混凝土泵及其泵送机构
技术领域
本发明涉及混凝土输送技术领域,尤其涉及泵送机构。本发明还涉及一种混凝土泵。
背景技术
混凝土泵是一种利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械,主要应用于房建、桥梁及隧道施工等方面,是工程机械中常用的机械设备。混凝土泵具体由臂架、泵送机构、液压系统、支撑机构、电控系统五部分组成。在泵送机构中,砼活塞是易损件,经常需要清洗或更换。由于在工作状态下,砼活塞完全处于泵送机构的输送缸中,当需要清洗或更换时,必须将砼活塞从输送缸中退入水箱中后才能进行拆卸、维护或更换,所以需要一种较容易更换砼活塞的泵送机构。
目前,常用的易更换砼活塞的泵送机构有三种。如图1,图1为第一种典型的泵送机构的结构示意图。
如图1所示,该泵送机构中,砼活塞2与主油缸活塞杆4均与连接杆22通过螺钉或卡套连接。正常工作时,砼活塞2在输送缸中作往复直线运动。当需要清洗或更换砼活塞2时,首先将连接杆22拆下,然后点动操作主油缸活塞杆4向左运动,使其靠近砼活塞2,并将两者连接,最后点动操作主油缸活塞杆4向右运动,带动砼活塞2退入水箱,即可对砼活塞2进行清洗或更换。清洗或更换完毕后,采用上述操作的逆过程将砼活塞2重新安装到输送缸1中,使其保持在正常工作位置。
显而易见,该泵送机构在退砼活塞2时操作十分不便,所需时间较长,对混凝土的泵送施工及设备都会产生不良影响。
参见图2,图2为第二种典型的泵送机构的结构示意图。
图2中,该泵送机构包括输送缸1、砼活塞2、卡套3、主油缸活塞杆4、水箱5、主油缸6、挡圈7、限位活塞8、限位油缸9、储油装置10、单向阀11和换向阀12。水箱5的一端与输送缸1固定连接,另一端与主油缸6固定连接。砼活塞2可在输送缸1中作往复直线运动,并通过卡套3(也可通过螺栓)与主油缸活塞杆4连接。主油缸6的末端固接限位油缸9,限位油缸9的前端设置有挡圈7,限位活塞8可在限位油缸9中作往复直线运动。换向阀12设置于限位油缸9的尾部。换向阀12处于左位时,限位油缸9与单向阀11的出油口连接;换向阀12处于右位时,限位油缸9与储油装置10连接。单向阀11的进油口与压力油源连接。
正常工作时,换向阀12处于左位,压力油源中的液压油通过单向阀11、换向阀12进入限位油缸9的后腔,将限位活塞8推到挡圈7处,由于单向阀11的锁定,液压油不能从限位油缸9的后腔流出,使限位活塞8不能后退。所以,当主油缸活塞杆4向右运动并碰到限位活塞8时,主油缸活塞杆4就被限位活塞8挡住,使砼活塞2保持在工作位置。
当需要清洗或更换砼活塞2时,控制换向阀12换向至右位,使限位油缸9与储油装置10连通,液压油可以从限位油缸9的后腔自由流出。点动操作主油缸活塞杆4后退,主油缸活塞杆4就可推动限位活塞8一直后退到限位油缸9的底部,使砼活塞2退到水箱5中,即可对砼活塞2进行清洗或更换。
对砼活塞2清洗或更换完毕后,控制换向阀12换向至左位,液压油通过单向阀11、换向阀12进入限位油缸9的后腔,将限位活塞8再推到挡圈7处。由于单向阀11的锁定,液压油不能从限位油缸9的后腔流出,限位活塞8不能后退。当主油缸活塞杆4碰到限位活塞8后就被限位活塞8挡住,使砼活塞2又保持在正常工作位置。
在上述的泵送机构中,为了达到较容易更换砼活塞2的目的,在主油缸6的尾部设置了一个辅助的限位油缸9,显著增加了泵送机构的重量。同时,限位油缸9使得该泵送机构的长度增加,导致该泵送机构安装时所需的空间变大。
参见图3,图3为第三种典型的泵送机构的结构示意图。
如图3所示,该泵送机构与第二种泵送机构的结构类似,区别为:主油缸6的末端固接一主油缸尾封板14,主油缸尾封板14的中心处设置有孔,且其前端面上固设限位油缸9,从而将限位油缸9内置于主油缸6的后腔中;同时,主油缸活塞杆4的后端开有一个内径大于限位油缸9外径的孔,孔内设置有与限位活塞8连接的限位油缸活塞杆13,限位油缸活塞杆13通过装配于限位油缸9前端的限位油缸端盖15与限位油缸9连接在一起。
正常工作时,换向阀12处于左位,压力油源中的液压油通过单向阀11、换向阀12进入限位油缸9的后腔,将限位活塞8推到限位油缸端盖15处,由于单向阀11的锁定,液压油不能从限位油缸9的后腔流出,所以限位活塞8不能后退。当主油缸活塞杆4碰到限位油缸活塞杆13时就被其挡住,使砼活塞2保持在工作位置。
当需要清洗或更换砼活塞2时,控制换向阀12处于右位,使限位油缸9与储油装置10连通,液压油可从限位油缸9中自由流出。点动操作主油缸活塞杆4后退,主油缸活塞杆4即可推动限位油缸活塞杆13后退,并带动限位活塞8一直运动到主油缸尾封板14的前端,使砼活塞2退入水箱5中,这样就可对砼活塞2直接进行清洗或更换。
对砼活塞2清洗或更换完毕后,控制换向阀12使其处于左位,限位油缸9的后腔通过单向阀11和换向阀12与压力油源连接,压力油通过单向阀11和换向阀12进入限位油缸9的后腔,将限位活塞8再次推到限位油缸端盖15处,由于单向阀11的锁定,液压油不能从限位油缸9的后腔流出,限位活塞8不能后退。当主油缸活塞杆4后端的孔底碰到限位油缸活塞杆13的前端后就被其挡住,使砼活塞2又保持在正常工作位置。
上述泵送机构中的限位油缸9采用内置方式,虽然缩短了主油缸6的长度,但该泵送机构在主油缸活塞杆4的尾部开有直径较大的孔,对主油缸活塞杆4的直径要求较高,需要大直径的活塞杆才能保证机构的工作强度,这就不可避免地增加了该泵送机构的整机重量,并增大了该泵送机构的安装空间。
如何降低泵送机构的整机重量,已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种泵送机构,降低了泵送机构的整机重量。本发明还提供一种包括上述泵送机构的混凝土泵。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种泵送机构,包括输送缸、砼活塞、主油缸活塞杆、主油缸和主油缸缸盖,所述主油缸缸盖的内侧形成主油口,还包括密封活塞、卸载孔以及用于控制所述密封活塞处于伸出状态的弹性件;所述主油缸活塞杆的一端与所述砼活塞固定连接,另一端沿所述主油缸活塞杆的轴向设置有导向孔;用于密闭所述主油口的所述密封活塞套装于所述导向孔内;所述卸载孔设置于所述主油缸的无杆腔;所述泵送机构正常工作时,所述卸载孔处于关闭状态,退所述砼活塞时,所述卸载孔处于打开状态。
优选地,还包括储油装置和卸载开关,所述卸载孔通过所述卸载开关与所述储油装置连通。
优选地,所述卸载开关包括单向阀和换向阀。
优选地,所述弹性件为螺旋弹簧。
优选地,所述螺旋弹簧套装于所述导向孔内。
优选地,所述螺旋弹簧的一端与所述主油缸活塞杆的尾部连接,另一端与所述密封活塞连接。
优选地,还包括控制所述密封活塞伸出长度的导向件,所述导向件固定于所述主油缸活塞杆尾部。
优选地,所述导向件为导向套,所述导向套可拆卸地与所述主油缸活塞杆固定连接。
优选地,所述密封活塞上与所述主油缸缸盖相对的一端的纵截面形状为矩形或梯形。
在上述的技术方案中,本发明所提供的泵送机构包括输送缸、砼活塞、水箱、主油缸活塞杆、主油缸、主油缸活塞、密封活塞、卸载孔、弹性件和主油缸缸盖。所述砼活塞一端位于所述输送缸内,另一端与所述主油缸活塞杆固定连接。所述水箱的两端分别与所述输送缸和所述主油缸活塞杆连接。所述主油缸活塞杆的尾部套设主油缸活塞,并沿其轴向设置有导向孔。所述主油缸缸盖的内侧形成主油口。用于密闭所述主油口的所述密封活塞套装于所述导向孔内,所述卸载孔设置于所述主油缸的无杆腔。所述弹性件用于控制所述密封活塞始终处于伸出状态。
正常工作时,所述密封活塞在弹性件的作用下处于伸出状态,所述卸载孔处于闭合状态,所述主油缸缸盖上的所述主油口进油。所述主油缸活塞从左往右运动时,所述密封活塞逐渐接近所述主油缸缸盖的外侧端,所述主油口逐渐被封闭而成为一个阻尼口,并在所述主油缸无杆腔的压力继续作用下,所述密封活塞的端面与所述主油缸缸盖的端面接触,从而在所述主油缸活塞的右侧逐渐形成一个近似密闭的缓冲腔,阻止所述主油缸活塞继续向右运动,实现主油缸活塞的右侧极限位置的定位。
当需要清洗或更换所述砼活塞时,控制所述卸载孔处于打开状态,此时,所述密闭腔与外界连通,腔内液压油可自由流出;点动操作所述主油缸活塞继续向右运动,所述主油缸活塞则可推动原密闭腔中的油液流出,同时所述密封活塞逐渐压入所述导向孔中,主油缸活塞压缩弹性件,进而将所述砼活塞推入所述水箱中,从而可对所述砼活塞直接进行清洗或更换。
对所述砼活塞清洗或更换完毕后,再次点动操作所述主油缸活塞,使其向左运动,进而将所述砼活塞推入所述输送缸中;同时控制所述卸载孔处于闭合状态,使所述主油缸的无杆腔与外界隔离,所述主油缸活塞与所述主油缸缸盖之间将再次形成密闭腔,使砼活塞重新保持在工作位置。
可见,本发明提供的泵送机构,去除了典型的泵送机构中的连接杆和限位油缸,采取受力较小的所述密封活塞对所述砼活塞限位,因此所述主油缸活塞杆的直径较小,使得该泵送机构的结构更加紧凑、简洁,节省了该泵送机构在主机上的安装空间,有效降低了该泵送机构的重量。并且,该泵送机构操作比较简单,清洗或更换所述砼活塞时更加方便、快捷,省工、省时,大大提高了该泵送机构的工作效率。
另一方面,该泵送机构中的所述主油缸活塞右侧形成的缓冲腔能够提供一定的液压缓冲力,避免了各零部件之间的机械撞击,延长了该泵送机构的使用寿命,节省其成本。
本发明提供的混凝土泵包括输送管及与所述输送管连接的泵送机构,该泵送机构为上述的任一种泵送机构。由于上述的泵送机构具有上述的技术效果,具有该泵送机构的混凝土泵也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为第一种典型的泵送机构的结构示意图;
图2为第二种典型的泵送机构的结构示意图;
图3为第三种典型的泵送机构的结构示意图;
图4为本发明提供的泵送机构的结构示意图;
图5为本发明中的主油缸活塞向右运动时该泵送机构的状态示意图;
图6为本发明中的主油缸活塞右侧的密闭腔的形成示意图;
图7为本发明中主油口进油使砼活塞正常工作的状态示意图;
图8为本发明中砼活塞被完全退入水箱时该泵送机构的状态示意图;
图9为本发明中的螺旋弹簧的另一种安装位置示意图;
图10为本发明中的密封活塞和主油缸缸盖的接触端面的一种结构形式示意图;
图11为本发明中的密封活塞和主油缸缸盖的接触端面的另一种结构形式示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种泵送机构,降低该泵送机构的重量,便于砼活塞的清洗或更换,省工、省时,提高泵送机构的工作效率,避免零部件之间的机械撞击,延长泵送机构的使用寿命,节省其成本。本发明的另一核心是提供一种包括上述泵送机构的混凝土泵。
参见图4,图4为本发明提供的泵送机构的结构示意图。
一种具体实施方式中,本发明提供的泵送机构包括输送缸1、砼活塞2、卡套3、主油缸活塞杆4、水箱5、主油缸6、储油装置10、卸载开关、主油缸活塞16、密封活塞18、螺旋弹簧19、卸载孔20和主油缸缸盖21。水箱5的两端分别与输送缸1和主油缸6连接。砼活塞2位于输送缸1内,可沿着输送缸1的腔壁作往复直线运动。主油缸活塞杆4位于主油缸6中,且与砼活塞2通过卡套3固定连接。主油缸活塞16套设于主油缸活塞杆4的末端,并且可沿着主油缸6的腔壁作往复直线运动。卸载开关用于控制主油缸6后腔与储油装置10的通断,可通过单向阀11和换向阀12的组合来实现其目的。
本发明的关键点在于,在主油缸活塞杆4的尾部,沿着其轴线方向设置有一细长的导向孔,而密封活塞18由活塞头和活塞杆组成,为了密封主油缸缸盖21上的主油口22,与主油口22相对的活塞头须始终保持伸出状态,另一端的活塞头则套装于上述导向孔内。螺旋弹簧19作为控制密封活塞18始终处于伸出状态的弹性件,其一端与主油缸活塞杆4的尾部连接,另一端与密封活塞18的活塞头连接。螺旋弹簧19所具有的弹簧力使密封活塞18的状态控制更加方便、可靠。
为了实现砼活塞2的限位,该泵送机构还包括设置于主油缸缸盖21上的卸载孔20,卸载孔20与主油缸6的无杆腔连通。换向阀12可切换该泵送机构的工作状态。换向阀12处于左位时,卸载孔20与单向阀11的出油口连接,单向阀11的进油口与储油装置10连接;换向阀12处于右位时,卸载孔20与储油装置10直接连接。上述的储油装置10可为油箱或其它稍复杂的组合设备。
参见图5、图6、图7,图5为本发明中的主油缸活塞向右运动时该泵送机构的状态示意图,图6为本发明中的主油缸活塞右侧的密闭腔的形成示意图,图7为主油口进油使砼活塞正常工作的状态示意图。
正常工作时,换向阀12处于左位,主油缸6与储油装置10的连接回路处于断开状态。此时,密封活塞18借助螺旋弹簧19保持在伸出状态。如图5,主油缸活塞16带动主油缸活塞杆4从左往右运动,从而使密封活塞18亦从左往右运动,使其逐渐接近主油缸缸盖21内侧的主油口22。达到图6所示的位置时,密封活塞18的端面与主油口22接触,主油口22逐渐被封闭而成为一个阻尼口,并在主油缸6无杆腔的压力作用下,密封活塞18与主油缸缸盖21的端面完全接触,将主油口22完全封闭,从而在主油缸活塞16的右侧逐渐形成一个近似密闭的缓冲腔。随着主油缸活塞杆4的进一步运动,上述缓冲腔的面积不断减小,腔内的压力不断增大。当缓冲腔内的压力大于或等于主油缸有杆腔内的压力时,主油缸活塞16将停止向右运动,实现主油缸活塞16右侧极限位置的定位。
当需要清洗或更换砼活塞2时,控制换向阀12换向至右位,主油缸活塞16右侧的缓冲腔与储油装置10连通,缓冲腔与储油装置10的压力差使腔内的液压油可自由流出。参见图8,图8为本发明中砼活塞被完全退入水箱时该泵送机构的状态示意图。
如图8所示,点动操作主油缸活塞16向右运动,使其推动缓冲腔中的液压油流入储油装置10,进而将密封活塞18的活塞杆压入主油缸活塞杆4尾部的导向孔内,主油缸活塞杆4继续运动,并压缩螺旋弹簧19,将砼活塞2推入水箱5中,这样就可以打开水箱5的盖子,对砼活塞2直接进行清洗或更换。
对砼活塞2清洗或更换完毕后,盖上水箱5的盖子,点动操作主油缸活塞杆4向左运动,将砼活塞2推入输送缸1中,并控制换向阀12换向至左位,使卸载孔20与储油装置10断开,密封活塞18的活塞杆伸出。点动操作主油缸活塞16向左运动,主油缸活塞16与主油缸缸盖21之间的无杆腔将逐渐形成密闭的缓冲腔,使砼活塞2再次保持在工作位置。
通过上述描述可知,本发明提供的泵送机构,去除了典型的泵送机构中的连接杆22和限位油缸9,采取受力较小的密封活塞18对砼活塞2限位,所以主油缸活塞杆4的直径较小,使得该泵送机构的结构更加紧凑、简洁,有效降低了泵送机构的重量,并节省了该泵送机构在主机上的安装空间。另外,该泵送机构操作比较简单,清洗或更换砼活塞2时更加方便、快捷,省工、省时,大大提高了该泵送机构的工作效率。
另一方面,该泵送机构中的主油缸活塞16右侧形成的缓冲腔能够提供一定的液压缓冲力,避免了各零部件之间的机械撞击,延长了该泵送机构的使用寿命,节省了成本。
具体的技术方案中,除了通过卸载开关完成卸载孔20的状态控制以外,也可将卸载孔20直接与外界连通,即,正常工作时,卸载孔20打开,主油缸6的无杆腔与外界连通,退砼活塞2时,可借助外部物体将卸载孔20堵住,使主油缸活塞杆16的无杆腔与外界隔离。此种方式虽操作较为简单,但其工作时的可靠性与卸载开关相比则稍逊一筹。因此,上述结构可应用于少数较为特殊的工作场合,在大多情况下,并不建议使用上述结构,但该结构仍在本发明的保护范围内。
具体实施时,该泵送机构中的卸载开关也可采用开关阀。开关阀结构较简单,操作较方便。
具体实施方案中,用于控制密封活塞18处于伸出状态的弹性件亦可为弹簧片或其它结构。具体结构的选择可根据该泵送机构的工作载荷等因素确定。
优选方案中,螺旋弹簧19也可以设置于主油缸活塞杆4尾部的导向孔内,参见图9,图9为本发明中的螺旋弹簧的另一种安装位置示意图。
如图5所示,螺旋弹簧19位于主油缸活塞杆4尾部所设置的导向孔内,其一端抵靠在导向孔前端,另一端抵靠在密封活塞18的活塞头上。同样地,螺旋弹簧19的弹簧力会使密封活塞18处于伸出状态,可顺利实现该泵送机构的功能。采用这种方式时,螺旋弹簧19的尺寸较小,且由于导向孔内壁的限制,螺旋弹簧19不会出现径向弯曲,不仅进一步降低了该泵送机构的重量,而且保障了其工作强度。
可以理解的是,只要导向孔的长度足够长,密封活塞18的一端即可始终位于上述导向孔内,但为了使密封活塞18与导向孔的连接更加可靠,该泵送机构还设置有导向件。导向件亦可用于限制密封活塞18的伸出长度。为了便于连接,密封活塞18前端的活塞头上设置有凸缘,导向件的内径小于该凸缘的外径。
进一步的技术方案中,上述导向件可为导向环。导向环与主油缸活塞杆4过盈配合,导向环与主油缸活塞杆4的装配长度可限制密封活塞18的伸出长度。导向环结构简单,安装方便。
优选方案中,导向件可替换为导向套17。导向套17沿着主油缸活塞杆4的轴向嵌入导向孔内,并与密封活塞18存在一定的间隙。导向套17通过其后端的凸缘部分固定在主油缸活塞杆4的尾部端面上,具体可通过螺钉固定。螺旋弹簧19的弹簧力使得密封活塞18的凸缘部分卡在导向套17的前端,达到限制密封活塞18的伸出长度的目的。结合不同强度的工作状况,导向套17嵌入导向孔内的长度可以作相应的调整。通过上述分析可知,导向套17保证了密封活塞18始终处于导向孔内,使该泵送机构工作更可靠。
具体实施时,砼活塞2与主油缸活塞杆4通过卡套3连接可替换为通过螺栓连接。具体为,砼活塞2的后端和主油缸活塞杆4的前端均设置凸缘,并采用螺栓将两者固定在一起。螺栓连接强度较高,且所需零件数目较少,连接部分的尺寸也不会太大。
可以理解的是,密封活塞18的活塞头与主油缸缸盖21的接触端面的结构可以是多样的。参见图10和图11,图10为本发明中的密封活塞和主油缸缸盖的接触端面的一种结构形式示意图,图7为本发明中的密封活塞和主油缸缸盖的接触端面的另一种结构形式示意图。
图10中,密封活塞18后端的活塞头的纵截面形状为梯形,图11中,密封活塞18后端的活塞头的纵截面形状为矩形。相对应地,主油缸缸盖21的前端面可以设置倒角,也可以不设置倒角,只要保证密封活塞18与其无间隙接触即可。
本发明提供的混凝土泵包括输送管及与所述输送管连接的泵送机构,该泵送机构为上述的任一种泵送机构。由于上述的泵送机构具有上述的技术效果,具有该泵送机构的混凝土泵也应具有相应的技术效果。此处不再作详细介绍。
以上对本发明所提供的混凝土泵及其泵送机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。