WO2020019628A1

WO2020019628A1 - 无脉冲湿喷机

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Publication number: WO2020019628A1
Application number: PCT/CN2018/120096
Authority: WO
Inventors: 陈连军; 马官国; 刘国明; 潘刚; 刘兆霞; 王刚; 聂文; 边文辉
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: US20210010372A1; CN109113763A; CN109113763B

Abstract

一种无脉冲湿喷机，包括机架（1）、泵送机构（2）、摆动机构（3）和电机及液压系统（4），泵送机构（2）包括料斗（21）、料室（22）、混凝土送料机构（23）、辅助送料机构（24）和分配阀（26），料斗（21）设置在料室（22）上方，混凝土送料机构（23）和辅助送料机构（24）均包括液压缸（234、244）、混凝土活塞（231、241）和混凝土缸（233、243），混凝土送料机构（23）的混凝土缸（233）和辅助送料机构（24）的辅助混凝土缸（243）均与料室（22）相连，出料口（25）设置在料室（22）上，分配阀（26）与出料口（25）之间通过密封圈（226）密封，分配阀（26）设置在料室（22）内，料室（22）内还设置有前摩擦板（222）和后摩擦板（223），摆动机构（3）包括摆动液压缸（31）、芯轴（34）、摆臂（32）和摆动液压缸底座（33），芯轴（34）带动分配阀（26）摆动。该无脉冲湿喷机解决了混凝土湿喷机泵送过程中的脉冲问题，且具有送料平稳、密封性能好、管路畅通等优点。

Description

无脉冲湿喷机技术领域

[0001] 本发明涉及工程设备技术领域，尤其是一种无脉冲湿喷机。

背景技术

[0002] 混凝土湿喷机在煤矿巷道、公路隧道等需要喷浆支护的地方应用广泛，常见的混凝土湿喷机为柱塞式混凝土湿喷机，其工作原理是通过分配阀切换实现泵送，在泵送过程中由于分配阀的摆动，造成泵送过程中的脉冲现象，这增大了泵送过程的堵管机率，并造成喷浆过程中的回弹问题。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0003] 为解决混凝土湿喷机在工作过程中出现的脉冲和喷浆回弹问题，本发明提供了一种无脉冲湿喷机，具体技术方案如下：

[0004] 无脉冲湿喷机，包括机架、泵送机构、摆动机构和电机及液压系统，所述泵送机构包括料斗、料室、混凝土送料机构、辅助送料机构、分配阀和出料口，所述料斗设置在料室上方，混凝土送料机构的两个混凝土缸与料室相通，辅助送料机构的辅助混凝土缸与料室内的分配阀相通；所述分配阀设置在料室内，分配阀前端与出料口相通，分配阀后端在摆动过程中与混凝土缸和辅助混凝土缸相通；所述摆动机构包括摆动液压缸、芯轴、摆臂和摆动液压缸底座，所述摆动液压缸底座安装在料室外侧，摆动液压缸对称布置在摆动液压缸底座的两侧，摆臂与摆动液压缸铰接；所述摆臂通过花键与芯轴配合安装；所述电机及液压系统包括液压油箱和电机，所述泵送机构、摆动机构和电机及液压系统设置在机架上。

[0005] 优选的是，混凝土送料机构包括主压缸、混凝土活塞和混凝土缸，主压缸的活塞杆推动混凝土活塞在混凝土缸内运动；辅助送料机构包括辅助液压缸、辅助混凝土活塞和辅助混凝土缸，辅助液压缸的辅助活塞杆推动辅助混凝土活塞在辅助混凝土缸内运动。

[0006] 优选的是，料斗安装在料室的上方，混凝土送料机构和辅助送料机构布置在料室的侧面，主液压缸安装在水洗槽上，辅助液压缸安装在主液压缸的上方。

[0007] 优选的是，料室内设置有分配阀、后摩擦板、分配阀摩擦板、橡胶弹簧、密封圈和前摩擦板，分配阀摩擦板与分配阀之间设置橡胶弹簧，分配阀摩擦板两翼设置有挡板，分配阀与前摩擦板之间设置有密封圈。

[0008] 优选的是，分配阀的前端开口形状与分配阀摆动扫过的出料口形状相同，分配阀后端开口上部形状与分配阀摆动扫过的辅助混凝土缸的形状相同，分配阀后端开口下部形状与分配阀摆动扫过的混凝土缸的形状相同。

[0009] 优选的是，分配阀在摆动过程中，分配阀的后端始终与辅助混凝土缸相通，分配阀的前端始终与出料口相通。

[0010] 优选的是，分配阀与出料口之间设置有前摩擦板，分配阀与混凝土送料机构的混凝土缸之间设置有分配阀摩擦板和后摩擦板；所述前摩擦板上设置有 1个通孔，后摩擦板上设置有 3个通孔；所述分配阀摩擦板和后摩擦板之间紧密接触。

[0011] 还优选的是，混凝土送料机构的混凝土缸从料室内吸料，混凝土送料机构通过混凝土活塞将混凝土缸内的物料推送至分配阀，通过分配阀到达出料口；当任一混凝土送料机构泵送物料时，辅助混凝土缸内的辅助混凝土活塞收缩，辅助混凝土缸从分配阀内吸料，当所述分配阀摆动时，辅助混凝土缸内的物料被推送至分配阀。

[0012] 还优选的是，当辅助混凝土缸内的辅助混凝土活塞推送物料时，分配阀摩擦板的两翼挡板遮挡混凝土缸的出口。

发明的有益效果

有益效果

[0013] 本发明的有益效果包括：（1）辅助送料机构和混凝土送料机构共同在料室内向分配阀泵送物料，辅助混凝土活塞在混凝土活塞推送物料时收缩，使辅助混凝土缸吸入一部分物料，当混凝土缸被分配阀摩擦板遮挡时，辅助混凝土缸泵送物料，从而弥补了双液压缸泵送物料时分配阀摆动时泵送造成的脉动问题，同时混凝土送料机构与辅助送料机构共同布置，使得泵送机构结构紧凑，辅助送料机构在料室内泵送更有利于密封。（2）在分配阀的前后均设置有摩擦板，分配阀摩擦板和前摩擦板由硬质合金制作，加强了密封并防止了分配阀摆动造成磨损过快，延长了设备使用寿命；分配阀摩擦板与分配阀之间设置橡胶弹簧，保证了分配阀摩擦板和后摩擦板紧密接触，加强了密封，以及分配阀在摆动过程中的稳定。（3）摆臂通过花键与芯轴配合安装，芯轴通过芯轴盖与分配阀上部的卡槽配合安装，使得芯轴跟随摆臂有效摆动，并且方便安装。

对附图的简要说明

附图说明

[0014] 图 1是无脉冲湿喷机整机结构示意图；

[0015] 图 2是泵送机构和摆动机构安装结构示意图；

[0016] 图 3是泵送机构和摆动机构部分结构示意图；

[0017] 图 4是泵送机构和摆动机构结构部分剖面示意图；

[0018] 图 5是摆动机构示意图；

[0019] 图 6是分配阀安装示意图；

[0020] 图 7是分配阀摆动结构示意图；

[0021] 图 8是分配阀后摩擦板结构示意图；

[0022] 图 9是分配阀摩擦板结构示意图；

[0023] 图 10是分配阀前摩擦板结构示意图；

[0024] 图中： 1-机架； 2 -泵送机构； 3 -摆动机构； 4 -电机及液压系统； 21-料斗； 22 -料室； 221 -分配阀； 222 -前摩擦板； 223 -后摩擦板； 224 -分配阀摩擦板； 225 -橡胶弹簧； 226 -密封圈； 23 -混凝土送料机构； 231 -混凝土活塞； 232 -活塞杆； 233 -混凝土缸； 234 -主液压缸； 24 -辅助送料机构； 241 -辅助混凝土活塞； 242 -辅助活塞杆； 243 -辅助混凝土缸； 244 -辅助液压缸； 25 -出料口； 26 -分配阀； 27 -水洗槽； 31-摆动液压缸； 32 -摆臂； 33 -摆动液压缸底座； 34 -芯轴； 341 -芯轴盖。

发明实施例

本发明的实施方式

[0025] 结合图 1至图 10所示，本发明所述的无脉冲湿喷机具体实施方式如下。 [0026] 无脉冲湿喷机如图 1所示，具体包括机架 1、泵送机构 2、摆动机构 3和电机及液压系统 4。机架 1设置有机轮，方便湿喷机移动；电机及液压系统 4包括液压油箱和电机，液压油箱设置在机架 1上部，电机和液压油箱驱动摆动机构 3和泵送机构 2的液压缸运动，该结构输出动力稳定、安全可靠；摆动机构 3和泵送机构 2配合安装，泵送机构 2的混凝土送料机构 23设置在机架 1底部，泵送机构 2的料斗 21设置在车架前部上方，泵送机构 2实现物料的泵送，摆动机构 3通过芯轴 34摆动带动分配阀 26摆动。

[0027] 其中，泵送机构如图 2至图 4所示，包括料斗 21、料室 22、混凝土送料机构 23、辅助送料机构 24、分配阀 26、出料口 25和水洗槽 27，料斗 21安装在料室 22的上方，料斗 21下端与料室 22相连。混凝土送料机构 23包括 2个主液压缸 234、 2个混凝土活塞 231和 2个混凝土缸 233 , 辅助送料机构 24包括辅助液压缸 244、辅助混凝土活塞 241和辅助混凝土缸 243 , 混凝土送料机构 23的 2个混凝土缸 233对称布置在料室 22侧面，两个混凝土送料机构 23的混凝土缸 233与料室 22相通，辅助送料机构 24的辅助混凝土缸 243与分配阀 26相通。分配阀 26设置在料室 22内连通混凝土送料机构的混凝土缸 233、辅助混凝土缸 243和出料口 25。混凝土送料机构 2 3后侧安装有水洗槽 27 , 辅助送料机构 24安装在混凝土送料机构 23的上方，液压机构集中布置，水洗槽 27和料室 22之间设置有拉杆。料室 22内设置有分配阀 221 、后摩擦板 223、分配阀摩擦板 224、橡胶弹簧 225、密封圈 226和前摩擦板 222，分配阀摩擦板 224与分配阀 221之间设置橡胶弹簧 225，分配阀 221与前摩擦板 222 之间设置有密封圈 226 , 其中密封圈 226为肾形圈。分配阀 221与出料口 25连接一侧设置有前摩擦板 222, 分配阀 221与混凝土送料机构 23的混凝土缸 233连接一侧设置有分配阀摩擦板 224, 料室 22与分配阀 221之间还设置有后摩擦板 223 , 其中前摩擦板 222设置有一个与出料口 25直径相同的通孔，后摩擦板 223上设有两个与混凝土送料机构的混凝土缸 233管径相同的通孔，以及 1个与辅助送料机构的辅助混凝土缸 243管径相同的通孔。在分配阀的前后均设置有摩擦板，摩擦板由硬质合金制作，加强了密封并防止了分配阀摆动造成磨损过快，延长了设备使用寿命，分配阀摩擦板 224与分配阀 221之间设置橡胶弹簧 225 , 保证了分配阀摩擦板和后摩擦板紧密接触，加强了密封，以及分配阀在摆动过程中的稳定。 [0028] 如图 4所示，泵送机构 2的混凝土送料机构 23的活塞杆 232—端设置有混凝土活塞 231，混凝土送料机构 23的混凝土活塞 231在混凝土缸 233内伸缩，混凝土缸 23 3与料室 22直接连通。辅助送料机构 24的辅助活塞杆 242—端设置有辅助混凝土活塞 241，辅助送料机构的辅助混凝土活塞 241在辅助混凝土缸 243内伸缩，辅助混凝土缸 243与分配阀 26直接连通。辅助送料机构 24和混凝土送料机构 23共同在料室 22内向分配阀 26泵送物料，弥补了双液压缸泵送物料时分配阀 26摆动时，泵送过程中的脉动问题，同时混凝土送料机构 23与辅助液压缸 23共同布置，使得泵送机构 2结构紧凑，辅助液压缸 24在料室 22内泵送更有利于密封，并且物料从料室 22直接泵出保证了泵送压力。

[0029] 如图 6至图 10所示，泵送机构 2的分配阀 26主体为变径管，分配阀 26的前端开口形状与分配阀 26摆动扫过的出料口 25形状相同，分配阀 26后端开口上部形状与分配阀 26摆动扫过的辅助混凝土缸 243的形状相同，分配阀 26后端开口下部形状与分配阀 26摆动扫过的混凝土缸 233的形状相同。其中分配阀 26前端为分配阀与出料口连接端，分配阀 26后端为分配阀与其中一个混凝土缸 233和辅助混凝土缸 243的连接端。分配阀 26的后端即进料端始终与辅助液压缸相通，前端即出料端始终与出料口 25相通，分配阀摩擦板 224和后摩擦板 223之间紧密接触。分配阀 2 6随摆动机构的芯轴 34摆动，摆动过程中分配阀 26的前端始终与出料口 25相通，分配阀 26的后端在摆动过程中与其中一个混凝土送料机构 23的混凝土缸 233以及辅助送料机构 24的辅助混凝土缸 243相通用于泵送物料，通过设计合理的分配阀形状，使得分配阀在摆动过程中连通混凝土缸 233和辅助混凝土缸 243与出料口 2 5 , 并能保持分配阀 26的密封，特别是辅助混凝土缸 243始终连通分配阀管腔，从而保证泵送物料的连续性。

[0030] 其中，摆动机构如图 5所示，包括摆动液压缸 31、芯轴 34、摆臂 32和摆动液压缸底座 33，摆动液压缸底座 33安装在料室 33外侧，摆动液压缸 31对称布置在摆动液压缸底座 33的两侧，摆臂 32与摆动液压缸 31铰接，摆臂 32通过花键与芯轴 3 4配合安装。摆动液压缸 31底座呈梯形，摆臂 32安装在液压缸底座 33的短边位置， 2个摆动液压缸 31分别布置在摆动液压缸底座 33的两条斜边上， 2个摆动液压缸 31在工作中其中一个伸展时另一个收缩，保持重复工作从而带动芯轴 34摆动，芯轴 34带动分配阀 26摆动。芯轴 34为中部呈方形两端呈圆形的管状结构，芯轴 34的方形段通过芯轴盖 341与分配阀 26上部的卡槽配合安装，通过螺母固定芯轴盖 341 ; 分配阀 26跟随芯轴 34摆动。摆臂 32通过花键与芯轴配合安装，芯轴 34 通过芯轴盖 341与分配阀 26上部的卡槽配合安装，使得芯轴 34跟随摆臂 32有效摆动，并且方便安装。电机及液压系统 4包括液压油箱和电机，泵送机构 2、摆动机构 3和电机及液压系统 4设置在机架 1上。

[0031] 无脉冲湿喷机的具体工作方式如下：将物料倒入料斗 21内，由于重力作用料斗

21内物料进入料室 22; 在料室 22内其中一个混凝土送料机构 23通过收缩混凝土活塞 231，从料室 22内吸料至混凝土缸 233 , 另一个混凝土送料机构 23的活塞杆 2 32推动混凝土活塞 231，将混凝土缸 233内的物料通过分配阀 26推送至出料口 25 ；分配阀 26随摆动机构 3的芯轴 34转动，此时完成吸料的混凝土缸 233内的混凝土活塞 231推送物料，完成送料的混凝土送料机构 23从料室 33内吸料，将物料吸入混凝土缸 233内；当任一混凝土送料机构 23泵送物料时辅助送料机构 24从分配阀 26内吸料，当所述分配阀 26摆动时辅助送料机构 24补充送料；当辅助混凝土缸 243内的辅助混凝土活塞 241推送物料时，分配阀摩擦板 224的两翼挡板遮挡混凝土缸 233的出口，从而避免出现送料的脉动现象和喷浆回弹现象。

[0032] 本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

[0033] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 无脉冲湿喷机，包括机架、泵送机构、摆动机构和电机及液压系统，其特征在于，

所述泵送机构包括料斗、料室、混凝土送料机构、辅助送料机构、分配阀和出料口，所述料斗设置在料室上方，混凝土送料机构的两个混凝土缸与料室相通，辅助送料机构的辅助混凝土缸与料室内的分配阀相通；所述分配阀设置在料室内，分配阀前端与出料口相通，分配阀后端在摆动过程中与混凝土缸和辅助混凝土缸相通；

所述摆动机构包括摆动液压缸、芯轴、摆臂和摆动液压缸底座，所述摆动液压缸底座安装在料室外侧，摆动液压缸对称布置在摆动液压缸底座的两侧，摆臂与摆动液压缸铰接；所述摆臂通过花键与芯轴配合安装；

所述电机及液压系统包括液压油箱和电机，所述泵送机构、摆动机构和电机及液压系统设置在机架上。

[权利要求 2] 根据权利要求 i所述的无脉冲湿喷机，其特征在于，所述混凝土送料机构包括主压缸、混凝土活塞和混凝土缸，主压缸的活塞杆推动混凝土活塞在混凝土缸内运动；辅助送料机构包括辅助液压缸、辅助混凝土活塞和辅助混凝土缸，辅助液压缸的辅助活塞杆推动辅助混凝土活塞在辅助混凝土缸内运动。

[权利要求 3] 根据权利要求 i所述的无脉冲湿喷机，其特征在于，所述料斗安装在料室的上方，混凝土送料机构和辅助送料机构布置在料室的侧面，主液压缸安装在水洗槽上，辅助液压缸安装在主液压缸的上方。

[权利要求 4] 根据权利要求 i所述的无脉冲湿喷机，其特征在于，所述料室内设置有分配阀、后摩擦板、分配阀摩擦板、橡胶弹簧、密封圈和前摩擦板，分配 _摩擦板与分配 _之间设置橡胶弹簧，分配 _摩擦板两翼设置有挡板，分配阀与前摩擦板之间设置有密封圈。

[权利要求 5] 根据权利要求 i所述的无脉冲湿喷机，其特征在于，所述分配阀的前端开口形状与分配阀摆动扫过的出料口形状相同，分配阀后端开口上部形状与分配阀摆动扫过的辅助混凝土缸的形状相同，分配阀后端开口下部形状与分配阀摆动扫过的混凝土缸的形状相同。

[权利要求 6] 根据权利要求 5所述的一种无脉冲湿喷机，其特征在于，所述分配阀在摆动过程中，分配阀的后端始终与辅助混凝土缸相通，分配阀的前端始终与出料口相通。

[权利要求 7] 根据权利要求 1所述的无脉冲湿喷机，其特征在于，所述分配阀与出料口之间设置有前摩擦板，分配阀与混凝土送料机构的混凝土缸之间设置有分配阀摩擦板和后摩擦板；所述前摩擦板上设置有 1个通孔，后摩擦板上设置有 3个通孔；所述分配阀摩擦板和后摩擦板之间紧密接触。

[权利要求 8] 根据权利要求 1~7任一项所述的无脉冲湿喷机，其特征在于，所述混凝土送料机构的混凝土缸从料室内吸料，混凝土送料机构通过混凝土活塞将混凝土缸内的物料推送至分配阀，通过分配阀到达出料口；当任一混凝土送料机构泵送物料时，辅助混凝土缸内的辅助混凝土活塞收缩，辅助混凝土缸从分配阀内吸料，当所述分配阀摆动时，辅助混凝土缸内的物料被推送至分配阀。

[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的无脉冲湿喷机，其特征在于，当辅助混凝土缸内的辅助混凝土活塞推送物料时，分配阀摩擦板的两翼挡板遮挡混凝土缸的出口。