CN200939650Y - 混凝土模喷机 - Google Patents

Abstract

一种混凝土模喷机，由台架系统、模喷系统、走行小车组成。模喷系统由模板水平滑动系统、模板系统、喷枪摆动系统、模板伸缩系统和除尘水环，模喷系统在同步液压油缸的可以伸缩，在液压马达的驱动下随走行小车沿钢拱架导轨移动，实现仿形模板喷射混凝土，其节约了材料，降低了粉尘污染，使受喷面平整光滑，防止了隧道在二次衬砌时防水板被击破，提高了隧道施工质量。

Description

混凝土模喷机

技术领域 本实用新型涉及隧道、矿山、地铁等地下工程施工用的喷射混凝土设备，一种混凝土模喷机。

背景技术 目前，在地下工程施工中进行喷射混凝土作业时，一般是人工操作混凝土喷枪向受喷面喷射混凝土，这种施工方法的最大缺点是：①混凝土回弹量较多，材料浪费严重。②人工喷射的表面不平，影响了防水板的铺设的平整度，在二次衬砌时极易损坏防水板，造成隧道漏水。另外，由于喷射混凝土的原理是利用高压风把喷射机混凝土中的通过输送胶管输送到喷枪，使混凝土以较高的速度喷向受喷面，因此，就有一些石子、沙子与受喷面发生碰撞而落到地面，也产生一些水泥飘落，造成严重浪费，在干喷混凝土作业和工人操作水平不好时尤其严重，影响了混凝上的配合比，降低了混凝上强度。

其次是喷对枪操作手容易造成伤害。在喷射混凝土作业时，喷枪操作手离受喷面较近，回弹的石子和沙子容易回弹到喷枪操作手身上造成外伤，同时飘浮的水泥尘还容易造成喷枪操作手呼吸道疾病。

为了克服人工喷射混凝上的缺陷，本实用新型设计了一种混凝土模喷机，从而提高了喷射混凝土的效率，降低了混凝土的回弹，节约了材料，降低了粉尘污染，提高了隧道施工质量。

发明内容 所述的混凝土模喷机主要由台架系统、模喷系统和液压电气控制系统及走行小车组成。

所述的混凝土模喷机的台架系统由底盘、供模喷系统行走的两个钢拱架导轨和齿圈组成。每个钢拱架导轨与受喷面的形状相似，其形状可以是半圆型、拱型等形状，钢拱架导轨的外侧安装了齿圈，这两个钢拱架导轨的两端分别安装在两个底盘上，并且这两个钢拱架导轨相互平行。

所述的混凝土模喷机的走行小车有两个，分别沿两个钢拱架导轨行走，每个走行小车的车架上安装了三个轮子：一个驱动轮、一个行走轮、一个调节轮，驱动轮和行走轮均为齿轮，沿钢拱架导轨外侧的齿圈行走，调节轮沿钢拱架导轨内侧行走，驱动轮在液压马达驱动力的作用下带动走行小车沿齿圈移动，调节轮的轮轴的两端各有一个拉紧螺杆，调节轮的轮轴通过拉紧螺杆与走行小车的车架连接，每个拉紧螺杆上安装有一个压紧弹簧，两个走行小车的驱动轮轮轴之间有连接杆连接，实现两个驱动轮同步行走，每个走行小车上安装了两个竖直滑套和一个同步液压油缸，同步液压油缸的一端与走行小车相连，另一端与模喷系统连接，这两个液压油缸组成同步液压油缸。

所述的混凝土模喷机的模喷系统由模板水平滑动系统、模板系统和除尘水环等组成。模板水平滑动系统由一个长方形框架、两对竖直滑杆、一个螺杆、一个驱动轴带有通孔的液压马达和一个支腿组成，长方形框架是由型钢组成，其长边是模板系统的水平滑轨，在框架的内侧的前部、后部分别安装了两个竖直滑杆，这四个竖直滑杆分别插入两个走行小车的四个竖直滑套中，在框架的外侧的后部安装了一个支腿，该支腿的端部安装了一个仿形轮，在两个同步液压油缸的作用下调节模喷系统与两个钢拱架导轨的距离，使仿形轮始终与已喷好混凝土的受喷面接触，实现仿形模喷，在框架的后端焊接了一个安装板，液压马达安装在此安装板上，在液压马达输出轴上安装了一个螺母，框架的两个长边是两个水平滑套的水平滑轨，两个水平滑套的后端有一个连接板把他们连为一体同时滑动，螺杆通过液压马达的通孔和螺母及其水平滑套后端的连接板的圆孔后，在螺杆的前端安装了一个螺母和开口销，这样在液压马达的驱动下，螺杆带动水平滑套和模板系统水平往复滑动，在框架的前部和后部各安装了一个同步液压油缸的支座。

所述的混凝土模喷机的模板系统由模板结构、喷枪摆动系统和模板伸缩系统组成，模板结构由立板和平板组成，上立板、下立板和两侧立板组成一个正方形筒，边长等于两侧立板的宽度，上立板和下立板的宽度大于两侧立板的宽度，上立板和下立板的两个边分别位于四个立板滑轨中，平板由上平板、下平板和两侧平板组成，两侧平板都有固定平板和活动平板组成，上平板由固定平板和活动平板组成，下平板由固定平板和活动平板组成，两侧固定平板与上固定平板和固定平板连为一体组成一个平面，把这个固定平板平面与立板组成的正方形筒的垂直焊接，上固定平板与上立板焊接，下立板与下固定板焊接，两侧立板与两侧固定平板对应焊接，上固定平板通过活动铰和两个扭力弹簧与上活动平板铰接，下固定板通过活动铰和两个扭力弹簧与下活动平板铰接，两侧固定平板分别通过活动铰和两个扭力弹簧与两侧活动平板铰接。

所述的混凝土模喷机的模板伸缩系统是由四个立板滑轨和两个同步液压油缸组成，四个立板滑轨分别安装在两个水平滑套的两端并使上、下模板的立板的两个边分别位于这四个立板滑轨中，两个同步液压油缸分别与上、下模板的立板和水平滑套铰接。在两个同步液压油缸的作用下，模板系统就可以沿四个立板滑轨滑动。

所述的混凝土模喷机的喷枪摆动系统由电动机、减速器、主动齿轮、从动齿圈和安装喷枪的球铰机构组成，安装喷枪的球铰机构位于四个立板组成的正方形筒的外端处，它由球铰圆圈和内管组成，在球铰圆圈的一个直径方向上焊接了两个长套，有两个销子通过上、下模板的立板的中间孔插入两个长套中，销子与立板垂直并连为一体，球铰圆圈可以饶两个销子转动，在球铰圆圈上与长套垂直的直径方向上又焊接了两个短套，喷枪安装在内管中，在内管外面的一个直径方向上焊接了两个中套，有两个转轴分别插入球铰圆圈的两个短套和内管上的两个中套中，内管可以绕两个转轴转动，在正方形筒的四个角安装了四个双轮沿的小齿轮，从动齿圈与这四个小齿轮同时啮合并位于小齿轮两个轮沿之间，在从动齿圈的内侧安装了一个小圆环，喷枪就穿过这个小圆环，从动齿圈转动时就带动喷枪绕球铰机构转动，喷枪的前端的轨迹就是一个个圆，在左侧立板的中间有一个长孔，在左侧立板的外侧安装了一个电动机和一个减速器，减速器和电动机与模板机构连为一体，减速器输入轴与电动机相连接，减速器的输出轴上安装了主动齿轮，主动齿轮通过左侧立板中间的长孔与从动齿圈相啮合。

所述的混凝土模喷机的除尘水环安装在四个模板组成的正方形筒的前部，在水环的内侧面和对着受喷面的一侧加工了若干个喷水孔，在加水时，同时向受喷面和立板之间喷水，除去喷枪处的灰尘。

该模喷机具有如下主要优点：

1、降低了混凝土的回弹率，节约了材料，

由于设置了模板，使回弹沙子和石子受到模板的阻拦而不能掉到地上，从而降低了混凝土的回弹率，节约了材料。

2、提高了受喷面的平整度，提高了施工质量

克服了在二次衬砌时，因受喷面的凸凹不平造成防水板破裂，提高了隧道的防水性能。

3、降低了粉尘污染

它安装的除尘加水系统有效地出去了喷枪产生的粉尘。

4、解决了石子回弹对操作工人的伤害

由于模板的阻拦，回弹沙子和石子不再对对操作工人的伤害。

附图说明 下面结合附图说明本发明具体实施例：

图1是模板在导轨之间的混凝土模喷机纵向结构示意图

图2是模板在导轨外边的混凝土模喷机纵向结构示意图

图3是模喷机的横向结构示意图

图4是走行小车机构剖面示意图

图5是走行小车A向示意图

图6是模板系统结构示意图

图7是模板水平滑动系统剖面示意图

图8是模板水平滑动系统B向示意图

图9是模板系统的C-C剖面示意图

图10球铰结构示意图

图11台架系统结构示意图

图12模喷系统结构示意图

如图中所示：1-竖直滑杆、2-调节轮、3-调节轮轴、4-拉紧螺杆、5-钢拱架导轨、6-齿圈、7-驱动轴、8-驱动轮、9-液压马达、10-液压马达安装支架、11-走行小车车架、12-液压马达、13-液压马达安装板、14-螺母、15-仿形轮轮轴、16-仿形轮、17-支腿、18-框架、19-螺杆、20-连接板、21-开口销、22-活动铰、23-两侧活动平板、24-两侧固定平板、25-除尘水环、26-喷水孔、27-喷枪、28-两侧立板、29-主动齿轮、30-电动机、31-减速器、32-球铰圆圈、33-销子、34-长套、35-内管、36-小圆环、37-从动齿圈、38-螺母、39-连接杆、40-螺母、41-压缩弹簧、42-模喷系统伸缩同步液压油缸、43-竖直滑套、44-行走轮轮轴、45-模板系统伸缩同步液压缸、46-扭力弹簧、47-行走轮、48-底盘、49-模喷系统伸缩同步液压油缸支座、50-模板系统伸缩同步液压油缸支座、51-水平滑套、52-立板滑轨、53-水平滑轨、54-减速器输出轴、55-上立板、56-上活动平板、57-小齿轮、58-下活动平板、59-下立板、60-短套、61-转轴、62-中套、63-走行小车、64-模喷系统、65-模板水平滑动系统、66-模板系统、67-球铰系统、68-台架系统

具体实施方式 把混凝土模喷机移动到隧道的中间位置，若从右侧下部开始喷射混凝土，启动液压泵站，使模喷系统64移动到钢拱架导轨5右侧的下部，保持向同步液压油缸42连续供油状态，使模喷系统64的仿形轮16在作业过程中始终与已喷好的受喷面接触，调整模板系统66伸缩的同步液压缸45使模板系统66也接触已喷好的受喷面并保持不变，启动电动机30，通过减速器31、主动齿轮29和从动齿圈37的不断转动，带动喷枪27绕球铰67不断摆动，喷枪27的前端的轨迹是一个个圆，调好风压和水量，开始喷射混凝土，打开除尘的水阀开始供水除尘，启动液压马达12，使螺杆19正转并带动模板系统66沿水平滑轨53从后端向前端移动，边喷边移动，一直移动到最前端，就完成了第一个模喷宽度的混凝土喷射作业，停止液压马达12转动，启动液压马达9，使模喷系统64向上移动一个喷射宽度后停止液压马达9转动，启动液压马达12，使液压马达12反转，螺杆19也反转，拉动模板系统66沿水平滑轨53从前端向后端移动，边喷边移动，一直移动到最后端，就完成了第二个模喷宽度的混凝上喷射作业，停止液压马达12转动，启动液压马达9，使模喷系统64再向上移动一个喷射宽度后，停止液压马达9转动，启动液压马达12，使螺杆19正转并推动模板系统66沿水平滑轨53从后端向前端移动，边喷边移动，一直移动到最前端，就完成了第三个模喷宽度的混凝土喷射作业，停止液压马达12转动……，如此反复，直到喷完右侧的混凝土后，停止喷射混凝土作业，关闭除尘水阀和电动机30，停止液压马达9和液压马达12的转动，调整模板系统66伸缩的同步液压缸45使模板系统66离开已喷好的受喷面，调整模喷系统64伸缩同步液压油缸42使仿形轮16离开已喷好的受喷面，启动液压马达9，把模喷系统移动到钢拱架导轨5左侧的下部，调整模喷系统64伸缩的同步液压油缸42使仿形轮19接触已喷好的受喷面并保持不变，调整模板系统66伸缩的同步液压缸45使模板系统66也接触已喷好的受喷面并保持不变，启动电动机30，通过减速器31、主动齿轮29和从动齿圈37的不断转动，带动喷枪27绕球铰结构67不断摆动，喷枪27的前端的轨迹是一个个圆，调好风压和水量，开始喷射混凝土，打开除尘的水阀开始供水除尘，启动液压马达12，使螺杆19正转并带动模板系统66沿水平滑轨53从后端向前端移动，边喷边移动，一直移动到最前端，就完成了左侧第一个模喷宽度的混凝土喷射作业，停止液压马达12转动，启动液压马达9，使模喷系统向上移动一个喷射宽度后，停止液压马达9转动，启动液压马达12，使液压马达12反转，螺杆19也反转，拉动模板系统66沿水平滑轨53从前端向后端移动，边喷边移动，一直移动到最后端，就完成了左侧第二个模喷宽度的混凝土喷射作业，停止液压马达12转动，启动液压马达9，使模喷系统64再向上移动一个喷射宽度后，停止液压马达9转动，启动液压马达12，螺杆12正转并推动模板系统沿水平滑轨53从后端向前端移动，边喷边移动，一直移动到最前端，就完成了左侧第三个模喷宽度的混凝土喷射作业，停止液压马达12转动……，如此反复，直到喷完左侧的混凝土后，停止喷射混凝土作业，关闭除尘水阀、电动机30和液压泵站的工作，这样就完成了一个区间的混凝土喷射作业。

混凝土模喷机还有另外一种结构形式：模板在两个导轨外边滑动的混凝土模喷机，如图2所示。

Claims (9)

1、一种混凝土湿喷机，由台架系统(68)、模喷系统(64)、走行小车(63)和液压电气控制系统，台架系统(68)由底盘(48)、两个钢拱架导轨(5)组成，每个钢拱架导轨(5)与受喷面的形状相似，其形状可以是半圆型、拱型等形状，钢拱架导轨(5)的外侧安装有齿圈(6)，这两个钢拱架导轨(5)两端分别安装在两个底盘(48)上，这两个钢拱架导轨(5)相互平行，走行小车(63)有两个，每个走行小车(63)的车架(11)上安装了三个轮子：一个驱动轮(8)、一个行走轮(47)、一个调节轮(2)，驱动轮(8)和行走轮(47)均为齿轮，调节轮(2)的轮轴(3)的两端各有一个拉紧螺杆(4)，调节轮(2)的轮轴(3)通过拉紧螺杆(4)与走行小车(63)的车架(11)连接，每个拉紧螺杆(4)上安装有一个压紧弹簧(41)，两个走行小车(63)的驱动轴(7)之间安装有连接杆(39)，每个走行小车(63)上安装了两个竖直滑套(43)和一个同步液压油缸(42)，同步液压油缸(42)的一端与走行小车(63)相连，另一端与模喷系统(64)连接，模喷系统(64)由模板水平滑动系统(65)、模板系统(66)和除尘水环(25)等组成，模板水平滑动系统(65)由一个长方形框架(18)、两对竖直滑杆(1)、一个螺杆(19)、一个驱动轴带有通孔的液压马达(12)和一个支腿(17)组成，在框架(18)的内侧的前部和后部各安装了两个竖直滑杆(1)，这四个竖直滑杆(1)分别插入两个走行小车(63)的四个竖直滑套(43)中，在框架(18)的外侧的后部安装了一个支腿(17)，该支腿的端部安装了一个仿形轮(16)，在框架(18)的后端焊接了一个安装板(13)，液压马达(12)与安装板(13)连接，在液压马达(12)输出轴上安装了一个螺母(14)，框架(18)的两个竖直滑套(51)套在两个水平滑轨(53)上，在两个水平滑套(51)的后端有一个连接板(20)把两个水平滑套(51)连为一体，螺杆(19)通过液压马达(12)的通孔和螺母(14)及连接板(20)的圆孔后，在螺杆(19)的前端安装了一个螺母(38)和开口销(21)，在框架(18)的前部和后部各安装了一个同步液压油缸(42)的支座(49)，模板系统(66)由模板结构、喷枪摆动系统和模板伸缩系统组成，模板结构由立板和平板组成，上立板(55)、下立板(59)和两侧立板(28)组成一个正方形筒，边长等于两侧立板(28)的宽度，上立板(55)和下立板(59)的宽度大于两侧立板(28)的宽度，上立板(55)和下立板(59)的两个边分别位于四个立板滑轨(52)中，平板由上平板、下平板和两侧平板组成，两侧平板都有固定平板(24)和活动平板(23)组成，上平板有固定平板(69)和活动平板(56)组成，下平板由固定平板(70)和活动平板(58)组成，两侧固定平板(24)与上固定平板(69)和下固定平板(70)连为一体组成一个平面，把这个固定平板平面与立板组成的正方形筒垂直焊接，上固定平板(69)与上立板(55)焊接，下立板(59)与下固定平板(70)焊接，两侧立板(28)与两侧固定平板(24)对应焊接，上固定平板(69)通过活动铰(22)和两个扭力弹簧(46)与上活动平板(56)铰接，下固定板(70)通过活动铰(22)和两个扭力弹簧(46)与下活动平板(58)铰接，两侧固定平板(24)分别通过活动铰(22)和两个扭力弹簧(46)与两侧活动平板(23)铰接，模板伸缩系统是由四个立板滑轨(52)和两个同步液压油缸(45)组成，四个立板滑轨(52)分别安装在两个水平滑套(51)的两端，一个同步液压油缸(45)把上立板(55)和对应的水平滑套(51)连接起来，喷枪摆动系统由电动机(30)、减速器(31)、主动齿轮(29)、从动齿圈(37)和安装喷枪(27)的球铰机构(67)组成，安装喷枪(27)的球铰机构(67)位于四个立板的外端处，它由球铰圆圈(32)和内管(35)组成，在球铰圆圈(32)的一个直径方向上焊接了两个长套(34)，有两个销子(33)通过上立板(55)和下立板(59)的中间孔插入两个长套(34)中，销子(33)与上立板(55)和下立板(59)垂直并连为一体，在球铰圆圈(32)上与长套(34)垂直的直径方向上又焊接了两个短套(60)，喷枪(27)安装在内管(35)中，在内管(35)外面的一个直径方向上焊接了两个中套(62)，有两个转轴(61)分别插入球铰圆圈(32)的两个短套60)和内管(35)上的两个中套(62)中，在立板组成的正方形筒的四个角安装了四个双轮沿的小齿轮(57)，从动齿圈(37)与这四个小齿轮(57)同时啮合并位于小齿轮(57)的两个轮沿之间，在从动齿圈(37)的内侧安装了一个小圆环(36)，喷枪(27)穿过这个小圆环(36)，在左侧立板(28)的中间有一个长孔，在左侧立板(28)的外侧安装了一个电动机(30)和一个减速器(31)，减速器(31)和电动机(30)与模板系统(66)连为一体，减速器(31)的输入轴与电动机(30)相连接，减速器(31)的输出轴(54)上安装了主动齿轮(29)，主动齿轮(29)通过左侧立板(28)中间的长孔与从动齿圈(37)相啮合，除尘水环(25)安装在四个模板组成的正方形筒的前部，在水环(25)的内侧面和对着受喷面的一侧加工了若干个喷水孔(26)，其特征是：走行小车(63)有两个，每个走行小车(63)的车架(11)上安装了三个轮子：一个驱动轮(8)，一个行走轮(47)、一个调节轮(2)，调节轮(2)的轮轴(3)的两端各有一个拉紧螺杆(4)，调节轮(2)的轮轴(3)通过拉紧螺杆(4)与走行小车(63)的车架(11)连接，每个拉紧螺杆(4)上安装了一个压紧弹簧(41)。

2、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：两个走行小车(63)的驱动轮轴(7)之间安装有连接杆(39)。

3、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：每个走行小车(63)上安装了两个竖直滑套(43)和一个同步液压油缸(42)，同步液压油缸(42)的一端与走行小车(63)相连，另一端与模喷机构(64)相连。

4、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：在框架(18)内侧的前部和后部分别安装了两个竖直滑杆(1)，在框架(18)的外侧的后部安装了一个支腿(17)，支腿(17)的端部安装了一个仿行轮(16)，在框架(18)内侧的前部和后部分别安装了一个同步液压油缸(42)的支座(49)，在框架(18)的后端焊接了一个安装板(13)，液压马达(12)与安装板(13)连接，在液压马达(12)输出轴上安装了一个螺母(14)，框架(18)的两个水平滑套(51)套在它的两个水平滑轨(53)上，两个水平滑套(51)的后端有一个连接板(20)把两个水平滑套(51)连为一体。

5、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：螺杆(19)通过液压马达(12)的通孔和螺母(14)及连接板(20)的圆孔后，在螺杆(19)的前端安装了一个螺母(38)和开口销(21)。

6、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：模板结构由立板和平板组成，上立板(55)、下立板(59)和两侧立板(28)组成一个正方形筒，边长等于两侧立板(28)的宽度，上立板(55)和下立板(59)的宽度大于两侧立板(28)的宽度，上立板(55)和下立板(59)的两个边分别位于四个立板滑轨(52)中，平板由上平板、下平板和两侧平板组成，两侧平板都有固定平板(24)和活动平板(23)组成，上平板有固定平板(69)和活动平板(56)组成，下平板由固定平板(70)和活动平板(58)组成，两侧固定平板(24)与上固定平板(69)和下固定平板(70)连为一体组成一个平面，把这个固定平板平面与立板组成的正方形筒垂直焊接，上固定平板(69)与上立板(55)焊接，下立板(59)与下固定平板(70)焊接，两侧立板(28)与两侧固定平板(24)对应焊接，上固定平板(69)通过活动铰(22)和两个扭力弹簧(46)与上活动平板(56)铰接，下固定板(70)通过活动铰(22)和两个扭力弹簧(46)与下活动平板(58)铰接，两侧固定平板(24)分别通过活动铰(22)和两个扭力弹簧(46)与两侧活动平板(23)铰接。

7、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：模板伸缩系统是由四个立板滑轨(52)和两个同步液压油缸(45)组成，四个立板滑轨(52)分别安装在两个水平滑套(51)的两端，一个同步液压油缸(45)把上立板(55)和对应的水平滑套(51)连接起来。

8、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：喷枪摆动系统由电动机(30)、减速器(31)、主动齿轮(29)、从动齿圈(37)和安装喷枪(27)的球铰机构(67)组成，安装喷枪(27)的球铰机构(67)位于四个立板的外端处，它由球铰圆圈(32)和内管(35)组成，在球铰圆圈(32)的一个直径方向上焊接了两个长套(34)，有两个销子(33)通过上立板(55)和下立板(59)的中间孔插入两个长套(34)中，销子(33)与上立板(55)和下立板(59)垂直并连为一体，在球铰圆圈(32)上与长套(34)垂直的直径方向上又焊接了两个短套(60)，喷枪(27)安装在内管(35)中，在内管(35)外面的一个直径方向上焊接了两个中套(62)，有两个转轴(61)分别插入球铰圆圈(32)的两个短套(60)和内管(35)上的两个中套(62)中，在立板组成的正方形筒的四个角安装了四个双轮沿的小齿轮(57)，从动齿圈(37)与这四个小齿轮(57)同时啮合并位于小齿轮(57)的两个轮沿之间，在从动齿圈(37)的内侧安装了一个小圆环(36)，喷枪(27)穿过这个小圆环(36)，在左侧立板(28)的中间有一个长孔，在左侧立板(28)的外侧安装了一个电动机(30)和一个减速器(31)，减速器(31)和电动机(30)与模板系统(66)连为一体，减速器(31)的输入轴与电动机(30)相连接，减速器(31)的输出轴(54)上安装了主动齿轮(29)，主动齿轮(29)通过左侧立板(28)中间的长孔与从动齿圈(37)相啮合。

9、根据权利要求1所述的混凝土模喷机，其特征是：除尘水环(25)安装在四个模板组成的正方形筒的前部，在水环(25)的内侧面和对着受喷面的一侧加工了若干个喷水孔(26)，

Images