CN211848978U - 一种超高性能混凝土布料装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及混凝土摊铺技术领域,尤其是一种超高性能混凝土布料装置,包括定量下料装置、料仓动态计重装置、平移装置、布料智能控制装置定量下料装置架设在平移装置上并可在平移装置上纵移和横移,料仓动态计重装置与定量下料装置相连接以测量定量下料装置的料仓内的存料状态和存料递减数值,定量下料装置的底部设有高程检测装置,高程检测装置用于检测其与布料面之间的距离,布料智能控制装置数据连接料仓动态计重装置以及高程检测装置并根据两者的测量数据控制定量下料装置在平移装置上的位移状态。本实用新型的优点是:通过超高性能混凝土布料智能控制系统对布料进行精准控制,实现了系统的高效运转。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土摊铺技术领域,尤其是一种超高性能混凝土布料装置。
背景技术
超高性能混凝土特别适合应用于重要结构中,例如钢箱梁组合结构,但是在实际施工过程中也存在一系列施工问题,如因UHPC水灰比低(低于0.2)、粘性大、可工作时间短,导致布料困难,施工中材料对温度和湿度敏感,且材料内含有钢纤维的问题,难以用常规方法进行搅拌和摊铺,特别是该混凝土的聚凝特性,使常规摊铺设备和工艺难以达到大面积、连续性、高质量均匀摊铺要求。
由于布料效果不太理想的问题,目前国内也只有少数厂家使用超高性能混凝土布料机布料,现有技术中主要的问题是,在铺设超高性能混凝土时,存在下料不均匀的缺陷,如果单纯依靠刮板抹面成型效果较差,甚至还会留下微小缝隙,发生开裂的现象比较严重。另外在混凝土大面积连续性摊铺前高度测量,使布料时混凝土铺设厚度保持一致,无法根据桥面实际高度进行微调,偶尔还会出现一些凹陷、凸起等不平滑的区域,会对连续铺设混凝土造成影响。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足,提供了一种超高性能混凝土布料装置,通过采用自动控制的布料装置以及平移装置实现了将高粘性、高触变性的超高性能混凝土连续且均匀的布料。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成:
一种超高性能混凝土布料装置,包括定量下料装置、料仓动态计重装置、平移装置、布料智能控制装置,其中所述定量下料装置架设在所述平移装置上并可在所述平移装置上纵移和横移,所述料仓动态计重装置与所述定量下料装置相连接以测量定量下料装置的料仓内的存料状态和存料递减数值,所述定量下料装置的底部设有高程检测装置,所述高程检测装置用于检测其与布料面之间的距离,所述布料智能控制装置数据连接所述料仓动态计重装置以及所述高程检测装置并根据两者的测量数据控制所述定量下料装置在所述平移装置上的位移状态。
所述定量下料装置的底部设有两个高程检测装置,两个所述高程检测装置沿所述定量下料装置横移方向布置在所述定量下料装置的出料口的两侧。
所述定量下料装置包括料仓、出料机、下料装置,所述出料机的底部开设有出料口,所述下料装置包括下料溜板、下料筒体、搅拌叶片、搅拌轴,所述料仓的底部与所述下料筒体的顶部相连,所述下料筒体的底部一侧与所述下料溜板相连,所述搅拌叶片安装于所述搅拌轴的外表面,且所述搅拌叶片和所述搅拌轴均设于所述料仓内。
所述下料装置的底部设有密封装置。
所述平移装置包括两根纵向轨道、横向框架、横向移动装置以及纵向移动装置,所述定量下料装置架设在所述横向框架上并连接所述纵向移动装置,所述纵向移动装置可驱动所述定量下料装置在所述横向框架上横移,所述横向框架架设在两个并行的所述纵向轨道上并连接所述纵向移动装置,所述纵向移动装置可驱动所述横向框架协同所述定量下料装置在所述纵向轨道上纵移。
所述横向移动装置上设置有速度传感器,所述速度传感器与布料智能控制装置相连接构成数据交互,所述速度传感器用于测量所述定量下料装置在所述平移装置上的位移速度。
一种涉及上述超高性能混凝土布料装置的应用方法:
利用速度传感器每隔相同的一定距离测量定量下料装置在横向框架上的位移速度。
确定布料面设计位置、设计摊铺厚度和高程检测装置的检测高度。
通过所述高程检测装置测出布料面与所述高程检测装置之间的距离,根据定量下料装置的纵向宽度,计算出所述定量下料装置随行走时的出料体积。
所述高程检测装置将所述布料面的位置高度数据发送至布料智能控制装置。
通过所述速度传感器检测的数据与所述布料智能控制装置测量的数据整合,控制在恒定的横向行走速度下预设所述定量下料装置在不同位置时的下料流量;或在恒定的所述定量下料装置的下料流量下预设所述定量下料装置在不同位置时的横向行走速度,实现均匀连续布料。
位于所述定量下料装置的料仓后方的高程检测装置测量所述定量下料装置布料后的摊铺高度,并将检测数据传输至所述布料智能控制装置;若检测部位的摊铺高度低于设计摊铺高度,所述布料智能控制装置控制所述定量下料装置移动至检测位置进行补充布料。
本实用新型的优点是:布料智能控制装置按照给到的命令,将料仓动态计重装置的实时重量数据传输至控制系统,实时监测判断料仓存料状态和存料递减数值,根据所需布料厚度智能调整调出料流量和横向移动装置行走速度的组合,实现指定区域内的精准布料;通过超高性能混凝土布料智能控制系统对布料进行精准控制,实现了系统的高效运转,信息的数据化,降低了人力成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型中定量下料装置的侧视图;
图3为本实用新型中定量下料装置在恒定横向移动速度时,定量下料装置在不同位置时的预设下料流量;
图4为本实用新型中定量下料装置在恒定下料流量时,定量下料装置在不同位置时的预设速度。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明,以便于同行业技术人员的理解:
如图1-4所示,图中标记1-17分别表示为:定量下料装置1、平移装置2、布料智能控制装置3、纵向轨道4、横向框架5、横向移动装置6、纵向移动装置7、横向轨道8、料仓动态计重装置9、料仓10、第一高程检测装置11、第二高程检测装置12、下料溜板13、下料筒体14、出料口15、搅拌叶片16、搅拌轴17。
实施例:如图1所示,本实施例中的超高性能混凝土布料装置,包括定量下料装置1、料仓动态计重装置8、平移装置2、布料智能控制装置3,其中定量下料装置1架设在平移装置上2,定量下料装置1主要用于向布料区域内布设超高性能混凝土,平移装置2主要用于带动定量下料装置1在布料区域内移动,料仓动态计重装置8连于定量下料装置1的下端两侧,用来测量定量下料装置1的料仓内的存料状态和存料递减数值,定量下料装置1和平移装置2在布料智能控制装置3的控制下,向布料区域连续且均匀地摊铺超高性能混凝土。
如图1所示,平移装置2包括两根纵向轨道4、横向框架5以及横向移动装置6。两根纵向轨道4沿布料区域的纵向并列且平行布置,且两根纵向轨道4之间的距离应大于布料区域的横向距离,以保证架设在纵向轨道4上的定量下料装置1的行程可覆盖整个布料区域。在横向框架5的两端设置有纵向移动装置7,纵向移动装置7内设置有轮组以及驱动机构,横向框架5两端的纵向移动装置7分别运行在两根纵向轨道4上。横向框架5包括横向轨道8,横向轨道8与纵向轨道4相垂直布置。在横向轨道8上设置有横向移动装置6,定量下料装置1以及布料智能控制装置3均安装在横向移动装置6上。在使用时,定量下料装置1可在横向移动装置6的驱动下在横向轨道8上沿布料区域的横向移动以实现布料区域横向的布料,当完成布料区域内的一个横向布料面的布料后,定量下料装置1协同横向框架5可在纵向移动装置7的驱动下在两个纵向轨道4上沿布料区域的纵向移动以使定量下料装置1可移动至布料区域的下一个横向布料面,以此往复逐行布设,直至完成布料区域的完整布料。
横向移动装置6以及纵向移动装置7均和布料智能控制装置3控制连接,具体的,横向移动装置6以及纵向移动装置7内均设置有速度传感器;速度传感器与布料智能控制装置3通过导线连接。布料智能控制装置3可通过转速传感器检测横向移动装置6以及纵向移动装置7的移动速度。此外,布料智能控制装置3还与横向移动装置6以及纵向移动装置7的动力机构连接,以控制横向移动装置6以及纵向移动装置7的位置、速度以及运行方向。在布料智能控制装置3的控制下,横向移动装置6以及纵向移动装置7可以带动定量下料装置1在布料区域内逐行布设超高性能混凝土。
定量下料装置1包括料仓10、出料机、下料装置,出料机的底部开设有出料口15。下料装置包括下料溜板13、下料筒体14、搅拌叶片16、搅拌轴17,其中下料筒体14上部与用于储存超高性能混凝土的料仓10相连接,其底部一侧与下料溜板13相连,经出料口15流出的超高性能混凝土可在下料溜板13的引导下布设在布料区域中,而非直接从出料口滴落,保证了布料的均匀性。搅拌叶片16安装于搅拌轴17的外表面,且搅拌叶片16和搅拌轴17均设于料仓10内,搅拌轴17和搅拌叶片16对料仓10内的超高性能混凝土进行搅拌动作,使得超高性能混凝土搅拌均匀,且防止超高性能混凝土在料仓10内骤凝,导致定量下料装置1出现故障。
定量下料装置1的底部还设置有第一高程检测装置11和第二高程检测装置12,第一高程检测装置11和第二高程检测装置12沿定量下料装置1横向移动的方向布置在定量下料装置1的出料口15的两侧。两个高程检测装置用于测量布料后铺装层的高度,当向左布料时,第一高程检测装置11停止工作,第二高程检测装置12开始工作,当向右进行布料时,第一高程检测装置11开始工作,第二高程检测装置12停止工作,高程检测装置将检测到的数据传送至布料智能控制装置3,若测的布料区域的高度低于预设铺装层高度,则通过布料智能控制装置3控制定量下料装置1和平移装置2行走至缺陷区域,对该区域进行补充布料,避免定量下料装置1经过横向布料区域后再返回补料,从而在提高布料效率的同时,进一步提高布料的均匀性。在一些实施例中,高程检测装置11和高程检测装置12可采用激光测距仪。
结合图3所示,本实施例中的上述超高性能混凝土布料装置在具体应用时,包括第一种如下的应用方法:
检测前,首先需要确定高程检测装置测量基准面,高程检测装置的测量基准面与钢桥面设计位置一致,在施工现场将其标出为h0,该h0即为高程检测装置的检测高度。
由于两个高程检测装置的设置高度相一致,通过高程检测装置中的一个测出钢桥面与高程检测装置之间水平距离为h,测量出钢桥面横向铺装的范围宽w,高程检测装置的检测步长为S,可以沿着钢桥面将布料区域分成n个区块,n=w/s,第i区块则使用Ai表示,测点数量为n+1,测点i的测量值为hi,区块Ai两端对应的测量值分别为hi和hi+1,设定UHPC铺装层的预设计厚度为H0,定量下料装置的位移速度固定为v,定量下料装置的纵向宽度y,ρ为超高性能混凝土的密度,通过公式计算出定量下料装置1的料仓10移动至第i区块时出料体积Vi,根据定量下料装置料仓移动至第i区块时出料体积Vi计算出定量下料装置移动至第i区块时,定量下料装置的下料流量Qi:
Vi= y*S*(hi+hi+2 H0-2h0)/2 ;Qi=p*v*Vi
通过高程检测装置测量得到不同位置需要摊铺的超高性能混凝土高度差h,计算出实际需要摊铺的超高性能混凝土的体积,并将数据传送至布料智能控制装置3,布料智能控制装置3确定在定量下料装置1移动至不同区块时,需要出料的流量Qi,并控制定量下料装置1控制其下料量。在进行超高性能混凝土布料时,位于料仓10后方的高程检测装置12会测量通过定量下料装置1布料后的摊铺高度,并且将检测到的数据传送至布料智能控制装置3,当检测到某区域的实际铺装高度低于预设铺装高度时,布料智能控制装置3通过控制平移装置2,使得定量下料装置1移动至该区域,并通过布料智能控制装置3控制定量下料装置1对该区域进行补充布料,确保整个铺装高度达到预铺装高度。
当向左进行布料时,此时位于布料方向前方(下料溜板13前方)的高程检测装置11停止工作,位于布料方向后方(下料溜板13后方)的高程检测装置12开始工作,该高程检测装置12即对定量下料装置1布料后的摊铺高度进行检测;反之,当布料方向相反时,高程检测装置11开始工作,高程检测装置12停止工作。
结合图4所示,本实施例中的超高性能混凝土布料装置在应用时还包括如下第二种的应用方法:
检测前,首先需要确定高程检测装置测量基准面,高程检测装置的测量基准面与刚桥面设计位置一致,在施工现场将其标出为h0。
通过高程检测装置测出钢桥面与高程检测装置之间水平距离为h,测量出钢桥面横向铺装的范围宽w,高程检测装置的检测步长为S,可以沿着钢桥面将布料区域分成n个区块,n=w/s,第i区块用Ai表示,布料装置在测量i点的位置时,钢桥面实际位置与高程检测装置水平面的位置的高度hi,间隔一定时间后再次测量布料装置在测量点i+1的位置时,钢桥面实际位置与高程检测装置水平面的位置高度hi+1,UHPC铺装层平面设计位置与钢桥面的设计位置的高度为H0,高程检测装置初始位置与钢桥面设计位置的高度为h0,定量下料装置1的纵向宽度y,p为超高性能混凝土的密度,定量下料装置的固定下料流量为Q,通过计算公式计算出定量下料装置移动至第i区块时的出料体积Vi,然后根据出料体积Vi,计算出,定量下料装置1在i处的移动速度vi。
Vi= y*S*(hi+hi+2 H0-2h0)/2;Vi =Q/(p*Vi)
通过测量得到不同位置的需要摊铺的超高性能混凝土高度差h,算出实际需要摊铺的超高性能混凝土体积,将数据传回布料智能控制装置3可以确定在不同位置需要定量下料装置1的行走速度vi,再将此速度数据传到横向行走装置控制定量下料装置1的横向行走速度。在进行超高性能混凝土布料时,位于布料方向后方的高程检测装置会测量通过定量下料装置1布料后的摊铺高度,并且将检测到的数据传送至布料智能控制装置3,当检测到某区域的实际铺装高度低于预设铺装高度时,布料智能控制装置3通过控制平移装置2,使得定量下料装置1移动至该区域,并通过布料智能控制装置3控制定量下料装置1对该区域进行补充布料,确保整个铺装高度达到预铺装高度。
无论上述两种应用方法采用的是对定量下料装置1的下料量或定量下料装置1的行走速度进行控制,配合设置在料仓10下方的两个高程检测装置11、12的实时检测,最终可以达到超高性能混凝土布料均匀、可连续的施工效果。
虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明,但本领域普通技术人员可以认识到,在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下,仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换,故在此不一一赘述。
Claims (6)
1.一种超高性能混凝土布料装置,其特征在于:包括定量下料装置、料仓动态计重装置、平移装置、布料智能控制装置,其中所述定量下料装置架设在所述平移装置上并可在所述平移装置上纵移和横移,所述料仓动态计重装置与所述定量下料装置相连接以测量定量下料装置的料仓内的存料状态和存料递减数值,所述定量下料装置的底部设有高程检测装置,所述高程检测装置用于检测其与布料面之间的距离,所述布料智能控制装置数据连接所述料仓动态计重装置以及所述高程检测装置并根据两者的测量数据控制所述定量下料装置在所述平移装置上的位移状态。
2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土布料装置,其特征在于:所述定量下料装置的底部设有两个高程检测装置,两个所述高程检测装置沿所述定量下料装置横移方向布置在所述定量下料装置的出料口的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土布料装置,其特征在于:所述定量下料装置包括料仓、出料机、下料装置,所述出料机的底部开设有出料口,所述下料装置包括下料溜板、下料筒体、搅拌叶片、搅拌轴,所述料仓的底部与所述下料筒体的顶部相连,所述下料筒体的底部一侧与所述下料溜板相连,所述搅拌叶片安装于所述搅拌轴的外表面,且所述搅拌叶片和所述搅拌轴均设于所述料仓内。
4.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土布料装置,其特征在于:所述下料装置的底部设有密封装置。
5.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土布料装置,其特征在于:所述平移装置包括两根纵向轨道、横向框架、横向移动装置以及纵向移动装置,所述定量下料装置架设在所述横向框架上并连接所述纵向移动装置,所述纵向移动装置可驱动所述定量下料装置在所述横向框架上横移,所述横向框架架设在两个并行的所述纵向轨道上并连接所述纵向移动装置,所述纵向移动装置可驱动所述横向框架协同所述定量下料装置在所述纵向轨道上纵移。
6.根据权利要求5所述的一种超高性能混凝土布料装置,其特征在于:所述横向移动装置上设置有速度传感器,所述速度传感器与布料智能控制装置相连接构成数据交互,所述速度传感器用于测量所述定量下料装置在所述平移装置上的位移速度。
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CN202020138695.0U CN211848978U (zh) | 2020-01-21 | 2020-01-21 | 一种超高性能混凝土布料装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111074787A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-04-28 | 上海城建市政工程(集团)有限公司 | 一种超高性能混凝土布料装置及其应用方法 |
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