CN108150195A - 风力驱动自动配比混凝土喷浆装置 - Google Patents

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徐瑞银
刘登彪
刘秀杰
迟景瑞
赵胜刚
王晓
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Shandong University of Science and Technology
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/105—Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete

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Abstract

风力驱动自动配比混凝土喷浆装置主要如附图1所示A、B(B1、B2)、C、D、E和F六部分组成，整体装置均以风力为驱动原件，集成比例分配阀组控制四个风力为驱动马达，按照混凝土原材料配比比例的要求设计分配阀组的控制风道，实现对控制马达转速按比例驱动，达到混凝土原料按比例进行配比的要求，控制分配阀组按照比例实现对水量的控制，保证混凝土的合理凝固性。混合后的原料由风力管道通过风力完成输送的喷射。

Description

风力驱动自动配比混凝土喷浆装置
技术领域
本发明专利风力驱动自动配比混凝土喷浆装置，适用于矿山巷道、交通隧道的混凝土喷射与支护。
背景技术
目前，矿山巷道、交通隧道的混凝土喷射与支护设备多采用干式混凝土喷射机，该喷浆机采用人工将石子、沙子、水泥、速凝剂和水进行配料后一次性装载，由液压搅拌设备完成搅拌后输送到混凝土出料口，再经过高压空气完成对混凝土的压力喷射。
湿式混凝土喷射设备采用人工配料，液压搅拌，风压输送喷射。该设备需要液压和风力两套动力装备，结构复杂、成本高，配料受工人技术水平影响不能保证混凝土原料的配比质量，容易造成原料浪费且影响巷道支护质量。
所以，本发明采用风力驱动实现混凝土成分的自动配比与喷浆，驱动动力源简单，混泥土成分比例自动控制，凝结性良好，有效避免人为因素操作造成的比例不当，提高混凝土喷射效果和凝固性。
发明内容
风力驱动自动配比混凝土喷浆装置主要由A、B(B1、B2)、C、D、E和F六部分组成，结构图如附图1所示。
（1）组件A为空气比例控制组件，该组件依据混凝土原料配比比例，采用空气动力学原理设计，是控制和分配空气流量、空气压力以及水流流量的阀组件。
（2）组件B为该装备水泥浆制作和水泥凝固剂的比例配比组件，由B1和B2两部分，其中B1为水泥浆的制作与比例输送，B2为水泥速凝剂的比例配比。
（3）组件C为该设备石子比例配比组件和比例输送部件。
（4）组件D为该设备沙子比例配比和输送部件。
（5）E是设备混凝土形成和输送部件。
（6）组件F 为设备的行走部件
上述六部分组件组成风力驱动自动配比湿式混凝土喷浆机整套设备，形成对混凝土原料的自动配比和输送，实现混凝土支护的合理配比，降低原料浪费，提高支护质量。
本专利采取的技术方案：
（1）组件A由图中1、2、3、5、6、10、17、24、31部件组成。阀组1作为空气与水的控制阀组，采用比例流体动力学设计形成内部各流道。水流量监控表2安装在比例设计的水流通道上；水管3与2和环绕水管4连接；空气流量监控表5安装在空气动力管道6的通道上，与10、17、24、31通过内部比例孔道连接；
（2）组件B包括B1、B2部分，其中B1为水泥浆比例生成部件，由图中11、12、13、14、15、16部件组成，12由11支撑安装，16与15焊接；B2为水泥快速凝固剂比例配料组件，由图中18、19、20、21、22、23件组成；19由20支撑安装，23与22焊接；16、23内部涂有耐磨层； 14与14之间通过通道H连接，见附图1中H。
（3）组件C为石子比例配比和输送部件，由附图6中25、26、27、28、29、30部件组成。27为多孔板，26由27支撑安装，26与28同心安装，30焊接在输出轴29上，30内壁涂耐磨层。
（4）组件D为沙子比例配比和输送部件，由附图7中32、33、34、35、36、37部件组成。34为多孔板，33由34支撑安装，33与35同心安装，37焊接在36上，35内壁涂耐磨层。
（5）组件E为混凝土形成和输送部件，由附图1中7、8、9、38、39部件组成，整体采用圆柱形结构，38为圆管，39为锥管，38余39焊接，8与38焊接。
（6）组件F 为设备的行走和机架机构，由附图中40、41、41部件组成，40于41焊接，42与41通过轴与轴承连接。
该发明改造目前应用的多动力驱动湿式混凝土喷射机结构，采取空气动力源，实现混凝土原料的自动配比与输送，提高了支护质量和工作效率。
本专利使用方法和工作原理：
（1）混凝土原料自动按比例配比与输送。混凝土原料配比比例的要求是通过空气集成比例分配阀1实现的，空气按照比例关系完成对气动马达的驱动。其中10通过11控制水泥（浆）马达12按照配比要求的速度运转，实现水泥浆的比例输送；17通过18控制水泥速凝剂输送马达19比例运转，速凝剂按比例通过H口添加到水泥搅拌桶14；24通过25控制石子马达26比例转动，实现石子的比例添加；31通过32控制沙子马达33比例转动。16、23、30、37各个比例输送叶片与对应的比例输送桶之间的设计间隙较小，在马达静止状态时不会发生物料因自重下落影响配比比例。
（2）水流量自动比例配比与输送
水流量监控表2安装在比例设计的水流通道上；调节比例水道的通流面积，可以实现水流与水泥及其它原料的配比量，比例调节控制的水经水管3、环绕水管4流入水泥浆搅拌桶14。
（3）混凝土的生成与输送
输送空气动力管道8焊接在输送圆管38端部（附图1所示），经比例分配后的高压空气通过管道6、7、8进入输送圆管38，混凝土原材料经过比例配比后，集中在总输送圆管39中，生成混凝土，由高压空气实现混凝土的压力输送。
本专利的优点：
1. 集成比例分配阀按照混凝土原材料配比的要求按比例设计，实现对气动马达的比例驱动控制，保证混凝土原料配比的合理性。
2. 气动马达在运转过程中自动实现原料的配比，防止设备因误动作导致的原料配比失调，提高支护质量。
3．空气动力输送功率可调，实现喷射功率与原材料配比的自动调节。
4．该装置无尘化设计和分别上料，具有绿色环保设计特色。
附图说明：
为便于说明，本发明所涉及不同视图中的同一部件，采用同一数字代号标示。附图1为装备正面图，附图2为附图1的俯视图，附图3为图1的向视图，附图4为附图1中的B11-B11剖视图，附图5为附图1中的B22-B22剖视图，附图6为附图1中的C11-C11剖视图，附图7为附图1中的D11-D11剖视图。
图中部件代号说明：
1空气和水集成比例分配阀；2-水流量监控表； 3-水管；4-环绕水管；5-空气流量监控表；6、7、8-输送空气动力管道；9-输送空气动力压力监控表；10、17、24、31-空气马达比例阀；11、18、25、32-马达空气管道；12-水泥浆空气动力马达；13、20、27、34-多孔板；14-水泥浆搅拌桶；15、22、29、36-马达输出轴；16、23、30、37-输送叶片；19-凝固剂空气动力马达；21-凝固剂配料桶； 26-沙子空气动力马达；28-沙子配料桶；33-石子空气动力马达；35-石子配料桶；38-混凝土输送管道；39-锥管；40-管道支撑；41-车架；42-车轮；43-水泥上料板；H-凝固剂配料桶与水泥浆搅拌桶连接孔。

Claims (3)

1.一种风力驱动自动配比湿式混凝土喷浆机，其特征在于，集成比例分配阀组按照混凝土原材料配比比例的要求设计，实现对控制马达转速按比例驱动。
2.专利所涉及四个比例输送叶片与比例输送桶的结构尺寸依据混凝土的原料比例设计，满足配比比率需要。
3.空气动力输送功率可调，实现喷射功率与原材料的自动调节。
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