊时4个板勾刚好勾住输送斗的4个圆钢吊耳，水平起吊。放下时板勾低于圆钢吊耳后，葫芦往一侧移动即可自动脱钩，安全方便，效率高。

搅拌站，用于生产浇筑所需的混凝土。具体的，搅拌站距料斗提升机构约170m，通过电瓶车的水平运输，至料斗提升机构处约1.5min，砼搅拌完成一盘的时间按4min计，即1.5*2+4＝7min。满足流水生产线生产的节拍要求。

本系统中的混凝土浇注单元200与混凝土上料单元相配合，用来完成管片浇筑成型的组成单元。其主要包括封闭式浇筑室201、浇筑控制台(图中未示出)、托举台202、混凝土下料斗203、自动门(图中未示出)、液压系统(图中未示出)、附着式振动器(图中未示出)、气管快速连接装置(图中未示出)等结构。

其中，封闭式浇筑室设置在浇筑生产线上的浇注工位处，提供封闭的浇注空间。封闭式浇筑是降低振动器噪音的主要方式，通过在进口和出口端分别安装升降自动门、内壁铺设噪音阻尼发泡橡胶、浇筑室与浇筑操控台分开，通过玻璃窗进行观察。在操控台一侧设置门，便于操控人员进入浇筑室。

托举台，设置在封闭式浇筑室内，用于托举顶升进入浇注室的待浇注模具。参见图4，该托举台202由液压式锁具2021、气囊2022、钢框架2023相互配合组成。其中，液压式锁具2021布置于钢框架2023之上，并与浇筑生产线上的浇注工位处相对应；气囊2022具体为四个，位于钢框架2023的下部，钢框架2023通过气囊2022安置在地基204上，由此通过钢框架2023将三者连成一个整体。

参见图5和6，本托举台中的液压式锁具2021由两对方向相反的卡具2021a、液压油缸2021b及用于限高的限位槽钢2021c等组成。其中，第一卡具通过弹簧2021d与销钉2021e斜向设置在钢框架2023上，且该卡具斜向设置方向与模具的移动方向相配合，由此构成自动式的卡具，当模具通过第一卡具时，第一卡具在模具的挤压下，将绕销钉2021e向下转动并埋入浇筑生产线，且拉伸弹簧2021d，在模具通过后，在弹簧2021d的恢复弹力的作用下，将绕销钉2021e向上转动，并伸出浇筑生产线，对模具向后移动进行限位；第二卡具相对于第一卡具相对于模具的移动方向，通过限位槽钢2021c斜向安置钢框架2023上，其底部与液压油缸2021b的驱动端相接，并在液压油缸2021b的驱动驱动，第二卡具的顶端实现伸出浇筑生产线或埋入浇筑生产线，由此构成的第二卡具在液压油缸2021b的驱动下，可对位于两卡具之间的模具的向前移动限位，从而实现对模具的锁紧。

由此当模具由左侧往右侧前进时，左边卡具为自动式，当模具通过左边卡具且到位后，卡具在弹簧的作用下自动卡住模具横梁，此时启动液压系统，将右侧卡具退出限位槽钢，使卡具卡住模具右侧横梁，至此完成模具的定位锁紧(如图5所示)。

当完成砼浇注后，启动液压系统，右侧卡具收缩进限位槽钢，则模具在推进系统的作用下前进到下一工位(如图6所示)。

参见图7和图8，本托举台中的气囊2022由金属圆盘2022a、进气孔2022b、固定螺栓孔2022c、涤纶橡胶囊体2022d组成。涤纶橡胶囊体2022d为圆环状，设置在金属圆盘2022a的外端侧，进气孔2022b和固定螺栓孔2022c设置在金属圆盘2022a上。由此构成的气囊整体呈圆饼状，外径28cm，厚度10cm，充气后高度可达15cm。当模具定位锁紧后，启动充气系统对气囊进行充气，额定充气压力0.6MPa，采用电磁阀自动控制。从而完成托举台的顶升。

本托举台中的钢框架2023用来承载模具及砼的结构，并要承受振动荷载，因此其必须有足够的强度和刚度。

参见图9，本钢框架2023由工字钢2023a、方钢2023b、楔形限位装置2023c组成。工字钢2023a构成钢框架的主体结构，方钢2023b设置在工字钢2023a构成的主体结构上，用于安置相应的液压式锁具，而楔形限位装置2023c分布在由工字钢2023a构成的框架主体结构上，并与地基上的楔形限位槽相配合，实现对钢框架进行限位，避免钢框架2023前后移动以及保证钢框架2023在气囊2022的作用下上下移动的准确性。

由此构成的钢框架2023上部布置有液压式锁具，下部通过气囊2022安置在地基，并通过楔形限位装置与与地基上的楔形限位槽相配合。

上述方案的托举台202中，液压式锁具布置于钢框架之上，而四个气囊位于钢框架的下部，通过钢框架将三者连成一个整体。当模具进入浇注室并定位后，在操控台上启动液压式锁具，锁紧模具；其次开始启动气囊充气系统，气囊充气向上膨胀，继而将其上的钢框架2023整体托举，从而使由钢框架2023上液压式锁具锁定的模具脱离轨道5cm，并在整个托举过程中通过楔形限位装置防止托举台发生倾斜、偏位，从而完成模具的托举。由于将整个模具顶升起来，离地面约20cm,这样可以大大的减少振动能量的损失，同时也降低了振动的噪音。

混凝土浇注单元200中的混凝土下料斗203，其设置在封闭式浇筑室内，并固定于模具下料口的上方(参见图1)，混凝土下料斗的出料口与模具下料口先对应，其进料口与混凝土上料单元中料斗输送机构的下料端相配合，接受混凝土上料单元所输送的混凝土，混凝土下料斗的出料口处设置有气压开关，以控制出料口的开闭，由此通过调节气压开关控制料斗门的开合来完成混凝土的浇筑。同时在混凝土料斗的两侧面各安装一台电机振动器，便于混凝土的下料。

混凝土浇注单元200中的浇筑控制台，其分别控制连接封闭式浇筑室、托举台、混凝土下料斗以及附着式振动器。该操控台上设置有油压控制按钮、气压开关按钮和传感器指示灯等。通过操控台上的这些按钮来完成托举台顶升和下降、模具夹紧和松开、附着式振动器的启动和停止、混凝土料斗下料、自动门的开合等动作进行控制。

在具体实现时，浇筑控制台是整个流水生产线启动的信号来源，即当完成一个模具的砼浇注后，浇筑控制台也同时会收集到浇注生产线上其他工位(脱模起吊—隐蔽检查)发送来完工的信号，只有所有工位都发出完工的信号，控制台才会向总控制室发出运行的信号，流水线才会进行下一步的动作。

由此构成的混凝土浇筑系统对待浇注模具进行浇注时，首先在PLC的控制下模具被推进系统推到浇筑室指定位置后，通过操控液压开关将模具与托举台夹紧，气囊开始充气，将整个模具顶升起来，离地面约20cm。托举指示灯亮起后，操作人员进入浇注室将附着式的气路接通，在关闭自动门后进行混凝土料斗的下料，同时开动振动器进行振捣。浇筑完成后依次关闭混凝土料斗、振动器、打开自动门、放下托举台、进入浇注室分离气路接头、给PLC发送浇注完成信号，准备下一座模具混凝土浇筑。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种混凝土送料系统，所述混凝土送料系统与浇筑生产线配合设置，其特征在于，所述混凝土送料系统包括混凝土上料单元和混凝土浇注单元，所述混凝土上料单元和混凝土浇注单元配合，将混凝土输送至混凝土浇注单元，所述混凝土浇注单元设置在浇注生产线上，对浇注生产线上的管片模具进行浇注，完成管片浇筑成型。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土送料系统，其特征在于，所述混凝土上料单元包括砼搅拌站、料斗运输车、砼料斗、料斗输送机构、料斗提升机构，所述料斗输送机构垂直于浇注生产线设置，其下料端与混凝土浇注单元相配合，所述料斗运输车设置在料斗输送机构上，所述料斗提升机构设置在料斗输送机构的上料端，所述砼搅拌站中的混凝土由电瓶车输送至料斗提升机构。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土送料系统，其特征在于，所述混凝土浇注单元包括：

封闭式浇筑室，所述封闭式浇筑室设置在浇筑生产线上的浇注工位处，提供封闭的浇注空间；

托举台，所述托举台托举顶升进入浇注室的待浇注模具；

混凝土下料斗，所述混凝土下料斗固定于模具下料口的上方，通过调节气压开关控制料斗门的开合来完成混凝土的浇筑；

附着式振动器，所述附着式振动器设置在混凝土下料斗的两侧；

浇筑控制台，所述浇筑控制台分别控制封闭式浇筑室的开合、托举台的升降、混凝土下料斗的下料以及附着式振动器的启动和停止。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土送料系统，其特征在于，所托举台包括液压式锁具、气囊、钢框架，所述液压式锁具布置于钢框架之上，并与浇筑生产线上的浇注工位处相对应；所述气囊位于钢框架的下部，钢框架通过气囊安置在地基上。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土送料系统，其特征在于，所述液压式锁具由两对方向相反的卡具、液压油缸及限位槽钢相互配合组成。

6.根据权利要求4所述的一种混凝土送料系统，其特征在于，所述气囊由金属圆盘以及涤纶橡胶囊配合组成，所述涤纶橡胶囊体为圆环状，设置在金属圆盘的外端侧，所述金属圆盘上设置有进气孔和固定螺栓孔。