一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统及方法

1.本发明涉及一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统及方法，属混凝土施工设备技术领域。


背景技术：

2.在混凝土喷浆作业中，速凝剂是提高喷浆作业面质量和效率的重要添加剂，针对这一问题，当前开发了大量速凝剂辅助添加设备，如专利申请号为“202121380895.8
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的“一种新型喷射机粉状速凝剂添加装置”、专利申请号为“201620962169.x”的“隧道喷射混凝土移动式自动上料车”等设备，虽然可以一定程度满足使用的需要，但当前的喷浆设备往往结构复杂、使用灵活性和环境适应性差，且往往仅能满足液体速凝剂、固体速凝剂中单一类型偶类型的速凝剂添加作业，同时在进行速凝剂添加过程中，也无法对速凝剂添加温度、压力、浓度等参数进行有效的调节，从而给实际施工作业造成了极大的不便，并易因速凝剂添加精度不足而导致喷浆作业面的施工质量和效率均相对较差。
3.因此针对这一问题，需要开发一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统及使用方法，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统及方法。
5.一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统，包括承载机架、承载底座、固体物料罐、液体物料罐、混料罐、上料泵、增压喷淋泵、混料头及驱动电路，承载底座为横断面呈矩形的板状结构，其上端面与承载机架连接且承载机架轴线与水平面垂直分布，固体物料罐、液体物料罐、混料罐均一个，分别嵌于承载机架内并与承载机架同轴分布，其中混料罐分别与固体物料罐、液体物料罐间通过上料泵连通，且固体物料罐位于混料罐上方，液体物料罐、位于混料罐下方，混料罐侧壁设一个出料口，出料口通过导流管与上料泵连通，且上料泵另通过导流管与混料头连通，驱动电路、增压喷淋泵均与承载底座上端面连接，上料泵与承载机架连接，且驱动电路分别与固体物料罐、液体物料罐、混料罐、上料泵、增压喷淋泵、混料头连通。
6.进一步的，所述的固体物料罐、液体物料罐均包括罐体、承压板、调节弹簧、伸缩导向柱及空气压缩机，所述罐体为轴线与水平面垂直分布的闭合腔体结构，所述承压板嵌于罐体内，与罐体同轴分布并与罐体侧壁间滑动连接，且承压板将罐体分割为调压腔和承压缓存腔，且所述承压板与两条环绕承压板轴线均布的调节弹簧连接，所述调节弹簧、伸缩导向柱均嵌于调压腔内，且所述调节弹簧与承压板垂直分布，每条调节弹簧另均通过一个伸缩导向柱与罐体连接，所述空气压缩机与承载底座上端面连接，并与调压腔对应的罐体部分连通，且所述伸缩导向柱及空气压缩机均与驱动电路电气连接。
7.进一步的，所述的固体物料罐的罐体下端面设一个加料口、一个出料口，上端面设
一个补气口，所述加料口、出料口与承压缓存腔连通，且所述出料口与罐体同轴分布并通过上料泵与混料罐连通，所述补气口与调压腔连通，并通过导气管与空气压缩机连通，所述承压板嵌于罐体内，其上端面与至少两条调节弹簧垂直连接，且各调节弹簧环绕承压板轴线均布并于承压板上端面垂直分布，所述调节弹簧另与一条伸缩导向柱连接并通过弹性铰链铰接，且所述伸缩导向柱另与罐体顶部间通过转台机构铰接，且伸缩导向柱轴线与承压板上端面呈0
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夹角；所述的液体物料罐的罐体上端面设一个加料口、一个出料口，下端面设一个补气口，其中所述加料口、出料口与承压缓存腔连通，且所述出料口与罐体同轴分布并通过上料泵与混料罐连通，补气口与调压腔连通，并通过导气管与空气压缩机连通，所述承压板嵌于罐体内，其下端面与至少两条调节弹簧垂直连接，且各调节弹簧环绕承压板轴线均布并于承压板下端面垂直分布，所述调节弹簧另与一条伸缩导向柱连接并通过弹性铰链铰接，且所述伸缩导向柱另与罐体底部间通过转台机构铰接，且伸缩导向柱轴线与承压板上端面呈0
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夹角；其中，所述转台机构与驱动电路间电气连接。
8.进一步的，所述的承压板包括密封环、承载基体、承压衬板、压力传感器、气压传感器、导向滑槽、复位弹簧、滑块及调节块，所述承载基体为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，其上端面设与调节弹簧数量一致的导向滑槽，所述导向滑槽与承载基体上端面平行分布并环绕承载基体轴线均布，每条导向滑槽均与一个滑块滑动连接，所述滑块下半部分嵌于导向滑槽内，并通过复位弹簧与导向滑槽滑动连接，且所述复位弹簧嵌于导向滑槽内，并与导向滑槽轴线平行分布，所述滑块上端面通过弹性铰链于调节弹簧铰接，此外，当伸缩导向柱轴线与承压板上端面呈0
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时，导向滑槽与伸缩导向柱间平行分布；所述承载基体下端面设调节槽，所述调节槽为与承载基体同轴分布的环状结构，所述承压衬板为横断面呈矩形的板状结构，其上端面与至少三个环绕承载基体轴线均布的调节块，所述调节块嵌于调节槽内，与调节槽侧壁间通过密封环滑动连接，且调节块与调节槽槽底通过压力传感器连接，所述承载基体、承压衬板侧表面均设一条与其同轴分布的密封环，且承载基体、承压衬板通过密封环与罐体侧壁滑动连接，所述承载基体与调压腔对应的端面上另设至少一个气压传感器，所述压力传感器、气压传感器均与驱动电路电气连接。
9.进一步的，所述的调节块与压力传感器间另通过碟形弹簧连接，所述碟形弹簧嵌于调节槽内并与调节槽同轴分布，且碟形弹簧位于调节块与压力传感器之间位置，所述调节槽直径不大于承载基体直径的80%,所述承载基体槽体内另设至少一个与承载基体同轴分布的配重块。
10.进一步的，所述的混料罐包括承载罐、电加热机构、密度传感器、超声波振荡机构、曝气管，所述承载罐上端面及下端面均设一个加料口，侧壁设一个出料口，所述电加热机构、密度传感器、超声波振荡机构、曝气管均嵌于承载罐侧壁，并环绕承载罐轴线均布，其中所述电加热机构、超声波振荡机构、曝气管数量均不少于两个，且各曝气管间相互并联，并分别与空气压缩机电气连接。
11.进一步的，所述的混料头包括连接卡箍、导向套、缓存腔、引流管、控制阀、滑块、万向接头、气压传感器，所述导向套为空心管状结构，其前端和后端面均设一个连接卡箍，所述缓存腔包覆导向套外，并为与导向套同轴分布的环状腔体结构，所述滑块嵌于缓存腔，与
缓存腔同轴分布并于缓存腔侧壁内表面滑动连接，所述缓存腔后断面设一个进气口，所述进气口通过导流管与空气压缩机连通，前端设一个加料口和至少两个混料口，所述加料口通过导流管与增压喷淋泵连通，所述混料口环绕缓存腔轴线均布，且各混料口均通过万向接头与一条引流管连通，所述引流管轴线与导向套轴线相交并呈10
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夹角，且引流管前端面与缓存腔前端面间间距不小于5厘米，所述混料口处设一个控制阀，进气口处设一个气压传感器，所述控制阀、气压传感器均与驱动电路电气连接。
12.进一步的，所述承载底座下端面设行走机构，前端面及后端面设连接扣，所述承载底座上端面及下端面另设至少一条呈曲线结构分布得定位槽，且所述导流管在静置状态下均嵌于定位槽内。
13.进一步的，所述的驱动电路为基于可编程控制器为基础得电路系统，且所述驱动电路另设串口通讯电路及基于蓄电池组得辅助电源。
14.一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统的使用方法，包括如下步骤：s1，设备预装，首先对承载机架、承载底座、固体物料罐、液体物料罐、混料罐、上料泵、增压喷淋泵、混料头及驱动电路进行组装，得到成品供给系统，然后根据注浆作业时，设置供给系统得数量；s2,混料预设，完成s1步骤后，将供给系统通过承载底座转运至指定工作位置，然后将混料头包覆在混凝土喷浆管外，同时将混料头的各引流管前端面插入到混凝土喷浆管内，然后将混料头通过导流管与混料罐连通，最后将驱动电路与外部电源系统及混凝土喷浆设备间电气连接并建立数据连接；s3，混合作业，在混合作业时，首先根据混凝土喷浆作业参数、速凝剂类型，由驱动电路设定上料泵、增压喷淋泵及混料头控制阀的运行参数；然后根据速凝剂类型由上料泵首先添加到类型相应的固体物料罐、液体物料罐中，并由固体物料罐、液体物料罐对缓存的速凝剂进行预加压作业，然后将速凝剂添加到混料罐，由混料罐对速凝剂进行温度、浓度调节后，再由增压喷淋泵增压后输送至混料头，最后速凝剂通过混料头的引流管注入到混凝土喷浆管内，与混凝土混合并同步进行喷浆作业。
15.本发明使用灵活方便、通用性好，一方面可有效的满足多种类型速凝剂、使用场地环境运行作业的需要，且设备运行集成化、模块化程度高；另一方面在使用中，可有效的提高速凝剂上料混合作业的工作效率及混合精度，从而提高混凝土喷浆作业的质量。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；图1为本发明结构示意图；图2为固体物料罐局部结构示意图；图3为液体物料罐局部结构示意图；图4为承压板局部结构示意图；图5为混料罐结构示意图；图6为混料头结构示意图；图7为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
17.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
18.如图1—6所示，一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统，包括承载机架1、承载底座2、固体物料罐3、液体物料罐4、混料罐5、上料泵6、增压喷淋泵7、混料头8及驱动电路9，承载底座1为横断面呈矩形的板状结构，其上端面与承载机架1连接且承载机架1轴线与水平面垂直分布，固体物料罐3、液体物料罐4、混料罐5均一个，分别嵌于承载机架1内并与承载机架1同轴分布，其中混料罐5分别与固体物料罐3、液体物料罐4间通过上料泵6连通，且固体物料罐3位于混料罐5上方，液体物料罐4、位于混料罐5下方，混料罐5侧壁设一个出料口10，出料口10通过导流管与上料泵6连通，且上料泵6另通过导流管与混料头8连通，驱动电路、增压喷淋泵均与承载底座2上端面连接，上料泵6与承载机架1连接，且驱动电路9分别与固体物料罐3、液体物料罐4、混料罐5、上料泵6、增压喷淋泵7、混料头8连通。
19.本实施例中，所述的固体物料罐3、液体物料罐4均包括罐体101、承压板102、调节弹簧103、伸缩导向柱104及空气压缩机105，所述罐体101为轴线与水平面垂直分布的闭合腔体结构，所述承压板102嵌于罐体101内，与罐体101同轴分布并与罐体101侧壁间滑动连接，且承压板102将罐体101分割为调压腔106和承压缓存腔107，且所述承压板102与两条环绕承压板102轴线均布的调节弹簧103连接，所述调节弹簧103、伸缩导向柱104均嵌于调压腔106内，且所述调节弹簧103与承压板102垂直分布，每条调节弹簧103另均通过一个伸缩导向柱104与罐体101连接，所述空气压缩机105与承载底座2上端面连接，并与调压腔106对应的罐体101部分连通，且所述伸缩导向柱104及空气压缩机105均与驱动电路9电气连接。
20.在进行调压作业时，首先一方面由调节弹簧、伸缩导向柱的弹性作用力进行压力调节；另一方面通过空气压缩机想调压腔内通入高压空气，由高压空气为承压板提供驱动作用力。
21.重点说明的，所述的固体物料罐3的罐体101下端面设一个加料口11、一个出料口10，上端面设一个补气口12，所述加料口11、出料口10与承压缓存腔107连通，且所述出料口10与罐体101同轴分布并通过上料泵6与混料罐5连通，所述补气口12与调压腔106连通，并通过导气管与空气压缩机105连通，所述承压板102嵌于罐体101内，其上端面与至少两条调节弹簧103垂直连接，且各调节弹簧103环绕承压板102轴线均布并于承压板102上端面垂直分布，所述调节弹簧103另与一条伸缩导向柱104连接并通过弹性铰链铰接，且所述伸缩导向柱104另与罐体101顶部间通过转台机构108铰接，且伸缩导向柱104轴线与承压板102上端面呈0
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夹角；所述的液体物料罐4的罐体101上端面设一个加料口11、一个出料口10，下端面设一个补气口12，其中所述加料口11、出料口10与承压缓存腔107连通，且所述出料口10与罐体101同轴分布并通过上料泵6与混料罐5连通，补气口12与调压腔106连通，并通过导气管与空气压缩机105连通，所述承压板102嵌于罐体101内，其下端面与至少两条调节弹簧103垂直连接，且各调节弹簧103环绕承压板102轴线均布并于承压板102下端面垂直分布，所述调节弹簧103另与一条伸缩导向柱104连接并通过弹性铰链铰接，且所述伸缩导向柱104另与罐体101底部间通过转台机构108铰接，且伸缩导向柱104轴线与承压板102上端面呈0
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夹角；
其中，所述转台机构108与驱动电路9间电气连接。
22.此外，所述的承压板102包括密封环1021、承载基体1022、承压衬板1023、压力传感器1024、气压传感器1025、导向滑槽1026、复位弹簧1027、滑块1028及调节块1029，所述承载基体1022为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，其上端面设与调节弹簧103数量一致的导向滑槽1026，所述导向滑槽1026与承载基体1022上端面平行分布并环绕承载基体1022轴线均布，每条导向滑槽1026均与一个滑块1028滑动连接，所述滑块1028下半部分嵌于导向滑槽1026内，并通过复位弹簧1027与导向滑槽1026滑动连接，且所述复位弹簧1027嵌于导向滑槽1026内，并与导向滑槽1026轴线平行分布，所述滑块1028上端面通过弹性铰链于调节弹簧103铰接，此外，当伸缩导向柱104轴线与承压板102上端面呈0
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时，导向滑槽1026与伸缩导向柱104间平行分布；所述承载基体1022下端面设调节槽1020，所述调节槽1020为与承载基体1022同轴分布的环状结构，所述承压衬板1023为横断面呈矩形的板状结构，其上端面与至少三个环绕承载基体1022轴线均布的调节块1029，所述调节块1029嵌于调节槽1020内，与调节槽1020侧壁间通过密封环1021滑动连接，且调节块1029与调节槽1020槽底通过压力传感器1024连接，所述承载基体1022、承压衬板1023侧表面均设一条与其同轴分布的密封环1021，且承载基体1022、承压衬板1023通过密封环1021与罐体101侧壁滑动连接，所述承载基体1022与调压腔106对应的端面上另设至少一个气压传感器1025，所述压力传感器1024、气压传感器1025均与驱动电路9电气连接。
23.其中，在进行压力调节时，一方面通过调节弹簧、伸缩导向柱对承压板的工作位置进行调节，实现对调压腔和承压缓存腔容积调节，满足速凝剂缓存作业，另一方面通过调节弹簧、伸缩导向柱的弹性伸缩作用力，对承压板施加驱动力，并通过调节弹簧、伸缩导向柱的弹性作用力对缓存的速凝剂进行施压，并在速凝剂使用后，承压板同步调节作业位置，确保缓存速凝剂存储压力恒定；另一方面在对承压板进行承压调节作业时，在利用调节弹簧、伸缩导向柱弹性作用力进行承压板调节时，另可通过伸缩导向柱的伸缩量达到调整调节弹簧伸缩行程，从而达到调整调节弹簧预紧作用力，从而满足不同压力调节范围对承压板调节作业的需要；且在对调节弹簧行程调整过程中，在通过伸缩导向柱调整时，另可通过转台机构调整伸缩导向柱与罐体轴线夹角，进一步调整调节弹簧行程范围，且在通过转台机构调整伸缩导向柱与罐体轴线夹角时，调节弹簧下端面通过导向滑槽和滑块配合进行滑动调节，并在需要复位时，则通过复位弹簧驱动滑块位移，提高复位效率。
24.进一步优化的，所述的调节块1029与压力传感器间1024另通过碟形弹簧13连接，所述碟形弹簧13嵌于调节槽1020内并与调节槽1020同轴分布，且碟形弹簧13位于调节块1029与压力传感器1024之间位置，所述调节槽1020直径不大于承载基体1022直径的80%,所述承载基体1022槽体内另设至少一个与承载基体1022同轴分布的配重块14。
25.本实施例中，所述的混料罐5包括承载罐51、电加热机构52、密度传感器53、超声波振荡机构54、曝气管55，所述承载罐51上端面及下端面均设一个加料口11，侧壁设一个出料口10，所述电加热机构52、密度传感器53、超声波振荡机构54、曝气管55均嵌于承载罐51侧壁，并环绕承载罐51轴线均布，其中所述电加热机构52、超声波振荡机构54、曝气管55数量均不少于两个，且各曝气管55间相互并联，并分别与空气压缩机105电气连接。
26.值得注意的，所述的混料头8包括连接卡箍81、导向套82、缓存腔83、引流管84、控
制阀85、滑块1028、万向接头87、气压传感器86，所述导向套82为空心管状结构，其前端和后端面均设一个连接卡箍81，所述缓存腔83包覆导向套82外，并为与导向套82同轴分布的环状腔体结构，所述滑块1028嵌于缓存腔83，与缓存腔83同轴分布并于缓存腔83侧壁内表面滑动连接，所述缓存腔83后断面设一个进气口87，所述进气口87通过导流管与空气压缩机105连通，前端设一个加料口11和至少两个混料口15，所述加料口11通过导流管与增压喷淋泵7连通，所述混料口15环绕缓存腔83轴线均布，且各混料口15均通过万向接头87与一条引流管84连通，所述引流管84轴线与导向套82轴线相交并呈10
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夹角，且引流管84前端面与缓存腔83前端面间间距不小于5厘米，所述混料口15处设一个控制阀85，进气口87处设一个气压传感器86，所述控制阀85、气压传感器86均与驱动电路9电气连接。
27.此外的，所述承载底座2下端面设行走机构21，前端面及后端面设连接扣22，所述承载底座2上端面及下端面另设至少一条呈曲线结构分布得定位槽23，且所述导流管在静置状态下均嵌于定位槽23内；其中，定位槽22呈蛇形结构、曲线结构中的任意一种。
28.同时，所述的驱动电路9为基于可编程控制器为基础得电路系统，且所述驱动电路另设串口通讯电路及基于蓄电池组得辅助电源。
29.如图7所示，一种组合式恒压混凝土速凝剂供给系统的使用方法，包括如下步骤：s1，设备预装，首先对承载机架、承载底座、固体物料罐、液体物料罐、混料罐、上料泵、增压喷淋泵、混料头及驱动电路进行组装，得到成品供给系统，然后根据注浆作业时，设置供给系统得数量；当需要进行大量速凝剂添加混合作业时，可通过承载底座的连接扣实现多个供给系统串联协同运行，且在转运过程中，另可通过连接扣与牵引车辆连接，实现车辆牵引转运，提高设备使用灵活性和便捷性；s2,混料预设，完成s1步骤后，将供给系统通过承载底座转运至指定工作位置，然后将混料头包覆在混凝土喷浆管外，同时将混料头的各引流管前端面插入到混凝土喷浆管内，然后将混料头通过导流管与混料罐连通，最后将驱动电路与外部电源系统及混凝土喷浆设备间电气连接并建立数据连接；s3，混合作业，在混合作业时，首先根据混凝土喷浆作业参数、速凝剂类型，由驱动电路设定上料泵、增压喷淋泵及混料头控制阀的运行参数；然后根据速凝剂类型由上料泵首先添加到类型相应的固体物料罐、液体物料罐中，并由固体物料罐、液体物料罐对缓存的速凝剂进行预加压作业，然后将速凝剂添加到混料罐，由混料罐对速凝剂进行温度、浓度调节后，再由增压喷淋泵增压后输送至混料头，最后速凝剂通过混料头的引流管注入到混凝土喷浆管内，与混凝土混合并同步进行喷浆作业。
30.本发明使用灵活方便、通用性好，一方面可有效的满足多种类型速凝剂、使用场地环境运行作业的需要，且设备运行集成化、模块化程度高；另一方面在使用中，可有效的提高速凝剂上料混合作业的工作效率及混合精度，从而提高混凝土喷浆作业的质量。
31.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等效物界定。