CN108331351B - 一体式双联混凝土供应浇筑系统及供应方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式双联混凝土供应浇筑系统及供应方法。供应系统包括搅拌车和泵车，搅拌车具有搅拌桶和密封端盖，泵车包括封闭的供料体系，二者通过封闭的供料管和进料管相连通，从而形成连通的具有压力差的混凝土流体，赋予泵车受料斗内的混凝土持续的供料压力。本发明还通过搅拌车和泵车操控系统的连接，实现搅拌车和泵车的一体化集中控制。本发明不仅便于实现搅拌车与泵车的一体化自动化操作，提高混凝土浇筑施工的效率，还避免了由于混凝土水分蒸发、坍落度损失导致的泵送处加水、确保混凝土质量，杜绝了在受料斗处混凝土的外溢撒漏，提升了保温效果，而且还达到了在一定压力条件下的连续的给泵车供应混凝土的目的。

Description

一体式双联混凝土供应浇筑系统及供应方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土浇筑供应系统，还涉及一种混凝土浇筑供应方法，用于建筑行业泵送浇筑混凝土的场合。

背景技术

目前，泵送浇筑混凝土主要是通过混凝土搅拌车和混凝土泵车的分别操作，来实现搅拌车供料，泵车泵送到浇注位置的工作。混凝土搅拌车通过其出料溜槽，给泵车的混凝土受料斗供料。这种操作需要由泵车上观察搅拌车和泵车受料斗的人员和浇筑工作面上遥控操作的人员，以及搅拌车的操作人员共同完成。存在的问题是：

（1）由于出料溜槽和受料斗是敞开式的，不仅容易外溢撒漏，而且混凝土的水分容易蒸发，同时保温效果也差。

（2）由于搅拌车给受料斗供料是靠溜槽自流，自流过程中搅拌桶内混凝土液位的势能会完全释放，不能用于提高供料的流畅性。

（3）需要搅拌车要有足够的高度才能确保混凝土流畅地流入受料斗，致使其高度高，行车安全性差，易翻车；如果搅拌车高度较低，则无法满足混凝土的充足、流畅供应。

（4）浇筑工作面上的操作是被动的，需要以一定的方式通知泵车上的操作人员，不能及时自如的进行浇筑操作，既影响浇筑速度，又至少需要三个操作人员，通常搅拌车1人，泵车1人，浇筑工作面1人，必要时泵车受料斗处还需要1人打理，既影响施工的效率，提高人工成本，又容易造成混凝土的外溢浪费。

（5）未来的劳动力短缺日益严重，建筑混凝土施工的自动化、高效化和信息化是必然的，目前的搅拌车供料和泵车供料方式根本满足不了这一要求。

（6）现有的混凝土供应和浇筑方式，由于受料斗的敞开，保温保湿性不好，受料斗内的混凝土由于长时间搅拌会产生离析、分层、坍落度下降，需要加水才能泵送，严重地影响着建筑质量的提高。

发明内容

本发明提出了一体式双联混凝土供应浇筑系统及供应方法，即搅拌车搅拌桶内的混凝土液体通过封闭式的供料管和进料管与泵车的封闭式的受料斗内的混凝土液体一体化封闭式流动连接，搅拌车的操作系统通过有线和无线的连接方式与泵车一体化连接、一体化操作。其目的在于：（1）避免混凝土外溢撒漏、水分蒸发、坍落度损失，提升了保温效果，提高了混凝土施工质量；（2）实现混凝土的落差式压力供应，在大幅降低搅拌车高度行车安全行大幅提高的前提下，还确保混凝土更好地充足及时地供应；（3）方便浇筑操作，减少人员甚至可以实现无人操作，降低人工成本，提高工作效率和自动化程度；（4）实现搅拌车与泵车的一体化、信息化、自动化操作，为实现混凝土施工的智能制造奠定基础。

本发明技术方案如下：

一体式双联混凝土供应浇筑系统，包括搅拌车和泵车，所述搅拌车具有相对于搅拌车车体回转的搅拌桶以及安装在搅拌车车体上、位于搅拌桶后侧的密封端盖，所述搅拌车上还设有位于密封端盖和搅拌桶后端之间的回转密封装置，用于防止混凝土从密封端盖和搅拌桶之间撒漏；所述密封端盖上连接有用于输出混凝土的供料管；

所述泵车包括受料斗、进料管、输料泵和输料管；所述进料管一端与供料管相连接，另一端与受料斗相连通；所述输料管出料端连接有出料管，所述输料泵用于将受料斗中的混凝土通过输料管和出料管向浇筑工作面输送；

所述搅拌车设有搅拌控制器，用于控制搅拌桶搅拌；所述泵车设有控制系统，用于控制输料泵送料；所述搅拌控制器与控制系统之间通过控制线缆通讯，或通过无线传输方式实现通讯。

作为本发明的进一步改进：所述受料斗为密封结构，搅拌桶中的混凝土、供料管的混凝土、进料管的混凝土和受料斗的混凝土形成连通一体的带压流体，以赋予受料斗一个由搅拌桶内混凝土的液位和由进料管处混凝土液位形成的液位差而产生的供料压力。

作为本发明的进一步改进：所述供料管与密封端盖相连接处设有供料阀门。

作为本发明的进一步改进：所述密封端盖上设有液位检测装置，所述搅拌控制器用于根据液位检测装置测得的液位高度调整搅拌桶的转速。

作为本发明的进一步改进：所述进料管直径大于出料管直径。

作为本发明的进一步改进：所述供料管与密封端盖相连接处设有过滤网。

作为本发明的进一步改进：所述泵车上设有机械臂，所述输料管安装在机械臂上，出料管设置在机械臂的末端，所述机械臂的末端还安装有摄像装置。

作为本发明的进一步改进：还包括操控器，所述操控器通过连接线或无线传输方式与控制系统相连接，实现对搅拌车和泵车的一体化操控。

作为本发明的进一步改进：所述泵车上设有机械臂，所述输料管安装在机械臂上，所述出料管和所述操作器设置在机械臂的末端。

基于上述供应系统的供应方法，步骤为：启动搅拌桶进行出料方向的旋转并在搅拌桶中形成由液位检测装置进行检测的混凝土液位，然后开启阀门向泵车输送混凝土，使供料管、进料管和受料斗内充满混凝土流体；根据浇筑需要控制输料泵的启停，同时，搅拌控制器对搅拌桶的转速和旋转方向进行控制：当搅拌桶出料口处液位低于预设的目标液位范围的下限时，提高搅拌桶转速直至液位在目标液位范围内；当搅拌桶出料口处液位高于目标液位范围的上限时，降低搅拌桶转速直至液位在目标液位范围内。

相对于现有技术，本发明具有如下积极效果：（1）采用供料管、封闭的受料斗、输料泵和出料管构成的封闭式供料体系，不仅能够避免混凝土外溢撒漏、水分蒸发、坍落度损失，提升保温效果，而且还实现了混凝土的压力供应，在输料泵吸取混凝土时，能够形成足够的供料压力，确保给料及时、充足；（2）可以使用倾起搅拌桶前端或调整搅拌桶速度的方式保证搅拌桶出料口部位的液位，不仅形成了较高的供料压力，确保混凝土顺畅输出到受料斗，而且进一步确保给料充足，同时搅拌车的高度可以大幅降低，搅拌桶轴线相对于水平面的角度可以设置为0-6°，而且还减少了出料残留；（3）由于实现了混凝土的连续压力供给，受料斗是密封的，在保证输料泵等部件的正常安装使用的前提下，缩小受料斗的体积，有摆动管的摆动搅拌就可以满足搅拌混凝土的要求，因此无需再在受料斗处设置搅拌设备；（4）在使用搅拌控制器对搅拌桶转速进行控制的技术方案中，搅拌车可自动保证对泵车的给料充足、适量，工作人员无需对搅拌车进行控制操作，减少了人员的投入，提高了工作效率；（5）在通过出料端或遥控方式对输料泵进行控制的技术方案中，仅在混凝土浇筑的工作面安排一位工作人员即可完成所有的操作，极大地降低了人工成本，提高了浇筑效率和浇筑质量；（6）通过安装在机械臂末端的摄像装置，可以远程监控浇筑情况，实现远程或自动化无人操作。

附图说明

图1为本发明中浇筑供应系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

实施例一

如图1，一体式双联混凝土供应浇筑系统，包括搅拌车100和泵车200.

所述搅拌车100具有相对于搅拌车100车体回转的搅拌桶101以及安装在搅拌车100车体上、位于搅拌桶101后侧的密封端盖102，所述搅拌车100上还设有位于密封端盖102和搅拌桶101后端之间的回转密封装置，用于防止混凝土从密封端盖102和搅拌桶101之间撒漏,所述回转密封装置的结构形式可参考授权公布号为CN102029940B的中国发明专利“搅拌筒进出料口回转密封的混凝土搅拌运输车”中的回转密封机构，也可采用其它结构形式；所述密封端盖102上设有出料口。

所述搅拌桶101内设有螺旋叶片，搅拌桶101回转时，叶片推动混凝土沿螺旋叶片向出料口方向运动，实现螺旋输料；该螺旋输料机构是现有技术中搅拌车100的通用设计、必然具备的功能。

所述密封端盖102上设有液位检测装置106，所述搅拌控制器用于根据液位检测装置106测得的液位高度调整搅拌桶101的转速。

所述密封端盖102上连接有用于输出混凝土的供料管103。所述供料管103与密封端盖102相连接处设有过滤网和供料阀门105。

所述泵车200包括受料斗201、进料管202、输料泵203和输料管204；所述进料管202一端与供料管103相连接，另一端与受料斗201相连通；所述输料管204出料端连接有出料管207，所述输料泵203用于将受料斗201中的混凝土通过输料管204和出料管207向浇筑工作面输送；所述进料管202直径大于出料管207直径。所述输料泵203优选为柱塞泵，也可以是其它形式的工作泵。所述进料管202上设有进料阀门210。

优选的，使用柱塞泵时，受料斗201内还设有摆动管205。所述摆动管205一端用于与柱塞泵的进出料口相连通，另一端与受料斗201侧壁转动连接并穿过受料斗201侧壁与输料管204相连通，该转动连接处设有密封装置。受料斗201外设置有摆动驱动装置，优选为伸缩油缸，用于往复推动所述摆动管205相对于受料斗201摆动。摆动管205的摆动是与柱塞泵的动作相配合的，当柱塞泵输出混凝土时，摆动管205位于受料斗201内的一端在与柱塞泵相接通，混凝土经摆动管205进入输料管204，当柱塞泵吸料时，摆动管205与柱塞泵相脱离。摆动管205的摆动还能对受料斗201内的混凝土进行有效搅拌。

所述搅拌车100上设有支架107，所述支架107可以折叠收起、打开下放，同时还能改回转摆动，所述供料管103安装在该支架107上，便于行车和满足供料管103与进料管202对接的要求。

所述进料管202为三通的，两个入料端均用于连接搅拌车100，一个出料端用于连接受料斗201，从而在更换搅拌车100时，实现不间断的供料。

所述泵车200上安装有可回转的机械臂206，所述输料管204安装在机械臂206上，出料管207设置在机械臂206的末端。

所述搅拌车100设有搅拌控制器，用于控制搅拌桶101的搅拌运转、供料阀门105的开闭等；所述泵车200设有控制系统，用于控制输料泵203送料、进料阀门210的开闭等；所述搅拌控制器与控制系统之间通过控制线缆104通讯，或通过无线传输方式实现通讯。

所述受料斗201为密封结构，搅拌桶101中的混凝土、供料管103的混凝土、进料管202的混凝土和受料斗201的混凝土形成连通一体的带压流体，以赋予受料斗201一个由搅拌桶101内混凝土的液位和由进料管202处混凝土液位形成的液位差而产生的供料压力。

所述受料斗201还设有可开闭的排气孔，工作初期，依次打开受料斗排气孔和进料阀门210，当料充满受料斗201后，关闭排气孔。

本发明的核心在于，采用上述封闭式的输料体系，不仅能够避免混凝土外溢撒漏、水分蒸发，因坍落度损失而加水，提高保温效果，提高混凝土质量和浇筑速度，而且输料泵203吸取混凝土时，能够形成足够的供料压力，避免了敞开式混凝土供应时势能的全部损失，实现了搅拌车100对泵车200的任意、及时、充足的不洒料的压力供料。

由于实现了混凝土的连续供给，无需再在受料斗201处设置搅拌设备，因此可缩小受料斗201的体积，保证输料泵203等部件的正常安装使用即可，如使用柱塞泵时，只要受料斗201的空间满足摆动管205的活动即可，摆动管205的不断摆动可以实现对受料斗201内混凝土的有效搅拌。

搅拌车100到达工地后，停在泵车200对接位置，搅拌车100的支架107带动供料管103与泵车200的受料斗201通过进料管202相连接。搅拌车100的控制线缆104通过安装在泵车200的插座与泵车200的控制系统互相连接，或者通过无线传输无线连接。

工作时，启动搅拌桶101进行出料方向的旋转并在搅拌桶101中形成由液位检测装置106进行检测的混凝土液位，液位满足要求后，开启供料阀门105、进料阀门210和受料斗201的排气孔，向泵车200的受料斗201输送混凝土，使供料管103、进料管202和受料斗201内充满混凝土流体；工作人员根据浇筑需要控制输料泵203的启停，同时，搅拌控制器对搅拌桶101的转速和旋转方向进行自动控制：当搅拌桶101出料口处液位低于预设的目标液位范围的下限时，提高搅拌桶101转速直至液位在目标液位范围内，当搅拌桶101出料口处液位高于目标液位范围的上限时，降低搅拌桶101转速直至液位在目标液位范围内。从而，搅拌车100可自动保证对泵车200的供料压力差，使给料充足、适量，无需工作人员对搅拌车100进行单独的控制操作，减少了人员的投入，提高了工作效率，保证了搅拌桶101出料口部位的液位，形成较高的足够的供料压力，确保混凝土顺畅流入受料斗201。

进一步的，可针对机械臂206设置控制系统，对末端出料管207的运动轨迹、姿态进行控制，实现人工或自动化、智能化浇筑。

为了能够实时监测浇筑情况，可在所述机械臂206的末端安装摄像装置208和操控器209。所述操控器209通过连接线或无线传输方式与控制系统相连接，实现对搅拌车100和泵车200的一体化操控。采用直连方式时，工作人员需要在泵车200驾驶室、靠近泵车200的地面上或浇筑工作面上通过操控器209进行操作；采用遥控方式时，工作人员可以在工作面直接控制输料泵203，还可以是结合摄像装置208，实现设在泵车200的中央控制室或远程操控和监测。结合针对机械臂206运动控制设置的控制系统，实现对泵车200给料、自动浇筑的全面操控。所述操控器209可以设置在机械臂206的末端，方便工作面的人员操作，也可以设置在驾驶室等其它地方。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，利用设置在搅拌车100上的倾起驱动机构驱动搅拌桶101的前端沿轴线方向倾起一定的高度，来保证搅拌桶101出料端有足够的液面高度，确保混凝土给料的初始压力及充足的供料。在使用倾起驱动机构的情况下，可以不再借助搅拌控制器对液位进行调整，也可以保留搅拌控制器对液位进行调整的功能，二者协同进行。两件实施例的其余部分均相同。

所述倾起驱动机构的常见结构之一：将搅拌筒、端盖放置在一旋转架上，旋转架后端与车体或副车架之间为铰接，还设置有液压缸，液压缸一端与车体铰接，另一端与旋转架相铰接，伸长时推动旋转架、搅拌桶101等部件整体向后旋转，搅拌桶101内的混凝土向后流动，从而提升了搅拌桶101出料口处的液面高度。该倾起驱动机构还可以是采用电机驱动或牵引装置驱动的其它结构形式，也是现有技术中必然具备的常见机构。

Claims (9)

1.一体式双联混凝土供应浇筑系统，包括搅拌车（100）和泵车（200），其特征在于：所述搅拌车（100）具有相对于搅拌车（100）车体回转的搅拌桶（101）以及安装在搅拌车（100）车体上、位于搅拌桶（101）后侧的密封端盖（102），所述搅拌车（100）上还设有位于密封端盖（102）和搅拌桶（101）后端之间的回转密封装置，用于防止混凝土从密封端盖（102）和搅拌桶（101）之间撒漏；所述密封端盖（102）上连接有用于输出混凝土的供料管（103）；

所述泵车（200）包括受料斗（201）、进料管（202）、输料泵（203）和输料管（204）；所述进料管（202）一端与供料管（103）相连接，另一端与受料斗（201）相连通；所述输料管（204）出料端连接有出料管（207），所述输料泵（203）用于将受料斗（201）中的混凝土通过输料管（204）和出料管（207）向浇筑工作面输送；

所述搅拌车（100）设有搅拌控制器，用于控制搅拌桶（101）搅拌；所述泵车（200）设有控制系统，用于控制输料泵（203）送料；所述搅拌控制器与控制系统之间通过控制线缆（104）通讯，或通过无线传输方式实现通讯；

所述密封端盖（102）上设有液位检测装置（106），所述搅拌控制器用于根据液位检测装置（106）测得的液位高度调整搅拌桶（101）的转速。

2.如权利要求1所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统，其特征在于：所述受料斗（201）为密封结构，搅拌桶（101）中的混凝土、供料管（103）的混凝土、进料管（202）的混凝土和受料斗（201）的混凝土形成连通一体的带压流体，以赋予受料斗（201）一个由搅拌桶（101）内混凝土的液位和由进料管（202）处混凝土液位形成的液位差而产生的供料压力。

3.如权利要求1所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统，其特征在于：所述供料管（103）与密封端盖（102）相连接处设有供料阀门（105）。

4.如权利要求1所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统，其特征在于：所述进料管（202）直径大于出料管（207）直径。

5.如权利要求1所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统，其特征在于：所述供料管（103）与密封端盖（102）相连接处设有过滤网。

6.如权利要求1所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统，其特征在于：所述泵车（200）上设有机械臂（206），所述输料管（204）安装在机械臂（206）上，出料管（207）设置在机械臂（206）的末端，所述机械臂（206）的末端还安装有摄像装置（208）。

7.如权利要求1所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统，其特征在于：还包括操控器（209），所述操控器通过连接线或无线传输方式与控制系统相连接，实现对搅拌车（100）和泵车（200）的一体化操控。

8.如权利要求7所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统，其特征在于：所述泵车（200）上设有机械臂（206），所述输料管（204）安装在机械臂（206）上，所述出料管（207）和所述操控器（209）设置在机械臂（206）的末端。

9.基于如权利要求1所述的一体式双联混凝土供应浇筑系统的供应方法，其特征在于步骤为：启动搅拌桶（101）进行出料方向的旋转并在搅拌桶（101）中形成由液位检测装置（106）进行检测的混凝土液位，然后开启阀门向泵车（200）输送混凝土，使供料管（103）、进料管（202）和受料斗（201）内充满混凝土流体；根据浇筑需要控制输料泵（203）的启停，同时，搅拌控制器对搅拌桶（101）的转速和旋转方向进行控制：当搅拌桶（101）出料口处液位低于预设的目标液位范围的下限时，提高搅拌桶（101）转速直至液位在目标液位范围内；当搅拌桶（101）出料口处液位高于目标液位范围的上限时，降低搅拌桶（101）转速直至液位在目标液位范围内。