湿式混凝土喷射机泵送系统的设计研究

2017-04-04朱爱香

时代农机 2017年10期

关键词：混凝土泵喷浆泵送

朱爱香，于翔

（青岛农业大学海都学院，山东烟台 265200）

湿式混凝土喷射机泵送系统的设计研究

朱爱香，于翔

（青岛农业大学海都学院，山东烟台 265200）

针对传统喷浆机在喷浆施工中混凝土泵的输送能力不能满足煤矿井下混凝土输送的要求这一问题，文章介绍了一种新型的湿式喷浆机泵送系统设计方案，主要介绍了湿式混凝土喷射机泵送系统的基本构造、液压控制系统等。

传统喷浆机；混凝土泵；输送能力；液压系统

1 泵送系统的基本构造

（1）分配阀及熟料斗。熟料斗又称集料斗，熟料斗中还装有搅拌装置。它是混凝土的承料器。

（2）推送机构。推送机构是混凝土泵的执行机构，它可以把液压能转换为机械能，通过活塞杆的推拉交替动作，推动混凝土克服管道阻力输送到浇筑部位。它主要是由主油缸、混凝土缸和水箱等三部分组成。①主油缸由油缸体、油缸活塞、活塞杆、油缸头及缓冲装置组成。主油缸的主要特点是：换向冲击大，一般要有缓冲装置。缓冲装置是混凝土泵设计的关键技术之一，大多数厂家采用的油缸端部安装单向节流阀的TR机构。其原理为：当液压缸活塞快到行程终点，越过缓冲油口时单向节流阀打开，使高压油有一部分经过缓冲油口到低压腔，使两腔压差减小，活塞速度降低，达到缓冲的目的，并为活塞换向做准备；②混凝土缸后端与水箱连接，前端与料斗直接相连，通过拉杆固定在料斗和水箱之间。主油缸活塞杆伸入到混凝土缸内，活塞杆前端通过中间杆连接着混凝土缸活塞。混凝土缸一般用无缝钢管制造，由于混凝土缸内壁与混凝土及水长期接触，承受着剧烈摩擦和化学腐蚀，因此，在混凝土缸内壁镀有硬铬层，或经过特殊热处理以提高耐磨性和抗腐蚀性。混凝土缸活塞由活塞体、导向环、密封体、活塞头芯和定位盘等组成；③水箱是用钢板焊成，既是储水容器，又是主油缸与混凝土缸的支持连接件。水箱上部有盖，打开窗盖可以加水并清洗水箱内部。水箱上还有一个水标尺，用来观察水位，水箱底部有放水口。在泵送机构工作时水在混凝土缸后部随着橡胶活塞来回流动，所起的作用是：①清洗作用。清洗混凝土缸壁上每次泵送后残存的灰浆，以减少混凝土缸及橡胶活塞的磨损；②隔离作用。防止主油缸泄漏出来的液压油进入混凝土中而影响混凝土的质量；③冷却润滑作用。冷却润滑混凝土缸橡胶活塞、活塞杆及活塞杆密封部位。

在湿式混凝土喷射机中，混凝土输送泵的工作方式是通过压力油推动活塞，再通过活塞杆推动混凝土缸中的工作活塞来实现压送混凝土的过程。液压活塞式混凝土泵分为单缸式和双缸式两种，双缸式在机构方面虽较单缸式复杂，但因为是两个缸交替工作，故其输送方式比较连续、平稳、生产率高。因此，大部分混凝土泵都采用双缸式。混凝土缸活塞分别与主油缸活塞杆相连，在主油缸压力油的作用下，做往复运动；一缸前进，分配阀一端接出料口，分配阀的另一端通过花键与摆臂相连，在摆动油缸的作用下，可以左右摆动。

2 泵送系统的液压控制系统

混凝土泵送回路由油箱、主油泵及排量调节阀、主安全阀、顺序阀、减压阀、储能器、各种液压换向阀以及闭合回路等组成。泵送控制系统由主电机驱动一个通轴式轴向柱塞泵，通过液压泵驱动泵送系统中的两个液压缸交替工作。

泵送回路的具体组成及元件功能如下：①油箱。该油箱内置蛇形水冷管，对液压油进行水冷，出来的水进入加湿搅拌系统冷却效果好；②吸油滤油器。该滤油器过滤精度100μm，为自封式，因而清洗或更换滤芯时，油液不会从邮箱内流出；③主油泵。由二个泵组合而成。它们分别为轴向柱塞泵及齿轮泵。这二个泵分别为主油缸、分配油缸提供动力。主油泵为轴向柱塞泵，该泵带有恒功率控制装置。在恒功率区域内，当砼管路中压力升高时，主泵斜盘倾角会自动减小，功率保证为恒定值，因而电机不至于超载，功率利用率高。当泵送油压超过25MPa时，压力截流装置使主油泵斜盘回到中位，主油泵排量为零，泵送作业停止；④电磁换向阀。电磁换向阀与主溢流阀组合在一阀板上。主电磁换向阀用来改变两个推动油缸的运动方向。该阀为三位四通电液换向阀，主阀中位为M型机能，因而主泵压力油在中位可以卸荷。该阀带有手动应急操作器，在电磁铁不通的情况下，可先导阀芯进行操作。主溢流阀为先导型，保护回路系统安全，起安全阀作用，安全压力设定值为25MPa。这个阀块上的溢流阀手柄用于调节主泵压力即主油缸压力。当泵送压力达到25MPa时会使整个泵送机构停止工作，起到保护系统的作用。⑤推动油缸。推动油缸两个油缸分别前后运动导致两个砼缸吸料和泵送。主油缸活塞行程终点装有单向阀，当活塞运行到终点前，单向阀将活塞前后两腔沟通，即可防止撞缸，又可对油缸封闭腔进行补油。