CN108356987A - 一种发泡混凝土输送缓冲装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发泡混凝土输送缓冲装置，其包括输送装置、初步混合管道与缓冲缸，初步混合管道前端连接有泡沫发生机构和水泥浆混合机构，初步混合管道后端连接输送装置的前端，缓冲缸由缸体和固定盖接在缸体两端的第一端盖、第二端盖组成，缸体内设有活塞，活塞分别与第一端盖、第二端盖围合形成储存有缓冲气体的气体室和缓存发泡混凝土的固液室，缓冲缸连接在初步混合管道上，当初步混合管道内压力过大时，发泡混凝土可进入缓冲缸内，通过活塞压缩缓冲气体将压力以气体内能形式暂时储存，实现对发泡混凝土中气泡的有效保护。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土加工运输装备，具体涉及一种发泡混凝土输送缓冲装置。
背景技术
发泡混凝土是将泡沫剂充分打发形成含有大量微小气泡的泡沫，并将其与水泥浆进行充分混合后形成的新型建筑材料，发泡混凝土现浇施工或模具成型后内部往往会形成大量封闭气孔，该建筑材料具有轻质、保温、隔音等特点，因此被越来越多的应用于各种工程建设，其需求越来越大。
但现有混凝土加工运输设备都是针对传统混凝土而设计，并没有考虑到发泡混凝土的特殊需求。传统混凝土可以通过充分搅拌来使得溶质溶液混合均匀，而发泡混凝土在泡沫与水泥浆混合后却无法再对其进行大力搅拌，主要是因为混在水泥浆中的气泡可能会因为大力搅拌而破损，进而使最终得到的发泡混凝土因气泡不足而无法满足实际建筑使用需求。另一方面，由于混合有大量气泡，混凝土的密度分布不均，其在运输管道中传输速度可能受影响，进而在传输管道内形成巨大压力，巨大压力若无法排解同样可能导致发泡混凝土内发生大量破泡。因此，现有混凝土加工运输设备需进行改进，以解决上述发泡混凝土应用所产生的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可为发泡混凝土混合过程提供缓冲，避免大量破泡发生的发泡混凝土输送缓冲装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种发泡混凝土输送缓冲装置，其包括输送装置、初步混合管道与缓冲缸，初步混合管道前端连接有泡沫发生机构和水泥浆混合机构，初步混合管道后端连接输送装置的前端，输送装置的后端连接发泡混凝土输出机构，缓冲缸由缸体和固定盖接在缸体两端的第一端盖、第二端盖组成，缸体内设有活塞，活塞设置在第一端盖、第二端盖之间并与第一端盖围合形成储存有缓冲气体的气体室，活塞与第二端盖围合形成缓存发泡混凝土的固液室，第一端盖上设置有气阀，第二端盖上设置有缓冲进料口，缓冲缸通过缓冲进料口插接在初步混合管道的侧壁，当初步混合管道内压力过大时，发泡混凝土可通过缓冲进料口进入缓冲缸内，通过活塞压缩缓冲气体将压力以气体内能形式暂时储存，待初步混合管道压力恢复正常，压缩的缓冲气体再通过活塞将发泡混凝土重新压入初步混合管道，实现对发泡混凝土中气泡的有效保护。
较佳的，初步混合管道侧壁设置支管，缓冲进料口和支管相互套接并通过卡箍进行锁紧，卡箍锁紧的套接结构保证了缓冲缸与初步混合管道间连接的密闭性，且可保证发泡混凝土流入顺畅。
较佳的，活塞为浮动轻质活塞，活塞与缸体间设有中心密封圈，中心密封圈有效隔离气体室与固液室。
较佳的，活塞表面包裹有聚氨酯材料，使得活塞的密闭性更好，表面更加耐磨。
较佳的，缸体与第一端盖、第二端盖间分别设有端盖密封圈，避免缓冲气体及发泡混凝土从缸体与端盖连接处溢出。
较佳的，气阀连接一氮气气源，气阀为单向阀。
较佳的，第一端盖上设置安全阀，安全阀为一单片机控制启闭的电磁阀，气体室内设有压力传感器，压力传感器信号连接单片机，当压力传感器识别到缸体内压力过压时，通过停止设备运行避免缸体爆炸等安全事故发生。
较佳的，输送装置包括输送管和设置在输送管内部的混合轴，混合轴活动设置在输送管内，混合轴表面设置有叶片，混合轴在发泡混凝土输送过程中能继续使发泡混凝土进行混合，且轴的活动设置不会对发泡混凝土产生过大的压力，避免大量破泡。
采用上述方案后，本发明具有以下优势：
1.通过在初步混合管道上直接增加缓冲缸，结构简单且可有效避免初步混合管道内因压力过大而导致发泡混凝土大量破泡，缓冲缸还可在初步混合管道压力恢复后将发泡混凝土重新压入初步混合管道；
2.中心密封圈与端盖密封圈的设置可保证缓冲缸内形成两个密闭性好的气体腔和固液腔，为缓冲腔的稳定运行提供保障，避免缓冲腔内物质外溢或相互混合；
3.缸体内壁采用耐磨钢材经精加工形成光滑耐磨表面，轻质活塞表面包裹有聚氨酯材料，上述设计使得活塞在缸体内运动更加顺畅，同时也保证了设备的耐磨性与防污性。
附图说明
图1是本发明结构组成示意图；
图2是本发明侧面视图；
图3是本发明泡沫发生机构及水泥浆注入机构结构侧视图；
图4是本发明水泥浆注入机构俯视图；
图5是本发明缓冲缸结构示意图；
图6是本发明输送装置结构示意图；
图7是本发明混合轴结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
本发明所揭示的是一种发泡混凝土输送缓冲装置，如图1-7所示，为本发明的较佳实施例，如图1-2所示，其包括输送装置1、初步混合管道2与缓冲缸3，其中，初步混合管道2前端连接有泡沫发生机构4和水泥浆混合机构5，初步混合管道后端2连接输送装置1的前端，输送装置1的后端连接发泡混凝土输出机构6，发泡混凝土输出机构6不是本案保护重点，其可以为行业内常见的机构，如输送软管、输出喷嘴等。泡沫发生机构4向初步混合管道2内注入经起泡处理的泡沫剂，水泥浆混合机构5则向初步混合管道2注入搅拌均匀的水泥浆，泡沫剂混合大量空气后形成含有大量微小气泡的泡沫在初步混合管道2中与水泥浆混合，形成发泡混凝土。由于初步混合管道2有时可能无法及时将发泡混凝土导入输送装置1，其可能造成初步混合管道2内压力过大进而使形成的泡沫破裂，泡沫减少后所形成的发泡混凝土将可能不符合要求，因此设置与初步混合管道2连通的缓冲缸3来降低初步混合管道2内压力，以减少对泡沫产生破坏。
具体的，如图3所示，泡沫发生机构4的核心部件可以采用行业中较常用的发泡器41，发泡器41上游设有泡沫剂容器42，泡沫剂容器42内装盛有大量未起泡的泡沫剂，泡沫剂容器42经活塞泵43与发泡器41连接，活塞泵43与泡沫剂容器42、发泡器41间分别连接有单向阀，使得泡沫剂只能从泡沫剂容器42进入活塞泵43，再从活塞泵43进入发泡器41。发泡器41上游还设有空气压缩机44，泡沫剂高压注入发泡器41的同时，空气压缩机44同样向发泡器41内打入大量高压气体，高压气体与泡沫剂充分混合形成含有大量微小气泡的泡沫，并基于不断产生大量泡沫的推动下注入初步混合管道2。
如图1-4所示，水泥浆混合机构5为设有水泥进料口51与注水口52的连续搅拌机，经称量的水泥从水泥进料口51投入连续搅拌机，并与注入的清水相互混合形成均匀的水泥浆。水泥浆混合机构5通过双主油缸泵送机构53及泵送切换机构54组合与初步混合管道2连接并向初步混合管道2内连续注入水泥浆，双主油缸泵送机构53及泵送切换机构54非本发明保护重点，具体技术方案详见专利ZL201420558880.X和ZL201220512410.0，双主油缸泵送机构53及泵送切换机构54共同组成水泥浆注入机构。泵送切换机构54中，总进料管55与水泥浆混合机构5直接连接并从中抽取水泥浆，出料管56直接与初步混合管道2连接向其注入水泥浆，左右两个输送缸则通过双主油缸泵送机构53进行控制，两个输送缸轮流从水泥浆混合机构5中抽取水泥浆，一个输送缸抽取过程，另一个正好向初步混合管道2送料，重复上述过程实现连续泵送。
如图5所示，缓冲缸3由缸体30和固定盖接在缸体30两端的第一端盖31、第二端盖32组成，缸体30与第一端盖31、第二端盖32间分别设有端盖密封圈33，以防止缸体30内的介质从端盖边缘被挤压出。缸体30内设有活塞34，活塞34为浮动轻质活塞，缸体30内壁采用耐磨钢材经精加工形成光滑耐磨表面，活塞34表面包裹有聚氨酯材料，尤其是活塞34与缸体30接触部分，使得活塞34不仅耐磨而且防污。活塞34设置在第一端盖31、第二端盖32之间并与第一端盖31围合形成储存有缓冲气体的气体室35，缓冲气体可以选择较为稳定的氮气，活塞34与第二端盖32围合形成缓存发泡混凝土的固液室36，活塞34与缸体30间设有中心密封圈37，中心密封圈37可有效保证气体室35与固液室36间的完全隔离。第一端盖31上设置有气阀38，气阀38主要用于向气体室35内注入氮气，气阀38可以为一单向阀，允许气体注入而避免气体输出，使气体室35内保持预设压力。第二端盖32上设置有缓冲进料口39，缓冲缸3通过缓冲进料口39插接在初步混合管道2侧壁。初步混合管道侧壁2设置支管21，缓冲进料口39和支管21相互套接并通过卡箍22进行锁紧。平时，缸体30内的活塞34在有一定预设压力的氮气作用下往往位于缸体30底部，当初步混合管道2内压力过大而超过气体室35内预设压力时，发泡混凝土将经支管21，从缓冲进料口39流入缸体，并推动活塞34缓慢上升。上升过程，气体室35内氮气被压缩，发泡混凝土中多余的压力将以气体的内能形式而存在。而随着大量的发泡混凝土流入输送装置1后，初步混合管道2内压力降低，低于气体室35内压力时，活塞34将换向而被缓慢下压，下压过程固液室36中的发泡混凝土被挤回初步混合管道2并进入输送装置1，气体室35内氮气压力逐渐降低至初始状态等待下次再对发泡混凝土进行缓冲保护。
进一步，第一端盖31上还可设置一安全阀311，安全阀311主要对气缸30进行过压保护，安全阀311可以为一单片机312控制启闭的电磁阀，气体室35内设有压力传感器313，压力传感器313信号连接控制安全阀311的单片机312，当压力传感器313感应探测到气体室35内压力大于一定阈值时，单片机312控制电磁阀开启，对气体室35进行泄压保护，同时让整套发泡混凝土输送缓冲装置停止运行，待排除故障并重新通过气阀38对气体室35进行预压力设置后，再次允许整套装置继续运行。
初步混合管道2后端连接有输送装置1，输送装置1不仅对发泡混凝土进行传输，同时可以进一步对发泡混凝土进行混合，使得泡沫在混凝土中分布更加均匀。如图6-7所示，输送装置1包括输送管11和设置在输送管11内部的混合轴12，混合轴12表面设置有叶片13，通过叶片13设置可以改变输送管11内发泡混凝土的传输路径，使发泡混凝土以不同角度进行混合，进而使泡沫分布更加均匀。具体的，混合轴12上设有复数轮叶片轮，每轮叶片轮包括均匀分布的三片叶片13，每片叶片13与混合轴12径向平面间形成45°-75°的夹角，本实施例中，各叶片13与混合轴12径向平面夹角统一都为60°，该角度叶片13在保证发泡混凝土推进速度的同时可使泡沫混合的效果最佳。相邻两轮叶片轮间叶片13交错排布且对应叶片13朝不同方向与径向平面形成夹角，隔一轮的两轮叶片轮间对应叶片13平行排布。相邻叶片轮交错排布可保证发泡混凝土推进的速度，避免因阻力太大而堵塞输送管11，叶片13朝向不同可使得发泡混凝土在穿过一轮叶片轮后被另一角度的叶片轮进行反方向混合，正是由于发泡混凝土在输送管11中被不停的换向混合，可以使泡沫在发泡混凝土中分布充分均匀。
为了减少泡沫的破泡，混合轴12活动设置在输送管11内，具体的，可以将混合轴12自由放置在输送管11内，混合轴12与输送管11间没有任何连接，随着发泡混凝土的推进，由于朝向不同的叶片13轮流设置在混合轴12上，混合轴12受力较为均衡，其在输送管11内不会发生较高速度的旋转，因此避免了对发泡混凝土进行切削，进而减少了对发泡混凝土中泡沫的破坏。同时，混合轴12可随着内部混凝土密度分布做出适当的位置移动，促使发泡混凝土混合均匀。另一可行方案在于，可以将混合轴12自由转动连接在输送管11内，混合轴12的两端通过轴承与输送管11的两端进行连接，其可以对混合轴12进行较好的定位，避免混合轴12在输送管11内移动过于剧烈造成混合轴12敲击输送管11产生噪音。
装置运行时，按照以下步骤进行：
步骤一：泡沫发生机构4产生的大量泡沫和水泥浆混合机构5制造的水泥浆同时泵入初步混合管道2混合形成微小气泡分布不均的发泡混凝土，发泡混凝土再进入输送装置1被进一步混合均匀并经发泡混凝土输出机构输出；
步骤二：初步混合管道2直接连接一缓冲缸3，缓冲缸3由缸体30和固定盖接在缸体30两端的第一端盖31、第二端盖32组成，缸体30内设有活塞34，活塞34设置在第一端盖31、第二端盖32之间并与第一端盖31围合形成储存有缓冲气体的气体室35，活塞34与第二端盖32围合形成缓存发泡混凝土的固液室36，第二端盖32上设置有缓冲进料口39，缓冲缸3通过缓冲进料口39插接在初步混合管道2的侧壁，当初步混合管道2内部压力过大时，发泡混凝土将被压入固液室36，并推动活塞34压缩气体室35中的缓冲气体，通过缓冲缸3进行缓冲，可避免大压力致使发泡混凝土破泡而影响产品质量；
步骤三：初步混合管道2内压力恢复，压缩的缓冲气体推动活塞34下压，将固液室36中的发泡混凝土重新压入初步混合管道2并进入输送装置1。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
Claims (9)
1.一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：包括输送装置、初步混合管道与缓冲缸，所述初步混合管道前端连接有泡沫发生机构和水泥浆混合机构，所述初步混合管道后端连接所述输送装置的前端，所述输送装置的后端连接发泡混凝土输出机构，所述缓冲缸设有缓冲进料口，所述缓冲缸通过所述缓冲进料口插接在所述初步混合管道的侧壁，当所述初步混合管道内压力过大时，所述初步混合管道内的发泡混凝土经所述缓冲进料口进入所述缓冲缸内进行缓冲。
2.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述缓冲缸由缸体和固定盖接在所述缸体两端的第一端盖、第二端盖组成，所述缸体内设有活塞，所述活塞设置在所述第一端盖、所述第二端盖之间并与所述第一端盖围合形成储存有缓冲气体的气体室，所述活塞与所述第二端盖围合形成缓存发泡混凝土的固液室，所述第一端盖上设置有气阀，所述第二端盖上设置有所述缓冲进料口。
3.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述初步混合管道侧壁设置支管，所述缓冲进料口和所述支管相互套接并通过卡箍进行锁紧。
4.根据权利要求2所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述活塞为浮动轻质活塞，所述活塞与所述缸体间设有中心密封圈。
5.根据权利要求2所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述活塞表面包裹有聚氨酯材料。
6.根据权利要求2所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述缸体与所述第一端盖、所述第二端盖间分别设有端盖密封圈。
7.根据权利要求2所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述气阀连接一氮气气源，所述气阀为单向阀。
8.根据权利要求2所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述第一端盖上设置安全阀，所述安全阀为一单片机控制启闭的电磁阀，所述气体室内设有压力传感器，所述压力传感器信号连接所述单片机。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种发泡混凝土输送缓冲装置，其特征在于：所述输送装置包括输送管和设置在所述输送管内部的混合轴，所述混合轴活动设置在所述输送管内，所述混合轴表面设置有叶片。
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