CN105605366B - 一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，包括内管、外管、自振环；外管由至少两个单元管通过连接部件连接而成，拼接长度自由灵活；单元管内部安装有所述自振环，以实现振动防堵的优势功能；自振环套设于内管外壁上且自振环至少为两个，以保证振动效率；外管管体采用聚氨酯橡胶（PUR）制成，以满足外界各类接触条件以及减振要求；内管和连接部件均采用聚丁烯（PB）制成，以高效输送混凝土；通过三部分各功能以实现高效传输混凝土，很好解决了喷射过程中的堵管问题，提高了喷射混凝土的工作效率，同时也避免了爆管事故的发生，保证了工作的安全性。

Description

一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置

技术领域

本发明涉及一种泵送混凝土管路防堵装置，具体涉及一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，属于建筑施工领域。

背景技术

喷浆是矿山巷道支护、隧道支护和边坡防护等施工作业中的重要工作，传统的喷浆施工大多采用干喷或者潮喷，这些喷浆方法在施工中使得粉尘浓度大、浆料极易塌落，一方面容易造成工人“尘肺”，影响其身体健康；另一方面浆料塌落造成混凝土的大量浪费，工程造价也随之提高。鉴于这一现实情况，国家安全生产监督管理总局于2011年下发文件要求将“干喷”或“潮喷”的喷浆工艺停止使用并逐渐改用“湿式喷浆”工艺，文件要求截止2012年1月26日煤矿井下用喷浆施工全部停用“干喷”或“潮喷”的喷浆工艺而改用“湿式喷浆”工艺。

湿喷法将水泥、砂子、石子、水按一定比例混合后搅拌成混凝土，用泵将搅拌好的混凝土经输料管压送至喷嘴处，与液体速凝剂相混合，借助压风补充的能量将混凝土喷射到受喷面上；但是制约湿喷工艺全面推广的核心技术难题即“堵管”，目前施工现场常用的解决方式是，以人为施加外力的方法帮助管路振动，以达到减缓管道堵塞的目的，但堵管状况需肉眼观察，效果有限；管道堵塞后，则使用高压液疏通管道，不仅容易损坏管道，也不能从根本上解决堵管问题，一方面造成喷射停止，另一方面可能引起爆管伤人事故，针对这一技术难题，目前还没有很好的解决方案，若能发明一种防堵管装置，混凝土湿喷法一定可以得到推广。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中喷射混凝土泵送管道容易堵塞的问题，而公开一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置。

本发明的技术方案是：包括外管、自振环和内管，外管由至少两个单元管通过连接部件连接而成，单元管内部安装有自振环，自振环套设于内管外壁上且自振环至少为两个，单元管包括首连接部、尾连接部、外管弹性环、供电线、电线固定夹和密封垫，首连接部和所述尾连接部分别设置于单元管两端，外管弹性环均匀分布于单元管内壁上，自振环之间通过供电线连接，供电线通过所述电线固定夹固定于外管弹性环上，供电线两端分别设置有插头和插座，密封垫设置于首连接部和尾连接部的外螺纹末端。

作为本发明的进一步说明，内管为喷射混凝土泵送管，一端连接喷射机，另一端连接喷头。

作为本发明的进一步说明，连接部件为螺纹套，螺纹套内的螺纹由中心分为螺纹方向相反的两部分，两个所述单元管之间通过所述螺纹套连接，并且由于密封垫的密封功能，有效防止单元管之间的进水问题。

作为本发明的进一步说明，所述首连接部与所述尾连接部上的外螺纹方向相反。

作为本发明的进一步说明，所述外管两端分别安装有一个密封套，所述密封套内端一侧设置有与首连接部和尾连接部上的外螺纹相匹配的内螺纹，并且首端与喷射机连接，尾端与喷头连接；密封套外端一侧的内环壁上设置有密封环，通过密封环可以有效防止头部和尾部的进水；密封套外端一侧还设置有线孔，以便于供电线及插头外接。

作为本发明的进一步说明，供电线采用弯曲布设，插头包括控制自振环启动插头和自振环电池组供电插头，插座包括控制自振环启动插座和自振环电池组供电插座，控制自振环启动插头与控制自振环启动插座电联接，自振环电池组供电插头与自振环电池组供电插座电联接。

作为本发明的进一步说明，外管管体采用聚氨酯橡胶制成，内管、首连接部、尾连接部、密封套和连接部件均采用聚丁烯材料制成。

本发明的有益效果是：1．本发明提供的一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，其中内管要满足喷混要求，包括耐磨损、耐酸碱腐蚀、柔韧、抗拉强度高、摩阻小、耐低温特点，且要具有易振动的特性，使自振环的功能充分体现出来，故喷射混凝土泵送内管建议采用聚丁烯（PB）材料；外管要满足外界的条件，包括抗拉强度高、耐磨、耐酸碱、耐光热、防火和减振要求，所以管材定为聚氨酯橡胶（PUR），通过三部分各功能的不同实现高效传输混凝土，达到不堵管的目的。

2.本发明自振环为该装置的最核心构件，自振环产生振动用来对管内喷射混凝土振动，使得颗粒间、颗粒与管壁间产生微空隙，减小摩擦阻力，从而实现防堵功能。此外，该自振环外围具有减振功能，可以减弱自振环对外管振动的传递，使操作人员正常工作使用；自振环具有自动感知内管压力变化，根据内管压力大小调整振动和频率，提高疏通效率；在输送顺畅的时候不产生振动，起到节能省电的作用。

3．本发明自振环之间用电线互联，电线内含有两组线路，分别控制自振环的启动和电池组充电供电，启动时，自振环处于关闭状态，便于内管穿越；当充满电时，所有管节可以独立工作，不需外接电，使用更加灵活自由，在没有外接电的情况下也能工作；当电池电量不足时，连接充电供电线路，对所有管节供电，这里供电可以边充电边工作，实现连续作业无需中断。

4．所有连接部件中，相邻的连接部件螺纹方向相反，安装时保持相邻管单元不旋转，防止线路扰动，保证线路安全；连接部件中均设置了密封垫和密封环，用来预防头部和尾部的进水，以及管节间的进水问题。

5．在施工过程中，可以将套有外管的区段放置在地面上，工人手持内管进行作业，即省力又方便；而且这种拼接的外管设计，可以根据工作需要调节长度，灵活性高，且维修方便，利于存放与运输。

附图说明

图1是本发明一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置中单元管结构示意图。

图2是本发明一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置中螺纹套结构示意图。

图3是本发明一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置中密封套结构示意图。

图4是本发明一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置中单元管连接示意图。

图中：1、外管；2、自振环；3、内管；4、首连接部；5、尾连接部；6、外管弹性环；7、供电线；8、电线固定夹；9、插头；10、插座；11、密封垫；12、螺纹套；13、密封套； 14、密封环。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，如图1所示，包括外管1、自振环2和内管3，内管3为喷射混凝土泵送管，外管1由至少两个单元管通过连接部件连接而成，单元管内部安装有自振环2，自振环2套设于内管3外壁上且自振环2至少为两个，单元管包括首连接部4、尾连接部5、外管弹性环6、供电线7、电线固定夹8和密封垫11，首连接部4和所述尾连接部5分别设置于单元管两端，外管弹性环6均匀分布于单元管内壁上，自振环2之间通过供电线7连接，供电线7通过电线固定夹8固定于外管弹性环6上，供电线7两端分别设置有插头9和插座10，密封垫11设置于首连接部4和尾连接部5的外螺纹末端。

如图2和图3所示，连接部件为螺纹套12，螺纹套12内的螺纹由中心分为螺纹方向相反的两部分，两个单元管之间通过螺纹套12连接，首连接部4与尾连接部5上的外螺纹方向相反，外管1两端安装有密封套13，密封套13内端一侧设置有与首连接部4和尾连接部5上的外螺纹相匹配的内螺纹，密封套13外端一侧的内环壁上设置有密封环14，密封套13外端一侧还设置有线孔，以便于供电线7及插头9外接。

供电线7采用弯曲布设，插头9包括控制自振环启动插头和自振环电池组供电插头，插座10包括控制自振环启动插座和自振环电池组供电插座，控制自振环启动插头与控制自振环启动插座电联接，自振环电池组供电插头与自振环电池组供电插座电联接。

安装时，先将内管3通过螺栓固定在出料口处，将密封套13穿过内管3，置于内管3与出料口接触部位，然后将内管3穿过第一截单元管，并将单元管中的插头9穿过密封套13中的线孔，然后将密封套13与首连接部4连接并拧紧，由于拧紧时无法保证供电线7不旋转，所以将第一截单元管中的供电线7设置较长，当拧紧螺纹套13时，内部的供电线7将缠绕在内管3上而不会损坏供电线7。

安装第二截单元管时，如图4所示，先将内管3穿过螺纹套12，在穿过第二截单元管，使第一截单元管的尾连接部5、螺纹套12和第二截单元管的首连接部4依次排列，此时，先将两截单元管中的控制自振环启动插头与控制自振环启动插座连接，自振环电池组供电插头与自振环电池组供电插座连接，然后保持两截单元管位置不动不旋转，让三个部分紧挨，转动螺纹套，由于首连接部4和尾连接部5外螺纹方向相反，且螺纹套12两边内螺纹方向也相反，则两截单元管会同时旋入螺纹套而自身不发生转动，因而线路不会绕动，按照此步骤依次安装剩余单元管。

最后一截单元管安装完成后，将内管3穿过密封套13，将密封套13与最后一截单元管的尾连接部连接并拧紧，此时装置安装完成，由于首连接部4和尾连接部5的螺纹末端都设置有密封垫11，而且密封套13内也设置有密封环14，所以装置具有足够的密封性，可以有效防止头部和尾部的进水，以及管节间的进水问题。

自振环2之间用供电线7互联，供电线7通过电线固定夹8固定在外管弹性环6上，供电线7采用弯曲布设，原因是外管1是具有一定柔性的，在弯曲时供电线7不会受力，保护电路，该电线内含有两组线路，一组控制自振环2中的压力探测装置的供电，一组控制自振环2中的电池组充电供电。

工作时，控制自振环启动插头与控制自振环启动插座连接的线路用来为自振环2中的压力探测装置供电，供电后，当内管3穿过自振环2时，自振环2中的接触片吸附在电磁铁上，便于内管3穿过；自振环电池组供电插头与自振环电池组供电插座连接的线路用来为自振环2中的电池组充电和供电，当所有单元管连接好以后，通过第一截单元管上密封套13外端的控制自振环启动插头和自振环电池组供电插头实现对所有单元管的控制；当充满电时，所有单元管可以独立工作，使用更加灵活自由，在没有外接电源的情况下也能工作；当电池电量不足时，可以将第一截单元管上密封套13外端的自振环电池组供电插头与电源连接，对所有管节供电，此时可以边充电边工作，实现连续作业无需中断。

在工作过程中，自振环2产生振动用来对管内喷射混凝土振动，使得颗粒间、颗粒与管壁间产生微空隙，减小摩擦阻力，从而实现防堵功能，并且自振环2可以根据压力的大小自动调节自振环2的振动频率；此外，自振环2内部的电磁铁系统能够让自振环2沿管道方向实现磁悬浮，从而极大的缓解了自振环2对外管1的撞击影响，而将能量最大化地利用于内管3的振动，从而保证操作人员正常工作使用；工作中输送顺畅的时候，自振环2停止振动，起到节能省电的作用。

工作完成后拆卸时，从末端的密封套13开始拆卸，尤其注意各个单元管的拆卸，单元管内部有连接线，拆卸时，保持单元管不动不旋转，然后只拧螺纹套12，拧开后，先把线路断开，后将单元管脱出即可，然后，按此步骤依次拆卸，最后拆卸内管3。

在本装置中，内管3要满足喷混要求，包括耐磨损、耐酸碱腐蚀、柔韧、抗拉强度高、摩阻小、耐低温特点，且要具有易振动的特性，使自振环2的功能充分体现出来，所以内管3采用聚丁烯（PB）材料，且首连接部4、尾连接部5、密封套13和连接部件均采用聚丁烯（PB）材料制成；外管1要满足外界的条件，包括抗拉强度高、耐磨、耐酸碱、耐光热、防火和减振要求，所以管材定为聚氨酯橡胶（PUR），通过各个部分功能的不同实现高效传输混凝土，达到不堵管的目的。

以上仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，包括外管（1）、自振环（2）和内管（3），其特征在于：外管（1）由至少两个单元管通过连接部件连接而成，单元管内部安装有自振环（2），自振环（2）套设于内管（3）外壁上且自振环（2）至少为两个，单元管包括首连接部（4）、尾连接部（5）、外管弹性环（6）、供电线（7）、电线固定夹（8）和密封垫（11），首连接部（4）和尾连接部（5）分别设置于单元管两端，外管弹性环（6）均匀分布于单元管内壁上，自振环（2）之间通过供电线（7）连接，供电线（7）通过电线固定夹（8）固定于外管弹性环（6）上，供电线（7）两端分别设置有插头（9）和插座（10），密封垫（11）设置于首连接部（4）和尾连接部（5）的外螺纹末端；内管（3）为喷射混凝土泵送管。

2.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，其特征在于：连接部件为螺纹套（12），螺纹套（12）内的螺纹由中心分为螺纹方向相反的两部分，两个单元管之间通过螺纹套（12）连接。

3.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，其特征在于：首连接部（4）与尾连接部（5）上的外螺纹方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，其特征在于：外管（1）两端分别安装有一个密封套（13），密封套（13）内端一侧设置有与首连接部（4）和尾连接部（5）上的外螺纹相匹配的内螺纹，密封套（13）外端一侧的内环壁上设置有密封环（14），密封套（13）外端一侧还设置有线孔，以便于供电线（7）及插头（9）外接。

5.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，其特征在于：供电线（7）采用弯曲布设，插头（9）包括控制自振环启动插头和自振环电池组供电插头，插座（10）包括控制自振环启动插座和自振环电池组供电插座，控制自振环启动插头与控制自振环启动插座电联接，自振环电池组供电插头与自振环电池组供电插座电联接。

6.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土泵送管防堵塞装置，其特征在于：外管（1）管体采用聚氨酯橡胶制成，内管（3）、首连接部（4）、尾连接部（5）、密封套（13）和连接部件均采用聚丁烯材料制成。