CN115446951B - 气动式流体灌注振捣一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气动式流体灌注振捣一体化设备，包括：腔体，其内设置有流体仓、增压仓、气流仓和活塞，活塞包括位于流体仓之内的塞体，与塞体连接的塞杆贯穿在流体仓和增压仓之内；注入嘴部，包括流体注入通道和气孔道，流体注入通道连通在流体仓上，气孔道连通设置在气流仓上；抽气泵，其进气口与气流仓连通，其出气口与增压仓连通，抽气泵抽气时将气孔道吸入的气体通过气流仓输送至抽气泵之内，抽气泵排气时将其内的负压气体输送至增压仓，以推动活塞向注入嘴部方向运动，挤压流体仓内装填的混凝土浆料通过流体注入通道灌注到待施工的预制构件的灌注孔道之内；流体注入口，贯穿设置在流体仓上。本发明能够提高灌浆效率、质量、密实度和完整性。

Description

气动式流体灌注振捣一体化设备

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种气动式流体灌注振捣一体化设备。

背景技术

装配式混凝土结构，是以预制混凝土构件为主要受力构件经装配、连接而成的钢筋混凝土结构。装配式混凝土结构有利于建筑工业化的发展，提高生产效率节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求，能够降低对环境的负面影响，遵循可持续发展的原则。装配式混凝土结构的受力连接的套筒灌浆施工的密实性、完整性是装配式混凝土结构工厂化制作的核心工艺。装配式混凝土结构的套筒的施工常规工艺为通过灌浆设备通过注浆管道伸入到预制构件的灌注孔道进行灌浆浇筑，由于灌注孔道内部封闭空间内空气无法及时排出，并且灌浆设备和振捣设备一般为分离式独立设计结构，各自独立工作运行，而传统常规振捣设备规格过大无法伸入到装配式混凝土结构的灌注孔道内，则灌注孔道浇筑成型后会产生气泡而导致装配式混凝土结构不密实性、不完整性的质量缺陷，通过灌注孔道一次灌浆的不合格率一般在50％以上。为了降低灌注孔道内空气对灌浆产生的质量问题，本领域通常通过二次灌浆弥补灌注孔道的质量缺陷，但其效果较差，通过二次灌浆缺陷修补后，灌注孔道内密实度检测发现，不合格率仍达40％左右。因此如何提高装配式混凝土结构灌浆质量成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种气动式流体灌注振捣一体化设备，以解决装配式混凝土结构灌浆施工质量差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种气动式流体灌注振捣一体化设备，包括：

腔体，其内设置有流体仓、增压仓和气流仓，所述流体仓和所述增压仓相贯通，所述腔体内还设置有活塞，所述活塞包括位于所述流体仓之内的塞体，与所述塞体连接的塞杆，所述塞杆贯穿在所述流体仓和所述增压仓之内；

注入嘴部，包括流体注入通道和气孔道，所述流体注入通道连通在所述流体仓上，所述气孔道连通设置在所述气流仓上；

抽气泵，其进气口与所述气流仓连通，其出气口与所述增压仓连通，所述抽气泵抽气时将所述气孔道吸入的气体通过气流仓输送至抽气泵之内，所述抽气泵排气时将其内的负压气体输送至增压仓，以推动活塞向所述注入嘴部方向运动，挤压流体仓内装填的混凝土浆料通过所述流体注入通道灌注到待施工的预制构件的灌注孔道之内；

流体注入口，贯穿设置在所述流体仓上。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述气流仓上设置有气体自动回流平衡阀门，所述气体自动回流平衡阀门包括外壳，所述外壳上设置有上气孔、下气孔和侧气孔，位于所述侧气孔上方的所述外壳的侧壁上在水平方向上设置有能够相对于水平面双向弯曲的弹簧片，所述弹簧片的上方设置有与所述上气孔相密封或者相分离的凸型密封件，所述弹簧片的下方与所述外壳的底面之间设置有压缩弹簧，位于所述下气孔和侧气孔之间的所述外壳的底面上环绕封闭设置有隔气垫；

设定气流仓之外的仓外气压为P0，气流仓之内的仓内气压为P1，压缩弹簧的弹性力为F1，弹簧片的弹性力为F2，凸型密封件的下表面的面积为A；

当P0-P1<(F1-F2)/A时，所述气体自动回流平衡阀门处于关闭状态，此时，所述压缩弹簧由压缩状态伸展为拉伸状态，所述弹簧片从所述隔气垫上脱离向上弯曲变形，使所述凸型密封件与所述外壳的上气孔密封连接，以阻止气流仓之外的仓外气压进入到气流仓之内；

当P0-P1>(F2+F1)/A时，所述气体自动回流平衡阀门处于打开状态，此时，压缩弹簧由拉伸状态压缩为收缩状态，所述弹簧片向下弯曲变形与所述隔气垫相抵，使所述凸型密封件与所述外壳的上气孔相分离以及使侧气孔和下气孔相隔离，以使气流仓之外的仓外气压通过上气孔、位于凸型密封件区域之外的弹簧片和侧气孔进入到气流仓之内。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述流体注入口通过第一流体单向止回阀连通在所述流体仓上。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述流体仓通过第二流体单向止回阀连通在所述流体注入通道上。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述气流仓与所述抽气泵的进气口之间通过第一单向阀门连通，所述抽气泵的出气口与所述增压仓之间通过第二单向阀门连通，所述抽气泵上设置有第三单向进气阀门和第四单向出气阀门。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述第三单向进气阀门设置有所述抽气泵与所述气流仓的缝隙之间，所述第四单向出气阀门设置有所述抽气泵与所述增压仓的缝隙之间。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，还包括：

柔性密封圈，环绕设置在所述注入嘴部的横截面上。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述流体注入口为倒锥体形状的敞口结构。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述流体注入通道的自由端向内收缩设置。

进一步地，本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，所述塞杆上套设有复位弹簧，所述塞杆的自由端设置有止动片，所述复位弹簧的一端抵在所述止动片上，另一端抵在流体仓与增压仓的横向隔板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的气动式流体灌注振捣一体化设备，通过启动抽气泵及其连接的引气型混凝土振捣棒能够在待施工的预制构件的灌注孔道之内灌浆的同时排出灌注孔道之内的空气，提高灌浆效率，避免了施工后的预制构件存在气泡等质量缺陷，提高了灌浆质量、密实度和完整性，克服了传统灌浆设备和振捣各自独立工作运行造成灌浆和振捣施工效率低和协调性差的缺陷。

附图说明

图1是气动式流体灌注振捣一体化设备的剖面结构示意图；

图2是气体自动回流平衡阀门处于关闭状态的剖面结构示意图；

图3是气体自动回流平衡阀门处于打开状态的剖面结构示意图；

图4是活塞的结构示意图；

图5是导气震动管的剖面结构示意图；

图6是图5中A-A处的剖面结构示意图。

图中所示：

100、气动式流体灌注振捣一体化设备；

110、腔体，111、流体仓，112、增压仓，113、气流仓，114、活塞，115、复位弹簧，116、纵向隔板，117、横向隔板；

120、注入嘴部，121、流体注入通道，122、气孔道，123、柔性密封圈；

130、抽气泵，131、进气口，132、出气口；

140、流体注入口；

150、气体自动回流平衡阀门，151、外壳，1511、上气孔，1512、侧气孔，1513、下气孔，152、弹簧片，153、凸型密封件，154、压缩弹簧，155、隔气垫；

K1、第一单向阀门，K2、第二单向阀门，K3、第三单向阀门，K4、第四单向阀门，K5、第一流体单向止回阀，K6、第二流体单向止回阀；

200、导气震动管，210、封底板，220、弹性膜，221、气孔，230、管体，240、弹性棱条，250、导气空腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1至图4，本发明实施例提供一种气动式流体灌注振捣一体化设备100，包括腔体110、注入嘴部120、抽气泵130和流体注入口140。其中：

腔体110，其内设置有流体仓111、增压仓112和气流仓113，所述流体仓111和所述增压仓112相贯通，所述腔体110内还设置有活塞114，所述活塞114包括位于所述流体仓111之内的塞体1141，与所述塞体1141连接的塞杆1142，所述塞杆1142贯穿在所述流体仓111和所述增压仓112之内。其中流体仓111与气流仓113可以通过纵向隔板116在腔体110内相分隔形成，流体仓111和增压仓112可以通过设置在腔体110的内壁与纵向隔板116之间的带通孔的横向隔板117相分隔形成。活塞114的塞杆1142通过横向隔板117的通孔穿过。纵向隔板117可以延伸出腔体110的一端伸入到抽气泵130之内，也可以不延伸出腔体110。

注入嘴部120，包括流体注入通道121和气孔道122，所述流体注入通道121连通在所述流体仓111上，所述气孔道122连通设置在所述气流仓113上。

抽气泵130，其进气口131与所述气流仓113连通，其出气口132与所述增压仓112连通，所述抽气泵130抽气时将所述气孔道122吸入的气体通过气流仓113输送至抽气泵130之内，所述抽气泵130排气时将其内的负压气体输送至增压仓112，以推动活塞114向所述注入嘴部120方向运动，挤压流体仓111内装填的混凝土浆料通过所述流体注入通道121灌注到待施工的预制构件的灌注孔道之内。

流体注入口140，贯穿设置在所述流体仓111上。

本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，使用时，将引气型混凝土振捣棒连通设置在注入嘴部120的气孔道122上，将注入嘴部120及其上的引气型混凝土振捣棒插入到待施工的预制构件的灌注孔道之内，使流体注入通道121伸入至待施工的预制构件的灌注孔道之内，同时使导气震动管伸入到待施工的预制构件的灌注孔道的底部；通过流体注入口140装填混凝土浆料至流体仓111内；启动抽气泵130，抽气泵130通过引气型混凝土振捣棒将待施工的预制构件的灌注孔道之内的空气抽离并通过气孔道122、气流仓113、抽气泵130的进气口131输送至抽气泵130之内，抽气泵130将其内形成的负压气体通过其出气口132输送至增压仓112，以推动活塞114向注入嘴部120方向运动并挤压流体仓111内的混凝土浆料通过流体注入通道121灌注到待施工的预制构件的灌注孔道之内；在混凝土浆料灌注到待施工的预制构件的灌注孔道之内的过程前或者过程中，灌注孔道之内的空气被通过抽气泵130连通的引气型混凝土振捣棒抽离排出并对混凝土浆料进行气动性振捣，使混凝土浆料在灌注孔道之内流动灌注，达到密实填充的目的。

请参考图1至图3，为了避免气动式流体灌注振捣一体化设备100连通的引气型混凝土振捣棒被灌注孔道之内的混凝土浆料封堵，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述气流仓113上设置有气体自动回流平衡阀门150，所述气体自动回流平衡阀门150包括外壳151，所述外壳151上设置有上气孔1511、下气孔1513和侧气孔1512，位于所述侧气孔1512上方的所述外壳151的侧壁上在水平方向上设置有能够相对于水平面双向弯曲的弹簧片152，所述弹簧片152的上方设置有与所述上气孔1511相密封或者相分离的凸型密封件153，所述弹簧片152的下方与所述外壳151的底面之间设置有压缩弹簧154，位于所述下气孔1513和侧气孔1512之间的所述外壳151的底面上环绕封闭设置有隔气垫155。

设定气流仓113之外的仓外气压为P0，气流仓113之内的仓内气压为P1，压缩弹簧154的弹性力为F1，弹簧片152的弹性力为F2，凸型密封件153的下表面的面积为A。其中P3为抽气泵130的出气口132的气压，P4为增压仓112的气压。

当P0-P1<(F1-F2)/A时，所述气体自动回流平衡阀门150处于关闭状态。此时，所述压缩弹簧154由压缩状态伸展为拉伸状态，所述弹簧片152从所述隔气垫155上脱离向上弯曲变形，使所述凸型密封件153与所述外壳151的上气孔1511密封连接，以阻止气流仓113之外的仓外气压进入到气流仓113之内；

当P0-P1>(F2+F1)/A时，所述气体自动回流平衡阀门150处于打开状态。此时，压缩弹簧154由拉伸状态压缩为收缩状态，所述弹簧片152向下弯曲变形与所述隔气垫155相抵，使所述凸型密封件153与所述外壳151的上气孔1511相分离以及使侧气孔1512和下气孔1513相隔离，以使气流仓113之外的仓外气压通过上气孔1511、位于凸型密封件153区域之外的弹簧片152和侧气孔1512进入到气流仓113之内，如图3中空气进入流向的虚线箭头所示。气体自动回流平衡阀门150，可以用于气压过大或过小对设备产生影响时自动放气、进气平衡。

其中气体自动回流平衡阀门150的流量为Q2，抽气泵130的流量为Q1，技术参数建议值为：4×Q1>Q2>2×Q1。

为了便于弹簧片152弯曲变形，所述弹簧片152可以为祛皱型双向弹簧片。即向上弯曲变形进行上弹和向下弯曲变形进行下弹。

请参考图1，为了确保混凝土浆料作为流体单向装填构成流体仓111内，避免活塞114向注入嘴部120方向运动时，流体仓111内的混凝土浆料从流体注入口140反向流出，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述流体注入口140通过第一流体单向止回阀K5连通在所述流体仓111上。第一流体单向止回阀K5只能通过流体注入口140向流体仓111的方向单向打开，在活塞114挤压流体仓111内的混凝土浆料时，第一流体单向止回阀K5关闭。

请参考图1，为了确保注入的混凝土浆料反向灌注，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述流体仓111通过第二流体单向止回阀K6连通在所述流体注入通道121上。第二流体单向止回阀K6仅能通流体仓111向注入嘴部120方向单向打开。

请参考图1，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述气流仓113与所述抽气泵130的进气口131之间通过第一单向阀门K1连通，所述抽气泵130的出气口132与所述增压仓112之间通过第二单向阀门K2连通，所述抽气泵130上设置有第三单向进气阀门K3和第四单向出气阀门K4。其中第四单向出气阀门K4，用于抽气泵130与增压仓112之间进行内外压差保护，此阀门不仅可通过调节内外气压差值实现注浆压力值的大小调节，而且还能起到保护抽气泵130因输出气压过大而损坏设备情况。其中第三单向进气阀门K3，用于气流仓113与抽气泵130之间的内外压差保护，该阀门K3同样可以起到保护抽气泵130因输入气压过低而损坏设备情况。

请参考图1，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述第三单向进气阀门K3可以设置有所述抽气泵130与所述气流仓113的缝隙之间，也可以设置抽气泵130的壳体上，所述第四单向出气阀门K4可以设置有所述抽气泵130与所述增压仓112的缝隙之间，也可以设置在抽气泵130的壳体上。

请参考图1，为了提高插入到待施工的预制构件的灌注孔道之内的密封性，防止浆料溢出，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，还可以包括：柔性密封圈123，环绕设置在所述注入嘴部120的横截面上。

请参考图1，为了方便混凝土浆料装填到流体仓111之内，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述流体注入口140为倒锥体形状的敞口结构。

请参考图1，为了方便注入嘴部120插入到待施工的预制构件的灌注孔道之内，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述流体注入通道121的自由端向内收缩设置。例如：流体注入通道121可以为变径设置。

请参考图1和图4，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，所述塞杆1142上套设有复位弹簧115，所述塞杆1142的自由端设置有止动片1143，所述复位弹簧115的一端抵在所述止动片1143上，另一端抵在流体仓111与增压仓112的横向隔板上。当增压仓112内的气压恢复后，活塞112能够通过复位弹簧115的弹性力自动复位，即从流体仓111向增压仓112方向运动。

请参考图1，本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，通过启动抽气泵130及其连接的引气型混凝土振捣棒能够在待施工的预制构件的灌注孔道之内灌浆的同时排出灌注孔道之内的空气，提高灌浆效率，避免了施工后的预制构件存在气泡等质量缺陷，提高了灌浆质量、密实度和完整性，克服了传统灌浆设备和振捣各自独立工作运行造成灌浆和振捣施工效率低和协调性差的缺陷。

请参考图5至图6，所述导气震动管200可以为公知技术，也可以为以下专用配件，包括外鼓中空具有气孔221的弹性膜220，所述弹性膜220的一端设置有封底板210，所述弹性膜220的另一端连通有中空的管体230，所述弹性膜220的内壁上沿其长度方向可以设置三根以上的多根弹性棱条240，每根所述弹性棱条240的两端分别连接在所述封底板210和所述管体230上。当所述气体自动回流平衡阀门150处于关闭状态时，导气震动管200所在区域的气孔被混凝土浆料包裹封堵，导气震动管200由伸展状态变形为收缩状态，即弹性膜220在导气空腔内的较多的气体填充的作用下向外鼓，以使灌注孔道之内的混凝土浆料在侧向方向被挤压压实；当所述气体自动回流平衡阀门150处于打开状态，导气震动管200由收缩状态恢复为伸展状态，即弹性膜220在导气空腔内的少量气体存留的作用下内缩，以使灌注孔道之内的混凝土浆料在竖向方向被挤压压实，从而提高了灌浆的密实性和完整性。

本发明实施例提供的气动式流体灌注振捣一体化设备100，在灌浆前对缺陷孔道内安装专用导气震动管并于注浆设备相连，注入流体仓内注入待灌流体材料。气泵开动后注入流体仓内流体材料通过嘴部注入孔道；同时气流仓内因负压原因，与之连接的导气震动管同时进行抽气工作。当注入孔道内流体果腹住导气震动管后，气流仓负压值升高引发气体自动回流平衡阀门自动工作，使得仓内气压处于降低、升高、降低的往复循环，气流仓内部压力的变化带动导气震动管进行振捣工况，同时辅助排气作用。可以达到二次灌浆的密实性、完整性要求。

本发明不限于上述具体实施方式，显然，上述所描述的实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域的技术人员可以对本发明进行其他层次的修改和变动。如此，若本发明的这些修改和变动属于本发明权利要求书的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变动在内。

Claims (9)

1.一种气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，包括：

腔体，其内设置有流体仓、增压仓和气流仓，所述流体仓和所述增压仓相贯通，所述腔体内还设置有活塞，所述活塞包括位于所述流体仓之内的塞体，与所述塞体连接的塞杆，所述塞杆贯穿在所述流体仓和所述增压仓之内；

注入嘴部，包括流体注入通道和气孔道，所述流体注入通道连通在所述流体仓上，所述气孔道连通设置在所述气流仓上；

抽气泵，其进气口与所述气流仓连通，其出气口与所述增压仓连通，所述抽气泵抽气时将所述气孔道吸入的气体通过气流仓输送至抽气泵之内，所述抽气泵排气时将其内的负压气体输送至增压仓，以推动活塞向所述注入嘴部方向运动，挤压流体仓内装填的混凝土浆料通过所述流体注入通道灌注到待施工的预制构件的灌注孔道之内；

流体注入口，贯穿设置在所述流体仓上；

所述气流仓上设置有气体自动回流平衡阀门，所述气体自动回流平衡阀门包括外壳，所述外壳上设置有上气孔、下气孔和侧气孔，位于所述侧气孔上方的所述外壳的侧壁上在水平方向上设置有能够相对于水平面双向弯曲的弹簧片，所述弹簧片的上方设置有与所述上气孔相密封或者相分离的凸型密封件，所述弹簧片的下方与所述外壳的底面之间设置有压缩弹簧，位于所述下气孔和侧气孔之间的所述外壳的底面上环绕封闭设置有隔气垫；

设定气流仓之外的仓外气压为P0，气流仓之内的仓内气压为P1，压缩弹簧的弹性力为F1，弹簧片的弹性力为F2，凸型密封件的下表面的面积为A；

当P0-P1<(F1-F2)/A时，所述气体自动回流平衡阀门处于关闭状态，此时，所述压缩弹簧由压缩状态伸展为拉伸状态，所述弹簧片从所述隔气垫上脱离向上弯曲变形，使所述凸型密封件与所述外壳的上气孔密封连接，以阻止气流仓之外的仓外气压进入到气流仓之内；

当P0-P1>(F2+F1)/A时，所述气体自动回流平衡阀门处于打开状态，此时，压缩弹簧由拉伸状态压缩为收缩状态，所述弹簧片向下弯曲变形与所述隔气垫相抵，使所述凸型密封件与所述外壳的上气孔相分离以及使侧气孔和下气孔相隔离，以使气流仓之外的仓外气压通过上气孔、位于凸型密封件区域之外的弹簧片和侧气孔进入到气流仓之内。

2.根据权利要求1所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，所述流体注入口通过第一流体单向止回阀连通在所述流体仓上。

3.根据权利要求1所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，所述流体仓通过第二流体单向止回阀连通在所述流体注入通道上。

4.根据权利要求1所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，所述气流仓与所述抽气泵的进气口之间通过第一单向阀门连通，所述抽气泵的出气口与所述增压仓之间通过第二单向阀门连通，所述抽气泵上设置有第三单向进气阀门和第四单向出气阀门。

5.根据权利要求4所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，所述第三单向进气阀门设置有所述抽气泵与所述气流仓的缝隙之间，所述第四单向出气阀门设置有所述抽气泵与所述增压仓的缝隙之间。

6.根据权利要求1所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，还包括：

柔性密封圈，环绕设置在所述注入嘴部的横截面上。

7.根据权利要求1所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，所述流体注入口为倒锥体形状的敞口结构。

8.根据权利要求1所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，所述流体注入通道的自由端向内收缩设置。

9.根据权利要求1所述的气动式流体灌注振捣一体化设备，其特征在于，所述塞杆上套设有复位弹簧，所述塞杆的自由端设置有止动片，所述复位弹簧的一端抵在所述止动片上，另一端抵在流体仓与增压仓的横向隔板上。