CN110344596B - 一种防反气的增强型气动混凝土输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防反气的增强型气动混凝土输送系统，主要包括混凝土料仓、螺旋绞龙、自动增压系统、输料管和支架。所述混凝土料仓分为上部储料仓和下部漏斗状输送仓；输送仓下端垂直插入螺旋绞龙，其箱体一侧安装有驱动装置；所述输料管为一端闭合的横向管道，位于螺旋绞龙下方，其管壁上方设有伸出段，与螺旋绞龙连通，并且接口处铰接有可以盖住接口的第一闸板；横向管道的闭合端连通自动增压系统；所述自动增压系统包括增压缸，增压缸由曲柄滑块机构控制运动。

Description

一种防反气的增强型气动混凝土输送系统

技术领域

本发明涉及混凝土输送技术领域，主要涉及一种防反气的增强型气动混凝土输送系统。

背景技术

喷浆技术在建筑工程、矿业工程甚至装修工程等领域都具有举重若轻的作用，它只需预先将水泥、沙、石等加水拌制，泵送一定距离后直接喷洒到受喷面上，喷出的物料强度较高且分布均匀，整个设备工艺简单，易于操作，目前的使用范围极为广阔。

但也存在一定的问题，一方面拌制好的混凝土难以高效通畅的输出，所以需要输送泵输出物料，目前输送泵的输送缸通常由两个缸体并列布置，输送缸的活塞与后端驱动液压缸连接，有学者已对此问题进行了讨论并提出专利(张发院，一种混凝土湿喷机构，公开号CN106480886A)，两个缸体的活塞切换中会产生震动，物料粘稠时阻力较大极易堵管，物料稀时极易回流，且只有两个输送缸泵料，无法实现稳定连续出料，更不要说稳定连续的输送物料。

稳定持续供料对混凝土喷浆作业至关重要。我们可以利用螺旋连续高效的特性，用螺旋绞龙代替活塞，将料仓内的物料推出料仓，螺旋输出物料后再用高压气体吹出，实现物料的连续输送，势必拓宽其应用领域、带来更大的经济收益。然而实现上述气动螺旋输料面临以下困难：

①反气问题：螺旋绞龙将物料输出料仓后，输送段承接后需要接入高压气体，如何实现高压气体顺着输送管流出而不反流向螺旋；

②阻塞问题：输送物料的高压气体可能受其他因素影响而变化，压力一旦降低可能阻塞甚至无法持续输料，如何提升气动能力杜绝因气压降低导致的管道阻塞。

发明内容

发明目的：为了解决上述气动螺旋输料存在的技术问题，防止加气点的气体反流至螺旋而损失，增强高压气体、杜绝物料阻塞，使物料稳定、持续大体量输出。本发明提供一种防反气的增强型气动混凝土输送系统，采用螺旋绞龙实现物料的搅拌及运输，同时设有自动增压系统，配合通气闸板，有效解决气动输料面临的反气阻塞问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

1、一种防反气的增强型气动混凝土输送系统，其特征在于：主要包括混凝土料仓、螺旋绞龙、自动增压系统和输料管；

所述混凝土料仓分为上下两部分，上部为上下开口的储料仓，下部为漏斗状输送仓；所述输送仓下端垂直插入螺旋绞龙，螺旋绞龙的箱体一侧安装有驱动装置；

所述输料管为横向管道，位于螺旋绞龙下方，所述螺旋绞龙出料口连接输料管，并且接口处铰接有用于盖住接口的第一闸板；所述第一闸板打开方向朝向输料管一侧；所述横向管道一端连接自动增压系统和压缩空气入口，另一端为输料口；

所述自动增压系统包括增压缸；所述增压缸包括增压缸体、活塞和第一连杆；所述增压缸体连通输料管，所述增压缸体与输料管接口处铰接有用于盖住接口的第二闸板，所述第二闸板打开方向朝向输料管一侧；所述增压缸体外壁开有进气孔，进气孔边缘铰接有用于盖住进气孔的第三闸板，所述第三闸板打开方向朝向增压缸体一侧，且第三闸板与缸体外壁间连接有弹性件，用于常压状态下克服闸板自重，保证第三闸板盖住进气孔。

进一步地，所述驱动装置还包括连接于螺旋绞龙外侧主轴的齿轮，齿轮与带有变向传动齿的圆盘配合，带动圆盘转动，所述活塞通过曲柄滑块机构固定连接于圆盘上。

进一步地，系统还包括若干支架；所述输料管通过支架支撑于工作面之上。

进一步地，所述输料管(40)开口端连接有软管(401)。

有益效果：本发明提供的防反气的增强型气动混凝土输送系统，可以获得如下技术效果：

(1)本发明提供的系统结构简单，便于安装和维护。传统出料装置多为摆缸摆动于两个带有活塞的缸体之间，活塞推动缸体中的物料经摆缸至输料管路，结构极为复杂，生产工艺要求高，安装维修困难。螺旋驱动方式相比而言实现方法简单，效果更佳。只需驱动装置提供扭力使螺旋轴转动即可，螺旋叶片旋转过程中即可将物料带出料仓，整体结构简单，生产时对工艺要求较低，安装时省时省力，运行时可靠性强，便于后期维护。

(2)采用螺旋出料的工作方式，提升工作效率和连续性。传统方式物料输出过程中，两个缸体中的活塞是交替往复运动的，不仅存在活塞自身运动速度慢和两缸体交替过程产生时间差的问题，而且摆缸摆动的速度受物料粘稠度的影响也较大。由于螺旋旋转过程中，自身阻力很小，无论物料粘稠度高低都会连续沿着出料方向运动，基本不会受到制约，所以设备可以高效连续的输处物料。

(3)分别设置了三个闸板，在内外气压差的控制下实现自动开启或者关闭，防止反气和物料回流。由于设置了压缩空气入口，必须解决输送过程的反气问题，高压气体一方面面临逆出料方向的流失，不仅失压降低输送能力，而且整体气量也会损失；另一方面有可能将物料吹回，严重阻碍物料的输出。通过设置闸板，当高压气体压力大于出料处的压力，则闸板顺着高压气体的方向呈闭合状态，阻止反气和物料的回流；当高压气体压力小于出料处的压力，闸板顺着出料处物料流动的方向呈开启状态，物料流入到输气管前端，经高压气体作用后吹出。整个过程无物料回流和反气的现象。

(4)采用自动增压缸补充气体，增强气动输送能力，防止物料阻塞。目前市面上使用气体运送混凝土的技术手段，需要0.4～0.6MPa甚至更高压力的气体，否则无法实现输送。而实际工作中，依赖高压气体的设备种类和数量很多，高压气体的供给量经常不足，气体的压力和气量受到制约，压力降低可能阻塞管道甚至无法提供输料的动力。本系统配备自动增压缸，借助结构简易的曲柄滑块，采用驱动装置统一供给螺纹绞龙和增压缸的工作，只要螺旋叶片转动就会持续的向输料管中增加高压气体，不仅防止物料因气压低而产生的阻塞问题，而且具备更强的输送能力。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是防反气装置局部放大图；

图3是自动增压系统局部放大图。

附图标注说明：

10-混凝土料仓；20-螺旋绞龙；201-螺旋轴；202-螺旋叶片；203-驱动装置；204-齿轮；205-第一闸板；206-绞龙内部物料；30-自动增压系统；301-第二闸板；302-第三闸板；303-弹性件；304-活塞；305-第一连杆；306-第一旋转关节；307-第二连杆；308-第二旋转关节；309-圆盘；310-压缩空气入口；40-输料管；401-软管；402-输料管内部腔体；50-支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作更进一步的说明。

如图1所示，一种防反气的增强型气动混凝土输送系统，主要包括混凝土料仓10、螺旋绞龙20、自动增压系统30、输料管40和支架50。

混凝土料仓10分为上下两部分，上部为上下开口的储料仓，下部为漏斗状输送仓，储料仓下端口与输送仓上端口固定连接。上部用于盛放已均匀拌制好的物料，下部设有开口，可使物料受自重作用落入螺旋绞龙20的螺旋叶片202上。

混凝土料仓10垂直插入螺旋绞龙20。沿螺旋绞龙20圆筒轴线方向设有螺旋轴201，螺旋轴201外表面设置有片状螺旋叶片202。位于螺旋绞龙右侧箱体外部的螺旋轴201端部安装有驱动装置203。螺旋绞龙20下部侧面开有输料孔。输料管40为一端闭合的横向管道，位于螺旋绞龙20下方，通过支架50支撑于工作面上。其管壁上方设有伸出段，与输料孔连通，其接口处铰接有可以盖住接口的第一闸板205，第一闸板205朝向输料管一侧。横向管道闭合端与自动增压系统30相连。

驱动装置203提供扭力促使螺旋轴201带动螺旋叶片202转动，从而推动物料沿螺旋绞龙20单向(如图1中所示从右向左)输送物料至输料管40的伸出段，实现物料由混凝土料仓10自内而外的输出。输出后的物料在输料管中接受来自压缩空气入口310的高压气体作用，实现单向输送(如图1中所示从右向左)。输料管40的左端末尾采用软管401，以便物料以任一角度输出至目标位置。

如图2所示，第一闸板205在高压气体和螺旋绞龙的共同作用下可以实现输料孔的开合与关闭。具体工作原理如下：

系统正常运行时，螺旋绞龙内部物料206压力为P₁，输料管40内部腔体402压力为P₂。当P₁≥P₂时，第一闸板205上部受压大于下部，闸板向下呈开启状态，螺旋轴201带动螺旋叶片202推出物料至第一闸板205的下方，通过输入的压缩空气作用由右至左输送至输料口；当P₁＜P₂时，第一闸板205上部受压小于下部，闸板向上闭合，输料孔关闭，压缩空气顺着输料管40流出。整个过程既不反气，也无物料的回流。

如图3所示，自动增压系统30包括与输料管40横向段右端连通的压缩空气入口310，以及设有第二闸板301、第三闸板302的圆筒状增压缸。压缩空气入口310与增压缸均沿所述横向管道轴线方向设置。增压缸左端连通输料管40闭合端，并且铰接有盖住接口的第二闸板301，第二闸板301位于输料管40内侧。增压缸外壁开有进气孔，通孔边缘铰接有第三闸板302。第三闸板302朝向增压缸内侧，盖住进气孔。第三闸板与缸体外壁间连接有弹性件303，用于常压状态下克服闸板自重，保证第三闸板盖住进气孔。增压缸通过曲柄滑块机构控制活塞304运动。曲柄滑块机构包括固定于圆盘309上的第二旋转关节308，第二连杆307两端分别连接第一旋转关节306和第二旋转关节308，第一旋转关节306分别连接第一连杆305和第二连杆307，第一连杆305沿增压缸中轴线设置，活塞304与第一连杆305固定连接。增压缸驱动方式如下：

螺旋轴201位于箱体外侧的伸出端末端安装有齿轮204，圆盘309带有变向传动齿，增压缸活塞304通过曲柄滑块机构固定连接于圆盘309边缘，通过齿轮与圆盘啮合，由螺旋轴的转动带动圆盘309的转动，从而带动曲柄滑块机构实现往复运动。

增压缸工作原理如下所示：

设大气压为P₀，增压缸体内部压力为P_I，输料管40内部腔体402压力为P₂。活塞304从缸体最右端向左运动压缩气体开始时刻，P_I＝P₀<<P₂。第二闸板301和第三闸板302均处于闭合状态。活塞304持续压缩缸体内气体，直至P_I＞P₂时，第二闸板301启，缸体压缩气体补充至输料管40，增加输气的动力。当活塞304从缸体最左端向右作回程运动开始时刻，P_I<P₀<P₂，第二闸板301闭合，第三闸板302受活塞304挤压而闭合。随着活塞304持续向右运动，当活塞304左端面运动至第三闸板302右端时，由于P_I<<P₀，第三闸板302受大气压作用开启，缸体进气至P_I＝P₀再闭合，直至活塞304运动至缸体最右端，一个运动周期结束。下一个周期开始时，随着驱动装置203的持续转动，活塞持续周期性运动，自动补充压缩气体，增强气动输送能力，防止物料阻塞。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种防反气的增强型气动混凝土输送系统，其特征在于：主要包括混凝土料仓(10)、螺旋绞龙(20)、自动增压系统(30)和输料管(40)；所述混凝土料仓(10)分为上下两部分，上部为上下开口的储料仓，下部为漏斗状输送仓；所述输送仓下端垂直插入螺旋绞龙(20) ，螺旋绞龙(20)的箱体一侧安装有驱动装置(203)；

所述驱动装置(203)还包括连接于螺旋绞龙外侧主轴的齿轮(204)，齿轮(204)与带有变向传动齿的圆盘(309)配合，带动圆盘(309)转动，所述活塞(304)通过曲柄滑块机构固定连接于圆盘(309)上；

所述输料管(40)为横向管道，位于螺旋绞龙(20)下方，所述螺旋绞龙(20)出料口连接输料管(40)，并且接口处铰接有用于盖住接口的第一闸板(205)；所述第一闸板(205)打开方向朝向输料管一侧；所述横向管道一端连接自动增压系统(30)和压缩空气入口(310)，另一端为输料口；所述输料管(40)通过支架(50)支撑于工作面之上，开口端连接有软管(401)；

所述自动增压系统(30)包括增压缸；所述增压缸包括增压缸体、活塞(304)和第一连杆(305)；所述增压缸体连通输料管(40)，所述增压缸体与输料管接口处铰接有用于盖住接口的第二闸板(301)，所述第二闸板(301)打开方向朝向输料管一侧；所述增压缸体外壁开有进气孔，进气孔边缘铰接有用于盖住进气孔的第三闸板(302)，所述第三闸板(302)打开方向朝向增压缸体一侧，且第三闸板与缸体外壁间连接有弹性件(303)，用于常压状态下克服闸板自重，保证第三闸板盖住进气孔。

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