CN105484771A - 远距离无尘混凝土喷射机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远距离无尘混凝土喷射机，属于煤矿井下用混凝土喷射装备技术领域，旨在解决现有喷射机的喷射距离短、回弹率高的问题，对现有喷射机的给料部分结构进行改进，选用锥形给料器，在圆柱型结构或圆台形结构的给料转子表面环形等间距的开设至少两个转子料杯，且给料转子与给料壳体之间密封连接，转子料杯跟随给料转子转动依次经过给料壳体的进料口、排料口和余气口，且在转子料杯逐渐转至给料壳体的排料口时，补气口连通该转子料杯，使该转子料杯内的物料快速进入喷料部分，转子料杯跟随转子继续转动，并随后经过给料壳体的余气口，排出转子料杯的余气和余料，以方便转子料杯继续转动至进料口位置时再次接收来自料斗部分的物料。

Description

远距离无尘混凝土喷射机

技术领域

本发明涉及煤矿井下用混凝土喷射机，具体地说是一种远距离无尘混凝土喷射机。

背景技术

混凝土喷射机(shotcretemachine，concretesprayer)，是一种利用压缩空气将混凝土沿管道连续输送并喷射到施工面上去的机械，广泛用于地下工程、井巷、隧道、涵洞等的衬砌施工。

目前，国内煤矿井下大多使用转子式混凝土喷射机，转子式混凝土喷射机又可分为U型料腔转子式混凝土喷射机（即上出料混凝土喷射机,代表型号PC5U）和直通型转子式混凝土喷射机（即下出料混凝土喷射机,代表型号PC6I），其主要用于干料、潮料混凝土喷射作业，喷射距离水平100m，垂直30m。转子式混凝土喷射机的给料部分、喷射部分布置在一起（即它只有一个料腔，同时用于给料和喷射作业），给料和喷射时密封处于相对旋转状态，密封结构不可靠，并极易出现磨损造成密封失效，无法保证喷射距离并产生较大粉尘，料腔通过出料口频率较低，喷射时脉冲大，物料不能连续。

随着我国煤矿掘进机械化程度进一步提高，掘进及配套设备增多，喷浆迎头作业环境复杂，对混凝土喷射机的喷射距离开始有了更高的要求。另一方面，我国出台煤矿井下粉尘治理相关措施，严格要求煤矿井下喷浆作业粉尘浓度不得高于10mg/m3，对混凝土喷射机密封可靠性也开始有了更高要求。为此，设计一种具有喷射距离长、产尘少、密封结构可靠、维护周期长、成本低等优点的远距离无尘混凝土喷射机将成为煤矿井下混凝土喷射作业的重要研发工作。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种远距离无尘混凝土喷射机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种远距离无尘混凝土喷射机，包括小车底盘，从上到下依次连通的料斗部分、给料部分和喷料部分，以及驱动给料部分和喷料部分工作的动力部分，所述喷料部分固定设置于小车底盘上方。

所述给料部分包括锥形给料器、除尘系统和气路系统；所述锥形给料器包括给料壳体和给料转子，所述给料壳体的顶部开设有连通料斗部分的进料口，给料壳体的底部开设有连通喷料部分的排料口，给料壳体的侧部开设有连通除尘系统的余气口和连通气路系统的补气口；所述给料转子为圆柱形结构或圆台形结构，给料转子的两个端面分别设置有转轴，两根转轴的中心轴线位于同一条直线上，给料转子的表面环形等间距的开设有两个以上转子料杯，给料转子水平放置于给料壳体内部，且给料转子的表面与给料壳体内壁之间具有橡胶密封和连通外部润滑系统的注油孔，给料转子的转轴向外伸出给料壳体，转轴伸出给料壳体的部分通过密封连接端面法兰进一步连接在给料壳体外侧面，给料转子的其中一个转轴还外连动力部分；料斗部分盛装有物料，当动力部分驱动给料转子转动时，每个转子料杯随着给料转子的转动并依次经过给料壳体的进料口、排料口和余气口，当物料由给料壳体的进料口落入恰好经过进料口的转子料杯内，该转子料杯逐渐转至给料壳体的排料口时，补气口连通该转子料杯，使该转子料杯内的物料快速进入喷料部分，当该转子料杯内的物料完全送入喷料部分后，转子料杯跟随转子继续转动，并随后经过给料壳体的余气口，排出转子料杯的余气和余料。

所述喷料部分包括喷料壳体和喷料转子，所述喷料壳体的顶部开口并连通给料壳体的排料口，使喷料壳体与给料壳体之间形成密封结构的喷料室，喷料壳体的侧部开设有连通气路系统的进气口和连通外部喷射管的出料口；所述喷料转子的横截面呈圆形，喷料转子的轴截面呈圆台形或类似圆台形，且喷料转子的下部外表面均布有多个开口向外的料槽，物料由给料部分下落在喷料转子的上部外表面，并进一步沿着喷料转子的上部外表面下滑至喷料转子下部外表面的多个料槽内；所述喷料转子的中心轴线位置连接有驱动轴，该驱动轴向下伸出喷料壳体并连接于动力部分，当动力部分驱动喷料转子旋转时，每个料槽随喷料转子转动并依次经过喷料壳体的出料口，且进气口处于恰好经过出料口的料槽上方，使进气口、恰好经过出料口的料槽、出料口三者连通呈U型结构。由给料壳体排料口排出的物料进入喷料室，并沿着喷料转子的上部外表面下滑至喷料转子的料槽内，当料槽转至进气口正下方时，气路系统通过进气口水平喷射高压气体，使喷料室内形成高压环境，且由进气口喷入的高压气体向下垂直吹动料槽内的物料使其水平进入出料口并进一步喷入外部喷射管，实现远距离喷射。

优选所述料杯的数量为2-4个。

进一步的，所述给料转子的另一个转轴向外伸出给料壳体后连接有张紧装置，通过调节张紧装置实现调节橡胶密封与给料转子之间的压紧力。

优选所述料槽的数量为10-25个。

优选所述动力部分选用液压传动或机械传动。

本发明的远距离无尘混凝土喷射机与现有技术相比所产生的有益效果是：

1）本发明设计合理，结构简单，对给料部分的结构进行改进，选用锥形给料器，在圆柱型结构或圆台形结构的给料转子表面环形等间距的开设两个以上转子料杯，给料转子与给料壳体之间密封连接，转子料杯跟随给料转子转动依次经过给料壳体的进料口、排料口和余气口，且在转子料杯逐渐转至给料壳体的排料口时，补气口连通该转子料杯，使该转子料杯内的物料快速进入喷料部分，进而，当该转子料杯内的物料完全送入喷料部分后，转子料杯跟随转子继续转动，并随后经过给料壳体的余气口，排出转子料杯的余气和余料，以方便转子料杯继续转动至进料口位置时再次接收来自料斗部分的物料，整个给料过程的密封效果优良，能承受较高风压而不产生泄漏，能够保证下部喷射部分压力稳定，为增大喷射距离做好前期准备工作；

2）对喷料部分的结构进行改进，在喷料壳体上开设连通气路系统的进气口和连通外部喷射管的出料口，选用的喷料转子横截面呈圆形，喷料转子的轴截面呈圆台形或类似圆台形，且喷料转子的下部外表面均布有多个开口向外的料槽，喷料转子的这种独特结构，当物料由给料部分下落时，下落在喷料转子上部外表面的物料进一步沿着喷料转子上部外表面下滑至喷料转子下部外表面的多个料槽内，且料槽恰好转动至出料口位置时，还位于进气口下方，则进气口、恰好经过出料口的料槽、出料口三者连通呈U型结构，再加上喷料室为密封结构，当气路系统由进气口向喷料室内输送高压气体时，喷料室起到保压的作用，由进气口喷入的高压气体向下垂直吹动料槽内的物料使其水平进入出料口并进一步喷入外部喷射管，实现物料的远距离喷射，水平喷射距离最大可达到700m；

3）由于喷料转子上环形且连续均布有多个料槽，在喷料转子转动速度一定的情况下，降低回弹率，提高喷射质量。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明的动力部分选用液压系统的结构剖视图；

附图3是本发明中给料部分的放大结构剖视图；

附图4是本发明中给料壳体的放大结构立体图；

附图5是本发明中给料转子的放大结构立体图；

附图6是本发明中喷料部分的放大结构剖视图；

附图7是图6中喷料转子的主视结构剖视图；

附图8是图6中喷料转子的结构俯视图。

图中各标号表示：

1、小车底盘，2、料斗部分，3、给料壳体，4、给料转子，5、进料口，

6、排料口，7、余气口，8、补气口，9、转子料杯，10、转轴，

11、橡胶密封，12、液压系统，13、喷料壳体，14、喷料转子，

15、喷料室，16、进气口，17、出料口，18、料槽，19、张紧装置，

20、气路系统，21、驱动轴。

具体实施方式

下面结合附图1-8，对本发明的远距离无尘混凝土喷射机作以下详细说明。

结合附图1、2，本发明的远距离无尘混凝土喷射机，其结构包括履带式结构的小车底盘1，从上到下依次连通的料斗部分2、给料部分和喷料部分，以及驱动给料部分和喷料部分工作的动力部分，所述喷料部分固定设置于小车底盘1上方，动力部分选用液压传动。

再结合附图3、4、5，所述给料部分包括锥形给料器、除尘系统和气路系统20；所述锥形给料器包括给料壳体3和给料转子4，所述给料壳体3的顶部开设有连通料斗部分2的进料口5，给料壳体3的底部开设有连通喷料部分的排料口6，给料壳体3的侧部开设有连通除尘系统的余气口7和连通气路系统20的补气口8；所述给料转子4为圆柱形结构或圆台形结构，给料转子4的两个端面分别设置有转轴10，两根转轴10的中心轴线位于同一条直线上，给料转子4的表面对称开设有两个转子料杯9，给料转子4水平放置于给料壳体3内部，且给料转子4的表面与给料壳体3内壁之间具有橡胶密封11和连通外部润滑系统的注油孔，给料转子4的转轴10向外伸出给料壳体3，转轴10伸出给料壳体3的部分通过密封连接端面法兰进一步连接在给料壳体3外侧面，给料转子4的其中一个转轴10还外连动力部分。料斗部分2盛装有物料，当动力部分驱动给料转子4转动时，转子料杯9随着给料转子4的转动并依次经过给料壳体3的进料口5、排料口6和余气口7，且其中一个转子料杯9向上正对给料壳体3的进料口5时，另一个转子料杯9向下正对给料壳体3的排料口6。当物料由给料壳体3的进料口5落入恰好经过进料口5的转子料杯9内，该转子料杯9逐渐转至给料壳体3的排料口6时，补气口8连通该转子料杯9，使该转子料杯9内的物料快速进入喷料部分，当该转子料杯9内的物料完全送入喷料部分后，转子料杯9跟随转子继续转动，并随后经过给料壳体3的余气口7，排出转子料杯9的余气和余料。

再结合附图6、7、8，所述喷料部分包括喷料壳体13和喷料转子14，所述喷料壳体13的顶部开口并连通给料壳体3的排料口6，使喷料壳体13与给料壳体3之间形成密封结构的喷料室15，喷料壳体13的侧部开设有连通气路系统20的进气口16和连通外部喷射管的出料口17；所述喷料转子14的横截面呈圆形，喷料转子14的轴截面呈圆台形或类似圆台形，且喷料转子14的下部外表面均布有多个开口向外的料槽18，物料由给料部分下落在喷料转子14的上部外表面，并进一步沿着喷料转子14的上部外表面下滑至喷料转子14下部外表面的多个料槽18内；所述喷料转子14的中心轴线位置连接有驱动轴21，该驱动轴21向下伸出喷料壳体13并连接于动力部分，当动力部分驱动喷料转子14旋转时，每个料槽18随喷料转子14转动并依次经过喷料壳体13的出料口17，且进气口16处于恰好经过出料口17的料槽18上方，使进气口16、恰好经过出料口17的料槽18、出料口17三者连通呈U型结构。由给料壳体3排料口6排出的物料进入喷料室15，并沿着喷料转子14的上部外表面下滑至喷料转子14的料槽18内，当料槽18转至进气口16正下方时，气路系统20通过进气口16水平喷射高压气体，使喷料室15内形成高压环境，进而高压气体垂直向下吹动料槽18内的物料以促使物料由出料口17水平喷射进入外部喷射管，实现远距离喷射。

所述给料转子4的另一个转轴10向外伸出给料壳体3后连接有张紧装置19，通过调节张紧装置19实现调节橡胶密封11与给料转子4之间的压紧力。

需要说明的是，本发明是在现有结构的基础上对给料部分和喷料部分的结构进行了局部改进，其中，给料转子4与给料壳体3、给料转子4的转轴10与给料壳体3、给料转子4的转轴10与动力部分、以及喷料转子14的驱动轴21与动力部分之间的连接为均为现有技术，设置于给料转子4的转轴10上的张紧装置19也为现有技术。

另外，本发明中，当给料转子4上开设两个转子料杯9时，两个转子料杯9交替进料和排料，且一个转子料杯9进料时，另一个转子料杯9恰好排料；当给料转子4上开设三个或四个转子料杯9时，三个或四个转子料杯9则轮流进料和排料。

另外，本发明中，给料转子4不但可以选用两根转轴10，也可以选用一根通轴代替。

另外，本发明的动力部分还可以选用机械传动。

为了保证喷料的流畅性性，在喷料转子14转动的过程中，相邻两个料槽18的间距不宜过大，以使相邻的两个料槽18可以同时连通进气口16和出料口17。

在本发明的连接关系描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管该具体实施方式部分对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.远距离无尘混凝土喷射机，包括小车底盘，从上到下依次连通的料斗部分、给料部分和喷料部分，以及驱动给料部分和喷料部分工作的动力部分，所述喷料部分固定设置于小车底盘上方，其特征在于，所述给料部分包括锥形给料器、除尘系统和气路系统；

所述锥形给料器包括给料壳体和给料转子，所述给料壳体的顶部开设有连通料斗部分的进料口，给料壳体的底部开设有连通喷料部分的排料口，给料壳体的侧部开设有连通除尘系统的余气口和连通气路系统的补气口；所述给料转子为圆柱形结构或圆台形结构，给料转子的两个端面分别设置有转轴，两根转轴的中心轴线位于同一条直线上，给料转子的表面环形等间距的开设有两个以上转子料杯，给料转子水平放置于给料壳体内部，且给料转子的表面与给料壳体内壁之间具有橡胶密封和连通外部润滑系统的注油孔，给料转子的转轴向外伸出给料壳体，转轴伸出给料壳体的部分通过密封连接端面法兰进一步连接在给料壳体外侧面，给料转子的其中一个转轴还外连动力部分；当动力部分驱动给料转子转动时，每个转子料杯随着给料转子的转动并依次经过给料壳体的进料口、排料口和余气口，当其中一个转子料杯逐渐转至给料壳体的排料口时，补气口连通该转子料杯，使该转子料杯内的物料快速进入喷料部分。

2.根据权利要求1所述的远距离无尘混凝土喷射机，其特征在于,所述喷料部分包括喷料壳体和喷料转子，所述喷料壳体的顶部开口并连通给料壳体的排料口，使喷料壳体与给料壳体之间形成密封结构的喷料室，喷料壳体的侧部开设有连通气路系统的进气口和连通外部喷射管的出料口；所述喷料转子的横截面呈圆形，喷料转子的轴截面呈圆台形或类似圆台形，且喷料转子的下部外表面均布有多个开口向外的料槽，物料由给料部分下落在喷料转子的上部外表面，并进一步沿着喷料转子的上部外表面下滑至喷料转子下部外表面的多个料槽内；所述喷料转子的中心轴线位置连接有驱动轴，该驱动轴向下伸出喷料壳体并连接于动力部分，当动力部分驱动喷料转子旋转时，每个料槽随喷料转子转动并依次经过喷料壳体的出料口，且进气口处于恰好经过出料口的料槽上方，使进气口、恰好经过出料口的料槽、出料口三者连通呈U型结构。

3.根据权利要求1所述的远距离无尘混凝土喷射机，其特征在于,所述料杯的数量为2-4个。

4.根据权利要求1所述的远距离无尘混凝土喷射机，其特征在于,所述给料转子的另一个转轴向外伸出给料壳体后连接有张紧装置。

5.根据权利要求2所述的远距离无尘混凝土喷射机，其特征在于,所述料槽的数量为10-25个。

6.根据权利要求1所述的远距离无尘混凝土喷射机，其特征在于,所述动力部分选用液压传动或机械传动。