CN212225245U - 隧道二衬旋转布料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隧道二衬旋转布料装置，包括台车、回转式减速器、分接头、伸缩泵管、入料管、伸缩驱动组件，所述回转式减速器、入料管分别设置于台车上，所述回转式减速器上设置有用于与混凝土泵车连接管道相连的输入端、能在水平面上旋转的输出端；所述回转式减速器的输出端与分接头的输入端相连，所述分接头的输出端设置有N个出料口，所述出料口与伸缩泵管的输入端相连；所述伸缩泵管包括与出料口相连的内滑套、套接于内滑套外部的外滑套、设置于外滑套与内滑套之间的密封机构。本申请通过增加出料口，及相应的结构改进，在实现旋转布料效率提升的前提下，有效避免了干涉问题的产生，从而满足工业化应用的需求。

Description

隧道二衬旋转布料装置

技术领域

本申请属于隧道衬砌装置技术领域，具体涉及一种隧道二衬旋转布料装置。更具体地，本申请提供一种用于隧道二衬的多出料口旋转布料装置，尤其是二出料口旋转布料装置。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，道路交通突飞猛进，大量隧道工程正在和将要进行。在隧道施工完成初期支护后，需要进行二次衬砌，即浇筑混凝土。早期进行隧道二衬时，主要依赖人工完成，由于需要不同层的布料，振捣，工人的工作环境恶劣，劳动强度大。如何提升施工效率，降低工人的劳动强求，保障在工期内顺利完工，成为迫切需要解决的难题。

后来，人们研发了一种混凝土分仓系统，其具体做法为：在台车内设置多个漏斗，将搅拌机中的混凝土通过布料管泵送至最高的一个漏斗中，然后再将其与其它的第二层的几个漏斗相连，然后在第二层的漏斗上连接多个软管或者滑槽，每个软管或者滑槽可以分别将混凝土送入到浇筑窗口中。然而，采用该结构时，漏斗和软管的布置较为困难，限制了施工效率的进一步提升。

为了简化隧道二衬的布料操作，提升施工效率和混凝土的质量，申请人成都锐龙机械制造有限公司于2019-08-16公开了一种用于隧道二衬的旋转布料装置，其包括台车和混凝土泵车、回转式减速器、伸缩泵管、入料管，所述回转式减速器安装于台车上，所述回转式减速器的输入端接入与混凝土泵车连接的管道，所述回转式减速器的输出端可在水平面上旋转；所述伸缩泵管水平设置并通过弯管与回转式减速器的输出端连接；所述伸缩泵管外部环向设置若干入料接头，若干入料管的一端分别与若干入料接头连接，另一端分别延伸至台车顶部与两侧；其中，所述伸缩泵管包括通过管道与混凝土泵车连接的内滑套、套接于内滑套外部的外滑套以及设置于外滑套与内滑套之间的密封机构。该装置取消了传统台车顶部的浇筑小车与小车纵向行走装置及对应的拖拉管，减小纵向行走带来的施工干涉，减小管路长度及管路上的弯头数量，混凝土流动更顺畅，且顶部无行走小车，施工安全性更高，有效作业面更宽。

在现有旋转布料装置的基础上，本申请提供一种用于隧道二衬的多出料口旋转布料装置，尤其是二出料口旋转布料装置，以进一步提升二衬旋转布料的施工效率。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种隧道二衬旋转布料装置，其是一种用于隧道二衬的多出料口旋转布料装置，尤其是用于隧道二衬的二出料口旋转布料装置。本申请通过增加出料口，及相应的结构改进，在实现旋转布料效率提升的前提下，有效避免了干涉问题的产生，从而满足工业化应用的需求。同时，基于发明人的实践探索，对设备的结构等进行了调整和改进，有利于提升隧道衬彻质量，具有较高的应用价值。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：

隧道二衬旋转布料装置，包括台车、回转式减速器、分接头、伸缩泵管、入料管、伸缩驱动组件，所述回转式减速器、入料管分别设置于台车上，所述回转式减速器上设置有用于与混凝土泵车连接管道相连的输入端、能在水平面上旋转的输出端；

所述回转式减速器的输出端与分接头的输入端相连，所述分接头的输出端设置有N个出料口，所述出料口与伸缩泵管的输入端相连；所述伸缩泵管包括与出料口相连的内滑套、套接于内滑套外部的外滑套、设置于外滑套与内滑套之间的密封机构；

所述伸缩泵管外部环向设置有若干与伸缩泵管的输出端相配合的入料接头，所述入料管、入料接头分别为至少两个；所述入料管的一端与入料接头相连，所述入料管的另一端分别延伸至台车顶部和侧部；将延伸至台车侧部的入料管记为侧壁入料管，将延伸至台车顶部的入料管记为顶部入料管；

所述伸缩驱动组件包括油源、第一连接软管、液压油管支撑件、油管旋转接头、第二连接软管、伸缩液压缸，所述伸缩液压缸的两端分别与内滑套、外滑套相连且伸缩液压缸能带动外滑套相对内滑套移动；

所述第一连接软管与液压油管支撑件相连，所述液压油管支撑件与台车相连且液压油管支撑件能为第一连接软管提供支撑；所述第一连接软管的一端与油源相连，所述第一连接软管的另一端与油管旋转接头相连；所述第二连接软管的一端与油管旋转头相连，所述第二连接软管的另一端与伸缩液压缸相连且内滑套能带动伸缩液压缸及与其相连的第二连接软管相对第一连接软管转动；

所述N为自然数，且N≥2。

使用时，通过回转式减速器带动分接头及与分接头相连的伸缩泵管旋转，当分接头旋转至设定位置后，外滑套伸长并与入料管对接；此时，混凝土泵车中的混凝土依次经伸缩泵管旋转、分接头、伸缩泵管进入入料管内并对隧道进行衬砌，密封机构将内滑套与外滑套之间的缝隙进行封堵。该结构中，采用分接头结构设计，其包含一个用于与回转式减速器相连的输入端、至少两个输出端(即本申请的分接头设置至少两个出料口)，在各个分料口上均需设置相应的伸缩液压缸；当采用申请人先前的单出料口设计时，由于其只有一组液压管路，可采用正反旋的方式，避免液压管路的缠绕；而本申请由于采用多个出料口设计，涉及多组液压管路，采用之前的方式，其很容易发生相互缠绕，可能导致管路打结现象的产生，影响伸缩液压缸的正常运行，还可能因管路打结导致液压管路损坏。

为此，本申请进行了相应的结构改进。本申请中，伸缩驱动组件包括油源、第一连接软管、液压油管支撑件、油管旋转接头、第二连接软管、伸缩液压缸。其中，油源包括机油泵、与机油泵相连的油箱，机油泵与第一连接软管相连，本申请的油源用于为伸缩液压缸提供动力，完成伸缩操作；同时，本申请将液压管路采用两段式设计，并与油管旋转接头相配合；第一连接软管的一端与油源相连，第一连接软管的另一端与油管旋转接头相连；本申请设置了液压油管支撑件，液压油管支撑件与台车相连，第一连接软管与液压油管支撑件相连，从而实现了对第一连接软管的固定；第二连接软管的一端与油管旋转头相连，第二连接软管的另一端与伸缩液压缸相连，使得油源依次通过第一连接软管、油管旋转头相连、第二连接软管对伸缩液压缸进行控制；伸缩液压缸的两端分别与内滑套、外滑套相连，伸缩液压缸能带动外滑套相对内滑套移动，通过伸缩液压缸的工作，实现伸缩泵管与入料接头的对接，进而进行相应的浇注操作。本申请中，将液压管路分为第一连接软管、第二连接软管两部分；其中，第一连接软管在分接头旋转过程中保持相对静止，第二连接软管在分接头旋转过程中保持同步运动，在有效解决液压管路缠绕的前提下，又减少了整体管路的长度和油源的个数，实现了单个油源对多个伸缩泵管的同步操作，有效优化了整体结构。

本申请中，分接头的输出端设置有至少两个出料口，优选为两个出料口。本申请通过对结构的改进，使得出料口的数量增加为两个以上，并优化了相应的驱动机构，使得旋转不了的效率提升至少一倍，且结构成本增加较少，具有较高的应用价值和市场价值。同时，

所述伸缩液压缸的缸体与内滑套相连，所述伸缩液压缸的伸缩杆与外滑套相连。当外滑套伸长入料后，外滑套内壁沾有混凝土，当外滑套收缩时，通过密封机构将外滑套内壁的混凝土进行阻挡，从而避免混凝土进入内滑套与外滑套之间的间隙。

优化的，所述内滑套与出料口采用一体成型。本申请中，内滑套与出料口也可采用分体式设计，优选采用一体成型；采用一体成型时，可实现部件的共用，简化整体结构；采用分体式设计时，则便于进行相应的更换和维护。

优化的，所述顶部入料管进行浇注的出料端中心轴线与竖直方向所成的夹角为30～75°。

所述顶部入料管进行浇注的出料端中心轴线与竖直方向所成的夹角为60°。

发明人在实践中发现，现有的顶部入料管通常沿竖直方向布置，即其中心轴与竖直方向平行；采用该结构，可能会发生浇注后的顶部混凝土空洞现象的产生；为此，本申请采用倾斜结构设计，将顶部入料管进行浇注的出料端中心轴线与竖直方向所成的夹角设计为30～75°(即顶部入料管的中心轴与竖直方向成一定夹角，实现倾斜送料)，优选为60°。基于结构的改进，采用本申请向台车后端送料时，可以减小顶部混凝土产生空洞的可能性。

所述侧壁入料管、顶部入料管分别为偶数个，所述侧壁入料管相对台车对称设置，所述顶部入料管相对台车对称设置。

优化的，所述顶部入料管为四个。

所述密封机构包括依次设置于内滑套与外滑套之间的上层耐磨套、下层耐磨套，所述上层耐磨套环向嵌设于内滑套外壁上，所述下层耐磨套环向嵌设于外滑套内壁上。

还包括液压马达、控制系统，所述液压马达与回转式减速器相连，所述控制系统与液压马达、油源相连。

所述油源包括机油泵、与机油泵相连的油箱，所述机油泵与第一连接软管相连，所述机油泵与控制系统相连。

所述控制系统为遥控控制模块，所述遥控控制模块包括依次通讯连接的遥控器、接收器和中央处理器。本申请中，液压马达、油泵分别与控制系统连接，通过控制系统控制回转式减速器转动和伸缩液压缸的伸缩；优化的，液压控制系统的控制单元采用遥控控制模块，所述遥控控制模块包括依次通讯连接的遥控器、接收器和中央处理器，使用时，通过控制器向接收器发送信号，以控制回转式减速器的关断与伸缩液压缸的伸缩。

所述台车顶部还设置有与顶部入料管相配合的浇注挡板、与台车顶部相连的挡板固定件，所述浇注挡板上设置有与顶部入料管相配合的浇注口，所述浇注挡板与挡板固定件活动连接，还包括挡板液压缸，所述挡板液压缸的两端分别与台车、浇注挡板相连且挡板液压缸能带动浇注挡板相对挡板固定件移动以实现对顶部入料管的开闭，所述挡板液压缸与控制系统相连。

现有技术中，台车的顶部设置有与顶部入料管相配合的浇注挡板、与台车顶部相连的挡板固定件，浇注挡板上设置有与顶部入料管相配合的浇注口，浇注挡板与挡板固定件活动连接。当需要进行顶部浇注时，通常采用人工手动方式打开浇注挡板，从而进行相应的浇注，工人操作麻烦；为此，本申请采用自动顶推设计，通过挡板液压缸实现相连的开闭操作。

优选的，所述分接头呈T型，两个出料口的开口端相背设置，所述伸缩泵管沿水平方向设置。

所述分接头的输出端设置有两个出料口。本申请中，优选采用分料口对称设计，两个出料口的开口端相背设置；采用对称布局，可在提高效率的前提下，优化整体结构。

本发明的有益效果为：

(1)本申请采用分接头设计，采用多个出料口同步进行混凝土出料，大幅提升施工效率；

(2)基于分接头的结构设计，优化了相应的液压管路，在满足液压控制的前提下，避免了管路的缠绕，简化了设备的结构；

(3)通过顶部入料管的布置改进，减小了顶部空洞产生的可能；

(4)对顶部浇注挡板配套结构进行了优化，提高了自动化操作的程度；

(5)本申请构思巧妙，设计合理，使用方便，成本可可控，能有效提升隧道二衬的施工效率，具有较高的应用价值和市场前景，值得大规模推广和应用。

附图说明

图1为本申请提供的隧道二衬旋转布料装置的整体结构示意图；

图2为图1中的A处放大图；

图3为实施例提供的隧道二衬旋转布料装置的俯视图；

图4为实施例1中隧道二衬旋转布料装置的局部结构示意图；

图中标记：1为台车，2为回转式减速器，3为分接头，4为伸缩泵管，5为侧壁入料管，6为顶部入料管，7为第一连接软管，8为液压油管支撑件，9为油管旋转接头，10为第二连接软管，11为伸缩液压缸，12为浇注挡板，13为挡板液压缸，14为浇注口，15为入料接头。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图所述，本申请提供一种隧道二衬旋转布料装置，包括台车1、回转式减速器2、分接头3、伸缩泵管4、入料管、伸缩驱动组件。其中，回转式减速器2、入料管分别设置于台车1上，回转式减速器2上设置有用于与混凝土泵车连接管道相连的输入端、能在水平面上旋转的输出端；回转式减速器2的输出端与分接头3的输入端相连，分接头3的输出端设置有N个出料口，出料口与伸缩泵管4的输入端相连。本实施例中，分接头3的输出端设置有两个出料口，分接头3整体呈T型且两个出料口的开口端相背设置。

其中，伸缩泵管4包括与出料口相连的内滑套、套接于内滑套外部的外滑套、设置于外滑套与内滑套之间的密封机构。如图所示，伸缩泵管4外部环向设置有若干与伸缩泵管4的输出端相配合的入料接头15，入料管与入料接头15分别一一对应；入料管的一端与入料接头15相连，入料管的另一端分别延伸至台车1顶部和侧部；将延伸至台车1侧部的入料管记为侧壁入料管5，将延伸至台车1顶部的入料管记为顶部入料管6(本实施例中，若干入料管的一端分别与若干入料接头15连接，另一端分别延伸至台车1顶部与两侧，延伸至台车1顶部的入料管先由与之连接的入料接头15水平延伸，接着转弯后垂直延伸至台车1顶部浇筑口处；延伸至台车1两侧的入料管先由与之连接的入料接头15水平延伸，接着转弯后分别延伸至台车11两侧从上向下依次设置的若干层侧部浇筑口)。

本申请中，伸缩驱动组件包括油源、第一连接软管7、液压油管支撑件8、油管旋转接头9、第二连接软管10、伸缩液压缸11，伸缩液压缸11的两端分别与内滑套、外滑套相连且伸缩液压缸11能带动外滑套相对内滑套移动；第一连接软管7与液压油管支撑件8相连，液压油管支撑件8与台车1相连；第一连接软管7的一端与油源相连，第一连接软管7的另一端与油管旋转接头9相连；第二连接软管10的一端与油管旋转头相连，第二连接软管10的另一端与伸缩液压缸11相连。

该布料装置工作时，将混凝土泵车与回转式减速器2的输入端相连，回转式减速器2带动分接头3转动至设定位置，伸缩驱动组件内的伸缩液压缸11带动外滑套相对内滑套移动，从而使伸缩泵管4与入料接头15连通；混凝土泵车中的混凝土经回转式减速器2进入分接头3内，再经分接头3的两个出料口输出，并由入料接头15进入入料管内，最终实现混凝土的浇注。基于侧壁入料管5、顶部入料管6的布置，从而实现不同位置的浇注。该结构中，采用单个油源作为动力源，通过第一连接软管7、油管旋转接头9、第二连接软管10实现对伸缩液压缸11的动力输出和控制；而基于第一连接软管7与第二连接软管10的分段设计，能减少油源的数量，缩短软管的长度；基于第一连接软管7、油管旋转接头9、第二连接软管10之间的配合，则能有效解决油路软管缠绕的难题。

优化的，伸缩液压缸11的缸体与内滑套相连，伸缩液压缸11的伸缩杆与外滑套相连，内滑套与出料口采用一体成型。本实施例中，顶部入料管6进行浇注的出料端中心轴线与竖直方向所成的夹角为60°，顶部入料管6为四个。本实施例中，还包括液压马达、控制系统，液压马达与回转式减速器2相连，控制系统与液压马达、油源相连；油源包括机油泵、与机油泵相连的油箱，机油泵与第一连接软管7相连，机油泵与控制系统相连。同时，控制系统为遥控控制模块，遥控控制模块包括依次通讯连接的遥控器、接收器和中央处理器。

优化的，本实施例装置中，台车1顶部还设置有浇注挡板12、挡板固定件、挡板液压缸13，挡板液压缸13与控制系统相连。其中，浇注挡板12上设置有与顶部入料管6相配合的浇注口14，且浇注挡板12主要用于与顶部入料管6相配合；而挡板固定件则与台车1顶部固定连接，并与挡板固定件活动连接，使得浇注挡板12能相对挡板固定件移动；挡板液压缸13的两端分别与台车1、浇注挡板12相连。基于该结构，通过控制系统对挡板液压缸13进行操作，能够使挡板液压缸13能带动浇注挡板12相对挡板固定件移动，进而实现对顶部入料管6的开闭。

本申请的上述实施例仅仅是为说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本申请的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。

Claims (10)

1.隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，包括台车、回转式减速器、分接头、伸缩泵管、入料管、伸缩驱动组件，所述回转式减速器、入料管分别设置于台车上，所述回转式减速器上设置有用于与混凝土泵车连接管道相连的输入端、能在水平面上旋转的输出端；

所述回转式减速器的输出端与分接头的输入端相连，所述分接头的输出端设置有N个出料口，所述出料口与伸缩泵管的输入端相连；所述伸缩泵管包括与出料口相连的内滑套、套接于内滑套外部的外滑套、设置于外滑套与内滑套之间的密封机构；

所述伸缩泵管外部环向设置有若干与伸缩泵管的输出端相配合的入料接头，所述入料管、入料接头分别为至少两个；所述入料管的一端与入料接头相连，所述入料管的另一端分别延伸至台车顶部和侧部；将延伸至台车侧部的入料管记为侧壁入料管，将延伸至台车顶部的入料管记为顶部入料管；

所述伸缩驱动组件包括油源、第一连接软管、液压油管支撑件、油管旋转接头、第二连接软管、伸缩液压缸，所述伸缩液压缸的两端分别与内滑套、外滑套相连且伸缩液压缸能带动外滑套相对内滑套移动；

所述第一连接软管与液压油管支撑件相连，所述液压油管支撑件与台车相连且液压油管支撑件能为第一连接软管提供支撑；所述第一连接软管的一端与油源相连，所述第一连接软管的另一端与油管旋转接头相连；所述第二连接软管的一端与油管旋转头相连，所述第二连接软管的另一端与伸缩液压缸相连且内滑套能带动伸缩液压缸及与其相连的第二连接软管相对第一连接软管转动；

所述N为自然数，且N≥2。

2.根据权利要求1所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述伸缩液压缸的缸体与内滑套相连，所述伸缩液压缸的伸缩杆与外滑套相连。

3.根据权利要求1所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述顶部入料管进行浇注的出料端中心轴线与竖直方向所成的夹角为30~75°。

4.根据权利要求1所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述侧壁入料管、顶部入料管分别为偶数个，所述侧壁入料管相对台车对称设置，所述顶部入料管相对台车对称设置。

5.根据权利要求1所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述密封机构包括依次设置于内滑套与外滑套之间的上层耐磨套、下层耐磨套，所述上层耐磨套环向嵌设于内滑套外壁上，所述下层耐磨套环向嵌设于外滑套内壁上。

6.根据权利要求1所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，还包括液压马达、控制系统，所述液压马达与回转式减速器相连，所述控制系统与液压马达、油源相连。

7.根据权利要求6所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述油源包括机油泵、与机油泵相连的油箱，所述机油泵与第一连接软管相连，所述机油泵与控制系统相连。

8.根据权利要求6所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述控制系统为遥控控制模块，所述遥控控制模块包括依次通讯连接的遥控器、接收器和中央处理器。

9.根据权利要求1所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述台车顶部还设置有与顶部入料管相配合的浇注挡板、与台车顶部相连的挡板固定件，所述浇注挡板上设置有与顶部入料管相配合的浇注口，所述浇注挡板与挡板固定件活动连接，还包括挡板液压缸，所述挡板液压缸的两端分别与台车、浇注挡板相连且挡板液压缸能带动浇注挡板相对挡板固定件移动以实现对顶部入料管的开闭，所述挡板液压缸与控制系统相连。

10.根据权利要求1~9任一项所述隧道二衬旋转布料装置，其特征在于，所述分接头呈T型，两个出料口的开口端相背设置，所述分接头的输出端设置有两个出料口。

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