专利名称：新型煤矿井下湿喷机的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿井下混凝土湿式喷浆设备，特别涉及湿喷机的搅拌装置。
背景技术：
目前，在铁路、公路的隧道施工中，使用的混凝土多为商品混凝土，由搅拌运输车运至施工现场进行喷桨作业即可。煤矿井下巷道掘进的喷桨现场一般在地下1000米左右，没有适合矿井使用的搅拌运输车，即便用其它设备将商品混凝土运送到井下也很不经济。较为经济便捷的方法是将物料用矿井小车运到井下进行现场搅拌。目前，可以用作现场搅拌的混凝土搅拌机有反转出料式搅拌机与卧轴(立轴)强制式搅拌机，这些搅拌机的一个共有缺点都是传承上料、搅拌、出料的传统混凝土搅拌模式，断续地出料，所以只能断续地向混凝土湿喷机的泵送装置供料。 因此，设计一种能够连续搅拌混凝土的湿喷机，不但能够有效降低工人的劳动强度，而且加快了混凝土湿喷的工程进度。
发明内容
本发明的任务在于提供一种新型煤矿井下湿喷机，该湿喷机能够连续的搅拌混凝土原料，设备工作效率高。 本发明为实现上述任务，采用的技术解决方案是 新型煤矿井下湿喷机，包括配料机构、搅拌机构及泵送机构，配料机构、搅拌机构、泵送机构依次连接，配料机构是用于原料混合的机构，搅拌机构包括螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上设置有螺旋推送叶片和搅拌叶片，泵送机构是用于将混凝土推射出去的机构。
上述配料机构包括至少两个配料斗，各配料斗的下部有错位设置的两个出料口，两出料口通过螺旋副连通。 上述配料斗有两个，各配料斗下部的出料口及螺旋副的大小尺寸相同，两螺旋副分别由第一马达、第二马达驱动旋转，配料斗的上部设置有筛网。 上述搅拌机构还包括U形槽、支撑架、给水部件，支撑架呈倾斜状态，U形槽上部与支撑架连接，螺旋搅拌轴设置在U形槽内，给水部件设置在U形槽上方，U形槽与给水部件构成一个倾斜的输送管，输送管有进料口和出料口 。 上述螺旋搅拌轴上的螺旋推送叶片和搅拌叶片交替布置，搅拌叶片成柱状立在螺旋搅拌轴上，螺旋搅拌轴由第三马达驱动旋转；所述U形槽由橡胶板制成，螺旋推送叶片和搅拌叶片上均装有能够拆卸更换的耐磨衬板；所述U形槽前部通过转轴与支撑架上的轴座连接，后部通过液压缸与支撑架连接；所述给水部件包括多个调节水阀，各调节水阀均匀分布在输送管的上部。 上述配料斗的后端通过转轴与输送管后端的轴座连接，前端通过能够活动的限位卡与输送管锁紧，配料斗下部的出料口与输送管的进料口密闭连通。 上述泵送机构包括交替做推拉动作的两个主油缸、与两主油缸分别连接的混凝土缸、料斗，混凝土缸与料斗连通，料斗内设置有能够交替与两混凝土缸连通的S管，S管由摆动缸驱动，主油缸、摆动缸均采用液动控制方式控制。 上述料斗内设有搅拌器，料斗上方有筛网，输送管的出料口正对筛网，料斗的前端设置有通过铰轴连接的混凝土输送钢管。 上述湿喷机还包括喷射机构，喷射机构有混凝土泵送软管、主气管路、从气管路，混凝土泵送软管一端与混凝土输送钢管连通，另一端接喷嘴；主气管路将井下气源与混凝土泵送软管连通；从气管路为主气管路的一个分支，该管路上依次连接储气罐、气动三联件、气动速凝剂泵，最后接回主气管路。 上述湿喷机还包括液压控制装置，液压控制装置有两组双联泵，第一组双联泵的一个泵与第一马达、第二马达、液压缸连接，另一个泵与第三马达连接；第二组双联泵的一个泵与搅拌器的驱动马达连接，另一个泵是泵送机构的动力源。
本发明的有益效果 1、螺旋搅拌轴上设置有螺旋推送叶片和搅拌叶片，实现了搅拌的连续作业，且搅拌更为充分，搅拌效果理想。 2、通过调节各配料斗下方螺旋副的转速按照一定比例旋转，使得混凝土原料能够按照预期要求精确完成自动配料。 3、U形槽与给水部件构成一个倾斜的输送管，使配料斗的位置能够设置的较低，这
样既能满足机械上料的要求，还能满足人工上料的要求。 4、 U形槽由橡胶板制成，不但耐磨性好，更有利于混凝土的清理。 5、螺旋推送叶片和搅拌叶片上均装有能够拆卸更换的耐磨衬板，可以根据该部位
的磨损状况及时更换耐磨衬板，延长了设备的使用寿命。 6、输送管上部的调节水阀，可以依据混凝土指标中的水含量，灵活调节其流量。
7、配料斗下部的出料口与输送管的进料口密闭连通，可以有效防止水泥的飞扬。
8、主油缸、摆动缸均采用液动控制方式控制，克服了电控液压控制方式的防爆问题，使得操作过程更加安全。 9、U形槽前部通过转轴与支撑架上的轴座连接，后部通过液压缸与支撑架连接，清洗时可以将液压支柱升起一定高度，使输送管呈前低后高的状态，便于输送管清洗，清洗出的污水残余物进入料斗并利用清水通过清洗球推送排出。 10、配料斗的后端通过转轴与输送管后端的轴座连接，前端通过能够活动的限位卡与输送管连接，清洗时可以调整限位卡将配料斗向后方反转，清洗简便、彻底。
图1为新型煤矿井下湿喷机的结构示意图。 图2为配料机构的结构示意图。 图3为配料机构的剖视图。 图4为搅拌机构的剖视图。 图5为螺旋搅拌轴的结构示意图。 图6为泵送机构的剖视图。 图7为泵送机构的俯视图。
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图8为喷射机构连接框图。 图9为液压控制原理图。 下面结合附图对本发明进行详细说明
具体实施例方式
结合图1至图8，新型煤矿井下湿喷机，包括配料机构1 、搅拌机构2、泵送机构3及喷射机构，配料机构1、搅拌机构2、泵送机构3、喷射机构依次连接。配料机构1是用于原料混合的机构，搅拌机构2包括螺旋搅拌轴201，螺旋搅拌轴201上设置有螺旋推送叶片202和搅拌叶片203，泵送机构将混凝土推射至喷射机构，喷射机构将混凝土、液体速凝剂混合后，在压縮空气作用下将混凝土喷射出去。 配料机构1包括两个配料斗101，各配料斗101的上部设置有筛网，下部有错位设置的两个出料口 102，两出料口 102通过螺旋副103连通。各配料斗101下部的出料口 102及螺旋副103的大小尺寸相同，两螺旋副103分别由第一马达、第二马达驱动旋转。在螺旋副103与轴承座104之间有A型防尘圈，防止沙石等原料进入磨损机器。
搅拌机构2还包括橡胶板制成的U形槽204、支撑架205、给水部件206。支撑架205呈倾斜状态，U形槽204前部通过转轴与支撑架205上的轴座连接，后部通过液压缸207与支撑架205连接，螺旋搅拌轴201设置在U形槽204内，给水部件206设置在U形槽204上方。U形槽204与给水部件206构成一个倾斜的输送管，输送管有进料口和出料口。配料斗101的后端通过转轴与输送管后端的轴座连接，前端通过能够活动的限位卡与输送管锁紧，配料斗IOI下部的出料口 102与输送管的进料口密闭连通。 螺旋搅拌轴201上的螺旋推送叶片202和搅拌叶片203交替布置，搅拌叶片203成柱状立在螺旋搅拌轴201上，螺旋搅拌轴201由第三马达驱动旋转。螺旋推送叶片202和搅拌叶片203上均装有能够拆卸更换的耐磨衬板。给水部件206包括多个调节水阀，各调节水阀均匀分布在输送管的上部。 泵送机构3包括交替做推拉动作的两个主油缸301、与两主油缸301分别连接的混凝土缸302、料斗303，混凝土缸302与料斗303连通，料斗303内设置有能够交替与两混凝土缸302连通的S管304， S管304由摆动缸驱动，主油缸、摆动缸均采用液动控制方式控制。料斗303内设有搅拌器，料斗303上方有筛网，S管304连接喷射机构，输送管的出料口正对筛网。料斗303的前端设置有通过铰轴连接的混凝土输送钢管305，混凝土输送钢管305的前端通过快速管夹与混凝土泵软管401相连。 喷射机构4有混凝土泵送软管401、主气管路、从气管路，混凝土泵送软管401 —端与混凝土输送钢管305连通，另一端接喷嘴；主气管路将井下气源与混凝土泵送软管401连通；从气管路为主气管路的一个分支，该管路上依次连接储气罐402、气动三联件403、气动速凝剂泵404，最后接回主气管路。 对于喷射机构4进一步需要详细说明的是井下气源的压縮空气通过矿用K型接头与主气管路相连，从气管路的气动速凝剂泵404将液体速凝剂泵入主气管路，再用K型接头与混凝土泵送软管401及混凝土喷嘴连通。 新型煤矿井下湿喷机湿喷机还包括液压控制装置，液压控制装置有两组双联泵，第一组双联泵的一个泵2001与第一马达、第二马达、液压缸连接、另一泵3001与第三马达连接；第二组双联泵的一个泵4001与搅拌器的驱动马达连接；另一泵5001是泵送机构的动力源。 本发明的速凝剂泵采用气动往复式泵送装置，有效克服了电动力泵的防爆问题。
上述螺旋副、螺旋搅拌轴、搅拌器可以根据需要控制正转或反转以及转动速度。
结合图9，说明液压控制装置的控制方式 该新型煤矿井下湿喷机集配比、搅拌、泵送、速凝剂配送与一体，整体采用液压驱动易实现方便调节、过载保护与防爆的特点。液压控制装置由两个防爆电机驱动两组双联泵，除料斗303中搅拌器的驱动采用定量泵(泵4001)夕卜，其余都采用变量泵实现各工作装置的速度调节。 泵2001为螺旋副103与液压缸207提供动力，两配料斗101通过第一马达23、第二马达24串联驱动，两油缸26、26'并联连接，手动换向阀25控制液压缸207的提升油缸，手动换向阀22控制配比马达(第一马达23、第二马达24)。
泵3001为第三马达21的动力源。 泵4001为搅拌器的驱动马达19的动力源，手动换向阀20、 18为二马达的控制装置。 泵5001是泵送机构的动力源。手动换向阀6起正泵启动、正泵停止；反泵启动、反泵停止的控制作用。手动换向阀6切换至右位正泵启动，假如液动换向阀7也处于右位，压力油进入油缸15的无杆腔推动活塞杆伸出(推出混凝土)，同时使油缸15'的活塞杆縮回(吸入混凝土 )，当油缸15的活塞杆伸至油缸的前端时，安装在前端的二通插装阀组件12发出压力信号，此压力信号控制液动换向阀8使其切换至右位，此时摆动油缸16'向右摆动，当即将完成摆动时，又发出压力信号控制换向阀7切换至左位，这时压力油进入油缸15'的无杆腔推动活塞杆伸出(推出混凝土)，同时使油缸15'的活塞杆縮回(吸入混凝土)，当油缸15'的活塞杆伸至油缸的前端时，安装在前端的二通插装阀组件12'发出压力信号，此压力信号控制液动换向阀8使其切换至左位，此时摆动油缸16向右摆动，当即将完成摆动时，又发出压力信号控制换向阀7切换至右位，至此已经完成了一个推出混凝土的循环动作，又开始下一个循环动作。反泵时手动换向阀6切换至左位，也完成一个循环动作，不过这个循环动作对应的是从管道把混凝土反吸回来。 二通插装阀组件发出压力信号的原理是，在油缸活塞没有行至端点时，二通插件上下两端的控制压力相等，靠面积差使阀口关闭，不发出信号，当活塞行至端点时，二通插件上端的压力已经小于下端的压力，插件打开发出控制压力信号。节流口 13，14以及单向阀ll起减轻换向冲击的作用。 单向阀9与9'的作用是在液动换向阀8换向时卸掉其背压使其迅速换向。单向节流阀10能够起到缓解油缸行至无杆腔端点时冲击的作用。并接在两个摆缸16与16'的缸17是润滑油脂泵的活塞，它能够为湿喷机的所需润滑部位提供润滑油。
溢流阀27、28、29、30为各自系统进行压力调定，压力表31、32、33、34显示各自的
压力，为减少油管数量，所有回油都并接在一起返回动力站。动力站内设有吸油与回油滤油器对油液起过滤作用，有水冷却器对油温进行冷却，冷却后的水引至U形槽内用于搅拌混凝土。
煤矿井下湿喷机的工作过程叙述如下
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水泥和预先按比例配好的沙石分别装入两个料斗101，通过调节各配料斗下方螺 旋副103的转速按照一定比例旋转，使得混凝土原料能够按照预期要求精确完成自动配 料。配好的原料从配料斗下部的出料口 102落入搅拌机构2，调节水阀根据要求定量给水， 螺旋搅拌轴201在第三马达驱动下旋转，这样一边对自动配好的原料加水搅拌，一边由螺 旋叶片202源源不断的为泵送机构3输送搅拌好的混凝土。螺旋搅拌轴201上不仅设置有 螺旋推送叶片202，而且还设置有搅拌叶片203，使得对混凝土的搅拌更加均匀。
之后，搅拌好的混凝土落入泵送机构3的料斗303内，搅拌器对混凝土进行二次搅 拌。两个主油缸301交替做推拉动作，当其中一支主油缸带动其连接的混凝土缸向外推混 凝土时，S管304与该混凝土缸连通，此时另一支主油缸带动其连接的混凝土缸从料斗中吸 入混凝土。当向外推的主油缸运动到极限位时，该主油缸内压力足够将二通插装阀阀口开 启通油，这时液动换向阀自动换向，使主油路进入并控制摆动缸动作，此时S管304与另一 混凝土缸连通，换成该混凝土缸向外推混凝土。两主油缸带动其连接的混凝土缸交替做推 拉动作，S管中持续的有混凝土喷出。 喷浆作业过程中工程人员只需操控混凝土泵送软管与喷嘴即可，完成喷浆作业。
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。
权利要求
新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述湿喷机包括配料机构、搅拌机构及泵送机构，配料机构、搅拌机构、泵送机构依次连接，配料机构是用于原料混合的机构，搅拌机构包括螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上设置有螺旋推送叶片和搅拌叶片，泵送机构是用于将混凝土推射出去的机构。
2. 根据权利要求1所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述配料机构包括至少两个配料斗，各配料斗的下部有错位设置的两个出料口，两出料口通过螺旋副连通。
3. 根据权利要求2所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述配料斗有两个，各配料斗下部的出料口及螺旋副的大小尺寸相同，两螺旋副分别由第一马达、第二马达驱动旋转，配料斗的上部设置有筛网。
4. 根据权利要求2所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述搅拌机构还包括U形槽、支撑架、给水部件，支撑架呈倾斜状态，U形槽上部与支撑架连接，螺旋搅拌轴设置在U形槽内，给水部件设置在U形槽上方，U形槽与给水部件构成一个倾斜的输送管，输送管有进料口和出料口。
5. 根据权利要求4所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述螺旋搅拌轴上的螺旋推送叶片和搅拌叶片交替布置，搅拌叶片成柱状立在螺旋搅拌轴上，螺旋搅拌轴由第三马达驱动旋转；所述U形槽由橡胶板制成，螺旋推送叶片和搅拌叶片上均装有能够拆卸更换的耐磨衬板；所述U形槽前部通过转轴与支撑架上的轴座连接，后部通过液压缸与支撑架连接；所述给水部件包括多个调节水阀，各调节水阀均匀分布在输送管的上部。
6. 根据权利要求4所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述配料斗的后端通过转轴与输送管后端的轴座连接，前端通过能够活动的限位卡与输送管锁紧，配料斗下部的出料口与输送管的进料口密闭连通。
7. 根据权利要求4至6中任一项所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述泵送机构包括交替做推拉动作的两个主油缸、与两主油缸分别连接的混凝土缸、料斗，混凝土缸与料斗连通，料斗内设置有能够交替与两混凝土缸连通的S管，S管由摆动缸驱动，主油缸、摆动缸均采用液动控制方式控制。
8. 根据权利要求7所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述料斗内设有搅拌器，料斗上方有筛网，输送管的出料口正对筛网，料斗的前端设置有通过铰轴连接的混凝土输送钢管。
9. 根据权利要求8所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述湿喷机还包括喷射机构，喷射机构有混凝土泵送软管、主气管路、从气管路，混凝土泵送软管一端与混凝土输送钢管连通，另一端接喷嘴；主气管路将井下气源与混凝土泵送软管连通；从气管路为主气管路的一个分支，该管路上依次连接储气罐、气动三联件、气动速凝剂泵，最后接回主气管路。
10. 根据权利要求9所述的新型煤矿井下湿喷机，其特征在于所述湿喷机还包括液压控制装置，液压控制装置有两组双联泵，第一组双联泵的一个泵与第一马达、第二马达、液压缸连接，另一个泵与第三马达连接；第二组双联泵的一个泵与搅拌器的驱动马达连接，另一个泵是泵送机构的动力源。
全文摘要
本发明公开一种新型煤矿井下湿喷机，该湿喷机包括配料机构、搅拌机构、泵送机构及喷射机构，配料机构、搅拌机构、泵送机构、喷射机构依次连接。配料机构是用于原料混合的机构，搅拌机构包括螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上设置有螺旋推送叶片和搅拌叶片，泵送机构将混凝土推射至喷射机构，喷射机构将混凝土、液体速凝剂混合后，在压缩空气作用下将混凝土喷射出去。该湿喷机在螺旋搅拌轴上设置螺旋推送叶片和搅拌叶片，实现了搅拌的连续作业，且搅拌更为充分，搅拌效果理想。
文档编号B28C5/42GK101749032SQ20101011299
公开日2010年6月23日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者冯开林, 刘淑梅, 崔保春, 李家祥, 郑娟娟, 高波 申请人:山东科技大学