一种混凝土喷射一体机
技术领域
本发明涉及混凝土喷浆设备技术领域，尤其是一种能够行走、混凝土配比、搅拌、上料和喷浆的混凝土喷射一体机。
背景技术
在煤矿巷道建设、公路铁路隧道建设过程中离不开混凝土喷射机，目前常见的混凝土喷射机主要有转子式、推链式、泵送式等形式，其中泵送式混凝土喷射机只能用于湿式喷射，设备体积大，清理维护复杂，应用越来越少；转子式、推链式等干喷、潮喷设备存在粉尘大，输送距离近，密封件磨损快等问题，并且喷浆机需要配比相应的混凝土搅拌机、上料机，或者需要人工搅拌上料，劳动强度较大。因此需要提供一种体积小巧、粉尘量小，输送距离远的混凝土喷射机，和一种集成设备行走、混凝土配比、搅拌、上料、喷浆一体的混凝土喷射机组。
此外现有的混凝土喷射设备中还存在，可行走的喷射机上料不方便，以及密封活塞容易磨损，容易产生粉尘等问题，因此需要对现有的混凝土喷射设备做进一步的改进。
发明内容
为了解决密封活塞易磨损、混凝土喷射过程中容易产生粉尘的技术问题，并提供一种集行走、混凝土配比、搅拌、上料、喷浆于一体的混凝土喷射机，本发明提供了一种混凝土喷射一体机，具体技术方案如下。
一种混凝土喷射一体机，包括行走机构、喷浆机、上料机和液压系统，所述行走机构包括行走履带和底盘，行走机构带动一体机整体移动；所述喷浆机设置在行走履带之间的底盘上，喷浆机包括转子机构、下缸筒机构、上缸筒机构、转阀机构和料斗；所述上料机两侧分别设置有提升液压缸带动上料机上下滑动，上料机完成混凝土配比和搅拌上料；所述液压系统包括电机、液压泵和液压阀，液压系统实现液压驱动；所述喷浆机的料斗固定连接在上缸筒机构的上方，下缸筒机构固定连接在上缸筒机构的下方，转子机构固定设置在下缸筒机构的下箱体下方；所述上缸筒机构和下缸筒机构各自的活塞在工作时仅其中一个动作，并且至少有一个密封活塞位于密封位置；所述上料机通过主螺旋搅拌并上料。
优选的是，底盘上安装有油箱、上导向座和下导向座，油箱固定在底盘的一侧；所述上导向座包括第一上导向座和第二上导向座，第一上导向座固定安装在底盘上，第二上导向座固定安装在油箱上，第一上导向座和第二上导向座的上端平齐；所述下导向座安装在上导向座对侧的底盘上，下导向座上设置有两个滚子，滚子呈V型配置固定在下导向座上。
优选的是，喷浆机的转子机构包括转子外壳、转子、锥形分料器、进气口、出料口、外壳支腿和驱动机构，驱动机构包括驱动马达、齿轮箱和马达座，转子外壳通过外壳支腿固定在齿轮箱上方，转子在转子外壳内并与齿轮箱的输出轴相连接，锥形分料器配置在转子的上方；所述转子外壳和齿轮箱的输出轴之间还设置有密封座，密封座内部设置有0型密封圈，转子外壳的底部安装有出料口，与所述出料口同侧的转子外壳上方还设置有进气口；所述齿轮箱的输入端固定安装在马达座上，马达输出轴和齿轮箱输入轴之间通过花键套接。
还优选的是，转子整体呈环形，沿环形均匀布置多个隔板，隔板之间形成多个料腔，料腔下侧开口；所述转子中间的通孔为安装孔，安装孔和齿轮箱输出轴配合安装。
还优选的是，下缸筒机构包括下液压缸、下箱体、下缸筒、下密封活塞、下推料活塞、集料箱和排气装置，下箱体和转子外壳固定连接，所述下箱体一侧安装有下液压缸，另一侧依次安装有下缸筒、集料箱和排气装置；所述下液压缸的下活塞杆前端安装有下密封活塞，下活塞杆前端还连接有下连轴，下连轴的前端固定配置有下推料活塞；下推料活塞的端部沿轴线还配置有排气杆。
进一步优选的是，排气装置包括排气杆、排气法兰、排气座、排气管、排气活塞、弹簧、弹簧压片、大螺母和张紧手轮；所述排气法兰固定在集料箱上与下缸筒相对的侧面，排气座安装在排气法兰上；排气管穿过排气法兰并固定，所述排气管的管壁上还对称设置有多个内排气孔，排气管的一端还设置有外螺纹；排气管的内部还设置有内轴肩，内轴肩和排气活塞配合，排气活塞和内轴肩的对侧安装有弹簧，弹簧和大螺母之间设置有弹簧压片；所述大螺母设置有内螺纹与排气管的内螺纹配合安装，大螺母中部还设置有张紧手轮。
进一步优选的是，上缸筒机构包括上液压缸、上箱体、上缸筒、上密封活塞、上推料活塞和转阀结构，上箱体和下缸筒通过安装法兰固定连接，上箱体的一侧设置有上液压缸，另一侧依次安装有上缸筒和转阀结构；所述上液压缸的上活塞杆前端安装有上密封活塞，上活塞杆前端还连接有上连轴，上连轴前端固定配置有上推料活塞；所述上缸筒的上方通过连接法兰和料斗固定连接。
进一步优选的是，转阀结构包括转阀液压缸、转阀体、转阀连杆、转阀曲柄和转阀座，所述转阀座固定设置在上缸筒并与上箱体相对布置，转阀座和上箱体之间设置有转阀体，转阀座上还设置有曲柄座和油缸座，转阀液压缸安装在转阀座上，转阀曲柄通过曲柄座固定，转阀连杆两端分别连接转阀体和转阀曲柄；所述转阀体转动过程中实现上缸筒和料斗之间通道的开闭。
还进一步优选的是，混凝土喷射一体机工作时，下液压缸推动下密封活塞向下缸筒一侧运动，下密封活塞密移动至下缸筒和下箱体之间的位置密封，同时下推料活塞上的排气杆打开排气活塞，排气装置打开；随后下液压缸带动下推料活塞反向运动，将物料推送至下箱体，同时排气杆远离排气活塞，排气装置关闭。
还进一步优选的是，所述混凝土喷射一体机工作时，上密封活塞和下密封活塞至少有一个密封活塞处于密封位置。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明提供了一种混凝土喷射一体机，其行走机构能够实现行走的功能，其上料机能够实现混凝土配比的功能，并且直接搅拌混凝土并完成上料，喷浆机实现混凝土的喷射；该一体机各部件之间合理灵活的配置共同实现了行走、混凝土配比、搅拌、上料、喷浆，具有功能全面，使用方便，移动灵活等优点。
(2)该一体机通过上缸筒机构和下缸筒机构配合，保证其中一个密封活塞处于密封状态，从而保证设备整体的密封，防止粉尘逸出，保证密封性能提高输送距离；另外喷射机的结构还缩短了活塞与缸筒及物料的接触距离，从而减少活塞的密封，延长活塞的使用寿命；还设置有转阀，转阀能够控制料斗供应的混凝土量，并且可以避免活塞运动时，料斗内的混凝土直接向下流动，造成活塞和物料摩擦。
(3)一体机在喷浆工作时，上缸筒机构和下缸筒机构的活塞不同时工作，上活塞运动时，下活塞密封，下活塞动作时，上活塞密封，实现至少一个处于密封状态，配合转阀的封闭作用；下转子部分可将上、下缸筒部分落下的料分布到转子的各个料腔中，实现混凝土输送及喷浆的连续性，减少喷浆脉冲。
另外该一体机还具有液压系统控制能力强，使用安全；上料机上下滑动，方便上料，行走能力强；喷射机的喷射距离远，产生粉尘少，使用寿命长等优点。
附图说明
图1是混凝土喷射一体机结构示意图；
图2是混凝土喷射一体机结构另一示意图；
图3是行走机构的结构示意图；
图4是上料机的结构示意图；
图5是喷射机结构示意图；
图6是转子机构的剖面结构示意图；
图7是转子外壳的结构示意图；
图8是进气装置结构示意图；
图9是转子的结构示意图；
图10是下缸筒机构的部分内部结构示意图；
图11是下缸筒机构的剖面结构示意图；
图12是排气装置剖视结构示意图；
图13是排气管的外管结构示意图；
图14是上缸筒机构的剖面结构示意图；
图15是上缸筒机构的转阀开启状态示意图；
图16是上缸筒机构的转阀关闭状态示意图；
图17是转阀结构示意图；
图18是转阀座结构示意图；
图19是转阀体结构示意图；
图20是下导向座结构示意图；
图中：1行走机构；2喷浆机；3上料机；4液压系统；
101行走履带；102底盘；103第一上导向座；104第二上导向座；105油箱；106下导向座；
201转子机构；202下缸筒机构；203上缸筒机构；204料斗；
201-1齿轮箱；201-2马达座；201-3驱动马达；201-4外壳支腿；201-5锥形分料器；201-6进气口，201-7转子，201-8转子外壳，201-9密封座，201-10出料口；201-11进气口安装座；201-12安装板；201-13出气口；201-14料腔；
202-1下液压缸；202-2下油缸座；202-3下密封活塞；202-4下箱体；202-5下推料活塞；202-6排气杆；202-7下缸筒；202-8集料箱；202-9排气机构；202-10下连轴；202-11排气管；202-12排气座；202-13弹簧；202-14弹簧压片；202-15张紧手轮；202-16大螺母；202-17排气活塞；202-18排气法兰；202-19内排气孔；
203-1上液压缸；203-2上油缸座；203-3上箱体；203-4上缸筒；203-5上密封活塞；203-6上推料活塞；203-7转阀部分；203-8上连轴；203-9转阀体；
203-10转阀连杆；203-11转阀液压缸；203-12转阀座；203-13转阀曲柄；203-14转阀体；
301水泥螺旋；302砂石螺旋；303主螺旋；304提升液压缸；305配合齿轮。
具体实施方式
结合图1至图20所示，本发明提供的一种混凝土喷射一体机具体实施方式如下。
一种混凝土喷射一体机，结构包括行走机构1、喷浆机2、上料机3和液压系统4，其行走机构能够实现行走的功能，其上料机能够实现混凝土配比的功能，并且可以直接搅拌混凝土并完成上料，喷浆机实现了混凝土的远距离喷射；该一体机各部件之间合理灵活的配置共同实现了行走、混凝土配比、搅拌、上料、喷浆功能。其中，行走机构1包括行走履带101和底盘102，行走机构带动一体机整体移动；喷浆机设置在行走履带之间的底盘上，喷浆机包括转子机构201、下缸筒机构202、上缸筒机构203、转阀机构和料斗204；上料机两侧分别设置有提升液压缸304带动上料机上下滑动，上料机完成混凝土配比和搅拌上料；液压系统4包括电机、液压泵和液压阀，液压系统实现液压驱动。
混凝土喷射一体机的喷浆机具有料斗204，料斗204固定连接在上缸筒机构203的上方，可以为焊接、法兰连接、螺纹孔固定连接或其它方式固定连接，下缸筒机构202固定连接在上缸筒机构的下方，可以增加密封部件加强连接的密封性能，转子机构201固定设置在下缸筒机构的下箱体下方，转子机构201中的锥形分料器将混凝土分散至各个料腔，随着转子201-7转动，各料腔内的混凝土依次转动到出料口处，随着进气口处的高压风输送。上缸筒机构203和下缸筒机构202各自的活塞在工作时仅其中一个动作，并且至少有一个密封活塞位于密封位置，实现设备的密封。上料机通过主螺旋搅拌并向料斗内上料，螺旋上料机内有水泥螺旋301、砂石螺旋302和主螺旋303，主螺旋和水泥螺旋固定连接，砂石螺旋和水泥螺旋通过配合齿轮连接，从而实现砂石和水泥的配比，螺旋上料过程可实现混凝土的自动配比，所以可实现混凝土自动配比、搅拌和上料，同时上料机可上下滑动，实现一体机行走时，上料机位于上端，提高设备行走能力，工作时上料机位于下部，降低了工作高度，方便操作。
行走机构1的底盘上安装有油箱105、上导向座103和下导向座104，底盘用于安装承载一体机的各个部件，上导向座和下导向座主要用于放置上料机构，方便上料机构上下滑动，从而保证一体机的行走和上料。油箱固定在底盘的一侧，保证一体机的平衡性能。上导向座包括第一上导向座103和第二上导向座104，第一上导向座103固定安装在底盘102上，第二上导向座104固定安装在油箱105上，第一上导向座和第二上导向座的上端平齐。下导向座106安装在上导向座对侧的底盘上，下导向座上设置有两个滚子，滚子呈V型配置固定在下导向座上，从而方便上料机的滑动。
上料机设置了两个提升液压缸304，两个提升液压缸分别位于上料机3两侧，提升液压缸底部安装在下导向机构底座上，通过销轴连接，提升液压缸活塞杆顶部通过销轴连接测上料机机架上，所以上料机可上下滑动。
喷浆机的转子机构201包括转子外壳201-8、转子201-7、锥形分料器201-5、进气口201-6、出料口201-10、外壳支腿201-4和驱动机构，其驱动机构包括驱动马达201-3、齿轮箱201-1和马达座201-2，转子外壳通过外壳支腿固定在齿轮箱上方，转子在转子外壳内并与齿轮箱的输出轴相连接，锥形分料器配置在转子的上方。其转子外壳和齿轮箱的输出轴之间还设置有密封座，密封座内部设置有0型密封圈，转子外壳的底部安装有出料口，与所述出料口同侧的转子外壳上方还设置有进气口。齿轮箱的输入端固定安装在马达座上，马达输出轴和齿轮箱输入轴之间通过花键套接。其中转子整体呈环形，沿环形均匀布置多个隔板，隔板沿转子的半径布置，隔板之间形成多个料腔，料腔下侧开口，转子中间的通孔为安装孔，安装孔和齿轮箱输出轴配合安装，该安装孔可以呈扁圆形，齿轮箱的输出轴也呈扁圆状。另外，转子外壳整体呈圆柱形，下侧设置有固定板，固定板上设置密封孔和出料孔；转子外壳的侧表面上设置有进气口安装座，进气口安装座用于固定安装进气装置，进气装置包括安装板和出气口，安装板和进气口安装座相互配合安装，进气装置的出气口部分伸入转子外壳内，并且出气口的形状与转子料腔的轮廓形状相同，从而方便喷射送料。
喷浆机的下缸筒设置在转子机构的上方，上液压缸和下液压缸相对配置在不同方向，其伸长方向也相对，上箱体和下缸筒之间通过螺钉固定连接，料斗安装在上缸筒的上方，转阀设置在上缸筒的后端。下缸筒机构包括下液压缸202-1、下箱体202-4、下缸筒202-7、下密封活塞202-3、下推料活塞202-5、集料箱202-8和排气装置，下箱体和转子外壳固定连接，下箱体一侧安装有下液压缸，另一侧依次安装有下缸筒、集料箱和排气装置，其中集料箱用于收集推料活塞所累积的余料。下液压缸的下活塞杆前端安装有下密封活塞，下活塞杆前端还连接有下连轴，下连轴的前端固定配置有下推料活塞，在下活塞杆的带动下，下密封活塞和下推料活塞共同往复运动，其中下推料活塞在下缸筒内往复运动推料，下密封活塞密封在下缸筒和下箱体之间的位置。下推料活塞的端部沿轴线还配置有排气杆与其同步运动。其中排气装置包括排气杆202-6、排气法兰202-18、排气座202-12、排气管202-11、排气活塞202-17、弹簧202-13、弹簧压片202-14、大螺母202-16和张紧手轮202-15，排气法兰固定在集料箱上与下缸筒相对的侧面，排气座安装在排气法兰上；排气管穿过排气法兰并固定，排气管的管壁上还对称设置有多个内排气孔，优选的是对称布置4个排气孔，排气管的一端还设置有外螺纹，从而方便安装。排气管的内部还设置有内轴肩，内轴肩和排气活塞配合，排气活塞和内轴肩的对侧安装有弹簧，弹簧和大螺母之间设置有弹簧压片。大螺母设置有内螺纹与排气管的内螺纹配合安装，大螺母中部还设置有张紧手轮，用于调整大螺母和排气管的配合，并保证弹簧的弹力。
喷浆机的上缸筒机构包括上液压缸203-1、上箱体203-3、上缸筒203-4、上密封活塞203-5、上推料活塞203-6和转阀结构，上箱体203-3和下缸筒203-4通过安装法兰固定连接，上箱体203-3的一侧设置有上液压缸，另一侧依次安装有上缸筒和转阀结构。上液压缸203-1的上活塞杆前端安装有上密封活塞，上活塞杆前端还连接有上连轴，上连轴203-8前端固定配置有上推料活塞，上活塞杆带动上密封活塞和上推料活塞往复运动，上推料活塞203-6在上缸筒往复运动推料，上密封活塞密封在上缸筒和上箱体之间的位置，上缸筒的上方可以通过连接法兰和料斗固定连接。其中转阀结构包括转阀液压缸203-11、转阀体203-14、转阀连杆203-10、转阀曲柄203-13和转阀座203-12，转阀座固定设置在上缸筒并与上箱体相对布置，转阀座和上箱体之间设置有转阀体，转阀座上还设置有曲柄座和油缸座，转阀液压缸安装在转阀座上，转阀曲柄通过曲柄座固定，转阀连杆两端分别连接转阀体和转阀曲柄。转阀体转动过程中实现上缸筒和料斗之间通道的开闭，从而避免活塞运动时，料斗内的混凝土直接向下流动，造成活塞和物料摩擦。
根据该混凝土喷射一体机的结构，对其工作原理做进一步的说明，首先是上料机可以下滑，从而方便的将物料加至上料机的料斗，随后上料机通过水泥螺旋、砂石螺旋定量实现配比，送至柱螺旋后通过主螺旋实现搅拌，搅拌后上料送至喷射机的料斗。然后喷射机开始工作，转阀结构的转阀体打开上缸筒和料斗之间的通道，物料从料斗进入上缸筒，此时转阀体封闭缸筒和料斗之间的通道，上推料活塞向上箱体一侧运动将物料退至上箱体，此时下密封活塞处于下箱体和下缸筒之间为密封状态，物料从上箱体进入下缸筒；物料进入下缸筒后上密封活塞回至上缸筒和上箱体之间的位置密封，下推料活塞将物料推送至下箱体；物料经过下箱体落至转子上方的锥形分料器，物料均匀的分布到转子的各个料腔中；进气口送风，出气口出风将转子料腔内的物料送至出料口，从而实现混凝土连续输送及喷浆。
其中混凝土喷射一体机工作时，下液压缸推动下密封活塞向下缸筒一侧运动，下密封活塞密移动至下缸筒和下箱体之间的位置密封，同时下推料活塞上的排气杆打开排气活塞，排气装置打开；随后下液压缸带动下推料活塞反向运动，将物料推送至下箱体，同时排气杆远离排气活塞，排气装置关闭。另外混凝土喷射一体机工作时，上密封活塞和下密封活塞至少有一个密封活塞处于密封位置。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
