一种隧洞施工用混凝土喷护施工装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧洞施工技术领域，具体涉及一种隧洞施工用混凝土喷护施工装置。


背景技术：

2.在水利工程中为了输水或泄洪，常穿山开挖建成封闭式的输水道，称为水工隧洞,在隧洞施工过程中，随着新奥法施工技术的推广应用，喷射混凝土已成为隧洞工程结构的主要支护形式。喷射混凝土时需要使用混凝土喷护装置，其工作原理是利用空压机压缩空气产生的高压气体将混凝土在加速室内搅拌与压缩空气混合，并沿着管道保持恒定的流量连续输送到搅拌器中均匀加水雾化搅拌，并连续不间断地将浆料喷射到施工面上去，混凝土在施工面凝结硬化，从而形成混凝土支护层，对隧道起到支护作用。目前，现有的混凝土喷护装置在使用时，多由工人手持喷射头进行混凝土的喷射，还存在着以下问题：一是由于喷射头喷出的混凝土量较大，产生的后坐力也较大，且喷射管的重量也较大，工人的劳动强度较大，易出现工人受伤的问题；二是喷射的混凝土厚度不均匀，强度不达标，表面不平整，混凝土容易开裂、脱落和塌落，降低了支护效果，影响到隧洞开挖的质量；三是喷射混凝土时总会有很多混凝土回弹，会浪费较多的混凝土材料，增加混凝土的喷护成本，同时，混凝土的回弹还会产生大量的粉尘，降低了施工的环境，会影响到施工人员的身体健康。因此，研制开发一种自动化程度高，喷射质量好，能回收混凝土材料的隧洞施工用混凝土喷护施工装置是客观需要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种自动化程度高，喷射质量好，能回收混凝土材料的隧洞施工用混凝土喷护施工装置。
4.本实用新型的目的是这样实现的，包括底座和设置在底座两侧的履带，底座上依次设置有支架、回料箱和喷射机主体，支架包括升降机构、旋转机构和支撑机构，升降机构包括机箱和竖直设置在机箱内部的螺杆，螺杆的上端和下端分别与机箱内的顶部和底部转动连接，螺杆的下部设置有从动齿轮，机箱外侧的底座上安装有升降电机，升降电机的输出轴上设置有驱动齿轮，机箱的侧壁上加工有通孔，通孔内设置有链条，链条的两端分别与驱动齿轮和从动齿轮传动连接，从动齿轮上方的螺杆上螺接有升降块，机箱的内壁上竖直设置有滑轨，升降块的侧面与滑轨滑动连接，升降块上设置有多根升降杆，升降杆的上端穿过机箱的顶部后连接有台板，旋转机构包括圆板和设置在圆板侧面上的齿圈，台板的外侧安装有旋转电机，旋转电机的输出轴上安装有与齿圈相啮合的主动齿轮，圆板下表面的中心处设置有竖杆，竖杆的下端与台板的中心处转动连接，支撑机构包括两根对称设置的竖梁，竖梁的下端固定在圆板上，两根竖梁之间的上端设置有转轴，转轴的一端与竖梁转动连接，另一端穿过竖梁后与安装在竖梁上的调节电机传动连接，转轴的中部设置有套管，套管内配合套装有固定管，固定管的一端连接有喷射嘴，另一端连接有输送软管，输送软管的端部
与喷射机主体的混凝土出口连通，在靠近喷射嘴一侧的固定管上设置有敞口的收料罩，收料罩的敞口端朝向喷射嘴的一侧，在远离喷射嘴一侧的收料罩上设置有收料软管，收料软管上设置有抽风机，收料软管的端部与回料箱连通，回料箱的顶部设置有排气管。
5.进一步的，底座的上表面上设置有减震层。
6.进一步的，收料罩的敞口端设置有环板，环板上圆周均布有多个照明灯。
7.进一步的，环板上安装有摄像头。
8.进一步的，固定管上设置有红外激光仪。
9.进一步的，固定管的侧壁上加工有螺孔，螺孔内拧入有紧固螺栓。
10.本实用新型在使用时，通过履带将本装置移动到需要喷射混凝土的位置，将固定管插装在套管内并进行固定，开启升降电机，升降电机依次带动驱动齿轮、链条和从动齿轮转动，从动齿轮带动螺杆转动，由于升降块不能随着螺杆进行圆周运动，在螺杆转动时，升降块进行上下移动，带动升降杆和台板进行上下移动，从而带动旋转机构和支撑机构进行上下移动，实现喷射嘴在高度方向上的调整；开启旋转电机，旋转电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动齿圈和圆板转动，圆板带动支撑机构转动，实现喷射嘴在水平方向上喷射角度的调整；开启调节电机，调节电机带动转轴转动，转轴带动套管转动，从而实现竖直方向上喷射角度的调整，通过上述三个机构的调整，使得喷射嘴获得了六个自由度，操作性较好，进而使得喷射状态下的喷射嘴可与各个方向的工作表面保持垂直，最大限度减少回弹和坍塌，提高混凝土的喷射质量。在混凝土喷射过程中，部分混凝土发生回弹，并扩散在空气中，这时开启抽风机，空气中的混凝土在吸力作用下向收料罩聚集，并通过收料软管送入回料箱进行收集，经一定处理后可再次使用，既可以降低空气中的粉尘，减小环境的污染，又可以减小混凝土材料的浪费，提高混凝土的使用率，降低喷射成本，最后，本装置在使用时，不需工人手持喷射管，降低了工人的劳动强度，且各机构的动力均由相应的机械提供，自动化程度较高，操作性较好。本实用新型自动化程度高，喷射质量好，能回收混凝土材料，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
11.图1为本实用新型的整体结构示意图；
12.图2为本实用新型中支架3的结构示意图；
13.图3为本实用新型中支撑机构的结构示意图；
14.图中：1-底座，2-履带，3-支架，4-回料箱，5-喷射机主体，6-机箱，7-螺杆，8-从动齿轮，9-升降电机，10-驱动齿轮，11-链条，12-升降块，13-升降杆，14-台板，15-圆板，16-齿圈，17-旋转电机，18-主动齿轮，19-竖杆，20-竖梁，21-转轴，22-套管，23-固定管，24-喷射嘴，25-输送软管，26-收料罩，27-收料软管，28-抽风机，29-减震层，30-环板，31-照明灯，32-摄像头，33-红外激光仪，34-紧固螺栓，35-调节电机。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
16.如图1～3所示，本实用新型包括底座1和设置在底座1两侧的履带2，底座1和履带2
都为现有结构，底座1上依次设置有支架3、回料箱4和喷射机主体5，喷射机主体5为现有混凝土喷射机的主体结构，包括贮料斗、吹送室等结构，支架3包括升降机构、旋转机构和支撑机构，升降机构包括机箱6和竖直设置在机箱6内部的螺杆7，螺杆7的上端和下端分别与机箱6内的顶部和底部转动连接，螺杆7的下部设置有从动齿轮8，机箱6外侧的底座1上安装有升降电机9，升降电机9的输出轴上设置有驱动齿轮10，机箱6的侧壁上加工有通孔，通孔内设置有链条11，链条11的两端分别与驱动齿轮10和从动齿轮8连接，从动齿轮8上方的螺杆7上螺接有升降块12，机箱6的内壁上竖直设置有滑轨，升降块12的侧面与滑轨滑动连接，升降块12上设置有多根升降杆13，升降杆13的上端穿过机箱6的顶部后连接有台板14，旋转机构包括圆板15和设置在圆板15侧面上的齿圈16，台板14的外侧安装有旋转电机17，旋转电机17的输出轴上安装有与齿圈16相啮合的主动齿轮18，圆板15下表面的中心处设置有竖杆19，竖杆19的下端与台板14的中心处转动连接，支撑机构包括两根对称设置的竖梁20，竖梁20的下端固定在圆板15上，两根竖梁20之间的上端设置有转轴21，转轴21的一端与竖梁20转动连接，另一端穿过竖梁20后与安装在竖梁20上的调节电机35传动连接，转轴21的中部设置有套管22，套管22内配合套装有固定管23，固定管23的一端连接有喷射嘴24，另一端连接有输送软管25，输送软管25的端部与喷射机主体5的混凝土出口连通，在靠近喷射嘴24一侧的固定管23上设置有敞口的收料罩26，收料罩26的敞口端朝向喷射嘴24的一侧，在远离喷射嘴24一侧的收料罩26上设置有收料软管27，收料软管27上设置有抽风机28，收料软管27的端部与回料箱4连通，回料箱4的顶部设置有排气管，本装置中的升降电机9、旋转电机17和调节电机35均为现有电机，可在市场上选购，其功率、转速等参数可根据实际情况确定。
17.本实用新型在使用时，通过履带2将本装置移动到需要喷射混凝土的位置，将固定管23插装在套管22内并进行固定，开启升降电机9，升降电机9依次带动驱动齿轮10、链条11和从动齿轮8转动，从动齿轮8带动螺杆7转动，由于升降块12不能随着螺杆7进行圆周运动，在螺杆7转动时，升降块12进行上下移动，带动升降杆13和台板14进行上下移动，从而带动旋转机构和支撑机构进行上下移动，实现喷射嘴24在高度方向上的调整；开启旋转电机17，旋转电机17带动主动齿轮18转动，主动齿轮18带动齿圈16和圆板15转动，圆板15带动支撑机构转动，实现喷射嘴24在水平方向上喷射角度的调整；开启调节电机35，调节电机35带动转轴21转动，转轴21带动套管22转动，从而实现竖直方向上喷射角度的调整，通过上述三个机构的调整，使得喷射嘴24获得了六个自由度，操作性较好，进而使得喷射状态下的喷射嘴24可与各个方向的工作表面保持垂直，最大限度减少回弹和坍塌，提高混凝土的喷射质量。在混凝土喷射过程中，部分混凝土发生回弹，并扩散在空气中，这时开启抽风机28，空气中的混凝土在吸力作用下向收料罩26聚集，并通过收料软管27送入回料箱4进行收集，经一定处理后可再次使用，既可以降低空气中的粉尘，减小环境的污染，保护工作人员的身体健康， 又可以减小混凝土材料的浪费，提高混凝土的使用率，降低喷射成本，最后，本装置在使用时，不需工人手持喷射管，降低了工人的劳动强度，且各机构的动力均由相应的机械提供，自动化程度较高，操作性较好。
18.底座1的上表面上设置有减震层29，在混凝土的喷射过程中，喷射机主体5会产生振动，通过减震层29可对振动进行吸收，减小对地面造成的振动。
19.收料罩26的敞口端设置有环板30，环板30上圆周均布有多个照明灯31，照明灯31
可使用led灯，用于对混凝土的喷射面进行照明，便于喷射工作的进行。
20.环板30上安装有摄像头32，通过摄像头32可更为直观和方便的对喷护过程进行监控，便于喷护过程的控制。
21.固定管23上设置有红外激光仪33，红外激光仪33为现有仪器，能产生红外激光束，从而对混凝土的喷射位置进行定位，提高本装置在混凝土喷护时的精确性。
22.在混凝土喷射时，固定管23上会产生一定的振动和后坐力，可能会导致固定钉23从套管22中脱出，影响喷护工作的正常运行，为了防止这种情况的发生，固定管23的侧壁上加工有螺孔，螺孔内拧入有紧固螺栓34，使用时，拧紧紧固螺栓34，紧固螺栓34的螺纹端抵在固定管23上，从而将固定管23牢牢的固定在套管22，提高本装置运行时的稳定性能。