专利名称：高效防冲击混凝土泵的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于混凝土泵的革新创造，属于工程机械，归属于国际分类F04B类。
目前国内外应用最广泛的水平单动双列液压活塞式混凝土泵(
图1所示)的主要工作装置及其结构原理是两个平行而且水平的油缸1固定在水箱5左侧，在水箱5的右侧安装了两个砼缸6并与油缸1同轴布置，活塞杆4的右端装有联接件7和砼缸活塞8，砼缸6的右端固定在料斗9上，料斗9内有可以摆动的分配阀10，分配阀10的右端始终与输送管12连通，在料斗9内还有搅拌轴11，两个油缸1的油路为串联，使其活塞杆4的动作同步反相。当砼缸活塞8左行时，分配阀10使砼缸6与料斗9连通，这时料斗9内的混凝土被吸入砼缸6，当砼缸活塞8左行到极限位置后，分配阀10快速摆动，其左端与砼缸6重合，使砼缸6与输送管12连通，然后砼缸活塞8右行，砼缸6内的混凝土通过分配阀10被推入输送管12。混凝土进入砼缸6是靠砼缸活塞8左行使砼缸6内产生负压进行抽吸，这与医生将药水抽入针管的原理相同。这种抽吸方式对于流动性好的介质是适用的，但混凝土却是一种流动性并不好而且不均匀的介质，要使砼缸6吸满混凝土是比较困难的。在工程实践中经常发生这样的现象当混凝土坍落度较小时，由于流动性较小，砼缸6往往吸不满混凝土而吸进一些空气，使输送管12内造成气堵而影响正常泵送；当混凝土坍落度较大时，吸力往往将混凝土中的水泥砂浆先吸入砼缸6，石子在水泥砂浆的带动下后进入砼缸6，这样混凝土在输送管12内形成离析，使泵送阻力增大，造成堵管。此外这种不均匀的吸入还容易造成料斗9中的石子越剩越多而无法连续泵送。总之现有的各种混凝土泵要使砼缸6吸满混凝土是很难作到的，对此国标GB/T13333-91《混凝土泵》在技术要求5、2、3中规定“吸入效率不得低于85％”由此也可看出吸入效率不太高是目前各种混凝土泵存在的通病。
现有的混凝土泵还存在另一个问题是砼缸活塞8的密封圈容易偏磨损坏。这是因为砼缸6与油缸1是通过水箱5进行刚性联接，其中的运动组合件一砼缸活塞8与油缸活塞2及活塞杆4是通过联接件7进行刚性联接，它在运动时有三个径向的约束条件，其中两个来自油缸1，一个来自砼缸6，再加之上述运动组合件的运动行程又很大，一般都超过一米，因此它对加工及装配精度提出了很高的要求，稍差一点就会产生较大的非轴向力，运行就会发卡。事实上现有的各种混凝土泵都只是靠油缸活塞2、端盖3和砼缸活塞8的弹性元件一密封圈的不均匀变形来维持相对运动的可能性，但是砼缸活塞8的密封圈接触的是水泥和砂石，上述不均匀变形的后果就是不均匀的磨损，即所谓偏磨损坏问题。此外由于刚性联接的原因，砼缸活塞8的更换不能作到方便快捷，操作还需小心谨慎，搞不好还会把砼缸活塞8顶入砼缸6而难于取出来，这对于泵送混凝土的连续性要求是很不适应的。
另外现有的混凝土泵还不能抵抗高层泵送时换向对液压系统产生的冲击。这是因为高层泵送时泵送压力较大，在换向的一瞬间，分配阀10内的混凝土与料斗9连通，压力突然降到零，这时输送管12内的混凝土将产生倒流，当分配阀10到位后，倒流的混凝土将冲击砼缸活塞8，并将冲击力传到油缸1，引起油压急剧上升形成液压冲击而损坏液压元件。
鉴于上述已有技术存在的诸项缺点，本实用新型的目的是设计一种新的混凝土泵使之具有较高的吸入效率、砼缸活塞不容易偏磨损坏而且更换方便、克服换向时产生的液压冲击对液压系统的不良影响等优点。
本实用新型的结构动作原理及特点，配合附图作详细说明如下
图1为现有的混凝土泵的主要工作装置的结构。
图2为本实用新型针对原混凝土泵吸入效率不高的问题提出的改进方案。
图3为本实用新型针对原混凝土泵的砼缸活塞容易偏磨损坏、更换不方便以及换向时产生的液压冲击问题提出的改进方案。
图4为图3中所示的A-A剖视图。
图5为图3中所示的B-B剖视图。
图6为图4中所示的C-C剖视图。
本实用新型针对原混凝土泵吸入效率不高的问题提出如下改进方案(见图2)
其措施之一是使砼缸6连同油缸1、水箱5一起由通常的水平方向布置改为倾斜布置，砼缸6的进、排料口向上，这样混凝土在进入砼缸6时不单是受到抽吸力，而且还有混凝土自重形成的下滑力，在二者的共同作用下混凝土进入砼缸6就比较容易了。
其措施之二是取消了通常设置于料斗9中的水平方向布置的搅拌轴11，在料斗9的上方增设了喂料搅拌装置。其结构原理如下机架18安装在料斗9的上方，它可以绕转轴17转动，在机架18的下部有传动装置22，上部有滑槽20，喂料杆21上端的滚轮19被限制在滑槽20中运动，由传动装置22产生的转矩通过偏心轴23带动与之铰接的喂料杆21作复合运动，其运动形式与划龙船的桨相似，通过喂料杆21的运动带动料斗9底部的混凝土产生朝向砼缸6的动能。此外与力臂16铰接的连杆15的下部与分配阀传动轴13上的摇臂14相铰接，使机架18能随分配阀10的摆动而绕转轴17同步摆动。其作用是使喂料杆21与分配阀10不产生干涉。在机架18上，偏心轴23，喂料杆21和滑槽20都是两套，在转轴17两侧对称布置，两根喂料杆21分别在分配阀10的两侧，这样不管分配阀摆在什么位置，总有一根喂料杆对准进料口喂料，使容易沉淀在料斗底部的石子在喂料杆的带动下不断被送入砼缸，使进入砼缸的混凝土保持均匀的状态，从而确保泵送能顺利地进行下去。此外由于喂料搅拌装置的传动机构及所有运动副都不直接与混凝土接触，其正面还有挡板24遮挡进料时飞溅的混凝土，因此比起原有的搅拌系统来就有较高的运行可靠性。
本实用新型针对原混凝土泵的砼缸活塞容易偏磨损坏、更换不方便以及换向时产生的液压冲击问题提出如下改进方案如图3所示5为水箱，4为活塞杆，其前端是空心开口的而且有螺纹与法兰7-2相连，芯轴7-3穿过法兰7-2的内孔，其左端有螺母7-1，在芯轴7-3的中部套装有便于快速安拆的半边管7-4，其两个半块有铰7-7相连，合拢时用插销7-5固定，在砼缸6内有砼缸活塞8，图示位置为砼缸活塞8在活塞杆4带动下后退的极限位置，在砼缸活塞8的左端有内大外小的盲孔，在其侧面开有T型槽并配有相应的T型挡块8-1，二者通过挡块插销8-2加以固定，芯轴7-3右端的大头被限制在砼缸活塞8的盲孔中，二者之间有轴向间隙X2和径向间隙2·X3。
当活塞杆4右行时，其推力通过法兰7-2、半边管7-4推动芯轴7-3右行，随着间隙X2逐步减小到零，砼缸活塞8也被推动右行；当活塞杆4左行时，其拉力通过法兰7-2、螺母7-1、芯轴7-3拉动砼缸活塞8左行。由于X2及X3的存在，芯轴74与砼缸活塞8之间的传动实际上是一对平面副，它只能传递有用的轴向力，对于通常因加工及装配误差造成的非轴向力，由于平面副可以相对滑动而使这种非轴向力得以消除，因此砼缸活塞的密封圈不会产生不均匀变形，也就不会产生偏磨损坏了。
在本设计中，砼缸活塞8的更换方法如下在活塞杆4左行到极限位置时停机，拉动插销7-5就可分开并取下半边管7-4，然后开机使活塞杆4右行，此时芯轴7-3将缩进法兰7-2的内孔中，随后安装在法兰7-2上的斜口插销7-6在弹簧的作用下将伸出来卡入芯轴7-3的环槽内，此时使活塞杆4左行，斜口插销7-6将带动芯轴7-3并把砼缸活塞8拉出砼缸6进入水箱5，此时停机，这时拉动挡块插销8-2，顺T形槽取出T形挡块8-1，随后就可顺T型槽相反的方向取出砼缸活塞8。砼缸活塞8的安装方法如下顺T型槽将砼缸活塞8套在芯轴7-3的大头上，随后拉住挡块插销8-2把T型挡块8-1安装到位，接着将斜口插销7-6旋转180度使其斜面向左，然后开机使砼缸活塞8缓慢进入砼缸6，待法兰7-2也全部进入砼缸6后，使活塞杆4左行，到极限位置时停机，装上半边管7-4插好插销7-5，至此安装结束。上述拆安过程比较方便快捷而且不需任何工具，这对于确保泵送的连续性要求是非常有利的。
本实用新型为解决换向对液压系统产生的冲击设计了砼缸活塞运行后死点机械限位装置。见图3。这就是安装在水箱5内的插板25，其特征是当空负荷使砼缸活塞8后退到极限位置时，其后端面到插板25的距离X1小于砼缸活塞8的盲孔孔底到芯轴7-3大头轴端的距离X2。其原理如下图示位置为砼缸活塞8在换向开始前一瞬间的位置，在换向结束的一瞬间，倒流的混凝土将推动砼缸活塞8左行，此时间隙X1、X2都将迅速减小，但由于X1小于X2，砼缸活塞8只能将冲击力传给插板25并传到水箱5，而不能传到液压系统，因此换向对液压系统产生的冲击问题得以解决。
本实用新型设计新颖、结构简单可靠、工艺性好、便于生产制造、方便操作维修、容易被生产厂家和用户所接受。
权利要求1.一种高效防冲击混凝土泵，其工作装置由油缸、水箱、砼缸、料斗、分配阀、搅拌机构等组成，其特征是砼缸相对于水平面是倾斜的、有喂料搅拌装置、砼缸活塞的传动采用平面副、具有便于快速拆装砼缸活塞的结构、具有砼缸活塞运行后死点机械限位装置。
2.根据权利要求1所述的高效防冲击混凝土泵，其中所述的喂料搅拌装置位于料斗的上方，其机架可以绕转轴转动。在机架的下部有传动装置，上部有滑槽喂料杆上端的滚轮被限制在滑槽中运动，由传动装置产生的转矩通过偏心轴带动其中部与之铰结的喂料杆作复合运动，其运动形式与划龙船的浆相似，此外与力臂铰接的连杆的下部与分配阀传动轴上的摇臀相铰接，使机架能随分配阀的摆动而绕转轴同步摆动。
3.根据权利要求1所述的高效防冲击混凝泵，其中所述的砼缸活塞的传动采用平面副是指推动砼缸活塞的零件与砼缸活塞的接触面是平面而且有侧向相对运动的余地。
4.根据权利要求1所述的高效防冲击混凝土泵，其中所述的便于快速拆装砼缸活塞的结构是指活塞杆的前端是空心开口的，而且有螺纹与法兰相连，芯轴穿过法兰的内孔，其左端有螺母，在芯轴的中部套装有便于快速安拆的半边管，半边管是由一个筒体沿轴心线剖分为二，其两个半块有铰相连，合拢时用插销固定，在砼缸活塞的左端有内大外小的盲孔，在其侧面开有T型槽，并配有相应的T型挡块，二者通过挡块插销加以固定，芯轴右端的大头被限制在砼缸活塞的盲孔中，二者之间有大于一毫米的轴向间隙和径向间隙，在法兰的侧面安装有斜口插销，当芯轴缩进法兰内孔时斜口插销能伸出来卡入芯轴的环槽内。
5.根据权利要求1所述的高效防冲击混凝土泵，其中所述的砼缸活塞后死点机械限位装置是指设置于水箱内的插板，其特征是当空负荷使砼缸活塞后退到极限位置时插板到砼缸活塞的距离小于砼缸活塞盲孔孔底到芯轴大头轴端的距离
专利摘要高效防冲击混凝土泵是关于混凝土泵的革新创造。其特征是具有倾斜的砼缸、有喂料搅拌装置、砼缸活塞的传动采用平面副、具有便于快速拆装砼缸活塞的结构、具有砼缸活塞运行后死点机械限位装置,其优点是吸入效率较高、砼缸活塞的密封圈不容易偏磨损坏、更换方便快速、还解决了换向时产生的液压冲击问题。
文档编号F04B15/00GK2286802SQ9623294
公开日1998年7月29日 申请日期1996年4月5日 优先权日1996年4月5日
发明者杨干 申请人:杨干