礦用混凝土溼式噴射裝備的製作方法

2023-05-24 08:21:01 1

專利名稱：礦用混凝土溼式噴射裝備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦用溼式噴射混凝土的裝備，屬於礦山機械應用領域。
背景技術：
由於噴射混凝土具有強度高、成本低、效率高等優點，因此在隧道、煤礦等支護施工中得到了廣泛的應用。目前，國內外廣泛採用的是乾式噴射、潮式噴射以及後來出現的溼式噴射。其中，從20世紀60年代興起的溼式噴射技術，由於克服了乾式和潮式噴射作業時的不足，具有配合比易於控制、回彈率低、粉塵濃度低、生產效率高等優點，在支護作業中得到了迅速的發展和應用。目前，在國內外進行溼噴作業所採用的設備主要輸送動力可分為泵送型和風送型兩大類。泵送型主要是液壓泵送式溼噴機，結構同混凝土輸送泵相近，在長距離泵送後再加風噴射，可以達到較長的噴射距離。液壓泵送式溼噴機在煤礦井下使用的主要問題是體積龐大、結構複雜、維修困難，操作人員需要較高的技術水平；對溼混凝土料的配料、攪拌均勻度、塌落度等要求較高，在沒有成熟的攪拌、上料設施的情況下，難以在煤礦井下使用。風送型主要分轉子式、活塞式、軟管擠壓泵式等，攪拌好的溼混凝土料由於採用高壓風作為輸送動力，其最佳輸送距離一般不超過30米，在噴射作業時，需要不斷的行動裝置和原料，這就大大增加了工人的勞動強度，降低了生產效率。同時，在礦上井下進行溼式噴射混凝土施工時，由於受到作業空間限制，大型攪拌、輸送設備難以使用，只能採用人工攪拌或小功率攪拌設備，採用人工攪拌和連續上料，勞動強度大。因此，現有的溼噴設備均不能很好地滿足礦山井巷的使用要求。

實用新型內容本實用新型的目的是在保持原有溼式噴射混凝土優點不變的基礎上，有效解決了煤礦井下混凝土的攪拌、上料問題，同時可將其輸送距離由目前的30m左右提高至60m以上。技術方案:一種礦用混凝土溼式噴射裝備，包括機架總成和行走輪，水泥漿製漿系統，在機架上設置水泥漿泵送系統，砂石料輸送系統，液體速凝劑輸送系統，電器控制系統，以及混合系統和噴射系統，其中，水泥漿製漿系統與水泥漿泵送系統連接，水泥漿泵送系統和砂石料輸送系統分別與混合系統連接，混合系統和液體速凝劑輸送系統分別與噴射系統連接；水泥漿製漿系統，水泥漿泵送系統，砂石料輸送系統和液體速凝劑輸送系統的電源控制端分別與電器控制系統連接，由電器控制系統連接分別控制各系統的啟停。其中電器控制系統的控制箱上有四個按鈕，分別控制砂石噴射系統、水泥漿製漿系統、液體速凝劑輸送系統及水泥漿製漿系統。同時，該裝備還包括支撐各個部分的底盤和連接各系統的管路和快速夾子。水泥 漿製漿系統包含支架，支架內設置有上層的攪拌倉和下層的儲漿倉，攪拌倉與儲漿倉之間連通並設置有開合閥門，攪拌倉上側設置下料口及加水口，攪拌倉的轉軸通過傳動機構與驅動機構傳動連接，儲漿倉的出口與水泥漿泵送系統連通。在水泥漿製漿系統的支架上側還設有水箱，水箱除設置有進水口和出水口外，還設置有水量調節裝置和溢水口。水量調節裝置包含一個固定在水箱內壁上的調節板，調節板上至少設置有一排豎向的調節孔，溢流管通過調節螺栓固定在調節孔內，不同的孔位置對應不同的水量。當水量調節裝置調節好後，水位固定，如再繼續加水，將從溢流口自動溢流出去，從而實現固定加水量的目的。攪拌倉與儲漿倉垂直上下布置，攪拌倉上設置有水泥加料口，儲漿倉下部有出漿口。電機經減速後帶動攪拌軸及之上的攪拌葉片旋轉。另外，還可以改變水泥漿製漿系統中攪拌倉與儲漿倉的位置布局，使攪拌倉與儲漿倉左右布置。水泥漿泵送系統包含電機、無級變速器、減速器、偏心裝置和擠壓軟管，其中電機經減速後帶動偏心裝置旋轉，造成擠壓軟管內部空間的周期性變化從而實現吸入和排出。通過無級變速器實現泵輸出流量大小的連續調節。砂石料輸送系統為一轉子式噴射機，包括支架和轉子體，轉子體中心的轉軸豎向安裝於支架上，轉子體圓周上均勻布置有多個儲料腔，電機及變速箱與轉子體傳動連接，轉子體的上側設置有料鬥，料鬥下端的出料口與轉子體一側的一個儲料腔對接，轉子體另一側的一個儲料腔與風路系統的風口連通；在風路系統上設置有用於清洗水泥漿輸送管路接口。料鬥上設置有振動器，料鬥內設置有篩網，料鬥側面與水平面垂直或與水平面的夾角不小於60度。液體速凝劑輸送系統包括一偏心柱塞泵。混合系統包含了一段三通短管和一段混合長管，三通短管的三個口分別為進砂石料口、進水泥漿口、出混合料口，出混合料口與混合長管連接，混合長管包括至少兩段帶錐度的管和直管依次焊接而成，使混合料能夠實現充分混合。混合系統包含外殼，外殼內橫向安裝有主軸，主軸上設置有攪拌片，外殼一端設置進砂石料口和進水泥漿口、另一端設置混合料出口。動力驅動主軸及攪拌葉片旋轉，對砂石料和水泥漿混合、攪拌後輸送至 噴頭。 噴射系統包括噴嘴座和噴嘴組成，噴嘴座上還設置有液體速凝劑添加口。混合系統與噴射系統連接管路長度為5 10米，5 10米的管路長度可使噴射距離最大。本實用新型採用以上的技術方案將達到如下的技術效果:製漿系統的水箱定量供水，再定量加水泥，可以保證設定的水灰比。根據施工現場砂石料的乾濕程度，水箱水量調節裝置可以保證水灰比在一定範圍內可調。上部為攪拌倉，實現對水泥漿的攪拌。打開開合閥門，攪拌好的水泥漿進入下部的儲漿倉，在攪拌軸的帶動下保證不產生沉澱。關閉開合閥門，攪拌倉內繼續制水泥漿。儲漿倉內的水泥漿被吸入水泥漿泵送系統內。這樣，雖然攪拌水泥漿是斷續的，但可以實現水泥漿的連續供應。原有的溼噴機管道內全是溼料，而本實用新型是前一段是乾料，中間才加水泥漿，水泥漿泵送系統將水泥漿以一定壓力輸送到混合器，在變成溼料前注入氣壓，因此能噴較遠的距離，在混合腔內充分混合後噴射出去，原來的溼噴最遠距離是30米，煤礦井下要求60米以上，本實用新型提供的溼噴機的噴射距離大於等於60米。無級變速器調節水泥漿的輸送量，從而可以調節混合後的混凝土溼料的塌落度。另一方面，砂石料在砂石噴射機內通過管路也被輸送到混合器內。砂石噴射機料鬥上設置有篩網和振動器，篩網可以過濾掉砂石料內大的顆粒，防止堵管；振動器輔助下料。在混合器內砂石料和水泥漿實現混合和攪拌，成為溼的混凝土料。混合器內設置帶錐度的管或者帶攪拌葉片，都可以增強混合或攪拌效果。噴射系統設置有液體速凝劑添加口，液體速凝劑在此與溼的混凝土料混合後噴射出去。由於事先將水泥製成水泥漿，大大地降低了粉塵，同時可以實現遠距離噴射。

圖1是礦用溼式噴射混凝土新裝備總體示意圖；圖2是水箱結構示意圖；圖3是圖2的右視圖；圖4是圖2的俯視圖；圖5是混合系統的結構示意圖之一；圖6是混合系統的結構示意圖之二；圖7 是料鬥結構示意圖；圖8是轉子體的俯視圖；圖9是圖8的局部剖面結構示意圖。圖中，標號I為電器控制系統，2為水泥漿製漿系統，3為水泥漿泵送系統，4為砂石料輸送系統，5為液體速凝劑輸送系統，6為混合系統，7為機架總成，8為行走輪，9、10、11為進風閥，12為噴射系統,13為調節手輪,14為清洗用接口，15為水位計，16為溢流管，17為調節板，18為溢流管出口，19為溢流管入口，20為水箱，21為進水口，22為出水口，23為支架，24為攪拌電機，25為攪拌倉，26為儲漿倉，27為上環板，28為法蘭，29為料鬥板，30為下口，31為振動器固定板，32為篩網，33為十字筋，34為轉子體，35為儲料腔。61為進砂石料口，62為三通短管，63為進水泥漿口，64為法蘭，65為混合長管，66為混合長管出口，61』為進砂石料口，62』為進水泥漿口，63』為殼體，64』為攪拌片，65』為彈簧，66』為軸承，67』為主軸，68』為混合料出口。
具體實施方式
實施例1:參見圖1，礦用混凝土溼式噴射裝備包括電器控制系統1、水泥漿製漿系統2、水泥眾泵送系統3、砂石料輸送系統4、液體速凝劑輸送系統5、混合系統6、噴射系統12和機架總成7等。其中電器控制系統、水泥漿泵送系統、砂石料輸送系統、液體速凝劑輸送系統布置在一個機架總成7上。機架總成7下部設有行走裝置8，方便該部分的移動。圖1中的水泥漿泵送系統3與機架總成7獨立分離，但作為進一步改進，水泥漿製漿系統2還可以和電器控制系統1、水泥漿泵送系統3、砂石料輸送系統4、液體速凝劑輸送系統5布置在一個車架總成7上。所述水泥漿製漿系統2包含支架23，驅動裝置採用電機24、無級變速器和減速器，還包含有偏心裝置和擠壓軟管，其中電機24經減速後帶動偏心裝置旋轉。支架23內設置有上層的攪拌倉25和下層的儲漿倉26，攪拌倉25與儲漿倉26之間連通並設置有開合閥門，攪拌倉25上側設置下料口及加水口，儲漿倉的出口與水泥漿泵送系統連通。在所述水泥漿製漿系統2的支架上側還設有水箱20，水箱20上設置有進水口 21和出水口 22，還設置有水量調節裝置和溢水口 ；所述水量調節裝置包含一個固定在水箱內壁上的調節板17，調節板17上設置有調節孔，溢流管16的進口 19通過調節螺栓固定在調節孔內。水泥漿製漿系統的水箱見圖2、圖3和圖4，在水箱側面水位計15上標有刻度，表示在當前水位時的水量的公斤數。在水箱內設置有溢流管16，溢流管16固定在調節板17上與側面的溢流口18相連，調節板垂直放置，其上鑽有兩排調節孔，用來固定溢流管的上口，通過調節溢流管16上口的高度來控制水箱的水量。當加水過量時自動溢流到外部。砂石料輸送系統4為一轉子式噴射機，包括電機、變速箱、轉子體、料鬥和風路系統，料鬥安裝於轉子體上側，轉子體下側設置出料口，轉子體34中心的轉軸豎向安裝於支架上，轉子體圓周上均勻布置有多個儲料腔35，電機及變速箱與轉子體的轉軸傳動連接，轉子體的上側設置有料鬥，料鬥下端的出料口與轉子體一側的一個儲料腔對接，轉子體另一側的一個儲料腔與風路系統的風口連通；在風路系統上設置有用於清洗水泥漿輸送管路接口。料鬥上設置有振動器，料鬥內設置有篩網，料鬥側面與水平面垂直或與水平面的夾角不小於60度。參見圖5，混合系統6包含了一段三通短管62和一段混合長管65，三通短管62的三個口分別為進砂石料口 61、進水泥漿口 63、出混合料口，出混合料口與混合長管65連接，混合長管65包括三段帶錐度的管和直管依次焊接而成，使混合料能夠實現充分混合。為了達到最佳噴射距離，通過多次分析和實驗，將混合系統與噴射系統連接管路長度為5 10米。噴射系統12包括噴嘴座和噴嘴組成，噴嘴座上還設置有液體速凝劑添加口。操作時，按圖1將機器連接好後，即水泥漿製漿系統與水泥漿泵送系統連接，水泥漿泵送系統和砂石料輸送系統分別與混合系統連接，混合系統和液體速凝劑輸送系統分別與噴射系統連接。首先啟動電器控制系統I上的水泥漿製漿按鈕製漿，然後打開進風閥門
9、10、11，啟動I上的水泥漿泵送按鈕，等到噴射系統12有水泥漿料噴射出去時，再啟動15上的砂石噴射按鈕和液體速凝劑輸送按鈕，開始混凝土噴射。期間，根據噴射料的回彈情況，調整水泥漿泵送 系統上的調節手輪13，可以調節混凝土拌合料的塌落度，進而將噴射的回彈率降低到最低。關機時，首先停止上砂石料，然後關閉液體速凝劑輸送系統和砂石噴射系統，最後關閉液體速凝劑輸送系統。清理機器時，可以將水泥漿輸送管直接插入專用接口 14，用風力衝洗，最後關閉進風閥門9。實施例2:參見圖6，內容與實施例1基本相同，相同之處不重述，不同的是:混合系統包含外殼63』，外殼63』內通過軸承66』橫向安裝有主軸67』，主軸67』上設置有攪拌片64』，外殼一端設置進砂石料口 61』和進水泥漿口 68』、另一端設置混合料出口 68』。動力驅動主軸及攪拌葉片旋轉64』，對砂石料和水泥漿混合、攪拌後輸送至噴頭。
權利要求1.一種礦用混凝土溼式噴射裝備，包括機架總成和行走輪，水泥漿製漿系統，其特徵是:在機架上設置水泥漿泵送系統，砂石料輸送系統，液體速凝劑輸送系統，電器控制系統，以及混合系統和噴射系統，所述水泥漿製漿系統與水泥漿泵送系統連接，水泥漿泵送系統和砂石料輸送系統分別與混合系統連接，混合系統和液體速凝劑輸送系統分別與噴射系統連接；所述水泥漿製漿系統，水泥漿泵送系統，砂石料輸送系統和液體速凝劑輸送系統的電源控制端分別與電器控制系統連接，由電器控制系統連接分別控制各系統的啟停。
2.根據權利要求1所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:水泥漿製漿系統包含支架，支架內設置有上層的攪拌倉和下層的儲漿倉，攪拌倉與儲漿倉之間連通並設置有開合閥門，攪拌倉上側設置下料口及加水口，攪拌倉的轉軸通過傳動機構與驅動機構傳動連接，儲漿倉的出口與水泥漿泵送系統連通。
3.根據權利要求2所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:在所述水泥漿製漿系統的支架上側還設有水箱，水箱上設置有進水口和出水口，還設置有水量調節裝置和溢水口 ；所述水量調節裝置包含一個固定在水箱內壁上的調節板，調節板上至少設置有一排豎向的調節孔，溢流管通過調節螺栓固定在調節孔內。
4.根據權利要求2所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:水泥漿泵送系統包含電機、無級變速器、減速器、偏心裝置和擠壓軟管，其中電機經減速後帶動偏心裝置旋轉。
5.根據權利要求1所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:水泥漿製漿系統中攪拌倉與儲漿倉左右布置。
6.根據權利要求1所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:砂石料輸送系統為一轉子式噴射機，包括支架和轉子體，轉子體中心的轉軸豎向安裝於支架上，轉子體圓周上均勻布置有多個儲料腔，電機及變速箱與轉子體傳動連接，轉子體的上側設置有料鬥，料鬥下端的出料口與轉子體一側的一個儲料腔對接，轉子體另一側的一個儲料腔與風路系統的風口連通；在風路系統上設置有用於清洗水泥漿輸送管路接口。
7.根據權利要求6所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:料鬥上設置有振動器，料鬥內設置有篩網，料鬥側面與`水平面垂直或與水平面的夾角不小於60度。
8.根據權利要求1所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:混合系統包含了一段三通短管和一段混合長管，三通短管的三個口分別為進砂石料口、進水泥漿口、出混合料口，出混合料口與混合長管連接，混合長管包括至少兩段帶錐度的管和直管依次焊接而成，使混合料能夠實現充分混合。
9.根據權利要求1所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:混合系統包含外殼，夕卜殼內橫向安裝有主軸，主軸上設置有攪拌片，外殼一端設置進砂石料口和進水泥漿口、另一端設置混合料出口。
10.根據權利要求1所述的礦用混凝土溼式噴射裝備，其特徵是:混合系統與噴射系統連接管路長度為5 10米。
專利摘要本實用新型公開礦用混凝土溼式噴射裝備，包括水泥漿製漿系統、水泥漿泵送系統、砂石料輸送系統、液體速凝劑輸送系統、混合系統、噴射系統及各系統連接軟管和快速裝夾裝置。水泥漿泵送系統將製成的水泥漿吸入後再以一定壓力輸送至混合系統。在混合系統，水泥漿與砂石料的混合物通過混合段軟管輸送至噴射系統與通過液體速凝劑輸送系統輸送過來的液體速凝劑混合，最終從噴頭噴射出去。本實用新型提出了一種全新的礦用混凝土溼式噴射裝備，它克服了乾式噴射和潮式噴射裝備粉塵大、汙染環境、回彈大等缺點，有效解決了目前礦井下進行溼式噴射時混凝土輸送距離短的問題。
文檔編號E21D11/10GK203145957SQ20132001126
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月10日 優先權日2013年1月10日
發明者顏威合, 王春林, 臧培剛, 張濤, 郭雲崇, 張效瑞, 劉曉亭, 朱學鋒, 李博, 劉鵬程, 王開勇 申請人:河南省煤炭科學研究院有限公司, 中煤第五建設有限公司, 中煤第五建設有限公司第三十一工程處