CN114274337B - 一种预应力钢筒混凝土管自动化免振自密实均匀下料器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力钢筒混凝土管自动化免振自密实均匀下料器，该下料器主要包括外锥罩体组件和内锥罩体组件，其中外锥罩体组件包括上部的圆柱筒段和下部的圆锥筒段，内锥罩体组件为圆锥体，外锥罩体组件和内锥罩体组件套装在一起，通过中轴连接。套装后，在两者之间存在锥形腔，两者之一被驱动电机驱动而转动，转动体位于锥形腔一侧的内壁上均匀分布有螺旋推送板，相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度。本发明的应用使得混凝土下料分配更加均匀，一些实施例采用自动压实功能从而既可以适用于普通混凝土有额可适用于自密实混凝土。

Description

一种预应力钢筒混凝土管自动化免振自密实均匀下料器

技术领域

本发明属于预应力钢筒混凝土管(PCCP)施工设备技术领域，具体涉及一种自动化实施预应力钢筒混凝土管的免振自密实且下料均匀下料器。

背景技术

预应力钢筒混凝土管（prestressed concrete cylinder pipe，简称PCCP）由保护层砂浆、预应力钢丝、混凝土管芯和防渗钢简组成。预应力钢丝是内压主要承载体，混凝土管芯是外载主要承载体。它是带有钢筒的高强度混凝土管芯缠绕预应力钢丝，喷以水泥砂浆保护层，采用钢制承插口，同钢筒焊在一起，是钢板、混凝土、高强钢丝和水泥砂浆几种材料组成的复合结构。具有公认的承受内外压较高、接头密封性好、抗震能力强、施工方便快捷、防腐性能好、维护方便等特性，被工程界所关注，广泛应用于长间隔输水干线、压力倒虹吸、城市供水工程、产业有压输水管线、电厂循环水工程下水管道、压力排污干管等。

预应力钢筒混凝土管通过分别焊接在管道薄钢筒两侧的承口和插口钢环将多节管道连在一起，承口和插口钢环之间填塞“0”型密封橡胶圈，目前国内PCCP产品规格主要涵盖了直径0.4m~3.0m等级，制造成型分别采用底托、内模、外模竖立式振动成型工艺，如一根内径为2000mm的管芯人工下料预计需要5~6个工人一个小时完成，如果更大口径的管子下料时间则需要更长的时间，尤其是夏天温度高，混凝土凝结时间快，如达到初凝强度，操作时间延长势必影响管芯的混凝土质量。随着工业化的发展，劳动力越来越紧缺，采用先进的制造工艺技术，利用机械化和自动化来代替人工操作势在必行。

现有自动化结合人工作业的龙门吊车浇筑下料时，混凝土料在搅拌站中拌合完成后，放入盛料罐中。料罐中的混凝土依靠自重将料罐内的锥形帽压紧密闭，利用吊车将料罐吊至下料锥上方，然后将料罐下日套在下料锥上，并徐徐下放料罐，下料锥顶起下料罐内的锥形帽，混凝土白锥形帽与料罐内壁的间隙，沿下料锥的外壁流入PCCP管模内。吊车通过小幅度地提升和下放料罐，促使混凝土顺畅地、不间断地沿下料锥外壁流入PCCP管模内。当一罐混凝土浇筑完毕后，再重复上述步骤，浇筑下一罐混凝土，直至浇筑完PCCP管模。浇筑混凝土的罐数与管径和料罐容积密切相关。这种浇筑方法缺点是：吊车和料罐占用时间较长，混凝士下料缓慢，操作人员间需要指挥配合，浇筑效率较低，管芯产量受限。

现阶段采用机械式方法制造混凝土管的已有不少，如公告号为CN 203156927 U的一种预应力钢筒混凝土管立式浇筑下料设备，包括盛料罐，盛料罐下部出料口的底部为圆弧面，出料1下部对应设置圆弧挡料盖，盛料罐的外壁上固定气缸，气缸连杆的端部通过连接件连接圆弧挡料盖，圆弧挡料盖的两侧固定连接板的一端，连接板的另一端铰接在盛料罐的外壁上，盛料罐的下方设置下料锥和接料筒，接料倚放置在下料锥上，该方案采用振捣方式进行下料，适用于较小的内径制造工艺，制造的钢筒混凝土管内径仅为600~1400mm，且振动器位于芯模内壁，数量少，振动不够紧实，也未说明下料锥的倾斜角度。公告号为CNCN101579890A一种内衬式预应力钢筒混凝土管立式振动成型工艺，利用立式模具浇注振动成型，立式模具由底模、筒状芯模和顶模构成，底模和顶模上分别对应设有芯模卡台和芯模卡环，芯模装配在芯模卡台和芯模卡环上，顶模上在芯模卡环的外侧设有钢筒插口卡环，芯模卡环和插口卡环之间设有下料口，芯模内壁上固定有振动器，该方案也需要通过震动方式促使下料，震动过程会影响内外模筒定定位精度。

现有技术中应用于预应力钢筒混凝土管下料时普遍采用振捣或震动的方式，由于内外模筒之间间隙狭窄，且被芯管隔离为内环腔和外环腔，管体轴向长度较大，振捣难度大，震动还会影响施工精度。现有自密实混凝土在下料是仅依靠混凝土重力沿锥形罩自动分散下落，由于锥形体顶部面积小而底部面积大，在从锥形分料器顶部下落过程中，难以确保顶部堆积的大量混凝土物料能够都均匀分流至锥形体底部，并从锥形体底部较大面积的圆周边缘均匀下落。

发明内容

针对普通混凝土必须借助于振捣棒存在技术困难，针对现有自密实混凝土下料时仅依靠混凝土重力沿锥形罩下落时，因锥形罩下边缘因面积变大而导致下料不均匀的问题，本发明提供一种预应力钢筒混凝土管自动化免振自密实均匀下料器，用于解决该技术问题。

本发明解决其技术问题的方案是采用一种预应力钢筒混凝土管自动化免振自密实均匀下料器，该下料器主要包括外锥罩体组件和内锥罩体组件，其中外锥罩体组件包括上部的圆柱筒段和下部的圆锥筒段，内锥罩体组件为圆锥体，外锥罩体组件和内锥罩体组件套装在一起，通过中轴连接。套装后，在两者之间存在锥形腔，两者之一被驱动电机驱动而转动，转动体位于锥形腔一侧的内壁上均匀分布有螺旋推送板，相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度。

内锥罩体组件转动的情况：外锥罩体组件和内锥罩体组件彼此独立，但通过中部的中转轴连接在一起。其中，外锥罩体组件包括外框架和内侧的外罩体，两者固定在一起，外罩体包括上部的圆柱段和下部的圆锥段，外罩体上端为入口，下端为出口，外框架对外罩体提供支撑使整体强度提高。内锥罩体组件包括内框架和内罩体，以及底座，内框架和内罩体都为圆锥状，内框架的底部固定有底板，底板底部通过底轴承套装于底座上侧，底座用于匹配套装内模筒，在所述内罩体的外圆锥面上均匀分布有多个螺旋推送板，在外罩体和内罩体之间存在锥形腔，多个螺旋推送板位于锥形腔内，在所述底座中心下方安装有驱动电机，其转轴通过联轴器固定连接中转轴，该中转轴贯穿且固定于所述内框架的中心固定套内，该中转轴的上端分别套装于上下轴承座的轴承内，上下轴承座分别固定于外框架内腔的上侧和下侧，电机转动能够带动内罩体体及内框架转动。

通过吊装设备将该装置吊装至模具筒正上方，并向下降落与模具内外桶分别相互套接，底座周边缘有收敛的倒角，能够首先与内模筒对中并下落，然后环形座套装在外模筒上侧。在环形座下方布置压力传感器，内锥罩体组件先下落，外锥罩体组件后下落，位于外锥罩体组件底部的压力传感器具有压力信号时，该压力信号发送给控制器信号输入端，由控制器控制驱动电机转动工作。或者，人工通过控制按键来启动驱动电机使内罩体转动。

所述的外框架包括上中下三层外环套和上下两层内径杆，相邻外环体之间分别连接有竖连杆，各杆件和环件通过焊接形成框架结构体，外环套套固于外罩体外侧，各内径杆的外端贯穿外罩体后与所述竖连杆固定或与外还套固定，每层各内径杆的内端同时固定于同一轴承座，即上层各内径杆的内端同时固定于上轴承座，下层各内径杆的内端同时固定于下轴承座，各轴承座内安装有轴承。

外框架底部固定有环形座，其截面为“7”形，或者将下层外环套的截面设计为“7”用作为环形座，该环形座用于匹配套装外模筒。

电源线的分布有三种方式，第一种方式是将带耐用性直接安装于底座和环形座对应的线孔内，并通过向上隆起的定型管对电源线进行约束和保护；第二种方式是分别在中转轴的上部轴承座位置和下部底座位置增设上导电还和下导电环，上导电还连接外部电源，下导电环连接电机的电源线。第三种方式是在底座的中部内腔位置安装有齿轮箱，其内部分别安装有主动齿轮和从动齿轮，该主动齿轮与电机转轴固定，该从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮轴套固于所述中转轴下端，中转轴含有中空内腔，且在内腔中贯穿安装有芯管，芯管的上端与上层轴承座固定在一起，下端与底座上的辅板固定在一起，使得芯管与中转轴之间存在配合间隙，中转轴转动而芯管不转动，电源线贯穿所述芯管，电源线下端与电机连接，上端沿内径杆的内腔引出外罩体之外后与外部电源连接。

外锥罩体组件转动的情况：外锥罩体组件和内锥罩体组件彼此独立，但通过中部的中定轴连接在一起,驱动电机驱动外罩体均速转动,外锥罩体组件包括外框架和内侧的外罩体，两者固定在一起，外罩体包括上部的圆柱段和下部的圆锥段，外罩体上端为入口，下端为出口，外罩体固定于外框架上,外框架中心通过内径杆固定有上下轴承座，各轴承座内安装有轴承，在所述外罩体的内圆锥面上均匀分布有多个螺旋推送板，外罩体和内罩体以及多个螺旋推送板之间的配合关系，在外罩体和内罩体之间存在锥形腔，多个螺旋推送板位于锥形腔内，内锥罩体组件包括内框架和内罩体，内罩体为圆锥状，其内侧固定于内框架，内框架底部直套装于内模筒上缘，内框架的中心固定有中定轴，该中定轴的上端分别套装于所述上轴承内，外框架的底部外环套部位均匀固定安装多组轮架，每个轮架内分别安装有轨道轮，环形座上侧固定有环形轨道，各轨道轮分别安装于环形轨道上侧，外框架的底部外环套外侧有齿环，在环形座上固定有电机座，电机座内安装有驱动电机，驱动电机转轴安装有直齿轮，该直齿轮与所述齿环啮合，电机转动能够带动外框架及外罩体转动。

在每个螺旋推送板外边缘焊接有钢丝网用于提高螺旋推送板边缘的耐磨性。

外锥罩体组件转动的情况：在内锥罩体组件的内框架底座下方安装驱动电机，该驱动电机转轴通过联轴器连接中转轴，中转轴下端通过轴承与内锥罩体组件的内框架中心，中转轴上端固定于上下连接套内，上下连接套分别与相应的内径杆内端固定。外锥罩体组件既可以悬空，也可以在锥罩体组件的下方底部安装有环形座，所述外框架的底部外环套部位均匀固定安装多组轮架或环形轨道槽，每个轮架内分别安装有轨道轮，如图所示。所述环形座，上侧固定有环形轨道，各轨道轮分别安装于环形轨道上侧。

在以上各种方案中还包括用于驱动外锥罩体组件和/或内锥罩体组件升降运动的抬升机构。既可以单独抬升外锥罩体组件或内锥罩体组件，也可以同时抬升外锥罩体组件和内锥罩体组件。

同时抬升外锥罩体组件和内锥罩体组件的机构包括定环座和动环座，定环座支撑于外模筒上缘，定环座和动环座通过竖导杆套装在一起仅能够上下移动，在两者之间连接有螺杆并通过手柄调节螺杆转动，进而控制动环座相对于定环座升降运动，环轨固定于所述动环座上方，通过调节手柄转动能够同时抬升或降低整个内外罩组合体，改变锥形腔下段落料口的位置。

本发明的有益效果：本发明的应用使得混凝土下料分配更加均匀，一些实施例采用自动压实功能从而既可以适用于普通混凝土有额可适用于自密实混凝土。

通过吊装设备将该装置吊装至模具筒正上方，并向下降落与模具内外桶分别相互套接，底座周边缘有收敛的倒角，能够首先与内模筒对中并下落，然后环形座套装在外模筒上侧。在环形座下方布置压力传感器，内锥罩体组件先下落，外锥罩体组件后下落，位于外锥罩体组件底部的压力传感器具有压力信号时，该压力信号发送给控制器信号输入端，由控制器控制驱动电机转动工作。

从外罩体落入其内腔中的大量混凝土首先被多个螺旋推板上部区域初步均匀分割为多份，由于上部内腔为圆柱段，所以此时的分割为能够确保完全等分。随着内罩体转动，多个螺旋推板分别主动将被分割的各份混凝土向下推送，从而提供了向下推送动力。由于相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，且各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度，从而向下推送过程中，内外罩体配合，即内外罩下端口因间隙逐渐变小而对混凝土有适度挤压分散的功能，使得混凝土以摊平的方式均匀地从锥形组合体的下部边缘下落，被分割的各份混凝土分别沿各自的螺旋通道向下均匀分散下落，防止下落不规则和不确定性。本实施例通过外罩体上部圆柱段内腔存料并通过多个螺旋推送板顶部主动均匀等分混凝土物料，并利用螺旋推送通道结合底部变窄的内外罩间隙，实现适度分散压迫均匀摊料的推送方式，克服了仅依靠重力下落方式存在均分不确定的问题，以及利用主动推送和压迫分散有助于排出混凝土内部空气，减小混凝土自密实难度。

一种实施方式通过控制电推杆升降来改变内罩体的高度，进而改变内罩体项内环腔和外环腔落料比例，如内罩体抬升后，内环腔落料占比将有所降低，反之会有所提高。

可以包括同步跟踪压实机构，利用位于外环腔和内环腔中的碾压组件，能够分别沿外罩体行走，行走过程逐渐压实下落的混凝土，逐层碾压直至到顶。随着内换套和外环套中混凝土数量逐渐增高，碾压组件上侧连接的导向杆也逐渐升高，以配合任意填料高度。位于内环腔和外环腔中的碾压组件在逐圈转动过程中，能够对等支撑于芯管的两侧，防止芯管左右偏斜问题，确保芯管的同心程度。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的外观结构图。

图2是图1的内部结构示意图之一。

图3是图1的内部结构示意图之二。

图4是图2或图3中外罩体和内罩体配合关系示意图。

图5是内罩体的一种结构示意图。

图6是图5中C-C剖面结构示意图。

图7是内罩体的另一种结构示意图。

图8是本发明第二种实施方式的内部结构示意图。

图9是本发明第三种实施方式的内部结构示意图。

图10是本发明第四种实施方式的内部结构示意图。

图11是图10的外观结构图。

图12是图8中外罩体和内罩体配合关系示意图。

图13是图12中A-A剖面结构示意图之一。

图14是图12中A-A剖面结构示意图之二。

图15是图12中外罩体的立体图。

图16是图15的仰视图。

图17是图16中B-B剖面结构图。

图18是图8中轨道轮的一种结构示意图。

图19是碾压组件的一种结构示意图。

图20是碾压组件的另一种结构示意图。

图21是碾压组件伸缩结构的一种示意图。

图22是本发明自动下料系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种如图1所示的应用于预应力钢筒混凝土管制备过程中，实现自动化免振自密实混凝土均匀下料的装置，该装置是针对目前预应力钢筒混凝土管在制备过程中，普通混凝土必须振捣棒，而振捣棒深入管模间隙存在技术难题，而采用自密实混凝土时成本较高，且自密实混凝土也必须考虑均匀下料问题，现有下料机构仅利用锥形罩分散混凝土，依靠混凝土自重自然下落，下落均匀度可靠性不强，本实施例针对该问题而设计。

该装置的一种实现方式外观如图1所示，可以看出，其包括外锥罩体组件1和内锥罩体组件2两个主要组件。从图2可以看出，外锥罩体组件1和内锥罩体组件2彼此独立，但通过中部的中转轴连接在一起。在本实施例中，通过驱动电机3驱动内罩体均速转动。

图1和图2中可以看出，外锥罩体组件1包括外框架4和内侧的外罩体5，两者固定在一起，外罩体包括上部的圆柱段和下部的圆锥段，分别用钢板弯曲焊缝后再对口焊接形成组合体，外罩体上端为入口，下端为出口，外框架4对外罩体提供支撑，使整体强度提高。

外框架包括上中下三层外环套7和上下两层内径杆6，相邻外环体之间分别连接有竖连杆，各杆件和环件通过焊接形成如图1和图2所示的框架结构体，外环套7套固于外罩体外侧，各内径杆6的外端贯穿外罩体后与所述竖连杆固定或与外还套固定，每层各内径杆6的内端同时固定于同一轴承座，即上层各内径杆6的内端同时固定于上轴承座，下层各内径杆6的内端同时固定于下轴承座。各轴承座内安装有轴承17。外框架4底部固定有环形座18，其截面为“7”形，或者将下层外环套7的截面设计为“7”用作为环形座18，该环形座18用于匹配套装外模筒55。

内锥罩体组件2包括内框架8和内罩体9，以及底座11。内框架8和内罩体9都为圆锥状，内罩体9用钢板弯曲焊缝形成，内框架8用钢管焊接而成，内框架8用于支撑内罩体9以提高其强度。内框架8的底部固定有底板12，底板12底部通过底轴承13套装于底座11上侧，底座11用于匹配套装内模筒54。图2中标号14是套装于轴承座外侧的密封环。

在所述底座11中心下方安装有驱动电机3，其转轴通过联轴器固定连接中转轴15，该中转轴15贯穿且固定于所述内框架8的中心固定套16内，该中转轴15的上端分别套装于所述上下轴承座的轴承17内。从而电机转动能够带动内罩体体及内框架8转动。底座11和外框架将4分别对中转轴15的下端和上端形成旋转约束关系。

在所述内罩体9的外圆锥面上均匀分布有多个螺旋推送板10如图4所示。从图中外罩体和内罩体以及多个螺旋推送板之间的配合关系可以看出，在外罩体和内罩体之间存在锥形腔27，且锥形腔的顶部间距宽度大于底部间距宽度，多个螺旋推送板位于锥形腔内。

位于内罩体外侧的多个螺旋推送板的各侧面视图如图5所示，可以看出，相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度。图6显示了内罩体的外锥面平曲面28，即截面轮廓为直线型，图7显示了内罩体的外锥面截面为凹弧面29，两种方式分别适用于本实施例。

本实施例需要考虑电源线布置问题，直接将电源线连接于底座11和环形座18的座内时，电源线会横跨内外模筒，由于芯管56高度高于内外模筒高度（如图10），所以这种将电源线横跨的方式在长时间使用后会因反复摆动，存在线束磨损和漏电的风险，可采用两种方式改进，一种方式如图2所示，分别在中转轴15的上部轴承座位置和下部底座11位置增设上导电还42和下导电环41，上导电还连接外部电源，下导电环连接电机的电源线。另一种方式如实施例2。

本实施例在应用时，通过吊装设备将该装置吊装至模具筒正上方，并向下降落与模具内外桶分别相互套接，即外框架底部支撑于外模筒上缘，底座支撑于内模筒上缘。底座11周边缘有收敛的倒角19，能够首先与内模筒对中并下落，然后环形座18套装在外模筒上侧。

在所述环形座18下方布置压力传感器，内锥罩体组件2先下落，外锥罩体组件1后下落，位于外锥罩体组件1底部的压力传感器具有压力信号时，该压力信号发送给控制器信号输入端，由控制器控制驱动电机转动工作。或者，人工通过控制按键来启动驱动电机3使内罩体转动。

从图4中俯视图状态可以看出，从外罩体落入其内腔中的大量混凝土首先被多个螺旋推板上部区域初步均匀分割为多份，由于上部内腔为圆柱段，所以此时的分割为能够确保完全等分。随着内罩体转动，多个螺旋推板分别主动将被分割的各份混凝土向下推送，从而提供了向下推送动力。由于相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，且各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度，从而向下推送过程中，内外罩体配合，即内外罩下端口因间隙逐渐变小而对混凝土有适度挤压分散的功能，使得混凝土以摊平的方式均匀地从锥形组合体的下部边缘下落，被分割的各份混凝土分别沿各自的螺旋通道向下均匀分散下落，防止下落不规则和不确定性。本实施例通过外罩体上部圆柱段内腔存料并通过多个螺旋推送板顶部主动均匀等分混凝土物料，并利用螺旋推送通道结合底部变窄的内外罩间隙，实现适度分散压迫均匀摊料的推送方式，克服了仅依靠重力下落方式存在均分不确定的问题，以及利用主动推送和压迫分散有助于排出混凝土内部空气，减小混凝土自密实难度。

该装置在应用时，可采用如图22所示自动上料机构，将多组内外模筒组件并列立放于基础层和定位层61之间，在龙门吊的横轮62上的小车63上布置提升机构64，提升机构同时对料斗65和该装置同时提升和转移。料斗底部有自动下料控制阀，根据下料量和下料时间确定灌注混凝土量，实现自动连续作业。

实施例2：在实施例1基础上，如图3所示在底座11的中部内腔位置安装有齿轮箱22，其内部分别安装有主动齿轮20和从动齿轮21，该主动齿轮与电机转轴固定，该从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮轴套固于所述中转轴15下端。本实施例通过齿轮箱传动还能够增大分料推料扭矩和提高推送末端压迫力的作用。

同时设计中转轴15含有中空内腔，且在内腔中贯穿安装有芯管24，芯管的上端与上层轴承座固定在一起，下端与底座上的辅板23固定在一起，使得芯管与中转轴之间存在配合间隙，中转轴转动而芯管不转动。电源线25贯穿所述芯管24。电源线下端与电机连接，上端沿内径杆6的内腔引出外罩体之外后与外部电源连接。上部轴承座还固定有锥形罩26，具有分料和保护内部轴承及电源线的作用。

实施例3：另一种预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料装置，如图9所示（或参考图8），该装置外锥罩体组件1和内锥罩体组件2两个主要组件。从图9可以看出，外锥罩体组件1和内锥罩体组件2彼此独立，但通过中部的中定轴连接在一起。与实施例1不同的是，本实施例的驱动电机3驱动外罩体均速转动。

图9中可以看出，外锥罩体组件1包括外框架4和内侧的外罩体5，两者固定在一起，外罩体包括上部的圆柱段和下部的圆锥段，外罩体上端为入口，下端为出口，外罩体固定于外框架4上，整体强度较高。

外框架包括多层外环套7和多层内径杆6，相邻外环套之间连接有竖连杆形成整体，外环套7套固于外罩体外侧，内径杆6贯穿外罩体后，各内径杆的内的同时固定于轴承座，各轴承座内安装有轴承17。

内锥罩体组件2包括内框架8和内罩体9。内罩体为圆锥状，其内侧固定于内框架8，内框架8底部直接套装于内模筒上缘，或者内框架8底部固定有底座，底座与内模筒上缘配合套装。

内框架8的中心固定有中定轴31，该中定轴31的上端分别套装于所述上轴承17内。

外框架4的底部安装有环形座18，具体地，外框架4的底部外环套7部位均匀固定安装多组轮架32或环形轨道槽，每个轮架32内分别安装有轨道轮33，如图18所示。所述环形座，上侧固定有环形轨道34，各轨道轮33分别安装于环形轨道34上侧。外框架4的底部外环套7外侧有齿环36，在环形座上固定有电机座37，电机座内安装有驱动电机3，驱动电机转轴安装有直齿轮35，该直齿轮与所述齿环啮合。从而电机转动能够带动外框架8及外罩体5转动。驱动外环体转动的方式，也可以在外框架外侧的上部或中部安装齿环，再被直齿轮啮合传动。

在所述外罩体5的内圆锥面上均匀分布有多个螺旋推送板30。外罩体和内罩体以及多个螺旋推送板之间的配合关系如图12-图14所示。可以看出，在外罩体和内罩体之间存在锥形腔27，且锥形腔的顶部间距宽度大于底部间距宽度，多个螺旋推送板位于锥形腔内。图9中显示在每个螺旋推送板30外边缘焊接有钢丝网43用于提高螺旋推送板30边缘的耐磨性。

位于外罩体5内壁上的多个螺旋推送板的各侧面视图如图15-图17所示，可以看出，相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度。

从而本实施例与实施例1相比，转动部件由内锥罩体组件2变为外锥罩体组件1，这种方式无需考虑电机布线问题。本实施例同样具有与实施例相似的使用效果。使用时通过吊装设备将该装置吊装至模具上方，并向下降落与模具内外桶相互套接。内锥罩体组件2的内框架底部周边缘有收敛的倒角，能够首先与内模筒对中并下落，然后外锥罩体组件1的环形座18套装在外模筒上侧。启动驱动电机3使外罩体转动，从图12中俯视图状态可以看出，从外罩体落入的大量混凝土首先被多个螺旋推板上部区域初步均匀分割为多份，随外罩体转动，多个螺旋推板分别主动将被分割的各份混凝土向下推送，由于相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，且各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度，从而向下推送过程中，内外罩体配合，对混凝土有适度挤压分散的功能，使得混凝土从组合体下部下落使，能够分别沿各相邻螺旋推送板下缘均匀分散下落，防止下落不规则和不确定性。本实施例通过主动均分和适度分散压迫推送的方式，克服了仅依靠重力下落方式存在均分不确定的问题，以及主动推送和压迫分散有助于排出混凝土内部空气，减小混凝土自密实难度。

实施例4：在实施例1基础上，在内锥罩体组件的内框架底座下方安装驱动电机，该驱动电机转轴通过联轴器连接中转轴，中转轴下端通过轴承与内锥罩体组件的内框架中心，中转轴上端固定于上下连接套内，上下连接套分别与相应的内径杆内端固定。外锥罩体组件既可以悬空，也可以在锥罩体组件的下方底部安装有环形座，例如图9中所述外框架4的底部外环套7部位均匀固定安装多组轮架32或环形轨道槽，每个轮架32内分别安装有轨道轮33，如图18所示。所述环形座，上侧固定有环形轨道34，各轨道轮33分别安装于环形轨道34上侧。

实施例5：在实施例3基础上，内锥罩体组件2包括内框架8和内罩体9，以及底座11，如图8所示。图中可以看出，内框架下方向下固定有套筒38，底座中心设置穿孔，套筒38与底座11的穿孔匹配套装，从而两者能够相对滑动。进一步地，在底座11的下方中部固定有辅架39，其内侧固定安装有电推杆40，电推杆的伸缩杆向上连接于所述内框架8的中部，从而电推杆工作时，其伸缩杆能够驱动内框架8上升或下降移动。位于所述内框架8的下缘又分别向下延伸有圆柱段，该圆柱段能套装与内模筒内侧。

在以上结构基础上，设计中定轴31含有中空内腔，电源线贯穿中空内腔。电源线下端与电机连接，上端沿上部轴承座内腔引出外罩体之外后与外部电源连接。

由于外模筒55和内模筒54之间有芯管56，从而在内模筒与芯管之间存在内环腔57，在外模筒与芯管之间存在外环腔58，外环腔容量大于内环腔容量。然而通过本实施例装置同时向内环腔和外环腔同时下料时，为确保内外环腔落料高度一致性，需要控制从锥形腔27内项内外环腔分别下料量，上述实施例1-4都设计内罩体和外罩体有固定的落料高度，使得内外环腔落料基本一致，但本实施例通过控制电推杆升降来改变内罩体的高度，进而改变内罩体项内环腔和外环腔落料比例，如内罩体抬升后，内环腔落料占比将有所降低，反之会有所提高。

实施例6：在实施例3或5基础上，进一步改进如图10和图11所示，图中可以看出，位于外模筒55和内模筒54之间有芯管56，从而在内模筒与芯管之间存在内环腔57，在外模筒与芯管之间存在外环腔58，在下落料过程中，内环腔和外环腔因落料量不同、或不均匀时，会导致内腔料挤压芯管，或外腔料挤压芯管，从而影响芯管的同心程度。在下落料过程中，内环腔和外环腔同时落料，由于这种夹层结构的间隙较小而狭长，无法采用振动棒作用，及时采用自密实混凝土浇筑，但仍可能存在无法完全自密实问题，该问题目前无法人为干预。在下落料过程中，各模筒顶部处于封闭状态，无法观察内部落料情况，从而无法提前判断落料分布和内外腔落料速度和比例问题。

基于上述问题，本实施通过图10中同步跟踪压实机构，能够有效解决该上述各技术问题。具体地，在位于外罩体上与外环腔对应位置处设置穿孔并固定有导向管48，导向管内匹配套装有导向杆49，导向杆底部安装有碾压组件50。

碾压组件50包括但不限于在其主体的前侧设置向上弯曲的弧形引导板51，在其底部设置平面或弧形的碾压板。如图19和图20所示，碾压组件50还可增设适当配重以平衡碾压程度和行走顺畅性。不排出在碾压组件50主体的底部安装滚轮。图20中包括前后双导向杆，即在外环腔或内环腔中的碾压组件50，其上侧连接的导向杆不限于一根，还可以为两个或更多数量。碾压组件50主体的两侧面分别为弧面，能够分别与环腔内外侧壁表面匹配。

由此可见，利用位于外环腔和内环腔中的碾压组件50，能够分别沿外罩体行走，行走过程逐渐压实下落的混凝土，逐层碾压直至到顶。由于导向杆49能够在导向管48内自由伸缩，所以随着内换套和外环套中混凝土数量逐渐增高，碾压组件50上侧连接的导向杆49也逐渐升高，以配合任意填料高度。由于碾压组件50的前侧设计有弧形引导板51，使得其向前移动时，弧形引导结构总能够行走于混凝土之上，并对经过的混凝土具有碾压功能。

同时位于内环腔和外环腔中的碾压组件50在逐圈转动过程中，能够对等支撑于芯管的两侧，防止芯管左右偏斜问题，确保芯管的同心程度。

通过在内环腔和外环腔中分别设置碾压组件50。

实施例7：在实施例6基础上，采用如图21所示的组合套管结构，该结构包括组合套管53，其最顶部套管固定于外罩体上合适位置，其内层多个套管能够自由伸缩，其底部套管固定连接所述碾压组件50。

实施例8：在实施例6基础上，通过整体抬升内外罩组合体的方式来改变向内外环腔内下料速比。一种实现方式如图9所示， 设计定环座44和动环座45，两者通过竖导杆46套装在一起仅能够上下移动，在两者之间连接有螺杆46并通过手柄调节螺杆46转动，进而控制动环座45相对于定环座44升降运动。所述的环轨34固定于所述动环座45上方。从而，通过调节周边多个手柄转动，能够同时抬升或降低整个内外罩组合体，改变锥形腔下段落料口的位置，使其偏向于外环腔或是偏向于内环腔，从而改变向外环腔和内环腔落料量。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如采用或补充一些替代方案，虽然这些替代方案没有应用于以上实施例中，但不排除在外框架的上部和中部外侧面加滚到并配合安装滚轮的方式。不排出对同步跟踪压实机构的立杆设计为双立杆或三立杆的形式，不排除将竖杆设计为齿条，增加升降驱动电机并在电机上安装齿轮，使该齿轮与齿条啮合。不排除在竖杆顶部增设高度对比机构，例如在两组压实机构的立杆顶部安装联动的位移传感器以确定两者高度差，进而判断内环腔和外环腔内混凝土灌注高度。或者在实施例1基础上不排出将电源线直接安装于底座和环形座所始终的穿孔内，并通过向上隆起的定型管对电源线进行约束和保护。

Claims (8)

1.一种自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，包括外锥罩体组件（1）和内锥罩体组件（2），其特征在于，外锥罩体组件（1）包括上部的圆柱筒段和下部的圆锥筒段，内锥罩体组件（2）为圆锥体，外锥罩体组件（1）和内锥罩体组件（2）套装在一起，在两者之间存在锥形腔（27），两者之一被驱动电机（3）驱动而转动，转动体位于锥形腔一侧的内壁上均匀分布有螺旋推送板，相邻螺旋推送板在锥顶宽度小于锥底宽度，各螺旋推送板在锥顶高度大于锥底高度；外锥罩体组件（1）和内锥罩体组件（2）彼此独立，但通过中部的中转轴连接在一起，外锥罩体组件（1）包括外框架（4）和内侧的外罩体（5），两者固定在一起，外罩体（5）上端为入口，下端为出口，外框架（4）对外罩体提供支撑使整体强度提高，内锥罩体组件（2）包括内框架（8）和内罩体（9），以及底座（11），内框架（8）和内罩体（9）都为圆锥状，内框架（8）的底部固定有底板（12），底板（12）底部通过底轴承（13）套装于底座（11）上侧，底座（11）用于匹配套装内模筒（54），在所述内罩体（9）的外圆锥面上均匀分布有多个螺旋推送板，在外罩体和内罩体之间存在锥形腔（27），多个螺旋推送板位于锥形腔内，在所述底座（11）中心下方安装有驱动电机（3），其转轴通过联轴器固定连接中转轴（15），该中转轴（15）贯穿且固定于所述内框架（8）的中心固定套（16）内，该中转轴（15）的上端分别套装于上下轴承座的轴承（17）内，上下轴承座分别固定于外框架（4）内腔的上侧和下侧，电机转动能够带动内罩体体及内框架（8）转动；外框架（4）底部固定有环形座（18），其截面为“7”形，或者将下层外环套（7）的截面设计为“7”用作为环形座（18），该环形座（18）用于匹配套装外模筒（55）；通过吊装设备将该自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器吊装至模具筒正上方，并向下降落与模具内外桶分别相互套接，底座（11）周边缘有收敛的倒角，能够首先与内模筒（54）对中并下落，然后环形座（18）套装在外模筒上侧，在环形座（18）下方布置压力传感器，内锥罩体组件（2）先下落，外锥罩体组件后下落，位于外锥罩体组件（1）底部的压力传感器具有压力信号时，该压力信号发送给控制器信号输入端，由控制器控制驱动电机转动工作；还设有同步跟踪压实机构，具体的，在位于外罩体上与外环腔对应位置处设置穿孔并固定有导向管（48），导向管内匹配套装有导向杆（49），导向杆底部安装有碾压组件（50），碾压组件（50）包括在其主体的前侧设置向上弯曲的弧形引导板（51），在其底部设置平面或弧形的碾压板，碾压组件（50）主体的两侧面分别为弧面，能够分别与环腔内外侧壁表面匹配，利用位于外环腔和内环腔中的碾压组件（50），能够分别沿外罩体行走，行走过程逐渐压实下落的混凝土，逐层碾压直至到顶；导向杆（49）能够在导向管（48）内自由伸缩，随着内换套和外环套中混凝土数量逐渐增高，碾压组件（50）上侧连接的导向杆（49）也逐渐升高，以配合任意填料高度；碾压组件（50）的前侧设计有弧形引导板（51），能使得其向前移动时，弧形引导板总能够行走于混凝土之上，并对经过的混凝土具有碾压功能。

2.根据权利要求1所述的自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，其特征在于，所述的外框架包括上中下三层外环套（7）和上下两层内径杆（6），相邻外环体之间分别连接有竖连杆，各杆件和环件通过焊接形成框架结构体，外环套（7）套固于外罩体外侧，各内径杆（6）的外端贯穿外罩体后与所述竖连杆固定或与外环套固定，每层各内径杆（6）的内端同时固定于同一轴承座，即上层各内径杆（6）的内端同时固定于上轴承座，下层各内径杆（6）的内端同时固定于下轴承座，各轴承座内安装有轴承（17）。

3.根据权利要求1所述的自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，其特征在于，分别在中转轴（15）的上部轴承座位置和下部底座（11）位置增设上导电环（42）和下导电环（41），上导电还连接外部电源，下导电环连接电机的电源线；或者，在底座（11）的中部内腔位置安装有齿轮箱（22），其内部分别安装有主动齿轮（20）和从动齿轮（21），该主动齿轮与电机转轴固定，该从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮轴套固于所述中转轴（15）下端，中转轴（15）含有中空内腔，且在内腔中贯穿安装有芯管（24），芯管的上端与上层轴承座固定在一起，下端与底座上的辅板（23）固定在一起，使得芯管与中转轴之间存在配合间隙，中转轴转动而芯管不转动，电源线（25）贯穿所述芯管（24），电源线下端与电机连接，上端沿内径杆（6）的内腔引出外罩体之外后与外部电源连接。

4.根据权利要求1所述的自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，其特征在于，外锥罩体组件（1）和内锥罩体组件（2）彼此独立，但通过中部的中定轴连接在一起,驱动电机（3）驱动外罩体均速转动,外锥罩体组件（1）包括外框架（4）和内侧的外罩体（5），两者固定在一起，外罩体包括上部的圆柱段和下部的圆锥段，外罩体上端为入口，下端为出口，外罩体固定于外框架（4）上,外框架中心通过内径杆（6）固定有上下轴承座，各轴承座内安装有轴承（17），在所述外罩体（5）的内圆锥面上均匀分布有多个螺旋推送板（30），外罩体和内罩体以及多个螺旋推送板之间的配合关系，在外罩体和内罩体之间存在锥形腔（27），多个螺旋推送板位于锥形腔内，内锥罩体组件（2）包括内框架（8）和内罩体（9），内罩体为圆锥状，其内侧固定于内框架（8），内框架（8）底部直套装于内模筒上缘，内框架（8）的中心固定有中定轴（31），该中定轴（31）的上端分别套装于所述上轴承座的轴承（17）内，外框架（4）的底部外环套（7）部位均匀固定安装多组轮架（32），每个轮架（32）内分别安装有轨道轮（33），环形座上侧固定有环形轨道（34），各轨道轮（33）分别安装于环形轨道（34）上侧，外框架（4）的底部外环套（7）外侧有齿环（36），在环形座上固定有电机座（37），电机座内安装有驱动电机（3），驱动电机转轴安装有直齿轮（35），该直齿轮与所述齿环啮合，电机转动能够带动外框架（8）及外罩体（5）转动。

5.根据权利要求4所述的自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，其特征在于，在每个螺旋推送板（30）外边缘焊接有钢丝网（43）用于提高螺旋推送板（30）边缘的耐磨性。

6.根据权利要求1所述的自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，其特征在于，在内锥罩体组件的内框架底座下方安装驱动电机，该驱动电机转轴通过联轴器连接中转轴，中转轴下端通过轴承与内锥罩体组件的内框架中心，中转轴上端固定于上下连接套内，上下连接套分别与相应的内径杆内端固定，外锥罩体组件是悬空，或者在锥罩体组件的下方底部安装有环形座，所述外框架（4）的底部外环套（7）部位均匀固定安装多组轮架（32）或环形轨道槽，每个轮架（32）内分别安装有轨道轮（33），所述环形座，上侧固定有环形轨道（34），各轨道轮（33）分别安装于环形轨道（34）上侧。

7.根据权利要求1或5或6所述的自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，其特征在于，包括用于驱动外锥罩体组件（1）和/或内锥罩体组件（2）升降运动的抬升机构。

8.根据权利要求7所述的自动化预应力钢筒混凝土管免振自密实均匀下料器，其特征在于，抬升机构包括定环座（44）和动环座（45），定环座（44）支撑于外模筒上缘，定环座（44）和动环座（45）通过竖导杆（46）套装在一起仅能够上下移动，在两者之间连接有螺杆（46）并通过手柄调节螺杆（46）转动，进而控制动环座（45）相对于定环座（44）升降运动，环轨（34）固定于所述动环座（45）上方，通过调节手柄转动能够同时抬升或降低整个内外罩组合体，改变锥形腔下段落料口的位置。