CN111037759A - 一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，包括电机、双层锥桶装置、清洗装置、收集装置，双层锥桶装置设有上下两层，上层锥桶顶部与电机固定连接，上层锥桶内壁上设有电动滑轨，电动滑轨上设有切割水刀、破碎水刀，上层锥桶顶层连接有清洗装置，清洗装置包括矩形连接杆、球形喷头，矩形连接杆、球形喷头内部设有通水管，本发明中的装置采用独特的双层锥桶结构，并利用液压杆固定装置，可适用于不同形状、尺寸的混凝土，装置采用切割水刀、破碎水刀的双水刀结构，不仅可以破碎和切割修整钢筋混凝土桩头，也可对普通混凝土结构进行破碎切割，解决了传统破除混凝土工作中效率低、损坏钢筋、截面不平整的问题，提高了破除效率与质量。

Description

一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置

技术领域

本发明涉及破碎和切割修整混凝土领域，特别是利用不同种类水刀同时处理不同类型混凝土结构的一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置。

背景技术

混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥作为凝胶材料，砂、石作为集料，与水按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称为普通混凝土，它广泛应用于土木工程，现如今混凝土破碎方法大多为两种：一是化学方法，二是物理机械法。化学方法是对在建筑施工中必须去除的多余的混凝土或需要拆除的临时性混凝土构件的一种软化破碎方法。在混凝土构件凝固结硬前，将涂以药剂的插管垂直插入处以塑性状态的混凝土中，然后拔出插管，在混凝土中形成很多均布的膨胀孔，在孔中再涂另一种药剂，经挤裂敲击，最后达到去除多余混凝土的目的，该方法省力、省时、效果好。物理机械法，在破碎破碎混凝土时，大型混凝土结构用带破碎钻头的挖机，小型混凝土结构用空压机，微型的人工用锤和斩子来破碎混凝土。目前切割破碎机器的设备性能不完善，且装置笨重，工作效率低；人工凿除的切割平整度差、易造成浅层断桩、且施工劳动强度大，效率低。

发明内容

为克服现有切割修整混凝土装置的缺陷，本发明提供一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，能对不同形状尺寸的混凝土桩或普通混凝土结构进行切割破碎处理，红外传感器和颜色传感器与两种水刀共同作用，可有效地避免对钢筋的损坏。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，包括电机、双层锥桶装置、清洗装置、收集装置，所述双层锥桶装置包括上层锥桶和下层锥桶，上层锥桶顶部与电机固定连接，其特征在于，所述电机通过伸缩支架固定位置，伸缩支架下端固定在托盘上；

所述上层锥桶由三个相同的弧形钢板拼接而成，所述下层锥桶由一个梯形圆桶和一个垂直圆桶构成，上层锥桶底部的外壁上设有滑块，下层锥桶内壁上设有竖向安装且与滑块互相配对的三组电动导轨，两层锥桶之间可以通过滑块和电动导轨相对滑动，弧形钢板内壁上设有竖直安装的电动滑轨，电动滑轨上方设有红外感应器，红外传感器上方设有第一通孔，电动滑轨上设有切割水刀、破碎水刀，切割水刀、破碎水刀可在电动滑轨上滑动，切割水刀下面设有与之连动的颜色感应器一，破碎水刀下面设有与之连动的颜色感应器二，切割水刀、破碎水刀外连接不同压强的高压水源；

所述上层锥桶上部连接有所述清洗装置，清洗装置包括矩形连接杆与球形喷头，矩形连接杆、球形喷头内部设有通水管，表面设有喷水孔，矩形连接杆、球形喷头外接高压水源；

所述下层锥桶底面连接有托盘，所述托盘为一个环形面，托盘底面设有均匀环绕分布的四个液压杆，四个液压杆可向圆心伸缩，液压杆端部设有橡胶结构层，所述收集装置由下层锥桶、托盘与若干挡板构成。

所述托盘内部设有若干多个环绕分布的挡片，挡片通过设置在托盘内部的电磁弹簧可向圆心伸展收缩，以调节托盘内径适应于不同尺寸的混凝土，挡片上设有若干排水孔，避免水储存在收集装置中。

所述的球形喷头表面均匀分布有垂直于球面的喷水孔，矩形连接杆底面设有垂直向下的喷水孔，两侧面设有向下倾斜的喷水孔，矩形连接杆与球形喷头外连接有高压水源。

切割破碎装置包括电动滑轨，电动滑轨上设有一个切割水刀、一个破碎水刀，水刀下面均设有颜色传感器，施工时在要切除破碎的混凝土边界涂上颜料，切割水刀先对混凝土进行初步切割处理，之后破碎水刀对残留的混凝土进行碎除、冲洗，在颜色感应器识别到涂料时，水刀停止工作。

固定装置包括四个液压杆和挡片，液压杆共同固定在托盘上，托盘内边沿设有竖向凸起的侧壁，侧壁与下层锥桶底部垂直圆桶的外壁之间设有滚珠，可实现下层锥桶与托盘之间的相对转动，液压杆可以进行伸缩，液压杆端部设有橡胶结构层，通过调整液压杆也可对装置进行调平。

收集装置包括下层锥桶、托盘和挡片，托盘连接在下层锥桶底部，将切割破碎中的混凝土残渣收集在下层锥桶内，通过伸缩挡片以调节托盘内径尺寸，可使其适应不同尺寸的混凝土。

清洗装置包括三根矩形连接杆与一个球形喷头，矩形连接杆通过第一通孔、第二通孔、销钉铰接连接于弧形钢板上，三根矩形连接杆两两之间成120°角，相互之间均为固定连接，球形喷头固定连接在三根矩形连接杆交点处的下方。

切割水刀、破碎水刀的刀口直径不同，破碎水刀的刀口直径是切割水刀的1.5倍，切割水刀、破碎水刀外连接高压水源，切割水刀水压控制在100-240Mpa，破碎水刀破碎混凝土时水压控制在60-80Mpa，破碎水刀冲洗残渣时水压控制在20-40Mpa。

三个弧形钢板相互独立，弧形钢板顶部内壁与矩形连接杆可动连接以固定位置，以便拼接成上层锥桶，弧形钢板外表面上设置有水准气泡，弧形钢板与下层锥桶均由不易被水刀损坏的金属材料制作而成。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明采用双层锥桶结构，双层锥桶结构分为上层锥桶和下层锥桶，两者可相对滑动，可减小装置的体积，上层锥桶内的水刀可将不同的混凝土结构进行切割修整破碎，挡片的展收可调整托盘内径，改变装置底部的尺寸，下层锥桶底部的液压杆可将装置固定在不同形状、不同尺寸的混凝土结构上，通过上层锥桶与下层锥桶之间的滑动，可有效的调解装置切割破碎修整的范围，能适用于不同尺寸、不同形状的混凝土结构的切割破碎修整，装置的整体适用性广泛。

(2)本发明采用切割水刀与破碎水刀的双水刀形式，并配有多种压强的高压水源，可以实现对不同强度混凝土破碎和切割修整的一体化施工，既可切割破碎修整钢筋混凝土桩头，也可对普通混凝土进行切割，后期破碎水刀又可冲洗截面和钢筋上残留的混凝土残渣。

(3)本发明采用的感应切割装置，使得切割装置对无钢筋部分的混凝土采用水压较高的切割水刀进行切割，对于有钢筋的混凝土部分，采用水压较低的破碎水刀进行破碎，降低了切割修整破碎混凝土途中对钢筋的损坏。

(4)本发明采用水刀对混凝土进行切割修整破碎处理，可使修整面更加平整，且三组水刀同时施工，相比较于传统的混凝土破除，有效的降低了灰尘、噪音等污染，提高了效率。

(5)本发明采用的收集装置，可对施工过程中产生的混凝土残渣进行收集，最后一并处理，防止施工时混凝土残渣乱溅，影响施工效果。

(6)本发明采用球形喷头与矩形连接杆组成的清洗装置，可在施工完成后对装置内部进行全面清洗，防止装置后期受到损坏。

(7)本发明采用独特的双层锥桶结构，锥桶采用强度较大的金属材料，使得下层锥桶除固定装置外，又可以起到保护作用，防止施工过程中水刀伤人。

附图说明

图1是本发明装置的整体示意图。

图2是本发明装置的底面挡片调整示意图。

图3是本发明装置的底面示意图。

图4是本发明装置的弧形钢板示意图。

图5是本发明装置的收集装置剖面示意图。

图6是本发明装置的上下层锥桶连接示意图。

图7是本发明装置的电动滑轨示意图。

图8是本发明装置的清洗装置示意图。

图9是本发明装置的液压杆示意图。

图10是本发明装置的托盘内部示意图。

图11是本发明装置的施工效果示意图。

图中标号：1电机，2上层锥桶，3下层锥桶，4弧形钢板，5电动导轨，6电动滑轨，7红外感应器，8切割水刀，9破碎水刀，10颜色感应器一，11球形喷头，12矩形连接杆，13喷水孔，14液压杆，15橡胶结构层，16水准气泡，17挡片，18排水孔，19托盘，20电磁弹簧，21伸缩支架，22第一通孔，23第二通孔，24销钉，25滑块，26颜色感应器二，27滚珠。

具体实施方式

参见附图，一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，包括电机1、双层锥桶装置、清洗装置、收集装置，所述双层锥桶装置包括上层锥桶2和下层锥桶3，上层锥桶2顶部与电机1固定连接，其特征在于，所述电机1通过伸缩支架21固定位置，伸缩支架21下端固定在托盘19上；所述上层锥桶2由三个相同的弧形钢板4拼接而成，所述下层锥桶3由一个梯形圆桶和一个垂直圆桶构成，上层锥桶2底部的外壁上设有滑块25，下层锥桶3内壁上设有竖向安装且与滑块25互相配对的三组电动导轨5，两层锥桶之间可以通过滑块25和电动导轨5相对滑动，弧形钢板4内壁上设有竖直安装的电动滑轨6，电动滑轨6上方设有红外感应器7，红外传感器7上方设有第一通孔22，电动滑轨6上设有切割水刀8、破碎水刀9，切割水刀8、破碎水刀9可在电动滑轨6上滑动，切割水刀8下面设有与之连动的颜色感应器一10，破碎水刀9下面设有与之连动的颜色感应器二26，切割水刀8、破碎水刀9外连接不同压强的高压水源；上层锥桶2上部连接有所述清洗装置，清洗装置包括矩形连接杆12与球形喷头11，矩形连接杆12、球形喷头11内部设有通水管，表面设有喷水孔13，矩形连接杆12、球形喷头11外接高压水源；所述下层锥桶3底面连接有托盘19，所述托盘19为一个环形面，托盘19底面设有均匀环绕分布的四个液压杆14，四个液压杆14可向圆心伸缩，液压杆14端部设有橡胶结构层15，所述收集装置由下层锥桶3、托盘19与若干挡板17构成。

切割水刀8、破碎水刀9的刀口直径不同，破碎水刀9的刀口直径是切割水刀8的1.5倍，切割水刀8、破碎水刀9外连接高压水源，切割水刀8水压控制在100-240Mpa，破碎水刀9破碎混凝土时水压控制在60-80Mpa，破碎水刀9冲洗残渣时水压控制在20-40Mpa。

清洗装置包括三根矩形连接杆12与一个球形喷头11，矩形连接杆12通过第一通孔22、第二通孔23、销钉24铰接连接于弧形钢板4上，三根矩形连接杆12两两之间成120°角，相互之间均为固定连接，球形喷头11固定连接在三根矩形连接杆12交点处的下方。

三个弧形钢板4相互独立，弧形钢板4顶部内壁与矩形连接杆12可动连接以固定位置，以便拼接成上层锥桶2，弧形钢板4外表面上设置有水准气泡16，弧形钢板4与下层锥桶3均由不易被水刀损坏的金属材料制作而成。

托盘19内部设有若干多个环绕分布的挡片17，挡片17通过设置在托盘内部的电磁弹簧20可向圆心伸展收缩，以调节托盘19内径适应于不同尺寸的混凝土，挡片17上设有若干排水孔18，避免水储存在收集装置中，托盘19内边沿设有竖向凸起的侧壁，侧壁与下层锥桶3底部垂直圆桶的外壁之间设有滚珠27，可实现下层锥桶3与托盘19之间的相对转动。

本发明在不同应用场景可以采用不同的操作方法：

应用场景一：钢筋混凝土桩的破碎和切割修整：

1)混凝土桩灌注：在混凝土模具中灌入混凝土至标高上方50-100cm处，且混凝土桩的上表面留有小部分钢筋裸露在外；

2)混凝土预处理：待混凝土桩凝固后，在需破碎和切割修整的钢筋混凝土桩的标高处和顶部涂上一层颜料，供切割水刀8下面的颜色感应器一10和破碎水刀9下面的颜色传感器二26识别；

3)装置调整固定：调节电磁弹簧20使托盘19内的挡片17收缩，使托盘19的内径调至最大，将装置套在混凝土桩上，同时启动四个液压杆14以固定装置位置，液压杆14端部的橡胶结构层15挤压装置牢固固定在不同形状的混凝土面，调节电磁弹簧20展出挡片17，直至接触到混凝土桩；

4)装置调平：装置摆放时存在的不平整问题，可通过调节相应的液压杆14将装置进行水平调整，可重复操作液压杆14对装置进行固定调平，直至装置摆放水平，平整情况可根据弧形钢板4外表面上的水准气泡16进行判定；

5)混凝土切割：切割水刀8外接100-240Mpa的高压水源，混凝土切割通过以下方式进行：

步骤一：横向切割，通过电动滑轨6移动切割水刀8到混凝土标高处，电机1带动上层锥桶2与下层锥桶3正向转动，启动切割水刀8沿着混凝土标高处进行横向切割，直至切割轨迹形成一个圆，停止切割，横向切割时控制切割深度不大于混凝土保护层厚度；

步骤二：正向转动竖向切割，电机1带动双层上层锥桶2与下层锥桶3正向转动，外红感应器7感应到钢筋后，继续转动刚刚绕过钢筋，即外红感应器7感应不到钢筋时，电机1停止转动；电动滑轨6带动切割水刀8竖向移动切割混凝土，待切割水刀8下面的颜色感应器一10识别到混凝土桩顶部的颜料后，切割水刀8停止切割；电机1启动，带动上下两层锥桶继续正向转动，当红感应器7感应到钢筋后又刚刚绕过钢筋时，电机1停止转动，切割水刀8进行反向的竖向切割，当颜色感应器一10识别到混凝土桩标高处的颜料后，切割水刀8停止切割；重复上述正向转动竖向切割工作，当所有钢筋一侧的混凝土均被竖向切割完成，停止切割；

步骤三，反向转动竖向切割，电机1带动上层锥桶2与下层锥桶3反向转动，重复步骤二中的竖向切割工作，直至钢筋另一侧的混凝土均被竖向切割，停止切割工作，竖向切割时控制切割深度等于混凝土桩的半径；

6)混凝土破碎：破碎水刀9外接60-80Mpa的高压水源，电动滑轨6带动破碎水刀9进行竖向破碎混凝土，当破碎水刀9下面的颜色感应器二26感应到混凝土标高处的颜料时，破碎水刀9进行反向的竖向破碎，且竖向破碎过程中电机1带动双层锥桶装置旋转，进行旋转移动破碎，提高破碎质量，直至混凝土桩整体破碎后，破碎水刀9停止工作；

7)截面修整：将混凝土破碎完成后，再次启动切割水刀8，外接100-240Mpa的高压水源，移动到混凝土标高处，电机1带动双层锥桶装置转动，通过旋转切割对标高处截面进行水平修整，使其更加平整；

8)残渣冲洗：混凝土切割修整破碎后，再次启动破碎水刀9，此时外部高压水源调整为20-40Mpa，对截面及钢筋上的混凝土残渣进行冲洗；

9)废料收集：混凝土切割修整破碎中产生的残渣，及时通过破碎水刀9冲洗至收集装置中，进行收集；

10)装置清洗：待混凝土桩切割破碎完成后，球形喷头11与矩形连接杆12上的喷水孔13进行喷水，清洗装置上残留的混凝土残留物。

应用场景二：普通混凝土桩的破碎和修整：

破碎修整普通混凝土桩时，不进行步骤5)混凝土切割，步骤6)中破碎水刀9外接70-80Mpa高压水源，步骤8)残渣冲洗为，启动破碎水刀9，外接20-40Mpa高压水源，对截面上的混凝土残渣进行冲洗；其余步骤与实施例1相同。

应用场景三：普通混凝土结构的切割和破碎：

1)混凝土预处理：在混凝土结构的处理边界处涂上一层颜料；

2)混凝土切割：任取一个弧形钢板4，放置在普通混凝土结构上，切割水刀8外接100-240Mpa的高压水源，通过电动滑轨6移动切割水刀8到混凝土结构的一边界处，切割水刀8沿着电动滑轨6移动切割混凝土，待切割水刀8下面的颜色感应器一10识别到普通混凝土结构的另一边界时，切割水刀8停止切割；若普通混凝土结构的两边界之间的距离大于电动滑轨6的长度，待切割水刀8从电动滑轨6的一端移动到另一端时，可通过拖动弧形钢板4水平移动，使得切割水刀8继续切割，直至达到混凝土结构的另一边界；根据混凝土结构实际切割需求，多次重复切割工作。

3)混凝土破碎：任取一个弧形钢板4，放置在切割后的普通混凝土结构上，破碎水刀9外接60-80Mpa的高压水源，电动滑轨6带动破碎水刀9进行破碎混凝土，当破碎水刀9下面的的颜色感应器二26感应到混凝土边界处的颜料时，破碎水刀9进行反向破碎，直至混凝土结构整体破碎后，破碎水刀9停止工作。

Claims (5)

1.一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，包括电机(1)、双层锥桶装置、清洗装置、收集装置，所述双层锥桶装置包括上层锥桶(2)和下层锥桶(3)，上层锥桶(2)顶部与电机(1)固定连接，其特征在于，所述电机(1)通过伸缩支架(21)固定位置，伸缩支架(21)下端固定在托盘(19)上；

所述上层锥桶(2)由三个相同的弧形钢板(4)拼接而成，所述下层锥桶(3)由一个梯形圆桶和一个垂直圆桶构成，上层锥桶(2)底部的外壁上设有滑块(25)，下层锥桶(3)内壁上设有竖向安装且与滑块(25)互相配对的三组电动导轨(5)，两层锥桶之间可以通过滑块(25)和电动导轨(5)相对滑动，弧形钢板(4)内壁上设有竖直安装的电动滑轨(6)，电动滑轨(6)上方设有红外感应器(7)，红外传感器(7)上方设有第一通孔(22)，电动滑轨(6)上设有切割水刀(8)、破碎水刀(9)，切割水刀(8)、破碎水刀(9)可在电动滑轨(6)上滑动，切割水刀(8)下面设有与之连动的颜色感应器一(10)，破碎水刀(9)下面设有与之连动的颜色感应器二(26)，切割水刀(8)、破碎水刀(9)外连接不同压强的高压水源；

上层锥桶(2)上部连接有所述清洗装置，清洗装置包括矩形连接杆(12)与球形喷头(11)，矩形连接杆(12)、球形喷头(11)内部设有通水管，表面设有喷水孔(13)，矩形连接杆(12)、球形喷头(11)外接高压水源；

所述下层锥桶(3)底面连接有托盘(19)，所述托盘(19)为一个环形面，托盘(19)底面设有均匀环绕分布的四个液压杆(14)，四个液压杆(14)可向圆心伸缩，液压杆(14)端部设有橡胶结构层(15)，所述收集装置由下层锥桶(3)、托盘(19)与若干挡板(17)构成。

2.如权利要求1所述的一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，其特征在于，切割水刀(8)、破碎水刀(9)外连接高压水源，切割水刀(8)水压控制在100-240Mpa，破碎水刀(9)破碎混凝土时水压控制在60-80Mpa，破碎水刀(9)冲洗残渣时水压控制在20-40Mpa。

3.如权利要求1所述的一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，其特征在于，清洗装置包括三根矩形连接杆(12)与一个球形喷头(11)，矩形连接杆(12)通过第一通孔(22)、第二通孔(23)、销钉(24)铰接连接于弧形钢板(4)上，三根矩形连接杆(12)两两之间成120°角，相互之间均为固定连接，球形喷头(11)固定连接在三根矩形连接杆(12)交点处的下方。

4.如权利要求1所述的一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，其特征在于，三个弧形钢板(4)相互独立，弧形钢板(4)顶部内壁与矩形连接杆(12)可动连接以固定位置，以便拼接成上层锥桶(2)，弧形钢板(4)外表面上设置有水准气泡(16)，弧形钢板(4)与下层锥桶(3)均由不易被水刀损坏的金属材料制作而成。

5.如权利要求1所述的一种破碎和切割修整混凝土的锥桶装置，其特征在于，托盘(19)内部设有若干多个环绕分布的挡片(17)，挡片(17)通过设置在托盘内部的电磁弹簧(20)可向圆心伸展收缩，以调节托盘(19)内径适应于不同尺寸的混凝土，挡片(17)上设有若干排水孔(18)，避免水储存在收集装置中，托盘(19)内边沿设有竖向凸起的侧壁，侧壁与下层锥桶(3)底部垂直圆桶的外壁之间设有滚珠(27)，可实现下层锥桶(3)与托盘(19)之间的相对转动。

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