一种管桩泵送布料设备及其管桩泵送布料方法与流程

本发明涉及管桩生产设备领域，尤其涉及一种管桩泵送布料设备及其管桩泵送布料方法。

背景技术：

混凝土管桩的生产通常采用合模前置式布料工艺，将管桩模做成一个整体，通过管桩泵送布料设备直接将混凝土输送到管桩模内，在布料过程中，混凝土输送管与模具小车之间是相对运动的，通过控制其相对速度可以实现均匀布料。

如中国实用新型专利(cn204800827u)公开了一种混凝土自动布料系统，其包括一基础平台，该基础平台上布置有一导轨，导轨的一端设有一混凝土泵，另一端设有一布料车，布料车上方设有一计量平台，该计量平台上安置有管模；混凝土泵靠近所述布料车的一端设有出料管，该出料管下方并同时于导轨上方设有两个支撑小车；布料车能够带动所述管模于导轨上移动，该出料管能够伸入所述管模内。

又如中国专利(cn103660028a)公开了一种用于管桩泵送布料系统的控制设备，该管桩泵送布料系统包括混凝土泵送装置、管桩模、以及管桩模运输装置，该控制设备包括接收器和控制器。

其中的接收器用于接收所述混凝土泵送装置一冲程结束之时所述管桩模内的混凝土实际重量信号和所述管桩模运输装置在该冲程期间的实际行驶距离信号。其中的控制器根据所接收到的混凝土实际重量和前一冲程结束之时所述管桩模内的混凝土实际重量计算所述一冲程期间所述管桩模内混凝土增加的实际重量；控制器根据所述混凝土增加的实际重量和所述实际行驶距离计算所述管桩模内单位长度的混凝土实际重量；控制器根据所述单位长度的混凝土实际重量、单位长度的混凝土理论重量和所述混凝土增加的实际重量来调整在所述混凝土泵送装置的下一冲程期间所述管桩模运输装置的行驶速度。

上述的混凝土自动布料系统和用于管桩泵送布料系统的控制设备在制备混凝土管桩时，为了保证布料充分，都要通过计量管桩模内的实际混凝土重量以调整管桩模的移动速度，这样使得控制系统的计算控制方法较为复杂。此外，在泵送过程中，还需管桩模运输装置输出动力以驱动管桩模移动，因而能耗较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有管桩泵送布料设备存在计算控制方法复杂的问题。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种管桩泵送布料设备，其具有如下特征，包括：配置有称重计的泵机，横向放置且具有进料端口的管桩模，位于所述管桩模下方的支撑架，以及后端连接所述泵机且前端延伸向所述进料端口的泵送管；

其中，所述支撑架沿所述管桩模的长度方向配置可往复移动所述管桩模的输送线。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述支撑架包含多个钢性支撑单元，且多个钢性支撑单元沿所述管桩模的长度方向依次排列。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述输送线包含多节传动链，各所述传动链分别配置于对应的一刚性支撑单元上，且相邻的所述传动链由同步链传动连接；

所述传动链沿所述管桩模的长度方向等间距排布多个支辊。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述泵送管包含至少两根不同管径的刚性管，且各刚性管按管径由小到大的顺序依次轴向套装，其中，外部刚性管能够相对于被套装的内部刚性管轴向自由滑动，且内部刚性管和相套装的外部刚性管之间配置有防脱密封结构。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述防脱密封结构包含：位于内部刚性管前端部的外环形挡块、位于外部刚性管后端部的内环形挡块、套装在所述内部刚性管上且位于所述外环形挡块前侧的的前密封组件、安装在所述内部刚性管前端且向所述外环形挡块方向锁紧所述前密封组件的前压盖；

其中，所述外环形挡块的外周直径大于所述内环形挡块的内周直径。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述前压盖和所述内部刚性管的前端相旋接或焊接固定。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述内部刚性管包含圆形的内管体和回转体状的前密封接头，所述前密封接头的后端部和所述内管体的前端部旋接或焊接固定；

所述外环形挡块位于所述前密封接头上，且所述前密封组件轴向套装在所述前密封接头上；

所述前压盖和所述内管体的前端相旋接或焊接固定。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述前压盖的内孔径大于或等于所述内部刚性管的内径。

进一步的，上述的管桩泵送布料设备中，还具有如下特征：所述防脱密封结构还包含：嵌装在所述外部刚性管的中心孔内且位于所述内环形挡块后侧的后密封组件、安装于所述外部刚性管后端且向所述内环形挡块方向锁紧所述后密封组件的后压盖；

所述后压盖的内孔径所述后压盖的内孔径大于所述内刚性管的外径；

所述后压盖和所述外部刚性管相旋接或焊接固定；

或者，所述后压盖和所述外部刚性管由若干紧固件旋接固定；

所述外部刚性管包含圆形的外管体和回转体状的后密封接头，所述内环形挡块位于所述后密封接头内，所述后密封组件轴向嵌装在所述后密封接头的中心孔内；

所述外管体的后端部和所述后密封接头的前端部旋接或焊接固定。

另外，本实施例还提供了一种管桩泵送布料方法，其特征在于，采用上述任意一项所述的管桩泵送布料设备，且包括：

泵机设定步骤、通过泵机的控制系统记录称重计测量的初始重量值并设定填充管桩模所需混凝土浆料的预设重量值；

管桩模输送步骤、将管桩模搬运至靠近泵机的泵送起始位置，使得泵送管伸入管桩模内部；

送浆步骤、开启泵机使得泵机内的混凝土浆料经由泵送管输出至管桩模内，在此过程中，管桩模在混凝土浆料的冲击力作用下向远离泵机的方向后退，泵机的控制系统实时监测称重计测量输出的当前重量值，并基于初始重量值和当前重量值之差计算已输出的实际混凝土重量；以及

泵送停止步骤、当控制系统判定已输出的实际混凝体重量达到预设重量值时，控制系统关停泵机以停止混凝土浆料输送，且待管桩模回退至泵送终止位置以使泵送管与管桩模相脱离。

本发明提供的管桩泵送布料设备通过在泵机上设置称重计的方式计量泵送混凝土浆料的重量变化，从而确保对管桩模实现充分布料，因此，相对于现有技术，采用上述管桩泵送布料设备的管桩泵送布料方法无需控制管桩模在混凝土布料过程中的后退速度，因而能够简化泵送过程中的计算控制方法。此外，在布料过程中，管桩模能够在混凝土浆料的冲击力作用下自动向远离泵机的方向移动，因而无需输送线驱动管桩模移动，故相对于背景技术中提及的管桩泵送布料系统还具有节能减排的效果。

附图说明

图1是实施例一中管桩泵送布料设备各种使用状态下的结构图；

图2是图1中字母a对应部分的放大图；

图3是图1中字母b对应部分的放大图；

图4是实施例一泵送管的装配结构示意图；

图5是实施例一中第一刚性管的轴向半剖示意图；

图6是实施例一中前压盖的轴向半剖示意图；

图7是实施例一中第二刚性管的轴向半剖示意图；

图8是实施例一中后压盖的轴向半剖示意图；

图9是实施例二中泵送管的装配结构示意图；

图10是实施例二中第一刚性管与前压盖的装配示意图；

图11是实施例二中第二刚性管与后压盖的装配示意图；

图12是实施例三中第二刚性管的半剖示意图；

图13是实施例三中泵送管的装配结构示意图。

附图中：

1、泵机；

2、泵送管；21、第一刚性管；21a、外环形挡块；211、第一管体；212、前密封接头；213、前压盖；214、前密封组件；214a、前第一密封圈；214b、前第二密封圈；22、第二刚性管；22a、内环形挡块；22b、外环形挡块；221、第二管体；222、后密封接头；223、后压盖；224、后密封组件；224a、后第一密封圈；224b、后第二密封圈；225、紧固件；226、前密封组件；226a、前第三密封圈；226b、前第四密封圈；227、前密封接头；228、前压盖；23、第三刚性管；23a、内环形挡块；231、第三管体；232、后密封接头；233、后压盖；234、后密封组件；234a、后第三密封圈；234b、后第四密封圈；

3、管桩模；31、进料端口；32、跑轮；

4、支撑架；41、刚性支撑单元；

5、输送线；51、传动链；52、同步链；53、支辊。

具体实施方式

<实施例一>

如图1所示，本实施例公开了一种管桩泵送布料设备，该管桩泵送布料设备包括：泵机1、泵送管2、管桩模3以及支撑架4。为了便于对管桩泵送布料设备进行详细描述，先定义泵送管2朝向管桩模3的方向为前方向。本实施例中，泵送管2的后端连接泵机1且前端延伸向管桩模3的进料端口31。

具体的，泵机1配置有图中未显示的称重计和控制系统，其中，控制系统与称重计电连接，且控制系统与泵机1的动力装置电连接，本实施例中，称重计用于测量泵机1内混凝土浆料的重量并向控制系统输出对应的重量值，此外，控制系统可操控动力装置的启停以控制混凝土浆料的泵送。

如图1和图2所示，管桩模3横向放置且设置进料端口31具有朝向泵机1，此外，管桩模3的外壁面等间距设置多个跑轮32。本实施例中，管桩模3可分为上模和下模，以便于合模、拆模及放置钢筋笼骨架。

如图1和图2所示，支撑架4位于管桩模3下方。其中，支撑架4包含多个刚性支撑单元41，多个刚性支撑单元41沿管桩模3的长度方向依次排列，且刚性支撑单元41的整体长度为管桩模3长度的1.5倍至2倍。本实施例中，刚性支撑单元41由多根钢管或型钢以横向、纵向、竖向以及斜向搭接固定成高强度承载结构。

支撑架4沿管桩模3的长度方向配置可往复移动管桩模3的输送线5，输送线5包含多节传动链51，且传动链51沿管桩模3的长度方向等间距排布多个支辊53，支辊53之间的间距等于管桩模3上相邻跑轮32的间距。

本实施例中，各传动链51分别配置于对应的一刚性支撑单元41上，即每一刚性支撑单元41配置一传动链51，且相邻的传动链51由同步链52传动连接。本实施例中，传动链51和同步链52均优选为链条传动方式，当然，传动链51和同步链52还可以采用带传动方式。此外，在本发明提供的输送线中，还可以是至少一个传动链51布置驱动电机作为动力源。

如图3和图4所示，本实施例还公开了一种应用于上述管桩泵送布料设备的泵送管2。具体的，泵送管2包含第一刚性管21和第二刚性管22，第二刚性管22的管径大于第一刚性管21的管径以使第二刚性管22能够轴向套装在第一刚性管21上，更为具体的，第一刚性管21的外管径小于第二刚性管22的内管径，使得第二刚性管22能够相对于被套装的第一刚性管21能够轴向自由滑动。即本实施例中的第一刚性管21成为内部刚性管，第二刚性管22成为外部刚性管。且第一刚性管21的后端与图1中泵机1的送料口连接。

本实施例中，为了防止第二刚性管22前伸时后端部脱离第一刚性管21的前端部，并防止第一刚性管21和第二刚性管22之间的径向间隙出现漏浆问题，第一刚性管21和相套装的第二刚性管22之间配置有防脱密封结构。

如图3至图4所示，具体的，防脱密封结构包含：位于第一刚性管21前端部的外环形挡块21a、位于第二刚性管22后端部的内环形挡块22a、套装在第一刚性管21上且位于外环形挡块21a前侧的前密封组件214、安装在第一刚性管21前端的前压盖213、嵌装在第二刚性管22的中心孔内且位于内环形挡块22a后侧的后密封组件224、安装于第二刚性管22后端的后压盖223。

如图3至图8所示，外环形挡块21a可以是焊接固定在第一刚性管21前端部的外圆周壁上，也可以是与第一刚性管21为一体结构，即外环形挡块21a和第一刚性管21整体上为阶梯轴状。为了实现防脱效果，外环形挡块21a的外周直径d1大于内环形挡块22a的内周直径d2。前压盖213和第一刚性管21的前端相旋接固定以向外环形挡块21a方向锁紧前密封组件214，从而便于维修保养和定期更换前密封组件214，当然，前压盖213和第一刚性管21的前端也可以采用焊接固定。

为了保证送料顺利，前压盖213的内孔径d3大于或等于第一刚性管21的内径d4。为了保证填充第一刚性管21和第二刚性管22之间的径向间隙以实现密封效果，本实施例中的前密封组件214包含前第一密封圈214a和前第二密封圈214b，且前第一密封圈214a和前第二密封圈214b属于内径、外径规格相同的第一直径规格密封圈，但前第一密封圈214a和前第二密封圈214b厚度不一且材质不一。

此外，需要说明的是，在前密封组件214中，前第一密封圈214a主要功能在于刮除附着在第二刚性管22内壁面上的混凝土浆料残余，前第二密封圈214b的主要功能在于防水密封。当然，在本发明提供的管桩泵送布料设备中，前密封组件214也可以是只采用一个第一密封圈。

后密封组件224包含后第一密封圈224a和后第二密封圈224b，且后第一密封圈224a和后第二密封圈224b属于内径、外径规格相同的第二直径规格密封圈。但后第一密封圈224a和后第二密封圈224b厚度不一且材质不一。在后密封组件224中，后第二密封圈224b的主要功能在于避免外部颗粒状物体进入第一刚性管21和第二刚性管22之间的径向间隙空间，后第一密封圈224a的主要功能在于防水密封。

当然，在本发明提供的管桩泵送布料设备中，后密封组件224也可以是只采用一个第二密封圈。另外，为了避免干涉第二刚性管22的轴向滑动，后压盖223的内孔径d5大于第一刚性管21的外径d6且小于第二刚性管22的内径d7。

本实施例中，后压盖223和第二刚性管22焊接固定以使后压盖223向内环形挡块22a方向锁紧后密封组件224。当然，为了便于维修保养，后压盖223和第二刚性管22的后端还可以旋接固定；或者，还可以将后压盖223和第二刚性管22的后端由多个绕后压盖223中轴线环形均布的紧固件225旋接固定。

另外，本实施例还提供了一种基于上述管桩泵送布料设备的管桩泵送布料方法，该管桩泵送布料方法包括如下步骤：

泵机1设定步骤、通过泵机1的控制系统记录称重计测量的初始重量值并设定填充管桩模3所需混凝土浆料的预设重量值；

管桩模3输送步骤、将管桩模3搬运至靠近泵机1的泵送起始位置，使得泵送管2伸入管桩模3内部(如图1a所示)；

送浆步骤、开启泵机1使得泵机1内的混凝土浆料经由泵送管2输出至管桩模3内，在此过程中，管桩模3在混凝土浆料的冲击力作用下向远离泵机1的方向后退，泵机1的控制系统实时监测称重计测量输出的当前重量值，并基于初始重量值和当前重量值之差计算已输出的实际混凝土重量(如图1b所示)；

以及泵送停止步骤、当控制系统判定已输出的实际混凝体重量达到预设重量值时，控制系统关停泵机1以停止混凝土浆料输送，且待管桩模3回退至泵送终止位置以使泵送管2与管桩模3相脱离。

本实施例中，在输送线5不配置动力源或不开启动力源的情况下，可将管桩模3于支撑架4宽度方向上的一侧吊装或举升搬运至泵送起始位置；若输送线5配置动力源或开启动力源的情况下，可将管桩模3沿轴向水平搬运至泵送起始位置。

由于本实施例中采用伸缩式泵送管2输送混凝土浆料，因此，在管桩模3输送步骤中，待管桩模3移动到泵送起始位置，可将后端部原本靠近泵机1的第二刚性管22前伸至管桩模3内；在泵送停止步骤中，当泵送管2与管桩模3脱离时，可将原本前伸的第二刚性管22后退至以减小悬伸长度以防止扰度变形。

<实施例二>

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

相对于实施例一，本实施例提供的伸缩式泵送管2还具有这样的结构：如图9和10所示，第一刚性管21包含圆形的第一管体211(即内管体)和回转体状的前密封接头212，前密封接头212的后端部和第一管体211(即内管体)的前端部旋接或焊接固定；本实施例中，外环形挡块21a位于前密封接头212上，且前密封组件214轴向套装在前密封接头212上；前压盖213和第一管体211的前端相焊接固定，当然，为了便于维修保养，还可以将前压盖213和第一管体211的前端相旋接固定。

如图9和图11所示，第二刚性管22包含圆形的第二管体221(即外管体)和回转体状的后密封接头222，外管体的后端部和后密封接头222的前端部旋接或焊接固定。本实施例中，内环形挡块22a位于后密封接头222内，后密封组件224轴向嵌装在后密封接头222的中心孔内。后压盖223和后密封接头222的后端相焊接固定，当然，为了便于维修保养，还可以将后压盖223和后密封接头222的后端相旋接固定；或者，还可以将后压盖223和后密封接头222的后端由多个绕后压盖223中轴线环形均布的紧固件225旋接固定。

相对于实施例一，第一刚性管21由第一管体211和前密封接头212组合形成，第二刚性管22由第二管体221和后密封接头222组合形成，第一管体211和第二管体221可以直接由圆管切割落料形成，短小的前密封接头212和后密封接头222便于加工制造，因而具有制造工艺简单、制造成本便宜的优点。

<实施例三>

本实施例中，与实施例二相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

相对于实施例二，本实施例提供的伸缩式泵送管2还具有这样的结构：

如图13所示，本实施例中，泵送管2还包括第三刚性管23，具体的，第三刚性管23的管径大于第二刚性管22的管径以使第三刚性管23轴向套装在第二刚性管22上，且第三刚性管23能够相对于被套装的第二刚性管22轴向自由滑动，从而实现泵送管2整体长度进一步的伸缩。

本实施例中，第一刚性管21为最内部刚性管，第二刚性管22相对于第一刚性管21为外刚性管；第二刚性管22相对于第三刚性管23为内刚性管。且相套装的第二刚性管22和第三刚性管23之间同样配置一防脱密封结构。

如图12和图13所示，具体的，第二刚性管22包含依次轴向连接的前密封接头227、第二管体221以及后密封接头222，且前密封接头227的外圆周壁上同样设置有外环形挡块22b，且前密封接头227轴向套装有后端部抵接外环形挡块22b的前密封组件226，前压盖228与前密封接头227的前端相焊接或旋接以向外环形挡块22b方向锁紧前密封组件226。本实施例中，前密封组件226包含前第三密封圈226a和前第四密封圈226b，其中，前第三密封圈226a与前第一密封圈214a的材质、功能相同但内、外径不同；前第四密封圈226b与前第二密封圈214b的材质、功能相同但内、外径不同。

如图13所示，第三刚性管23包含轴向的连接的第三管体231和后密封接头232，后密封接头232设有内环形挡块23a，为了实现防脱效果，外环形挡块22b的直径大于内环形挡块23a的直径。且后密封接头232的中心孔内嵌装有后密封组件234，后压盖233与后密封接头232的后端旋接或焊接以向内环形挡块23a方向锁紧后密封组件234，本实施例中，后密封组件234包含后第三密封圈234a和后四密封圈234b，其中，后第三密封圈234a与后第一密封圈224a的材质、功能相同但内、外径不同；后第四密封圈234b与后第二密封圈224b的材质、功能相同但内、外径不同。

本实施例中，后密封接头232的结构和后密封接头222的结构相同，区别在于后密封接头232的径向尺寸大于后密封接头222的径向尺寸；前密封接头227的结构和前密封接头212的结构相同，区别在于前密封接头227的径向尺寸大于前密封接头212的径向尺寸。

相对于实施例一，本实施例提供的伸缩式泵送管2通过增加管体的数量可减少伸缩式泵送管2回缩状态下的悬伸长度，因而在没有设置泵送管支撑结构的情况下，既保证泵送管2后端与泵机1送料口之间的连接强度，还能避免因悬伸过长而导致的扰度变形。

当然，本发明提供的伸缩式泵送管2还可以根据管桩模3的长度合理地设置成4至5根按管径由小到大的顺序依次轴向套装的刚性管，且每相套装的两根刚性管之间均配置有防脱密封结构。

以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本发明的保护范围。