专利名称：一种湿式喷浆机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于矿用机械设备技术领域，特别涉及一种湿式喷浆机。
背景技术：
锚杆支护是井巷工程的一项重要的支护技术，近年来，喷锚支护已在我国煤矿巷道普遍推广，而喷射混凝土是锚杆支护的重要组成部分。目前，国内煤矿喷浆以干喷(或潮喷)工艺为主，其存在如下缺陷混凝土质量不易控制、回弹率高、粉尘浓度大，粉尘浓度难以达到国家对煤矿企业作业场所职业卫生标准，且大都是人工操作，劳动强度大。因此，干喷(或潮喷)工艺在隧道施工中已被禁止使用，煤矿巷道施工也会禁止使用干喷(或潮喷)工艺。取代干喷(或潮喷)工艺的是湿式喷射混凝土技术，在隧道施工中，采用湿喷机、喷浆机械手和商品混凝土，实现了喷浆作业的机械化。由于煤矿巷道断面小，不能使用商品混凝土，存在隔爆问题，给喷浆设备的研制带来很大难度。目前没有适合煤矿使用的湿式喷浆设备，也是限制煤矿采用干喷工艺的原因。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作简便、劳动强度低、混凝土质量易控制、回弹率低、粉尘浓度小的湿式喷浆机。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种湿式喷浆机，包括底盘、通过机体固定在底盘上的混凝土泵、速凝剂泵和机械手，机械手前端通过喷枪刷动装置设有喷枪， 喷枪通过管道与混凝土泵和速凝剂泵相连接，机械手上连接有液压系统，机体上设有动力系统。所述混凝土泵包括料斗、分配机构和推送机构，分配机构设置在料斗与推送机构之间；所述分配机构包括S形管、S管摆缸、眼镜板、切割环、橡胶弹簧、搅拌叶片、搅拌轴和搅拌马达，S形管通过眼镜板与切割环安装在料斗底部，切割环和眼镜板活动连接，切割环与S形管之间设有橡胶弹簧，料斗外部对称铰连有两个S形管摆缸，料斗壁上设有转轴，S形管摆缸活塞杆连接在转轴外端，转轴内端与S形管相连，料斗底部内通过搅拌轴设有搅拌叶片，搅拌轴与搅拌马达驱动连接；所述推送机构包括两套并列设置的给进油缸、水箱、连接杆、活塞与混凝土缸，混凝土缸一端与S形管相对应、另一端与水箱相连，水箱与给进油缸相连，混凝土缸内设有活塞，活塞与水箱内的连接杆相连。所述机械手包括大臂、伸缩臂、喷枪转动装置、喷枪摆动架、喷枪摆动缸、大臂回转座、大臂仰俯缸、大臂摆动缸、大臂折叠连杆、往复臂、往复导轨和往复马达，大臂前端连接伸缩臂，伸缩臂前端设有喷枪转动装置，喷枪转动装置前端设有喷枪摆动架与喷枪摆动缸， 大臂后端通过铰接的大臂回转座铰连在往复臂上，大臂前部与大臂回转座之间铰连有大臂仰俯缸，伸缩臂上铰连有大臂摆动缸，大臂摆动缸通过大臂折叠连杆与大臂铰接，往复臂通过下侧的齿条与往复导轨内的齿轮轴啮合连接，齿轮轴与往复马达驱动连接，往复导轨内上部通过滚轴设有滚轮，往复导轨内侧壁上设有导向块。[0008]所述喷枪转动装置包括外壳、外壳内螺纹连接的丝杆与螺母，丝杆通过轴承支撑在外壳内，螺母通过平键固定在外壳内，螺母后端连接有油缸，丝杆前端连接有喷枪摆动架。[0009]所述喷枪刷动装置包括刷动架、偏心轴、刷动马达和支架，偏心轴通过轴承支撑在支架上，刷动架下端与支架球铰接、上端与偏心轴球铰接，刷动马达驱动连接在偏心轴上。所述喷枪包括喷嘴、压缩空气接头与混流器，压缩空气接头设置在混流器上。所述底盘为履带式底盘。与现有技术相比，本实用新型的优点是1、本实用新型技术方案包括底盘、通过机体固定在底盘上的混凝土泵、速凝剂泵和机械手，机械手前端通过喷枪刷动装置设有喷枪，喷枪通过管道与混凝土泵和速凝剂泵相连接，机械手上连接有液压系统，机体上设有动力系统，结构简单，一个人即可操作，操作简便，劳动强度低；混凝土质量易控制，湿喷现场制备混凝土，配比、水灰比可准确控制，并进行强制搅拌，混凝土质量好；回弹率低，湿喷的混凝土制备质量好，速凝剂量可控，在喷枪处加风，回弹率比干(潮)喷低159Γ20% ；粉尘浓度低，由于采用湿喷，其呼吸粉尘可以降到 0. %ig/m3、全尘降到1. 5mg/m3，机旁几乎没有粉尘。2、本实用新型采用机械手代替人工操作喷枪，可降低劳动强度，提高效率和喷射混凝土的质量。3、本实用新型采用湿喷方式，顺应了湿喷代替干喷(或潮喷)的趋势，具有较好的市场前景，便于推广应用。
[0016]图1为本实用新型的结构示意图；[0017]图2为图1中混凝土泵的结构示意图；[0018]图3为图2的左视图；[0019]图4为图2的俯视图；[0020]图5为图1中机械手的结构示意图；[0021]图6为图5的左视图；[0022]图7为图5中往复导轨的结构示意图；[0023]图8为图7中的B-B剖视图；[0024]图9为图5中喷枪转动装置的结构示意图；[0025]图10为图1中喷枪刷动装置的结构示意图[0026]图11为图1中喷枪的结构示意图；[0027]图12为图11的左视图。
具体实施方式如图1所示的湿式喷浆机，其包括底盘1、底盘1上通过机体10固定安装的混凝土泵2、速凝剂泵6和机械手3，底盘1为履带式底盘。在机械手3的前端通过喷枪刷动装置 9设有喷枪8，喷枪8通过管道7与混凝土泵2和速凝剂泵6相连接，机械手3上连接有液压系统4，机体10上设有动力系统5。动力系统5为30kW、三相交流660/1140V矿用防爆电机。如图2-4所示，混凝土泵2包括料斗23、分配机构22和推送机构21，分配机构22 设置在料斗23与推送机构21之间。分配机构22包括S形管29、S形管摆缸215、眼镜板211、切割环212、橡胶弹簧 210、搅拌叶片214、搅拌轴213和搅拌马达216，S形管四通过眼镜板211与切割环212安装在料斗23底部，切割环212和眼镜板211活动连接，切割环212与S形管四之间设有橡胶弹簧210，由于橡胶弹簧210预压力的作用，可自动补偿眼镜板211和切割环212磨损后的间隙。料斗23外部对称铰连有两个S形管摆缸215，料斗23壁上设有转轴217，S形管摆缸215的活塞杆连接在转轴217外端，转轴217内端与S形管四相连。料斗23底部内通过搅拌轴213设有搅拌叶片214，搅拌轴213与搅拌马达216驱动连接，以实现对混凝土的二次搅拌，有利混凝土的吸入，提高混凝土湿喷机的吸入性能。推送机构21包括两套并列设置的给进油缸M、水箱25、连接杆沈、活塞27与混凝土缸观，混凝土缸28 一端与S形管四相对应、另一端与水箱25相连，水箱25与给进油缸 M相连，混凝土缸28内设有活塞27，活塞27与水箱25内的连接杆沈相连，便于更换活塞 27。给进油缸M和混凝土缸28通过水箱25连成一体，混凝土缸28的后腔与水箱25相通， 当活塞27前进时，其后部将充满水，其作用为清洗混凝土缸观缸壁上推进时残留的灰浆， 以减小缸壁与活塞27间的磨损；冷却和润滑混凝土缸28与活塞27 ；检查混凝土缸28与活塞27是否损坏，如果水箱25中的清水变浊，则表明混凝土缸28或活塞27磨损严重，应予更换。推送机构21以给进油缸M作动力，以驱动活塞27作往复运动，实现混凝土的吸入和排出。分配机构22以S形管摆缸215作动力，驱动S形管四摆动，实现推送机构21 的混凝土缸观和输送管道的连接。S形管四和推送机构21的排出缸(其中一个混凝土缸观)相通时的运行过程，称为正泵，从料斗23中吸入混凝土，再通过S形管四排入输送管道中，实现正常的混凝土输送；S形管四和推送机构21的吸入缸(另一个混凝土缸28)相通时的运行过程，称为反泵，从S形管四中吸入混凝土，再通过混凝土缸28排入料斗23中， 反泵用于排除堵管和S形管四与混凝土缸观的清洗。给进油缸M和S形管摆缸215的动作由液压系统4控制。通过S形管摆缸215的左右交替摆动，使混凝土缸28与输送管之间连接起来，混凝土交替实现吸入与排出，实现正泵状态与反泵状态的切换。混凝土泵2的泵送能力为流量6m3/h、压力6Mpa。如图5-8所示，机械手包括大臂32、伸缩臂34、喷枪转动装置31、喷枪摆动架11、 喷枪摆动缸12、大臂回转座310、大臂仰俯缸33、大臂摆动缸38、大臂折叠连杆39、往复臂 37、往复导轨35和往复马达36，大臂32前端连接伸缩臂34，伸缩臂34前端设有喷枪转动装置31，喷枪转动装置31前端设有喷枪摆动架11与喷枪摆动缸12，大臂32后端通过铰接的大臂回转座310铰连在往复臂37上，大臂32前部与大臂回转座310之间铰连有大臂仰俯缸33，大臂32在大臂仰俯缸33的驱动下作仰俯运动，下俯30°、上仰60°。伸缩臂34上铰连有大臂摆动缸38，大臂摆动缸38通过大臂折叠连杆39与大臂32铰接，大臂摆动缸38 通过大臂折叠连杆39驱动大臂回转座310绕往复臂37的铰轴摆动，左摆30°、右摆180°， 右摆180°可使大臂32折叠以缩小运输长度。往复臂37通过下侧的齿条316与往复导轨35内的齿轮轴315啮合连接，齿轮轴315与往复马达36驱动连接，往复导轨35内上部通过滚轴313设有滚轮312，滚轮312通过轴承支撑在滚轴313上，使往复臂37的运动摩擦成为滚动摩擦。往复导轨35内侧壁上设有导向块314，导向块314对往复臂37的运动起导向作用。齿轮轴4通过轴承支撑在箱体上并和往复马达键连接，和往复臂上的齿条啮合，驱动往复臂运动。往复马达36通过齿轮轴315与往复齿条316驱动往复臂37实现机械手3的往复运动，其行程为1500mm。伸缩马达311通过齿轮齿条机构驱动伸缩臂34在大臂32内作往复运动，行程为1200mm。机械手3具有六个自由度，能使喷嘴8以60 r/min的转速和4°的摆角作画圆运动，并能适应6mX6m断面巷道的湿式喷射混凝土作业。机械手3的作用是把喷嘴81调整到与被喷面垂直且相距SOO-IOOOmm的位置，使喷嘴81沿纵向作直线画圆的往复运动。如图9所示，喷枪转动装置31包括外壳317、外壳317内螺纹连接的丝杆318与螺母320，丝杆318通过轴承支撑在外壳317内，螺母320通过平键319固定在外壳317内。 螺母320后端连接有油缸321，丝杆318前端连接喷枪摆动架11，喷枪摆动架11与喷枪刷动装置9相连。螺母320可在外壳317内滑动，但是由平键319限制其周向转动。油缸321 驱动螺母320运动，从而带动丝杆318和喷枪摆动架11作回转运动。喷枪转动装置31和伸缩臂；34相连，丝杆318可使喷枪8绕大臂32轴线转动，左转146°、右转146°。如图10所示，喷枪刷动装置9包括刷动架91、偏心轴92、刷动马达93和支架94， 偏心轴92通过轴承支撑在支架94上，刷动架91下端与支架94球铰接、上端与偏心轴92球铰接，刷动马达93驱动连接在偏心轴92上。喷枪摆动架11和喷枪转动装置31固连，并与喷枪刷动装置9铰接，在喷枪摆动缸12的驱动下，喷枪刷动装置9绕铰轴摆动，下俯60°、 上仰30°。喷枪8固定在喷枪刷动装置9的刷动架91上，在喷枪刷动装置9的驱动下作圆锥转动，转速60 r/min、摆角4°。通过上述运动的组合，可使喷枪移动到6mX6m断面巷道的任何喷浆位置。刷动马达93带动偏心轴92转动，从而驱动刷动架91作圆锥转动。如图11、图12所示，喷枪8包括喷嘴81、压缩空气接头82与混流器83，混流器83 安装在喷嘴81下端，压缩空气接头82设置在混流器83上。在混流器83中，带有速凝剂的压缩空气和混凝土混合，通过喷嘴81加速后喷到被喷面上。出料管13上端通过快速接头与喷枪8连接、下端通过快速接头与来自混凝土泵2的管道7连接。本实用新型使用时，用混凝土泵2通过管道7把混凝土输送到机械手3的喷枪8 处，在喷枪8处利用速凝剂泵6内带有速凝剂的压缩空气把混凝土喷射到被喷面上。该机性能可靠，操作简便，只需一人操作，可广泛用于矿山、铁路、水电、城建等工程施工中。本实用新型的使用过程分为现场操作和输送后清理两个阶段。现场操作包括如下步骤1、连接管道；2、开启动力机构使液压系统正常工作；3、调整机械手的喷嘴至喷浆位置；4、启动混凝土泵；5、启动速凝剂泵。输送后清理包括如下步骤1、清洗料斗用高压水冲洗料斗内外；2、清洗S形管及混凝土缸打开料斗出口处的弯管，启动反泵作业，同时将水管从出口处伸进S形管内，在反泵过程中冲洗S形管及混凝土缸内的混凝土 ； 3、在料斗中注满清水，启动动力机构、液压系统、混凝土泵与速凝剂泵，用清水进行管道清洗；4、清洗喷头。
权利要求1.一种湿式喷浆机，其特征在于包括底盘、通过机体固定在底盘上的混凝土泵、速凝剂泵和机械手，机械手前端通过喷枪刷动装置设有喷枪，喷枪通过管道与混凝土泵和速凝剂泵相连接，机械手上连接有液压系统，机体上设有动力系统。
2.如权利要求1所述的湿式喷浆机，其特征在于所述混凝土泵包括料斗、分配机构和推送机构，分配机构设置在料斗与推送机构之间；所述分配机构包括S形管、S管摆缸、眼镜板、切割环、橡胶弹簧、搅拌叶片、搅拌轴和搅拌马达，S形管通过眼镜板与切割环安装在料斗底部，切割环和眼镜板活动连接，切割环与S形管之间设有橡胶弹簧，料斗外部对称铰连有两个S形管摆缸，料斗壁上设有转轴，S形管摆缸活塞杆连接在转轴外端，转轴内端与S形管相连，料斗底部内通过搅拌轴设有搅拌叶片，搅拌轴与搅拌马达驱动连接；所述推送机构包括两套并列设置的给进油缸、水箱、连接杆、活塞与混凝土缸，混凝土缸一端与S形管相对应、另一端与水箱相连，水箱与给进油缸相连，混凝土缸内设有活塞，活塞与水箱内的连接杆相连。
3.如权利要求1或2所述的湿式喷浆机，其特征在于所述机械手包括大臂、伸缩臂、 喷枪转动装置、喷枪摆动架、喷枪摆动缸、大臂回转座、大臂仰俯缸、大臂摆动缸、大臂折叠连杆、往复臂、往复导轨和往复马达，大臂前端连接伸缩臂，伸缩臂前端设有喷枪转动装置， 喷枪转动装置前端设有喷枪摆动架与喷枪摆动缸，大臂后端通过铰接的大臂回转座铰连在往复臂上，大臂前部与大臂回转座之间铰连有大臂仰俯缸，伸缩臂上铰连有大臂摆动缸，大臂摆动缸通过大臂折叠连杆与大臂铰接，往复臂通过下侧的齿条与往复导轨内的齿轮轴啮合连接，齿轮轴与往复马达驱动连接，往复导轨内上部通过滚轴设有滚轮，往复导轨内侧壁上设有导向块。
4.如权利要求3所述的湿式喷浆机，其特征在于所述喷枪转动装置包括外壳、外壳内螺纹连接的丝杆与螺母，丝杆通过轴承支撑在外壳内，螺母通过平键固定在外壳内，螺母后端连接有油缸，丝杆前端连接有喷枪摆动架。
5.如权利要求4所述的湿式喷浆机，其特征在于所述喷枪刷动装置包括刷动架、偏心轴、刷动马达和支架，偏心轴通过轴承支撑在支架上，刷动架下端与支架球铰接、上端与偏心轴球铰接，刷动马达驱动连接在偏心轴上。
6.如权利要求5所述的湿式喷浆机，其特征在于所述喷枪包括喷嘴、压缩空气接头与混流器，压缩空气接头设置在混流器上。
7.如权利要求6所述的湿式喷浆机，其特征在于所述底盘为履带式底盘。
专利摘要本实用新型公开了一种湿式喷浆机，包括底盘、通过机体固定在底盘上的混凝土泵、速凝剂泵和机械手，机械手前端通过喷枪刷动装置设有喷枪，喷枪通过管道与混凝土泵和速凝剂泵相连接，机械手上连接有液压系统，机体上设有动力系统。该机结构简单，一个人即可操作，操作简便，劳动强度低，混凝土质量易控制，湿喷现场制备混凝土，配比、水灰比可准确控制，并进行强制搅拌，混凝土质量好；回弹率低，湿喷的混凝土制备质量好，速凝剂量可控，在喷枪处加风，回弹率比干(潮)喷低15%~20%；粉尘浓度低，由于采用湿喷，其呼吸粉尘可以降到0.4mg/m3、全尘降到1.5mg/m3，机旁几乎没有粉尘。
文档编号E21D20/02GK202090937SQ201120115899
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者万建民, 付玮, 庞言民, 梁铁山, 王和平, 葛艳辉, 袁志勇 申请人:中平能化集团天工机械制造有限公司