一种用于混凝土向下输送的装置及输送方法与流程

本发明涉及混凝土输送控制技术领域，具体涉及一种用于混凝土向下输送的装置及输送方法。

背景技术：

在建筑工程领域，大型建筑物或构造物的地上部分都需依靠相应地下部分的支撑，例如超高层建筑主体结构往往设计在大体积混凝土基础底板上。在这种大型地下混凝土结构的浇筑施工中，需要把混凝土生产单位运输至现场的混凝土拌合物从地表往地下进行输送。根据施工工艺的不同，输送方式包括泵车输送、滑管输送等方式。由于新拌混凝土是一种流态物质，在向下输送的过程中，如果落差较大，重力作用可能导致混凝土在管道中的滑落速度不一致而产生分离，严重影响混凝土材料的均匀性。混凝土流动性越好，那么往下输送的时候就越难控制。目前人们采取的对策包括在下落管道中加装一段螺旋管等方式来人为增加混凝土的下滑阻力。由于这类加装的管道安装完毕后所能提供的缓冲作用是固定的，无法根据不同混凝土的流动性及现场实际流量情况进行调节。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种根据管道中的混凝土流速来实时调节流量、确保管道中混凝土连续输送的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于混凝土向下输送的装置，包括：

料斗，所述料斗用于盛放搅拌车卸下待输送的混凝土；

管道，所述管道的截面为圆形，所述管道用于向下输送混凝土；

测速仪，所述测速仪有两个，一个测速仪安装在所述管道入口处且位于料斗下方，另一个测速仪安装在管道出口处且位于出口的上方；以及

截止器，所述截止器固定在所述管道出口处，所述截止器包括外壳、控制芯片、齿轮和截止板，所述外壳和所述管道刚性连接，所述齿轮根据控制芯片的指令移动截止板，所述截止板在齿轮的驱动下在水平面内伸出或缩回外壳。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

本发明提供的用于混凝土向下输送的装置，包括料斗以及设置于其下方的管道，管道的入口和出口处各设置了一个测速仪，管道出口处还设有截止器，用于控制出口流量。通过本发明的装置，根据现场混凝土进入管道的实际流量，实时调整控制出口流量，从而保证混凝土在管道中流动的连续性和均匀性；另一方面这种动态控制逻辑，也能消除过度限制的不利因素，从而保证输送效率。

进一步地，为了取材方便，所述测速仪为超声波测试仪。

本发明还提供了一种用于混凝土向下输送的装置的输送方法，该输送方法包括：

步骤s1、当现场开始浇筑，则搅拌车开始向料斗放入混凝土，截止板的初始位置是在截止器内部，不阻断管道出口；启动两个测速仪，同步测量管道上端的混凝土流速v1和管道下端的混凝土流速v2，测得的速度数据通过窄带无线网络发送至截止器控制芯片；

步骤s2、由于管道上端紧接料斗，刚流入管道中的混凝土是充满管道横截面的状态，此处的混凝土流量是q=a∙v1；这里a=π∙r2为管道横截面积，r为管道半径；管道下端测得的流速v2如果等于v1，则说明管道中的混凝土从入口到出口流动连续性好；反之，如果v2大于v1，则说明出口流出过快，管道中的混凝土必然存在分离现象；

步骤s3、截止器中的控制芯片每隔一段时间对齿轮发出指令，调节管道下端混凝土的流出，保障混凝土输送的连续性和效率。

进一步地，所述步骤s3包括：

步骤s31当截止位移a=0时，如果v1=v2，这代表出口无截止且输送连续性好，这是向下输送混凝土的理想状态，因此不进行任何操作；

步骤s32当截止位移a=0时，如果v1<v2，这代表出口无阻碍、但输送连续性差，需要限制出口流量，根据流入和流出平衡的原理，控制齿轮将截止板伸出至新位移a’，新位移的值满足a∙v1=a1∙v2，a1=(1−θ/π)∙πr²+(r−a’)∙r∙sinθ为未被截止板阻断的部分横截面面积，其中θ=arccos(1−a’/r)；

步骤s33当截止位移a>0时，如果v1=v2，这代表虽然输送连续性好，但出口流量被截止器限制，此时控制齿轮将截止板收回一段位移，从而提高流量；

步骤s34当截止位移a>0时，如果v1<v2，这代表输送连续性差，出口流量限制不足，此时控制齿轮将截止板伸出一段位移，从而进一步减少出口流量。

进一步地，所述步骤s3中一段时间是0.1秒。

进一步地，所述一段位移为0.1r。

附图说明

图1为本发明一实施例中用于混凝土向下输送的装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中用于混凝土向下输送的装置中截止器的结构示意图；

图3为本发明一实施例用于混凝土向下输送的装置的输送方法中步骤s31的示意图。

图中：

1-料斗；2-管道；3-测速仪；4-截止器，41-外壳，42-控制芯片，43-齿轮，44-截止板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的用于混凝土向下输送的装置及输送方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一

下面结合图1至图3，详细说明本发明的用于混凝土向下输送的装置的结构组成。

请参考图1至图3，一种用于混凝土向下输送的装置，包括料斗1、管道2、测速仪3以及截止器4，料斗1用于盛放搅拌车卸下待输送的混凝土；管道2的截面为圆形，管道2用于向下输送混凝土；测速仪3有两个，一个测速仪3安装在管道2入口处且位于料斗1下方，另一个测速仪3安装在管道出口处且位于出口的上方；以及截止器4，截止器4固定在管道2出口处，截止器4包括外壳41、控制芯片42、齿轮43和截止板44，外壳41和管道2刚性连接，齿轮43根据控制芯片42的指令移动截止板44，截止板44在齿轮43的驱动下在水平面内伸出或缩回外壳41。

具体来说，本实施例的用于混凝土向下输送的装置，包括料斗1以及设置于其下方的管道2，管道2的入口和出口处各设置了一个测速仪3，管道2出口处还设有截止器4，用于控制出口流量。通过本发明的装置，根据现场混凝土进入管道的实际流量，实时调整控制出口流量，从而保证混凝土在管道中流动的连续性和均匀性；另一方面这种动态控制逻辑，也能消除过度限制的不利因素，从而保证输送效率。

在本实施例中，更优选地，为了取材方便，测速仪3为超声波测试仪。

请继续参考图1至图3，本发明还提供了一种用于混凝土向下输送的装置的输送方法，该输送方法包括：

步骤s1、当现场开始浇筑，则搅拌车开始向料斗放入混凝土，截止板44的初始位置是在截止器4内部，不阻断管道2出口；启动两个测速仪3，同步测量管道上端的混凝土流速v1和管道下端的混凝土流速v2，测得的速度数据通过窄带无线网络发送至截止器4的控制芯片42；

步骤s2、由于管道2上端紧接料斗1，刚流入管道2中的混凝土是充满管道横截面的状态，此处的混凝土流量是q=a∙v1；这里a=π∙r2为管道横截面积，r为管道半径；管道2下端测得的流速v2如果等于v1，则说明管道中的混凝土从入口到出口流动连续性好；反之，如果v2大于v1，则说明出口流出过快，管道2中的混凝土必然存在分离现象；

步骤s3、截止器4中的控制芯片42每隔一段时间对齿轮43发出指令，调节管道2下端混凝土的流出，保障混凝土输送的连续性和效率。

在本实施例中，更优选地，步骤s3包括：

步骤s31当截止位移a=0时，如果v1=v2，这代表出口无截止且输送连续性好，这是向下输送混凝土的理想状态，因此不进行任何操作；

步骤s32当截止位移a=0时，如果v1<v2，这代表出口无阻碍、但输送连续性差，需要限制出口流量，根据流入和流出平衡的原理，控制齿轮将截止板伸出至新位移a’，新位移的值满足a∙v1=a1∙v2，a1=(1−θ/π)∙πr²+(r−a’)∙r∙sinθ为未被截止板阻断的部分横截面面积，其中θ=arccos(1−a’/r)；

步骤s33当截止位移a>0时，如果v1=v2，这代表虽然输送连续性好，但出口流量被截止器限制，此时控制齿轮将截止板收回一段位移，从而提高流量；

步骤s34当截止位移a>0时，如果v1<v2，这代表输送连续性差，出口流量限制不足，此时控制齿轮将截止板伸出一段位移，从而进一步减少出口流量。

特别地，步骤s3中一段时间是0.1秒。步骤s34中一段位移为0.1r。该时间及位移系根据经验选择，可以保证灵活调控出口流量，也不会对装置造成过高能源负担即可。此处不作限制。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。