CN220166919U - 一种用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，包括：前平台车和后平台；所述前平台和所述后平台车的高度均可调节；所述后平台车上依次设置有上料平台、搅拌机以及料浆中间仓，所述前平台车上设置有喷射机、空压机组、喷射管以及喷头支架；所述搅拌机的A出料口与所述料浆中间仓的B进料口连通，所述料浆中间仓的B出料口通过螺旋输送管与所述喷射机的C进料口连通；所述喷射管的一端与所述喷射机的C出料口连通，另一端连接有喷头，所述喷头与所述喷头支架可拆卸连接；所述空压机组的输出端通过管道与所述喷射管靠近喷头的一端连通。本实用新型能够实现UHPC喷射施工时浆料搅拌与喷射地协调统一，降低劳动负荷，提升施工效率。

Description

一种用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备

技术领域

本实用新型涉及混凝土喷射施工装置领域。更具体地说，本实用新型涉及一种用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备。

背景技术

喷射混凝土是使用混凝土喷射机械，以压缩空气为动力，通过软管或管道将混凝土浆体直接喷射到工作面的一种快速施工方式，省去了制模支模、浇筑振捣和拆模等复杂工序，主要应用在隧道、矿井、地下工程、边坡、修复加固等混凝土难以模筑成型的施工环境。超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)是基于粉体最紧密堆积理论，通过掺入一定体积含量的纤维所制成的新型水泥基复合材料，具备超高的力学性能、韧性和耐久性，将其用于喷射施工时可解决普通喷射混凝土强度低、脆性大、耐久性不足等问题。由于UHPC存在拌合时间长、浆体粘度大、泵送困难、纤维易结团等难题，因此当其应用于喷射施工时对设备提出了更高的要求，现有喷射设备难以满足喷射UHPC的实际工程应用。虽然有一些厂家针对上述问题对设备进行了研制或改造，如研制出UHPC专用搅拌机，可大幅提升UHPC搅拌效率，从而缩短浆体拌合时间；对现有喷射机进行改造并优化喷射方式，从而提升吸浆效率、改善喷射脉冲、提升喷射效率。但上述方式仍存在着搅拌机与喷射机的工作效率匹配性问题，且未考虑到UHPC喷射施工时所需的喷射空气压力大、喷头较重，导致喷射位置调整困难、劳动负荷高等实际问题。此外，当UHPC喷射施工的应用场景为深基坑、隧道、矿井、地下工程等特殊环境时，还应考虑到设备是否方便转运、作业面是否便于施工等。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，包括：前平台车和后平台车，二者可拆卸连接；所述前平台和所述后平台车的高度均可调节；所述后平台车上依次设置有上料平台、搅拌机以及料浆中间仓，所述前平台车上设置有喷射机、空压机组、喷射管以及喷头支架；所述搅拌机的A出料口与所述料浆中间仓的B进料口连通，所述料浆中间仓的B出料口通过螺旋输送管与所述喷射机的C进料口连通；所述喷射管的一端与所述喷射机的C出料口连通，另一端连接有喷头，所述喷头与所述喷头支架可拆卸连接；所述空压机组的输出端通过管道与所述喷射管靠近喷头的一端连通。

优选的是，所述上料平台包括承台面和升降机构，所述升降机构的固定端与所述后平台车固定连接，其活动端与所述承台面的底面固定连接。

优选的是，所述搅拌机具有A进料口，其包括固体进料口和液料进料口，所述固体进料口和所述液料进料口的上方均设置有可开启的A上料盖，所述搅拌机的A出料口上设置有可开启的A卸料盖。

优选的是，所述搅拌机的搅拌轴上设置有外层搅拌叶片组和内层搅拌叶片组，所述外层搅拌叶片组和所述内层搅拌叶片组的顶部通过传动组件与所述搅拌轴连接。

优选的是，所述外层搅拌叶片组包括多个外层搅拌轴，每个所述外层搅拌轴上间隔设置有多个梨形的外层叶片；所述内层搅拌叶片组包括多个内层搅拌轴，每个所述内层搅拌轴上间隔设置有多个曲面形状的内层叶片。

优选的是，所述A出料口通过卸料槽与所述中间料仓的B进料口连通，所述卸料槽从所述搅拌机至所述中间料仓方向倾斜向下设置。

优选的是，所述中间料仓的装料体积为所述搅拌机的装料体积的3-4倍；所述中间料仓内部设置有中间搅拌轴，所述中间料仓的B进料口和B出料口上分别设置有可开启的B上料盖和B卸料盖。

优选的是，所述空压机组包括空压机和气压稳定罐，所述空压机的输出端通与所述气压稳定罐连通，所述气压稳定罐的输出端通过管道与所述喷射管靠近喷头的一端连通。所述气压稳定罐上设置有减压阀和流量计。

优选的是，所述喷头支架包括外框架、纵杆和横杆，所述外框架为矩形框架，所述纵杆与所述横杆垂直交叉设置，且二者的两端分别与所述外框架滑动连接；所述喷头的外周固定设置有两个滑块，两个滑块之间的夹角为90°，且两个滑块分别与所述纵杆和所述横杆滑动连接。

优选的是，所述喷头支架的外侧面为曲面，且所述喷头与所述喷头支架的外侧面滑动连接。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型提供的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，将上料、搅拌、喷射等设备固定在对应的前平台车或后平台车上，可将设备整体运输至工作场地，适用于各种使用场景；通过在搅拌机与喷射机之间设置中间料仓，实现了UHPC喷射施工时浆料搅拌与喷射的协调统一；利用喷射支架灵活调整喷头位置，实现了UHPC喷射施工时喷射面的灵活调整；降低了劳动负荷，大幅提升了施工效率。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型所述用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备的结构示意图；

图2为本实用新型所述搅拌机的搅拌轴的俯视图；

图3为本实用新型所述外层叶片的结构示意图；

图4为本实用新型所述内层叶片的结构示意图；

图5为本实用新型一种实施例中所述喷头支架的结构示意图；

图6为本实用新型上述实施例中所述喷头的结构示意图；

图7为本实用新型另一种实施例中所述喷头支架的结构示意图；

图8为本实用新型所述上料平台的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～图8所示，本实用新型提供一种用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，包括：前平台车200和后平台车100，二者可拆卸连接；所述前平台200和所述后平台车100的高度均可调节；所述后平台100车上依次设置有上料平台110、搅拌机120以及料浆中间仓140，所述前平台车200上设置有喷射机210、空压机组、喷射管以及喷头支架240；所述搅拌机120的A出料口与所述料浆中间仓130的B进料口连通，所述料浆中间仓130的B出料口通过螺旋输送管150与所述喷射机210的C进料口连通；所述喷射管的一端与所述喷射机210的C出料口连通，另一端连接有喷头250，所述喷头250与所述喷头支架240可拆卸连接；所述空压机组的输出端通过管道与所述喷射管靠近喷头250的一端连通。

在这种技术方案中，所述前平台车200和所述后平台车100均为常规的行走机构，包括底盘与车轮组件，在动力车头的牵引下所述前平台车200和所述后平台车100一同移动。所述前平台车200和所述后平台车100的底部可通过设置可伸缩的101来实现高度的调整。将设备整体运输至施工地点，在所述上料平台110上将原材料导入所述搅拌机120，启动搅拌机，待原材料混合均匀后再通过A进料口加入拌合水和减水剂，待浆体搅拌均匀后再打开A进料口，将纤维均匀投入搅拌机直至纤维与浆体拌合均匀。打开A出料口，浆体进入浆料中间仓140，并通过所述螺旋输送管150进入所述喷射机210。启动所述空压机组，调整空气压力，开始喷射施工。施工时，通过所述喷射支架240调整所述喷头250的位置，使得喷射面整体均匀平整。

在另一种实施例中，如图8所示，所述上料平台110包括承台面111和升降机构112，所述升降机构的固定端与所述后平台车100固定连接，其活动端与所述承台面的底面固定连接。通过所述升降机构112调整所述承台面111至其略高于所述搅拌机120的上部，便于上料。

在另一种实施例中，所述搅拌机120具有A进料口，其包括固体进料口和液料进料口，所述固体进料口和所述液料进料口的上方均设置有可开启的A上料盖，所述搅拌机的A出料口上设置有可开启的A卸料盖。需要投入粉料、骨料时打开所述固体进料口，上料结束后关闭所述固体进料口，启动所述搅拌机120，以最大限度降低拌合粉尘。需要投入拌合水和减水剂时，打开所述液料进料口。

在另一种实施例中，参照图2，所述搅拌机120的搅拌轴122上设置有外层搅拌叶片组123和内层搅拌叶片组121，所述外层搅拌叶片组123和所述内层搅拌叶片组121的顶部通过传动组件124与所述搅拌轴122连接。利用所述外层搅拌叶片组可将物料充分翻起，翻起后的物料经所述内层搅拌叶片组再次进行拌合，如此可将物料充分混合，提高搅拌效率。所述传动组件124可采用现有技术中常规使用的齿轮组传动，以使所述搅拌轴122带动所述外层搅拌叶片组122和所述内层搅拌叶片组121转动。

进一步地，参照图3和图4，所述外层搅拌叶片组123包括多个外层搅拌轴1231，每个所述外层搅拌轴1231上间隔设置有多个梨形的外层叶片1232；所述内层搅拌叶片组121包括多个内层搅拌轴1211，每个所述内层搅拌轴1211上间隔设置有多个曲面形状的内层叶片1211。各所述外层搅拌轴1231和各所述内层搅拌轴1211均通过所述传动组件124与通过搅拌轴122同步转动。搅拌轴的转速为60-180r/min，转速连续可调，可正反转。所述内层叶片1211两侧的曲面关于所述内层搅拌轴1211对称设置。具体地，所述搅拌轴122、各所述外层搅拌轴1231以及各所述内层搅拌轴1211上均固定套设有相互啮合的齿轮，组成所述传动组件124.

在另一种实施例中，所述搅拌机120的A出料口通过卸料槽130与所述中间料仓140的B进料口连通，所述卸料槽130从所述搅拌机120至所述中间料仓140方向倾斜向下设置。较优地，所述A出料口设置在所述搅拌机120内搅拌罐的底部，所述A卸料盖为左右开合方式，二者结合处设置有橡胶垫片，以防止闭合时物料从罐底漏出。所述卸料槽130与水平面的夹角为10°-20°，所述卸料槽130的上部为半封闭式结构，当卸料不顺畅时可加以人工辅助。

在另一种实施例中，所述中间料仓140的装料体积为所述搅拌机120的装料体积的3-4倍；所述中间料仓140内部设置有中间搅拌轴，所述中间料仓140的B进料口和B出料口上分别设置有可开启的B上料盖和B卸料盖。在喷射前可先将2-3盘搅拌均匀的浆料输送至所述中间料仓140储存，防止搅拌速度难以满足喷射速度的需求，保证喷射施工的连续性。浆体在搅拌机中搅拌完成后，所述B上料盖打开，浆料经所述卸料槽130进入中间料仓140内，卸料完毕后关闭所述B上料盖，防止浆体内水分散失。所述中间搅拌轴上可设置常规的叶片，转速为30-60r/min，保证浆料在所述中间料仓140内继续保持工作性。所述B卸料盖在开设喷射混凝土时开启，并通过所述B卸料盖的开启程度调整卸料速度。所述A上料盖、所述A卸料盖、所述B上料盖以及所述B卸料盖均可采用机械开合阀门或者电动阀门。

在另一种实施例中，所述空压机组包括空压机220和气压稳定罐230，所述空压机220的输出端通与所述气压稳定罐230连通，所述气压稳定罐230的输出端通过管道与所述喷射管靠近喷头250的一端连通。所述气压稳定罐230上还设置有减压阀和流量计。所述空压机220产生的压缩空气经管道输送至所述气压稳定罐230。所述气压稳定罐230上的减压阀和流量计，用于调整空气压力和流量。所述减压阀和所述流量计可设置在所述气压稳定罐230的输入端或输出端。

在另一种实施例中，参照图5和图6，对于竖直工作面，所述喷头支架240可以设置为包括外框架241、纵杆242和横杆243，所述外框架241为矩形框架，所述纵杆242与所述横杆243垂直交叉设置，且二者的两端分别与所述外框架241滑动连接；所述喷头250的外周固定设置有两个滑块251，两个滑块251之间的夹角为90°，且两个滑块251分别与所述纵杆242和所述横杆243滑动连接。通过调整所述纵杆242、所述横杆243的位置，以调整所述喷头250在平面上的位置。较优地，所述纵杆242和所述横杆243与所述外框架241的滑动连接，以及两个滑块251与所述纵杆242和所述横杆243的滑动连接，均可通过丝杆滑块结构实现电动控制。

在另一种实施例中，参照图7，对于曲面工作面，所述喷头支架240的外侧面可设置为曲面，且所述喷头250与所述喷头支架240的外侧面滑动连接。参照图7，所述喷头支架240可以为圆柱形，所述喷头250仍然可通过滑块与所述喷头支架240的外侧面连接，此时可在所述喷头支架240的外侧面设置与滑块相配合的滑道。所述喷头支架240也可设置为与待施工曲面相对应的其他曲面形状。

所述用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备的工作过程为：

首先将载有各类设备的前平台车200和后平台车100通过牵引车头整体运输至喷射场地，调整前平台车200与后平台车100的高度。将原材料放在上料平台110的承台面11上，随后通过升降机构112调整承台面111的位置，使其略高于搅拌机120的上部。打开搅拌机120的A进料口的固体进料口，固体物料通过固体进料口投入搅拌机120，同时开启搅拌机120，转速设定为60r/min，待固体物料投送完毕后立即关闭固体进料口；搅拌1min后，打开液料进料口，投入拌合水和减水剂，同时调整转速为120r/min，液料投入完毕后关闭液料进料口，搅拌5min后形成浆体；再次打开固体进料口，投入纤维，继续搅拌1min。搅拌完成后，调整转速为60r/min，同时打开搅拌机的A出料口，浆体经卸料槽130进入中间料仓140，待搅拌机内浆体完全卸出后关闭卸料口。同时开启中间料仓的中间搅拌轴，转速设定为40r/min，浆体搅拌重复上述流程。待中间料仓140内储存2盘浆体后，开启空压机220，设定喷射压力为0.4MPa。随后打开中间料仓140的B出料口，浆体经螺旋输送管150进入喷射机210的C进料口，并经喷射机210的泵送机构泵送至喷射管，开始喷射施工。在施工过程中，通过调整喷头支架240来调整喷头位置和喷射面。待浆体搅拌结束后关闭搅拌机120及其A出料口。待喷射结束后依次关闭空压机220、喷射机210、中间料仓的中间搅拌轴，关闭中间料仓的B出料口。随后将上料平台110降至初始高度，将前平台车200和后平台车100降至初始高度。最后将设备整体运出喷射场地。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，包括：前平台车和后平台车，二者可拆卸连接；所述前平台和所述后平台车的高度均可调节；所述后平台车上依次设置有上料平台、搅拌机以及料浆中间仓，所述前平台车上设置有喷射机、空压机组、喷射管以及喷头支架；所述搅拌机的A出料口与所述料浆中间仓的B进料口连通，所述料浆中间仓的B出料口通过螺旋输送管与所述喷射机的C进料口连通；所述喷射管的一端与所述喷射机的C出料口连通，另一端连接有喷头，所述喷头与所述喷头支架可拆卸连接；所述空压机组的输出端通过管道与所述喷射管靠近喷头的一端连通。

2.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述上料平台包括承台面和升降机构，所述升降机构的固定端与所述后平台车固定连接，其活动端与所述承台面的底面固定连接。

3.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述搅拌机具有A进料口，其包括固体进料口和液料进料口；所述固体进料口和所述液料进料口的上方均设置有可开启的A上料盖，所述搅拌机的A出料口上设置有可开启的A卸料盖。

4.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述搅拌机的搅拌轴上设置有外层搅拌叶片组和内层搅拌叶片组，所述外层搅拌叶片组和所述内层搅拌叶片组的顶部通过传动组件与所述搅拌轴连接。

5.如权利要求4所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述外层搅拌叶片组包括多个外层搅拌轴，每个所述外层搅拌轴上间隔设置有多个梨形的外层叶片；所述内层搅拌叶片组包括多个内层搅拌轴，每个所述内层搅拌轴上间隔设置有多个曲面形状的内层叶片。

6.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述A出料口通过卸料槽与所述料浆中间仓的B进料口连通，所述卸料槽从所述搅拌机至所述料浆中间仓方向倾斜向下设置。

7.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述料浆中间仓的装料体积为所述搅拌机的装料体积的3-4倍；所述料浆中间仓内部设置有中间搅拌轴，所述料浆中间仓的B进料口和B出料口上分别设置有可开启的B上料盖和B卸料盖。

8.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述空压机组包括空压机和气压稳定罐，所述空压机的输出端通与所述气压稳定罐连通，所述气压稳定罐的输出端通过管道与所述喷射管靠近喷头的一端连通；所述气压稳定罐上设置有减压阀和流量计。

9.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述喷头支架包括外框架、纵杆和横杆，所述外框架为矩形框架，所述纵杆与所述横杆垂直交叉设置，且二者的两端分别与所述外框架滑动连接；所述喷头的外周固定设置有两个滑块，两个滑块之间的夹角为90°，且两个滑块分别与所述纵杆和所述横杆滑动连接。

10.如权利要求1所述的用于超高性能混凝土喷射施工的一体化设备，其特征在于，所述喷头支架的外侧面为曲面，且所述喷头与所述喷头支架的外侧面滑动连接。