专利名称：一种缓凝预应力筋包覆装置及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及预应力混凝土构件施工机具，属于一种缓粘结预应力混凝土体系中使用的缓凝预应力筋包覆装置。
(二)技术背景混凝土的抗压性能好，但抗拉性能很差。为使混凝土在承受拉应力时不破坏，在其内部埋入高强度钢筋，然后对钢筋施加预拉伸应力，使混凝土承受较高的预压缩应力。这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势，共同抵抗外力的作用，避免混凝土开裂和减小裂缝宽度，提高混凝土梁、板的承载能力，这就是预应力混凝土技术。
预应力混凝土结构的出现，扩大了混凝土结构的应用范围，既适合于建筑大中跨度的桥梁、屋盖及大尺寸的贮罐、压力容器、海洋平台等有特殊要求的结构，也可制作屋面板、楼板、压力水管、轨枕和电杆等小型构件。
根据预应力钢筋张拉时间的先后，习惯上把预加应力方法分为先张法和后张法。先张法即通过张拉底座先拉紧钢筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到强度要求后，切断钢筋，靠钢筋自身的回缩来给混凝土构件施加预应力；后张法即先浇筑混凝土，待混凝土达到强度要求后，靠成型的混凝土自身，作为施力系统，达到使混凝土受到预应力的目的。后张法根据施工工艺的不同又分为无粘结和有粘结两种预应力体系。无粘结是在钢筋上涂上油脂外裹塑料；有粘结是在混凝土构件中预留孔道，穿入钢筋张拉后，孔道内灌注水泥浆。可见钢筋张拉施工方法的不同，使先张法在某些场合难以实现，而后张法无粘结易造成钢筋和锚具的疲劳，有粘结要求的预留孔道，压孔灌浆等复杂的过程。若把后张法中无粘结和有粘结预应力体系相结合，形成缓粘结预应力体系，即不预留孔道，不须压孔灌浆，施工时与无粘结体系一样，钢筋直接埋入混凝土，而在施工完成后，靠包裹于预应力钢筋上的缓凝砂浆随时间的延长而逐渐凝结硬化，达到与有粘结预应力体系相同效果。这样便简化了施工工艺，同时缓凝砂浆硬化后对钢筋产生握裹作用，解决无粘结预应力筋和锚具的疲劳，使得预应力技术的应用领域更为广阔，市场潜力更为巨大，所带来的社会和经济效益更为显著。
缓凝预应力筋是预应力钢筋(钢丝、钢绞线或粗钢丝)和外层包裹的缓凝砂浆共同组成的，根据试验和工程实践验证，缓凝砂浆在5～40℃密闭条件下，能根据工程要求可在20天、30天、40天以前不凝结，之后才逐渐硬化，并最终达到30MPa以上的拉压强度，这种超效缓凝的水泥砂浆材料在国内外尚属空白。“缓凝材料在后张法预应力混凝土构件中应用研究”2001年通过部级鉴定，缓凝预应力技术已应用于工程实际，但在施工中，缓凝砂浆是靠人手持塑料带将其缠绕裹实在预应力钢筋上，不能很好满足施工要求，研制一种连续可靠地在预应力钢筋上包覆缓凝砂浆的设备装置一施工设备机械化，便是缓凝砂浆及缓粘结预应力体系得以工程推广应用的关键环节。
发明内容为把预应力技术后张法中无粘结和有粘结相接合，取各自之长，避各自之短，形成缓粘结预应力体系，本发明的目的是提供一种便于运输、定位、操作和清洗，且重量较轻、体积较小、制造和使用成本较低的新型缓凝预应力筋包覆装置，自动连续实现在预应力钢筋上用塑料密封包裹一层缓凝砂浆，形成缓凝预应力筋制品。
本发明的目的是这样实现的，它包含牵引机构、缓凝砂浆推进机构、塑料包覆机构、定型冷却系统、拖动和控制系统。牵引机构以变频调速、覆带传输方法，实现预应力钢筋的连续、可靠、平稳送进，使包覆过程稳定地进行；缓凝砂浆推进机构以液压马达驱动、螺旋推进、直通机头方法，实现缓凝砂浆均匀密实包裹在预应力钢筋上；塑料包覆机构以液压马达驱动、直角机头、挤出成型方法，实现在包裹了缓凝砂浆的钢筋上均匀包覆一层塑料，使缓凝砂浆密封在其中；定型冷却系统以管内充浆加压、管外冷却定型、喷淋水箱冷却方法，实现对包覆制品的定径、整型、冷却和充分冷却，获得既定的形状、尺寸和表面；拖动与控制系统以液力拖动调速为主，电机拖动变频调速辅之，实现整台装置的自动控制和对包覆预应力钢筋的质量控制。
由于本发明自动连续实现对预应力钢筋的缓凝砂浆和塑料的包覆，集机电液、塑料、混凝土技术工艺于一体，技术密集，各功能机构均布置在一台机架上，布局紧凑合理、结构简单独特，重量较轻、体积较小、操作简单、运输清洗方便，并可在施工现场安全作业。
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实施例由牵引机构3、缓凝砂浆推进机构4、塑料包覆机构16、定型冷却系统11、拖动控制系统18组成，并且它们均布置在一台机架上。牵引机构3采用变频调速、覆带式结构，覆带压紧并输送预应力钢筋1，手轮2调整压紧力，这种结构牵引力大，调速范围宽，预应力钢筋不易打滑，尤其低速运行时具有较硬的机械特性，防止出现爬行，因而实现了连续、可靠、平稳地输送预应力钢筋，并对包覆制品的截面尺寸进行控制，使包覆过程稳定地进行；缓凝砂浆推进机构4由液压马达19、料斗5、螺杆7、料筒6、直通机头8组成，其功用是将缓凝砂浆推进并按既定的截面和尺寸密实地包裹在预应力钢筋1上，液压马达19驱动螺杆7旋转，螺杆7采用等距等深中空结构，螺杆7头部呈锥形并带螺旋伸进直通机头8，预应力钢筋1从螺杆7孔中送进并定心，缓凝砂浆20由料斗5进入料筒6，随螺杆7的旋转而被逐渐推向直通机头8方向，与螺杆7孔中送进的预应力钢筋1一同通过直通机头8，按既定的几何截面和尺寸均匀密实地包裹在预应力钢筋1上；塑料包覆机构16由液压马达17、料斗15、塑料挤出主机14、直角机头9组成，其功用是在包裹了缓凝砂浆的预应力钢筋1上均匀地包覆一层塑料21，使缓凝砂浆20密封在其中，液压马达17提供塑料挤出主机14的驱动动力，塑料挤出主机14将料斗15的塑料加热、输送、压缩、熔融、混合，直角机头9则是形成最终包覆的缓凝预应力筋制品13形状的部件，它将熔融的塑料以既定的截面和尺寸包覆于充入其中包裹了缓凝砂浆的预应力钢筋上，直角机头9一端连直通机头8，另一端与定径套10相连，并连塑料挤出主机14，塑料挤出主机14与预应力钢筋1垂直布置；定型冷却系统11由定径套10和冷却水箱12组成，定径套10的作用是将从直角机头9挤出的包覆了塑料和缓凝砂浆的缓凝预应力钢筋制品13的既定形状稳定下来，并将其进行精整，从而得到更为准确的截面形状、尺寸和表面，采用水冷却方法达到这一目的，冷却水箱12把由定径套10出来的缓凝预应力钢筋制品13在此得到充分得冷却，获得最终的形状和尺寸；拖动与控制系统18由一台液压站和控制箱组成，液压站实现液压马达17、液压马达19的压力油供应并对其输出轴按所需的转矩和转速运行，液压马达17、液压马达19采用摆线式，这种液压马达转矩大、体积小、调速范围大，牵引机构3的拖动由电机和减速器驱动，并经变频调速，减速器的使用增大了电动机的转矩，减少变频器和电动机的容量，提高牵引机构3驱动系统的工作频率，保证牵引机构3低速运动的稳定性，控制箱包括液压站油泵电机的驱动，液压马达17、液压马达19的电磁控制，塑料挤出主机14的加热温度自动控制，牵引机构3变频调速控制，定型冷却系统11的冷却泵电机的驱动，通过拖动与控制系统18保证各执行机构的协调工作、工艺参数的调整匹配，实现对整台装置的自动控制和包覆预应力钢筋质量的控制。
工作原理预应力钢筋1经牵引机构3的上下履带压紧并平稳可靠地送入缓凝砂浆推出机构4，缓凝砂浆由料斗5进入料筒6随螺杆7的旋转推向直通机头8与螺杆7孔中送进的预应力钢筋1一同通过机头8而包裹在预应力钢筋上，包裹了缓凝砂浆的预应力钢筋1随后送入塑料包覆机构16，塑料经料斗15加入，通过塑料挤出主机14而塑化成均匀的熔体，以熔融态定压、定量、定温地从直角机头9挤出并包覆于包裹了缓凝砂浆20的预应力钢筋1上，经定型套10定径整形和冷却，再经过冷却水箱12完全冷却，形成具有一定截面形状尺寸和表面质量的缓凝预应力筋制品13。
权利要求
1.一种缓凝预应力筋包覆装置，含牵引机构(3)，缓凝砂浆推进机构(4)、塑料包覆机构(16)、定型冷却系统(11)、拖动与控制系统(18)，其特征是缓凝砂浆推进机构(4)以液压马达驱动、螺旋推进、直通机头方法，实现缓凝砂浆均匀密实包裹在预应力钢筋上，液压马达(19)驱动螺杆(7)旋转，螺杆(7)采用等距等深中空结构，螺杆(7)头部呈锥形并带螺旋伸进直通机头(8)，预应力钢筋(1)从螺杆(7)孔中送进并定心，缓凝砂浆(20)由料斗(5)进入料筒(6)，随螺杆(7)的旋转而被逐渐推向直通机头(8)方向，与螺杆(7)孔中送进的预应力钢筋(1)一同通过直通机头(8)。
2.根据权利要求1所述的缓凝预应力筋包覆装置，其特征是塑料包覆机构(4)以液压马达驱动、直角机头、挤出成型方法，实现在包裹了缓凝砂浆的钢筋上均匀包覆一层塑料，使缓凝砂浆密封在其中，液压马达(17)提供塑料挤出主机(14)的驱动动力，直角机头(9)则是形成最终包覆的缓凝预应力筋制品(13)形状的部件，它将熔融的塑料以既定的截面和尺寸包覆于充入其中包裹了缓凝砂浆(20)的预应力钢筋(1)上，直角机头(9)一端连机头(8)，另一端与定径套(10)相连，并连塑料挤出主机(14)，塑料挤出主机(14)与预应力钢筋(1)垂直布置。
3.根据权利要求1所述的缓凝预应力筋包覆装置，其特征是牵引机构(3)以变频调速、覆带传输方法，实现预应力钢筋的连续、可靠、平稳送进，使包覆过程稳定地进行。
4.根据权利要求1所述的缓凝预应力筋包覆装置，其特征是牵引机构(3)、缓凝砂浆推进机构(4)、塑料包覆机构(16)、定型冷却系统(11)、拖动与控制系统(18)均在一台机架上布局。
全文摘要
缓凝预应力筋包覆装置是将新型缓凝预应力筋应用于预应力混凝土体系的一种施工机具。它可自动连续实现在预应力钢筋上用塑料密封包裹一层缓凝砂浆，形成缓凝预应力筋制品，缓凝预应力筋应用于预应力混凝土构件中，从而构成一种具有无粘结预应力筋混凝土构件优点的有粘结预应力筋混凝土构件。该装置部局紧凑、结构独特、机电液一体、操作简单、运输清洗方便，可在施工现场作业。
文档编号E04G21/12GK1467354SQ03122799
公开日2004年1月14日 申请日期2003年4月24日 优先权日2003年4月24日
发明者张建辉, 李怀东, 高廷阳, 薛德胜 申请人:兰州铁道学院