浇筑口机构及衬砌台车的自动浇筑系统的制作方法

本实用新型涉及衬砌台车设备技术领域，尤其涉及一种浇筑口机构及衬砌台车的自动浇筑系统。

背景技术：

现有衬砌台车在浇筑混凝土时，普遍采用溜槽式的浇筑方式，该方式结构笨重，占用空间，需要施工人员频繁接拆溜槽、泵管，调整软管入窗，致使工人的劳动强度大，工作效率低。浇筑混凝土后，需要对分溜槽进行清洗，由此造成的污水随意排放，污染施工坏境。更为严重的是此种浇筑方式极易产生混凝土离析、浇筑不均匀、蜂窝、麻面等质量问题，甚至有可能需要返工处理，严重影响衬砌台车的施工效率和施工质量。

中国专利申请CN 201810016553.4公开了一种隧道衬砌台车自动对接分流管道装置及对接方法，通过在衬砌台车下方设置地面混凝土输送泵和智能混凝土浇筑控制系统，并在衬砌台车上方设置移动小车和多组浇筑管道对接口，移动小车上安装混凝土输送机构和与混凝土输送机构连通的翻转对接管道装置，多组浇筑管道对接口连接通向不同位置的分流管道，通过控制系统控制翻转对接管道装置进行翻转和伸缩管进行伸缩，使翻转装置对应待浇筑位置且其伸缩管道进入不同的浇筑管道对接口中，地面混凝土输送泵经由压力输送管道-混凝土输送机构-翻转对接管道-浇筑管道对接口-分流管道，到达待浇筑位置，以完成不同位置的混凝土浇筑。该装置每个窗口设置了浇筑管道，管路复杂，占用空间大，清理维护不方便；且浇筑每个窗口都需要对接一次，对对接口密封要求较高，而且对接次数多，会增加混凝土的遗落，增加了对机身的污染。另外翻转对接管道装置功能单一，限制了该装置的推广应用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可用于自动浇筑和清洗的浇筑口机构，还提供一种结构简单紧凑、无需人工拆装管路即可自动完成隧道二次衬砌浇筑和管路清洗的自动浇筑系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种浇筑口机构，包括浇筑管和清洗管，所述浇筑管和清洗管相对设置且通过连接件相连；

所述浇筑管的两端开口，所述浇筑管的一端为浇筑口，所述浇筑管的另一端为进料口；

所述清洗管至少一端开口，所述清洗管上设有清洗介质入口和与清洗介质入口连通的清洗介质出口，所述清洗管的开口端为清洗介质出口；

所述浇筑口和清洗介质出口均位于连接件的同一侧。

藉由上述结构，借助平移机构及翻转机构等，可在不需要人工协助的情况下完成混凝土的输送和输送管的清洗，结构简单紧凑，适宜衬砌台车等空间狭小的应用环境。

作为一个总的发明构思，本实用新型还提供一种衬砌台车的自动浇筑系统，以衬砌台车的高度方向为Z轴、以衬砌台车的前后方向为X轴设定直角坐标系，所述自动浇筑系统包括沿X方向布置的第一滑轨，以及滑设于所述第一滑轨上的安装架；所述自动浇筑系统还包括设于安装架上的第一输送管、折叠臂总成和上述的浇筑口机构，所述折叠臂总成位于所述浇筑口机构的下方，所述折叠臂总成上设有第二输送管，所述折叠臂总成可绕Z轴旋转且可沿X轴方向移动，所述浇筑口机构可绕X轴旋转；所述第一输送管与所述浇筑管的进料口连通；

所述第二输送管具有侧模浇筑状态和第一清洗状态；所述侧模浇筑状态为所述第二输送管与所述浇筑管的浇筑口连通的状态，所述第一清洗状态为所述第二输送管与所述清洗管的清洗介质出口连通的状态；

所述浇筑口机构具有浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置，所述浇筑口机构绕X轴旋转过程中可实现所述浇筑口机构在浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置之间的切换；

当所述浇筑口机构位于浇筑口朝下位置时，所述折叠臂总成沿X轴方向移动过程中可实现第一清洗状态和侧模浇筑状态之间的切换；

当所述浇筑口机构位于浇筑口朝上位置时，所述浇筑口机构具有顶模浇筑状态和第二清洗状态，所述顶模浇筑状态为所述浇筑口与顶模浇筑窗口对应的状态，所述第二清洗状态为所述浇筑口和清洗介质出口分别与顶模板上的U型管的两端连通的状态，所述安装架沿所述第一滑轨移动过程中可实现顶模浇筑状态和第二清洗状态的切换。

藉由上述结构，可完成隧道二次衬砌的浇筑，以及混凝土输送管和浇筑管的清洗，具体过程为：

当第二输送管切换至侧模浇筑状态时，第一输送管、浇筑管和第二输送管形成侧模浇筑通道，通过折叠臂总成的折叠或展开，将混凝土输送至侧模各位置的浇筑窗口，从而可完成对其中一个侧模的浇筑；通过折叠臂总成绕Z轴旋转至另一侧模，即可完成另一个侧模的浇筑。

当浇筑口机构切换至顶模浇筑状态时，第一输送管和浇筑管形成顶模浇筑通道，将混凝输送至顶模浇筑窗口，从而可完成对顶模的浇筑；

当第二输送管切换至第一清洗状态时，清洗管和第二输送管连通形成的第二输送管清洗通道，清洗介质以一定流速流经该通道后，即可完成对第二输送管的清洗；

当浇筑口机构切换至第二清洗状态时，清洗管、U型管、浇筑管和第一输送管形成清洗通道，清洗介质以一定流速流经该通道后，即可完成对浇筑管和第一输送管的清洗。

上述整个施工过程中不需要人工到台车上装拆管路，降低劳动强度，提高施工效率，提高施工质量，提高衬砌台车的自动化水平。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一滑轨上安装有用于驱动所述安装架沿X轴方向滑移的链轮驱动机构。也可以采用齿轮齿条传动等其他方式实现安装架沿第一轨道的滑移。

为实现折叠臂总成相对安装架的直线运动，所述安装架的下端安装有沿X轴方向布置的第二滑轨，所述折叠臂总成滑设于所述第二滑轨上，所述安装架和所述折叠臂总成之间还连接有用于驱动所述折叠臂总成沿X轴方向滑移的第一伸缩油缸。

为实现折叠臂总成相对安装架的回转运动，以实现左右侧模的顺利浇筑，所述折叠臂总成通过第一回转机构安装于所述第二滑轨上，所述第一回转机构用于驱动所述折叠臂总成绕Z轴旋转。

为实现浇筑口机构的上下翻转运动，所述浇筑口机构通过第二回转机构安装于所述安装架上，所述第二回转机构用于驱动所述浇筑口机构绕X轴旋转。

所述第二回转机构上设有弯管，所述弯管包括水平段和折弯段，所述水平段沿X轴方向布置并与第一输送管连通，所述折弯段滑设于所述浇筑管中。

为保证浇筑口或清洗介质出口与各管道的密封对接，所述安装架和连接件之间连接有用于驱动所述浇筑口机构相对所述折弯段滑移的第二伸缩油缸。

为实现整个侧模的顺利浇筑，所述折叠臂总成还包括用于驱动所述第二输送管折叠或展开的折叠臂驱动机构，通过折叠臂总成的折叠或展开，可将混凝土输送至侧模各位置的浇筑窗口。使整个浇筑系统的结构得以大大简化。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的隧道衬砌台车自动浇筑系统，能实现全自动定位窗口，自动浇筑混凝土，自动清洗管路，整个施工过程中不需要人工到台车上装拆管路，降低劳动强度，提高施工效率，提高施工质量，提高衬砌台车的自动化水平。

附图说明

图1为本实用新型实施例的衬砌台车的自动浇筑系统的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的衬砌台车的自动浇筑系统的主视结构示意图。

图3为本实用新型实施例的浇筑口机构的结构示意图。

图4为本实用新型实施例的折叠臂总成的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的自动浇筑系统处于侧模浇筑状态的剖视结构示意图。

图6为本实用新型实施例的自动浇筑系统处于顶模浇筑状态的剖视结构示意图。

图7为本实用新型实施例的自动浇筑系统处于第二输送管清洗状态的剖视结构示意图。

图8为本实用新型实施例的自动浇筑系统处于第一输送管清洗状态的剖视结构示意图。

图例说明：1、浇筑口机构；11、浇筑管；111、浇筑口；112、进料口；12、清洗管；121、清洗介质入口；122、清洗介质出口；13、连接件；2、第一滑轨；3、安装架；31、第二滑轨；32、第一伸缩油缸；33、第二伸缩油缸；4、第一输送管；5、折叠臂总成；51、第二输送管；52、折叠臂驱动机构；21、链轮驱动机构；6、U型管；7、第一回转机构；8、第二回转机构；81、弯管；811、水平段；812、折弯段。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例：

如图1和图2所示，以衬砌台车的高度方向为Z轴、以衬砌台车的前后方向为X轴设定直角坐标系，本实施例的衬砌台车的自动浇筑系统包括沿X方向布置的第一滑轨2、滑设于第一滑轨2上的安装架3、设于安装架3上的第一输送管4、折叠臂总成5和浇筑口机构1。

第一滑轨2上安装有用于驱动安装架3沿X轴方向滑移的链轮驱动机构，其中第一滑轨2的一端安装设有链轮架总成21，另一端设有马达总成22，马达总成22驱动链轮架总成21的链轮旋转，从而带动安装架3沿X轴方向滑移。

如图3所示，浇筑口机构1包括浇筑管11和清洗管12，浇筑管11和清洗管12相对设置且通过连接件13相连。

浇筑管11的两端开口，浇筑管11的一端为浇筑口111，浇筑管11的另一端为进料口112。

清洗管12与浇筑口111位于连接件13同一侧的一端开口形成清洗介质出口122，清洗管12的侧壁上还开设有与清洗介质出口122连通的清洗介质入口121。

浇筑口机构1通过第二回转机构8安装于安装架3上，第二回转机构8用于驱动浇筑口机构1绕X轴旋转。第二回转机构8上设有弯管81，弯管81包括水平段811和折弯段812，水平段811沿X轴方向布置并与第一输送管4的出口端连通。第一输送管4固定在衬砌台车上，第一输送管4的入口端与拖泵连接。第一输送管4的出口端的连接处能实现回转，使第一输送管4在浇筑系统沿轨道运动时实现收缩、展开，保证给系统持续提供混凝土。

折弯段812滑设于浇筑管11中。安装架3和连接件13之间连接有用于驱动浇筑口机构1相对折弯段812滑移的第二伸缩油缸33。浇筑口机构1可以在第二伸缩油缸33的作用下，实现将浇筑口机构1与顶模浇筑窗口91或折叠臂总成5的第二输送管51入料口顶紧与脱离，浇筑口111、清洗介质出口122的内壁安装有密封件，实现顶紧时的密封。

为保证浇筑口机构1的稳定性，清洗管12的另一端通过支撑杆14与第二回转机构8固定。

如图5所示，折叠臂总成5位于浇筑口机构1的下方，安装架3的下端安装有沿X轴方向布置的第二滑轨31，折叠臂总成5通过第一回转机构7滑设于第二滑轨31上，第一回转机构7用于驱动折叠臂总成5绕Z轴旋转。安装架3和折叠臂总成5之间还连接有用于驱动折叠臂总成5沿X轴方向滑移的第一伸缩油缸32。

折叠臂总成5包括第二输送管51和用于驱动第二输送管51折叠或展开的折叠臂驱动机构52。

如图4所示，以三节臂为例进行说明，第二输送管51包括三节输送直管和两节输送弯管，第一节输送直管511和第二节输送直管512通过第一节输送弯管514相连，第二节输送直管512和第三节输送直管513通过第二节输送弯管515相连。

折叠臂驱动机构52包括回转头521、三节折叠臂、两个连杆机构和两个驱动油缸。

第一节折叠臂522的首端连接回转头521，第一节折叠臂522的尾端与第二节折叠臂523的首端铰接，第一节输送弯管514穿过该铰接点；第二节折叠臂523的尾端与第三节折叠臂524的首端铰接，第二输送弯管515穿过该铰接点。第三节折叠臂524的尾端与第三节输送直管513固定。

第一连杆机构525分别与第一节折叠臂522和第二节折叠臂523铰接，第一油缸527的缸筒铰接于第一节折叠臂522上，第一油缸527的活塞杆铰接于第一连杆机构525上。第二连杆机构526分别与第二节折叠臂523和第三节折叠臂524铰接，第二油缸528的缸筒铰接于第二节折叠臂523上，第二油缸528的活塞杆铰接于第二连杆机构526上。

上述折叠臂驱动机构52构成了一个可折叠和展开的平面四连杆机构，第一节折叠臂522和第二节折叠臂523在第一油缸527、第二油缸528、第一连杆机构525和第二连杆机构526在作用下实现收缩、展开，带动第二节输送直管512和第三节输送直管513折叠或展开，可将混凝土输送至侧模各位置的浇筑窗口，从而可完成对其中一个侧模的浇筑；通过第一回转机构7的回转运动，可将折叠臂总成5绕Z轴旋转至另一侧模处，通过折叠臂总成的折叠或展开，以及混凝土的输送，即可完成另一个侧模的浇筑。

其中，第二输送管51具有侧模浇筑状态和第一清洗状态；侧模浇筑状态为第二输送管51与浇筑管11的浇筑口111连通的状态，第一清洗状态为第二输送管51与清洗管12的清洗介质出口122连通的状态；

浇筑口机构1具有浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置，浇筑口机构1绕X轴旋转过程中可实现浇筑口机构1在浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置之间的切换；

当浇筑口机构1位于浇筑口朝下位置时，折叠臂总成5沿X轴方向移动过程中可实现第一清洗状态和侧模浇筑状态之间的切换；

当浇筑口机构1位于浇筑口朝上位置时，浇筑口机构1具有顶模浇筑状态和第二清洗状态，顶模浇筑状态为浇筑口111与顶模浇筑窗口对应的状态，第二清洗状态为浇筑口111和清洗介质出口122分别与顶模板上的U型管6的两端连通的状态，安装架3沿第一滑轨2移动过程中可实现顶模浇筑状态和第二清洗状态的切换。

利用本实施例的衬砌台车实现隧道二次衬砌浇筑的过程为：

S1：如图5所示，通过第二回转机构8的回转动作，使浇筑口机构1位于浇筑口朝下位置，折叠臂总成5在第一伸缩油缸32的作用下沿X轴方向滑移使第二输送管51与浇筑管11的浇筑口111连通，通过第二伸缩油缸33的向上运动，实现浇筑口111与第二输送管51的入料口顶紧，从而使第二输送管51处于侧模浇筑状态；拖泵工作，使混凝土依次经由第一输送管4、浇筑管11和第二输送管51到达侧模浇筑窗口，通过折叠臂总成5的折叠或展开，将混凝土输送至侧模各位置的浇筑窗口，从而可完成对其中一个侧模的浇筑；通过第一回转机构7的回转运动，将折叠臂总成5绕Z轴旋转至另一侧模处，拖泵工作完成另一个侧模的浇筑。

S2：如图6所示，通过第二伸缩油缸33的向下运动，使浇筑口111与第二输送管51的入料口脱离，再通过第二回转机构8的回转动作，使浇筑口机构1位于浇筑口朝上位置，最后通过链轮驱动机构的作用，驱动安装架3沿第一轨道移动，使浇筑口机构1的浇筑口111对准顶模浇筑窗口，从而使浇筑口机构1切换至顶模浇筑状态，混凝土依次经由第一输送管4和浇筑管11到达顶模浇筑窗口，完成对顶模的浇筑。

S3：如图7所示，通过第二回转机构8的回转动作，使浇筑口机构1位于浇筑口朝下位置，折叠臂总成5在第一伸缩油缸32的作用下沿X轴方向滑移使第二输送管51与清洗管12的清洗介质出口122连通，通过第二伸缩油缸33的向上运动，实现清洗介质出口122与第二输送管51的入料口顶紧，从而使第二输送管51切换至第一清洗状态，清洗介质流经清洗管12和第二输送管51连通形成的通道，完成对第二输送管51的清洗。

S4：如图8所示，通过第二伸缩油缸33的向下运动，使清洗介质出口122与第二输送管51的入料口脱离，再通过第二回转机构8的回转动作，使浇筑口机构1位于浇筑口朝上位置，通过链轮驱动机构的作用，驱动安装架3沿第一轨道移动，使浇筑口机构1的浇筑口111和清洗介质出口122分别与顶模板上的U型管6的两端连通，即将浇筑口机构1切换至第二清洗状态，清洗介质流经清洗管12、U型管6、浇筑管11和第一输送管4依次连通形成的通道，完成对浇筑管11和第一输送管4的清洗。

其中，步骤S1- S4的顺序可以依现场工况调换。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。