CN105317220A - 物料输送的软管保护装置、布料机构及混凝土泵送设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种物料输送的软管保护装置，所述软管保护装置(10)包括能够套装在软管(3)上并能够在任意空间方向上自由弯曲的筒链(11)，该筒链(11)的弯曲半径在物料输送状态下大于所述软管(3)的最小弯曲半径，该软管保护装置能够有效地保护物料输送的软管，显著地提高软管的使用寿命。本发明还公开一种具有该软管保护装置的物料输送的布料机构，以及一种具有所述布料机构的混凝土泵送设备。

Description

物料输送的软管保护装置、布料机构及混凝土泵送设备

技术领域

本发明涉及物料输送技术领域，具体地，涉及一种物料输送的软管保护装置，一种具有该软管保护装置的物料输送的布料机构，以及一种具有所述布料机构的混凝土泵送设备。

背景技术

混凝土泵车是一种能够实现混凝土定点布料的工程机械，其主要包括底盘、泵输料系统和臂架系统等，臂架系统包括多个相互之间通过铰接副来连接的节臂架，泵输料系统包括砼管和末端软管，砼管与各节臂架之间属于完全固定连接，两者之间无相对运动，设置在末端节臂架上的末端砼管的一端与上一段砼管连通，而该末端砼管的另一端则通过两个流体连通的转动弯管与末端软管连接，同时，该末端软管也能够固定在末端节臂架上，在布料作业时，末端软管将与末端节臂架脱离。

然而，在混凝土布料作业中，所述末端软管在自身重力以及混凝土的作用下，将处于其自身最大的弯曲状态，也就是，此时的末端软管处于极限的弯曲状态，即末端软管的与末端砼管连接处的上部分将处于最大拉伸状态，而末端软管的与末端砼管连接的下部分则处于最大压缩状态，这样，从而降低了该软管的使用寿命。

另外，假定在X-Y-Z坐标系中，泵车的臂架系统整体的旋转中轴线均是基于Z向的(即平行于地面，也就是臂架系统整体可围绕Z轴在一定范围内左右转动)，而各个臂架之间的运动都是基于Y-Z平面(即垂直于地面，也就是围绕X轴在一定范围前后转动)。这样，在无其他运动辅助(也就是泵车的臂架系统整体不动)的情形下，末端软管只能在末端节臂架的带动下实现X-Z平面内的前后直线布料，具体到实际输料作业中，由于泵车的臂架系统整体回转运动耗能高，在不是必须的情况下，泵车的臂架系统整体将不转动，末端软管在各个节臂架的前后转动下只能实现前后的直线布料，从而给布料施工带来很多不便。

此外，在混凝土输送作业中，混凝土在经过末端节臂架时需要通过两个转动弯管来转向两次，这不仅加大了混凝土流动的阻力，而且混凝土流动时将对弯管内壁造成连续的摩擦冲刷，增加弯管的磨损，不利于节能。

发明内容

本发明的目的是提供一种物料输送的软管保护装置，该软管保护装置能够有效地保护物料输送的软管，显著地提高软管的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种物料输送的软管保护装置，该软管保护装置包括能够套装在软管上并能够在任意空间方向上自由弯曲的筒链，该筒链的弯曲半径在物料输送状态下大于所述软管的最小弯曲半径。

通过上述技术方案，由于筒链的弯曲半径大于软管的最小弯曲半径，这样，软管在该筒链的保护支撑下，能够以大于最小弯曲半径的状态输送物料，以防止软管的上部分处于最大拉伸状态和下部分处于最大压缩状态，从而提高了软管的使用寿命。

优选地，所述筒链包括定位圆筒、多个筒环、以及多条链条，所述多条链条围绕所述定位圆筒和多个筒环的周向均布以将所述定位圆筒和多个筒环依次间隔连接。

优选地，每个所述链条包括多个依次相扣连接的连接环，所述定位圆筒和每个筒环分别连接有所述连接环。

优选地，所述筒链的弯曲半径为所述链条之间的间距和所述筒环的长度的乘积除以所述链条的节距与所述筒环的长度之差。

优选地，所述软管保护装置还包括对所述筒链固定定位的固定组架。

优选地，所述固定组架包括可拆卸连接的第一固定架和第二固定架，所述第二固定架上形成有供所述筒链固定定位的定位孔。

此外，本发明还提供一种物料输送的布料机构，该布料机构包括末端节臂架、连接在所述末端节臂架上的末端砼管、连接在所述末端砼管上的软管，以及以上所述的软管保护装置，所述软管保护装置固定连接在所述末端节臂架上，所述软管从所述筒链中穿过，并以大于其所述最小弯曲半径的半径工作。

优选地，所述末端节臂架连接有上游节臂架，该上游节臂架能够在竖直平面内上下转动，所述末端节臂架与所述上游节臂架连接有动力机构，以在所述动力机构的驱动下，所述末端节臂架能够相对于所述上游节臂架横向运动，以偏离所述竖直平面。

优选地，所述末端节臂架与所述上游节臂架铰接且铰接轴线沿竖直方向，使得所述末端节臂架在所述动力机构的驱动下能够相对于所述上游节臂架绕所述铰接轴线横向转动。

优选地，所述动力机构为油缸，所述油缸的两端分别对应连接在所述末端节臂架和所述上游节臂架的侧部。

优选地，该布料机构为混凝土泵送设备的末端布料机构。

此外，本发明还提供一种混凝土泵送设备，该混凝土泵送设备包括相互之间通过铰接副来连接的多个节臂架，并还包括以上所述的布料机构。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明具体实施方式提供的物料输送的软管保护装置的结构示意图；

图2是图1的软管保护装置的部分剖视结构示意图；

图3是图2中的B-B和C-C剖视图；

图4是图1的软管保护装置的固定组架的结构示意图。

图5是本发明具体实施方式提供的物料输送的布料机构的前视结构示意图；

图6是图5的物料输送的布料机构的俯视结构示意图。

附图标记说明

1末端节臂架2末端砼管

3软管4上游节臂架

5上游砼管6动力机构

7连接管道8定位架

9上游砼管支架10软管保护装置

11筒链12定位圆筒

13筒环14链条

15连接环16固定组架

17第一固定架18第二固定架

19定位孔20竖向销轴

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明具体实施方式提供的物料输送的软管保护装置括能够套装在软管3上并能够在任意空间方向上自由弯曲的筒链11，该筒链11的弯曲半径R1在物料输送状态下大于所述软管3的最小弯曲半径(图中未显示)。

这样，由于筒链11的弯曲半径R1在物料输送状态下大于软管3的最小弯曲半径，在物料输送作业中，软管3将以大于最小弯曲半径的状态靠在筒链11的内壁上，并以大于最小弯曲半径的状态输送物料，从而防止软管的上部分处于最大拉伸状态和下部分处于最大压缩状态，提高了软管的使用寿命。

在筒链11的一种结构形式中，具体如图1和2所示，筒链11包括定位圆筒12、多个筒环13、以及多条链条14，该多条链条14围绕所述定位圆筒12和多个筒环13的周向均布以将所述定位圆筒12和多个筒环13依次间隔连接，其中，定位圆筒12用于对筒链11进行固定定位连接。

这样，筒链11能够形成一条在空间上可以任意方向自由弯曲的柔性体，并能够在空间任意角度灵活布置，从而进一步实现软管的灵活动作。但需要理解的是，筒链11的具体结构形式并不限于此，其只要能够实现支撑软管并能够在任意方向自由弯曲的功能即可。

进一步地，如图2和3所示，每个链条14包括多个依次相扣连接的连接环15，所述定位圆筒12和每个筒环13分别连接有所述连接环15，所述多条链条14围绕所述定位圆筒12和多个筒环13的周向均匀布置，例如，定位圆筒12和多个筒环13上分别焊接有连接环15，从而将定位圆筒12和多个筒环13连接成一条在空间上可以任意方向自由弯曲的柔性体。

优选地，为了提高筒链11的灵活性，如图3所示，每个筒环13周向上的多个连接环15依次交替布置，例如垂直布置，同时，依次相邻的筒环13上的连接环15也垂直布置，从而能够使筒链11更灵活地布置。

在进行布料的过程中，筒链11在重力作用下能够在空间任意角度自然地下垂，而筒链11的弯曲半径R1则由筒环13的轴向的长度L1、连接环15(链条14)的节距L2、链条14相互之间的距离L3等因素来确定，而L3则由筒环13的直径和链条14在筒环13上的连接位置来确定，从而确保筒链11的弯曲半径R1在任意工况下都大于软管的最小弯曲半径，此时，软管以大于最小弯曲半径的状态靠在筒链的筒环的内壁上。

具体地，如图1、2和3所示，在链条14为4条并且周向均布的情况下，定位圆筒12和多个筒环13的下部结构紧密接触，下部分的两条链条14处于松弛状态，而上部分的两条链条14则处于张紧状态，此时，筒链11的弯曲半径R1大于软管的最小弯曲半径，以支撑软管，使软管能够灵活布料，并对软管起到保护作用。

更具体地，如图1和2所示，筒链11的弯曲半径R1为所述链条14之间的间距L3和所述筒环13的长度L1的乘积除以所述链条14的节距L2与所述筒环13的长度L1之差。也就是，筒链11的弯曲半径R1可以基本通过以下方式得出：

L1×Z＝2πθ×R1/360

L2×Z＝2πθ×R2/360

R1＝R2-L3

其中，θ为输送物料时弯曲的角度，Z为处于弯曲状态下的筒环13的个数，可以得出：

$R1=\frac{L1\×L3}{L2-L1}$

这样，通过设计筒环13的长度L1、链条14的节距L2以及链条之间的间距L3，使筒链11的弯曲半径R1大于软管的最小弯曲半径，软管将以大于最小弯曲半径的状态靠在筒链的筒环中，从而起到保护软管的作用。

但本领域技术人员需要理解的是，筒链11的弯曲半径R1的确定并不局限于以上所述的计算方式，其可以通过其他结构形式来实现，只要其能够实现弯曲半径R1大于软管的最小弯曲半径的功能即可。

进一步，为了确保软管与末端砼管连接处的稳定性，优选地，所述软管保护装置10还包括连接于所述末端节臂架1以用于对所述筒链11固定定位的固定组架16，也就是，固定组架16与软管和末端砼管的连接处具有间隔，这样，软管与末端砼管连接处将不受软管下垂作用的影响。

固定组架16的一种结构中，如图4所示，所述固定组架16包括可拆卸连接在末端节臂架1上的第一固定架17和第二固定架18，所述第二固定架18上形成有供所述筒链11固定定位的定位孔19。

具体地，第一固定架17和第二固定架18通过螺栓等连接件连接固定在末端节臂架1前端部上，并与焊接在末端节臂架1的前端部上的四块卡板来一定限定固定组架在末端节臂架上的自由度，而筒链11的定位圆筒12则固定例如焊接在第二固定架18上的定位孔19中。

另外，如图5和6所示，本发明还提供一种物料输送的布料机构，该布料机构包括末端节臂架1、连接在所述末端节臂架1上的末端砼管2、连接在所述末端砼管2上的软管3，以及以上所述的软管保护装置，其中，所述软管保护装置固定连接在所述末端节臂架1上，所述软管3从所述筒链11中穿过，并以大于其所述最小弯曲半径的半径工作。

在实际的布料作业中，末端节臂架将与地面形成一定夹角，如无其他装置对软管进行保护，软管在其重力和物料例如混凝土的进一步作用下以其最小弯曲半径R工作，也就是，在最小弯曲半径，软管的与末端砼管连接处的上部分将处于最大拉伸状态，而软管的与末端砼管连接的下部分则处于最大压缩状态，这样，长时间使用后将不利于软管的使用寿命。

因此，本发明的物料输送的布料机构，所述软管3上设置有用于防止该软管3以其最小弯曲半径工作的软管保护装置10，在该软管保护装置10的筒链11的作用下，能够有效地防止软管3以最小弯曲半径工作，从而提高了软管3的使用寿命。

进一步地，所述末端节臂架1连接有上游节臂架4，该上游节臂架4能够在竖直平面内上下转动，所述末端节臂架1与所述上游节臂架4连接有动力机构6，以在所述动力机构6的驱动下，所述末端节臂架1能够相对于所述上游节臂架4横向运动，以偏离所述竖直平面。

这样，上游节臂架4能够在竖直平面内上下转动，也就是前后转动，而末端节臂件1在动力机构6的驱动下能够相对于上游节臂架4进行偏离所述竖直平面的横向运动，也就是左右运动，从而在臂架系统，例如混凝土泵车的臂架系统整体不转动的情况下，上游节臂架4进行上下转动，同时末端节臂架1则进行偏离于所述竖直平面的横向运动，以有效地实现物料例如混凝土的区域布料，当然，在上游节臂架4或末端节臂架1分别运动时，则实现混凝土在所需方向上的直线布料作业。

末端节臂架1相对于上游节臂架4的横向运动，也就是偏离于所述竖直平面的运动能够以多种结构形式来实现，以下详细说明其中的一种结构形式。

具体地，如图5和6所示，末端节臂架1与上游节臂架4铰接并且铰接轴线沿竖直方向，使得末端节臂架1在所述动力机构6的驱动下能够相对于上游节臂架4绕所述铰接轴线横向转动。例如，末端节臂架1与上游节臂架4通过竖向销轴20来铰接连接。

这样，末端节臂架1在动力机构6的作用下，即能够围绕铰接点例如竖向销轴20来在所需的范围内来回转动，实现混凝土的线布料，或者同时与上游节臂架4配合，来实现混凝土的区域布料。

进一步地，动力机构6为油缸，如图6所示，所述油缸的两端分别对应连接在末端节臂架1和上游节臂架4的侧部，以驱动末端节臂架1来回转动。

当然，如上所述，本领域技术人员需要理解的是，本发明的能够实现末端节臂架1相对于上游节臂架4的横向运动的结构形式并不限于铰接的结构形式。例如，其也可以为在上游节臂架4上形成有垂直所述竖直平面并延伸的滑轨，而末端节臂架1则滑动布置在所述滑轨上。同时，末端砼管2与上游砼管5的连通结构例如连接管道7例如柔性管道以不干涉或不影响混凝土的正常输送即可。

此外，连接管道7上连接有定位架8，而定位架8则连接于上游砼管5的上游砼管支架9上，从而确保末端砼管2与上游砼管5之间连接的可靠性和稳定性。

此外，如图5所述，本发明的物料输送的布料机构中，软管3直接与末端砼管2连通，从而省略两个转动弯管，使软管在其重力的作用下在空间任意角度自然下垂布料，避免物料例如混凝土在经过末端节臂架1时需要转向两次，降低了混凝土等物料的泵送阻力，并降低了混凝土对管道的磨损。

进一步地，该布料机构为混凝土泵送设备的末端布料机构，相对应地，软管3为该末端布料机构的末端软管。

此外，本发明还提供一种混凝土泵送设备，该混凝土泵送设备包括相互之间通过铰接副来连接的多个节臂架，以及以上所述的物料输送的布料机构。

这样，通过该布料机构，混凝土泵送设备能够在其臂架系统整体不转动的情况下，通过所述上游节臂架在竖直平面内的上下运动和所述末端节臂架的能够偏离于所述竖直平面的横向运动，来有效地实现混凝土的区域布料，或者仅在上游节臂架的上下运动或末端节臂架的横向运动下，实现所需方向上的直线布料，同时，通过软管保护装置，能够提高末端软管的使用寿命。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种物料输送的软管保护装置，其特征在于，所述软管保护装置(10)包括能够套装在软管(3)上并能够在任意空间方向上自由弯曲的筒链(11)，该筒链(11)的弯曲半径在物料输送状态下大于所述软管(3)的最小弯曲半径。

2.根据权利要求1所述的软管保护装置，其特征在于，所述筒链(11)包括定位圆筒(12)、多个筒环(13)、以及多条链条(14)，所述多条链条(14)围绕所述定位圆筒(12)和多个筒环(13)的周向均布以将所述定位圆筒(12)和多个筒环(13)依次间隔连接。

3.根据权利要求2所述的软管保护装置，其特征在于，每个所述链条(14)包括多个依次相扣连接的连接环(15)，所述定位圆筒(12)和每个筒环(13)分别连接有所述连接环(15)。

4.根据权利要求2或3所述的软管保护装置，其特征在于，所述筒链(11)的弯曲半径为所述链条(14)之间的间距和所述筒环(13)的长度的乘积除以所述链条(14)的节距与所述筒环(13)的长度之差。

5.根据权利要求1所述的软管保护装置，其特征在于，所述软管保护装置(10)还包括对所述筒链(11)固定定位的固定组架(16)。

6.根据权利要5所述的软管保护装置，其特征在于，所述固定组架(16)包括可拆卸连接的第一固定架(17)和第二固定架(18)，所述第二固定架(18)上形成有供所述筒链(11)固定定位的定位孔(19)。

7.一种物料输送的布料机构，该布料机构包括末端节臂架(1)、连接在所述末端节臂架(1)上的末端砼管(2)、连接在所述末端砼管(2)上的软管(3)，其特征在于，还包括权利要求1-6中任意一项所述的软管保护装置，所述软管保护装置固定连接在所述末端节臂架(1)上，所述软管(3)从所述筒链(11)中穿过，并以大于其所述最小弯曲半径的半径工作。

8.根据权利要求7所述的布料机构，其特征在于，所述末端节臂架(1)连接有上游节臂架(4)，该上游节臂架(4)能够在竖直平面内上下转动，所述末端节臂架(1)与所述上游节臂架(4)连接有动力机构(6)，以在所述动力机构(6)的驱动下，所述末端节臂架(1)能够相对于所述上游节臂架(4)横向运动，以偏离所述竖直平面。

9.根据权利要求8所述的布料机构，其特征在于，所述末端节臂架(1)与所述上游节臂架(4)铰接且铰接轴线沿竖直方向，使得所述末端节臂架(1)在所述动力机构(6)的驱动下能够相对于所述上游节臂架(4)绕所述铰接轴线横向转动。

10.根据权利要求8或9所述的布料机构，其特征在于，所述动力机构(6)为油缸，所述油缸的两端分别对应连接在所述末端节臂架(1)和所述上游节臂架(4)的侧部。

11.根据权利要求7所述的布料机构，其特征在于，该布料机构为混凝土泵送设备的末端布料机构。

12.一种混凝土泵送设备，包括相互之间通过铰接副来连接的多个节臂架，其特征在于，还包括根据权利要求7-11中任意一项所述的布料机构。