一种适用于多工况的混凝土浇筑布料系统的制作方法

本实用新型涉及混凝土浇筑系统技术领域。

背景技术：

目前，混凝土浇筑设备绝大部分仍使用人工控制，即布料机终端与操作混凝土泵的施工人员仍采用传统的对讲机互相应答来实行混凝土浇筑过程中的控制；布料机的布料点多为人工布料，很难按照均匀的间距进行布料，影响了混凝土的质量；另外，浇筑过程的速度始终是恒定的，无法进行调节。

随着自密实混凝土，即高流动性混凝土技术的不断发展，对浇筑系统的提出了更高的要求，比如出料口距离混凝土液面的距离限制、不同阶段的浇筑速度；另外，应用自密实混凝土的区域通常为密闭仓，仅预留浇筑孔和排气孔，人工操作无法正确判断液面距离，对其质量控制有较大的影响。

基于以上行业现状，本实用新型旨在研发一套集成化智能混凝土浇筑系统，并包含有适应不同工况，具备360°旋转、多位置升降功能的布料设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一套按照可以应用于不同工况、不同浇筑形式的混凝土浇筑布料设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种适用于多工况的混凝土浇筑布料系统，其特征在于包括：升降平台系统、为升降平台系统提供行走支撑的行走系统、回转平台、液压顶升系统、竖向升降架、横向一级旋转架、横向二级旋转架、横向一级回转系统、横向二级回转系统、回转架和末端泵管提升小车，以及通过管路连接的升降自适应泵管布置系统、竖向可伸缩混凝土泵管、横向一级泵管、横向二级泵管、末端可伸缩混凝土泵管和若干竖向短泵管，

回转平台通过横向一级回转系统连接于升降平台系统并可相对升降平台系统做平面旋转，竖向升降架和液压顶升系统设置于回转平台上，竖向升降架包括固定架和活动架，固定架固定于回转平台，活动架受液压顶升系统作用而相对固定架上升或下降，横向一级旋转架固定连接于竖向升降架的活动架，横向一级旋转架的尾端设有配重块而首端连接回转架，回转架由回转固定架和回转旋转架构成，回转固定架和回转旋转架通过横向二级回转系统连接在一起并可相对旋转，回转固定架固定连接于横向一级旋转架的首端，回转旋转架固定连接于横向二级旋转架的首端，横向二级旋转架的尾端设有末端泵管提升小车，

升降自适应泵管布置系统包括设置于地面的直型固定泵管、顶端弯头泵管及连接于直型固定泵管与顶端弯头泵管之间的多段直管、连接于直管两端的弯头泵管及连接两个弯头泵管的旋转接头，连接于同一个旋转接头的两个弯头泵可以相对旋转，直型固定泵管外接混凝土泵管，顶端弯头泵管连接于固定在升降平台系统的升降平台短泵管，升降旋转平台泵管通过旋转接头连接位于其上方的回转短泵管且可相对回转短泵管做平面旋转；竖向可伸缩混凝土泵管由固定管及活动管套接而成，竖向可伸缩混凝土泵管的固定管连接于回转平台泵管，竖向可伸缩混凝土泵管的活动管固定于竖向升降架的活动架并随之同步移动；横向一级泵管沿横向一级旋转架布置，其一端通过旋转接头及弯管与竖向可伸缩混凝土泵管的活动管连接，其另一端通过旋转接头与回转架固定短泵管连接，回转架固定短泵管通过旋转接头与回转架活动短泵管连接，回转架活动短泵管通过旋转接头及短泵管与横向二级泵管的一端连接；横向二级泵管沿横向二级旋转架布置，横向二级泵管的另一端通过弯头泵管及旋转接头与末端可伸缩混凝土泵管连接。

所述旋转接头由上段接头和下段接头套接在一起，两段接头的侧壁之间设有滚动球体，上段接头和下段接头相对旋转，上段接头和下段接头分别采用螺栓与位于其外侧的管道连接。

所述竖向可伸缩混凝土泵管由位于下部的固定管及位于上部的活动管套接而成，固定管管壁固定有密封件用于密封固定管及活动管之间的间隙；末端可伸缩混凝土泵管由位于上部的固定管及位于下部的活动管套接而成，固定管管壁固定有密封件用于密封固定管及活动管之间的间隙。

末端泵管提升小车包括小车架、卷扬机和钢丝绳，钢丝绳与末端可伸缩混凝土泵管的活动管连接。

所述适用于多工况的混凝土浇筑布料系统还包括末端稳定架，所述末端稳定架包括钢桁架、泵管固定电磁铁组及地面吸附电磁铁组，钢桁架罩设于末端可伸缩混凝土泵管外；泵管固定电磁铁组为多个固定于钢桁架顶部内圈的电磁铁，通电时电磁铁吸附固定于末端可伸缩混凝土泵管外壁，断电时电磁铁失磁，末端可伸缩混凝土泵管自由穿套于钢桁架内；地面吸附电磁铁组为多个固定于钢桁架底部的电磁铁，通电时电梯铁吸附固定于地面钢构件上，断电时电磁铁失磁解除吸附。

与现有技术和产品相比，本实用新型有如下优点：

本实用新型中的布料设备通过升降平台、竖向架和末端泵管的升降，可以实现浇筑高度可变化的要求；同时，回转平台和横向二级回转架具备360°旋转的功能，因此可实现布料设备在同一位置上不同方向的旋转、浇筑高度可变化的功能，运行稳定、对浇筑精度能够精确控制。本实用新型结构简单、运行速度谨慎且快、功效高相比现有浇筑设备和方法能够节约工期和成本。本实用新型使用过后，还可进行回收使用，可运用于其他的不同工况、不同要求的混凝土浇筑施工。

附图说明

图1是集成化全智能浇筑系统示意图；

图2是混凝土浇筑速度和浇筑液面高度反馈控制示意图

图3a是本实用新型的浇筑布料设备的主视图；

图3b是本实用新型的浇筑布料设备的左视图；

图3c是本实用新型的浇筑布料设备的俯视图；

图4a是升降自适应泵管布置系统处于下降状态；

图4b是升降自适应泵管布置系统处于上升状态；

图5是本实用新型的旋转接头在升降自适应泵管布置系统中的连接示意图；

图6是升降平台系统和回转平台通过横向一级回转系统连接的示意图；

图6a是图6的A放大图；

图7是竖向可伸缩混凝土泵管示意图；

图8是浇筑布料设备的回转、顶升系统示意图；

图9是横向二级回转系统与横向一级旋转架及横向二级旋转架的连接示意图；

图10a是末端泵管提升小车系统与横向二级旋转架及末端可伸缩混凝土泵管连接的主视图；

图10b是末端泵管提升小车系统与末端可伸缩混凝土泵管连接的右视图；

图11a是末端磁性稳定架工作示意图；

图11b是泵管固定电磁铁组细部图；

图11c是地面吸附电磁铁组细部图；

图12是浇筑布料设备的浇筑工作三维图。

附图中，各标记所代表的组件列表如下：

混凝土拖泵1；浇筑布料设备2；混凝土泵管3；总控系统4；显示终端5；信号输出系统6；液面高度7；

升降平台系统11、齿条柱1130、升降平台1131、短泵管1132；

升降自适应泵管布置系统12、地面固定泵管1224、弯头泵管1225、直型泵管1226；

行走系统13；

回转平台14；

液压顶升系统15、液压千斤顶1542；

竖向可伸缩混凝土泵管16、固定管1638、活动管1639、沉头螺丝1640、密封件1641；

竖向升降架17、固定架1743、活动架1744、销轴1745；

横向一级旋转架18、配重块1819、横向一级泵管1846；

横向二级旋转架20、横向二级泵管2050；

横向二级回转系统21、回转支承2151、回转小齿轮2152、回转电机2153；

末端泵管提升小车22、提升小车架2254、双滚筒卷扬机2255、钢丝绳2256、转向滑轮2257；

末端可伸缩混凝土泵管23、末端固定管2338、末端活动管2339；

回转架24、回转架的固定架2448、回转架的旋转架2449；

横向一级回转系统25、回转支承2533、回转支承固定端2534、回转支承旋转端2535、旋转小齿轮2536、电机2537

旋转接头27、上段接头2701、下段接头2702、滚动球体2703；

密闭隔舱58、浇筑孔59、稳定架60、泵管固定电磁铁组6061、地面吸附电磁铁组6062。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示，集成化浇筑系统包括混凝土拖泵1、浇筑布料设备2、总控系统4、显示终端5及其他信号输出系统等等。拖泵1与浇筑布料设备2通过混凝土泵管3连接，并且各自配有智能化的控制系统，分别通过信号线与总控系统4连接；显示终端5连接总控系统4及各设备监测系统(拖泵浇筑速度监测、混凝土液面监测等)和其他信号输出系统6(环境温度、混凝土温度、浇筑进度实时计算等)。浇筑过程中显示终端实时不间断图像化更新混凝土浇筑情况和设备情况。

液面高度7上升时，浇筑布料设备上升；液面高度下降，浇筑布料设备下降。

浇筑布料设备2即为本实用新型所述的适用于多工况的混凝土浇筑布料系统，如图 3a、图3b、图3c所示，该浇筑布料设备2包括升降平台系统11、升降自适应泵管布置系统12、行走系统13、回转平台14、液压顶升系统15、竖向可伸缩混凝土泵管16、竖向升降架17、横向一级旋转架18、横向二级旋转架20、横向二级回转系统21、末端泵管提升小车22、末端可伸缩混凝土泵管23和回转架24等。

如图6所示，升降平台系统11由升降平台1131和设置于升降平台四角的四根齿条柱1130和齿轮系统组成，位于四角的各齿轮系统沿齿条柱同步运行即实现升降平台31 的竖直升降；如图6a所示，升降平台1131上焊接有短泵管1132，该短泵管与升降自适应泵管布置系统12顶端的弯头泵管1225固定连接，升降自适应泵管布置系统12可随着升降平台的升降而实现变形。升降平台1131通过横向一级回转系统25与回转平台14 连接。升降平台上布置有齿轮回转支承2533及与其啮合的旋转小齿轮2536，旋转小齿轮2536由电机2537带动转动，齿轮回转支承2533顶部布置有回转平台14。升降平台 1131与齿轮回转支承2533的固定端12534采用螺栓固定连接，齿轮回转支承2533的旋转端2535与回转平台14采用螺栓连接。当电机2537带动旋转小齿轮2536转动时，旋转小齿轮2536即通过与其啮合的齿轮回转支承2533啮合带动回转平台14在升降平台 1131上实现360°的旋转。

如图4所示，升降自适应泵管布置系统12由多段直管、弯管及旋转接头拼接而成，具体来说，直型泵管的两端连接弯头泵管，弯头泵管之间通过旋转接头连接，通过这种连接方式，放置于地面的直型固定泵管1124与混凝土泵管3连接，位于顶端的弯型泵管1125与焊接在升降平台1131上的短泵管1132连接，而固定泵管1124与弯形泵管1125 之间则接有多段直管、多个弯管及多个旋转接头，可实现平面、立面的多角度旋转，从而给予了升降自适应泵管布置系统12灵活的“伸缩性”。如图5所示，旋转接头27由上段接头2701和下段接头2702套接在一起，两段接头之间含滚动球体2703，上段接头采用螺栓与与回转短泵管1437连接，下段接头采用螺栓与弯头泵管1225连接，上段接头与下段接头之间可以通过滚动球体2703实现相对转动，从而使回转短泵管1437与弯头泵管1225实现相对转动。

当弯形泵管1125跟随升降平台1131升降时，通过位于中段的旋转接头及弯管、直管的活动连接、位于地面的固定泵管1124仍然保持与混凝土泵管3的稳定连接，不会受升降影响。

回转平台14中间焊接有回转短泵管1437，其与升降平台上的短泵管1132通过旋转接头连接(连接方式与图5相似，在此不再赘述)，可实现回转平台14上的回转短泵管 1437与升降平台上的短泵管1132实现相对旋转。

如图7所示，竖向可伸缩混凝土泵管16由两段不同直径的泵管套接而成，分别为固定管1638和活动管1639，固定管上采用沉头螺丝1640布置有密封件1641，活动管1639 可沿着固定管进行轴向移动，从而使得泵管具有长度可变的功能。固定管1638的末端与回转平台的回转短泵管1437固定连接。

回转平台14上布置有竖向升降架17、液压顶升系统15的液压千斤顶1542；竖向升降架17由固定架1743和活动架1744构成，活动架1744可沿着固定架1743轴向移动；液压千斤顶42分别与回转平台14和活动架1744通过销轴连接，液压顶升系统工作时活动架1744被顶升而沿着固定架1743升降，竖向可伸缩混凝土泵管16的活动管1639与活动架1744的顶端连接，因此活动管1639也随着活动架1744移动。

竖向升降架17的活动架1744与横向一级旋转架18采用螺栓连接，横向一级旋转架 18尾端布置有配重块1819，可实现整个机构运行时候平稳；回转平台14带动竖向升降架17旋转，横向一级旋转架18随着竖向升降架17进行360°旋转；竖向可伸缩混凝土泵管16的活动管1639与布置于横向一级旋转架18内的横向一级泵管1846连接。

横向一级旋转架18首端连接回转架24，如图9所示，回转架24由回转固定架2448 和回转旋转架2449构成；固定架2448和旋转架2449之间通过横向二级回转系统21连接。横向二级回转系统21由回转支承2151、回转小齿轮2152和回转电机2153构成。回转支承2151的固定端与固定架2448采用螺栓连接，回转支承2151的旋转端与旋转架 2449连接，回转电机2153带动回转小齿轮2152，回转小齿轮2152带动回转支承2151 及与其连接的旋转架2449进行360°旋转。回转架24的旋转架2449与横向二级旋转架 20连接，旋转架转动可带动横向二级旋转架20绕着横向一级旋转架18的首端旋转 360°，实现不同位置混凝土的布料。回转架24的固定架2448和旋转架2449内分别固定有短泵管，并通过旋转接头27连接，可实现泵管之间的相互旋转。横向一级旋转架 18内横向一级泵管1846通过回转架24的泵管转换与横向二级旋转架20内的横向二级泵管2050连接。

横向二级旋转架20末端布置有末端泵管提升小车22，如图10a、图10b所示，是一套双滚筒钢丝绳提升机，由小车架2254、双滚筒卷扬机2255、钢丝绳2256和转向滑轮 2257组成。

末端可伸缩混凝土泵管23由末端固定管2338及末端活动管2339套接而成，末端固定管2338与横向二级泵管2050的末端固定连接，末端活动管2339与钢丝绳2255连接，运行提升小车，可以实时调整末端可伸缩混凝土泵管与混凝土液面之间的浇筑高度。

在高流动性混凝土的使用中，一般为钢制空壳密闭隔舱58，通过浇筑孔59将混凝土灌入隔舱58内，浇筑过程中末端可伸缩混凝土泵管23的末端活动管2339需要进入到隔舱内，为保证在混凝土浇筑过程中的末端活动管2339的振幅较小，特开发末端稳定架 60，如图11a所示，由钢桁架、泵管固定电磁铁组6061(图11b)、地面吸附电磁铁组 6062(图11c)；在末端活动管2339进入隔舱之前，稳定架60的泵管固定电磁铁组6061 通电工作，吸附在末端活动管2339上；在末端活动管2339进入隔舱开始浇筑过程中，稳定架60的地面吸附电磁铁组6062通电工作，稳定架60吸附在地面上，泵管固定电磁铁组6061断电不具备吸附功能，末端活动管2339可沿着稳定架60进行上下升降动作；混凝土浇筑完成后，地面吸附电磁铁组6062断电，稳定架60脱离地面，泵管固定电磁铁组6061重新通电工作，稳定架60重新吸附在泵管上，进行下一步的浇筑作业。

布料设备配置有智能控制系统，该系统可包含混凝土液面监测、定点浇筑系统等。

本例中横向一级泵管和横向二级泵管分别沿着横向一级旋转架和横向二级旋转架布置，且设置于旋转架内部。实际施工中，也可以不设置于旋转架内部，而布置于旋转架侧或底部并采用现有的机械固定方式将它们分别与横向一级/二级旋转架相对固定。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，文中所示泵管连接为螺栓连接，采用其他连接方式(例如法兰连接方式)实现与本实用新型同样的功能也在本专利保护的范畴，此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。