一种高层建筑施工用的混凝土泵管固定结构的制作方法

本发明涉及高层建筑施工设备技术领域，具体涉及一种高层建筑施工用的混凝土泵管固定结构。

背景技术：

建筑施工中，混凝土浇筑一般采用地泵或汽车泵对混凝土进行输送。但汽车泵受场地局限性较大、同时其输送高度一般不超过50米，因此，高层建筑施工中基本采用地泵来输送混凝土。现有地泵一般包括两个部分：一是承载部分，如汽车底盘、拖挂式轮式底盘或者拖挂式履带式底盘；二是泵送部分，如输送泵、进料机构以及泵管。在实际施工中，除泵管外，地泵的其余结构一般置于地面上。泵管通过不断的增加节数，竖直向上延伸几十米甚至上百米、横向延伸几米甚至几十米。在泵管延伸的过程中，都需要对泵管进行固定。

现有的泵管固定装置一般是采用u形管卡和钢管扣件的叠加，或者现场焊接型钢支架以将泵管固定在钢管架上。但在泵送混凝土的过程中，泵送机构的脉冲振动以及混凝土对泵管的冲击不可避免，常常导致不具有缓冲吸振能力的u形管卡、钢管扣件以及型钢支架因受振动而产生移位、脱落等状况，进而导致泵管在竖直方向上上下颤动、横向上左右摆动而产生移位，甚至会导致泵管因受振动脱离固定装置、或者泵管带动固定装置脱离钢管架，且不能自动复位。因此需要经常对泵管的固定装置进行检查维修、费时费力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可吸收振动力的高层建筑施工用的混凝土泵管固定结构，以避免泵动机构在输送混凝土时、其脉冲振动对泵管的影响，有效防止泵管脱离钢管架，同时可维持泵管在遭受振动作用后还能自动复位。

本发明的技术方案如下：一种高层建筑施工用的混凝土泵管固定结构，其特征在于：包括竖直支撑板(5)和摆动块(3)；所述竖直支撑板(5)的板面上设有可固定于钢管架(13)上(1)的连接扣(6)；所述摆动块(3)由转动部(31)和限位部(32)构成，其中转动部(31)和所述连接扣(6)分居于竖直支撑板(5)的相对的两侧板面，该转动部通过竖直销轴(4)与竖直支撑板(5)的连接座(51)转动连接；所述限位部(32)的两边对称设有一根拉簧(8)，拉簧(8)的一端与竖直支撑板(5)固定，拉簧(8)的另一端与限位部(32)外壁固定；所述限位部(32)的中心沿轴向开有供泵管(1)穿过的限位孔(301)，该限位孔的孔径大于泵管(1)的外径；所述限位部(32)上端面沿周向均布开有一组限位槽(302)，该限位槽(302)沿限位孔(301)的径向开设，而限位槽的内端与限位孔(301)连通，且每个限位槽(302)中装有一个限位组件；所述限位组件包括铸铁球(9)及调节螺栓(11)，其中铸铁球(9)和压簧(10)均装在限位槽(302)中，该压簧(10)位于铸铁球(9)与调节螺栓(11)之间，而铸铁球(9)与限位槽(302)的槽壁滚动配合；所述调节螺栓(11)螺纹连接在限位部(32)上，且调节螺栓(11)的尾部与压簧(10)端部抵接；所述限位部(32)开有限位槽(302)的上端面固定连接有盖板(12)，该盖板用于防止铸铁球(9)掉到限位槽(302)外。

本发明基础方案的工作原理：首先通过连接扣(6)将竖直支撑板(5)与钢管架或者混凝土基础固定；其次，将泵管(1)穿过限位孔(301)，且所有铸铁球(9)会在对应弹簧的作用下与泵管(1)的外壁接触，从而将泵管(1)与摆动块(3)柔性连接在一起。当泵管因遭受振动冲击而晃动时，泵管(1)能够在限位孔(301)中晃动，晃动过程中某些压簧受压，某些压簧未受压，但所有的铸铁球(9)会在对应弹簧的作用下与泵管(1)的外壁接触，从而通过压簧吸收泵管晃动的能量，并让泵管有约束地晃动。与此同时，摆动块(3)也会因为泵管的晃动而绕竖直销轴摆动，这样就能避免泵管与摆动块(3)刚性冲击，并吸收掉泵管晃动的能量，且将能量传导到钢管架或者混凝土基础上。摆动块(3)摆动过程中，两根弹簧配合起来对摆动块(3)从两边进行约束，这样一是防止摆动块(3)因无约束地摆动而撞击竖直支撑板(5)，二是可以让摆动块(3)自动复位，一举两得，由此可见本案此处设置的弹簧与摆动块(3)相互配合和作用，其作用与现有技术中简单提供弹力完全不同。

需要作如下特别说明：

1、弹簧+球的结构在现有技术中虽然常见，但一般用于换挡机构中，用于对换挡轴轴向定位，且球采用的是钢球。反观本案，本案中弹簧+球的结构用来对泵管进行浮动地柔性连接，用于对建筑施工用的泵管进行限位；并且，本案中的球为铸铁球，这是因为泵管也常采用铸铁材质，这样就能保证球和泵管的使用寿命。

2、本案采用一组沿周向均布的限位组件，用于对泵管浮动地柔性连接，让泵管有约束地晃动，并在晃动过程中通过压簧吸收能量，避免泵管受到刚性冲击，从而保证泵管的可靠连接，这一结构形式在泵管的现有连接技术中未见。

3、本案中的摆动块可以绕竖直销轴朝两边摆动，且摆动块两边对称设有弹簧，两根弹簧配合起来对摆动块(3)从两边进行约束，这样一是防止摆动块(3)因无约束地摆动而撞击竖直支撑板(5)，二是可以让摆动块(3)自动复位。

4、本案中前述的第1-3点相互配合，相互协同，共同实现：防止泵管脱离钢管架，同时可维持泵管在遭受振动作用后还能自行恢复使用。本案中的第1-3点协同作用体现在：若仅采用第2和3结构，而不采用第1点的弹簧形式限位组件，则泵管与限位组件刚性冲击较大，并会通过摆动块和竖直连接板将冲击能量传导到钢管架上，这样无法有效防止泵管脱离钢管架；若仅采用1和3的结构，不采用第2点的结构，则无法对泵管有效地约束，从而会导致泵管在限位孔(301)中不受约束地乱晃，限位组件也无法吸收能量，从而无法有效防止泵管脱离钢管架；若仅采用第1和2条的结构，虽然泵管可以在限位孔(301)中受约束地晃动，但是泵管晃动的能量较大，这样不仅容易导致限位组件中的压簧失效，而且容易撞击摆动块，从而让摆动块与竖直连接板刚性冲击，这样也无法有效防止泵管脱离钢管架。并且，第1-3条配合起来，还能让在泵管在限位孔中晃动后朝限位孔的轴心处复位，而摆动块也可在两边的弹簧作用下自动复位，从而共同实现有效防止泵管脱离钢管架，同时还可使泵管在遭受振动后能自动复位，进而使本案形成一个相互作用和协同，不可分割的统一整体。

进一步地，所述竖直支撑板(5)上通过支架固设有供泵管(1)穿过的导环(2)，该导环(2)内孔的孔径大于泵管(1)的外径。

进一步地，所述导环(2)内孔的孔径比泵管(1)的外径大2cm至4cm。

进一步地，所述导环(2)内孔的孔径比泵管(1)的外径大3cm。

本方案的有益效果：本案既能通过限位组件让泵管在摆动块的限位孔中有约束地晃动，从而实现浮动地柔性连接，进而能吸收能量；而摆动块又在弹簧的作用下有约束地摆动，且摆动过程中吸收能量，从而有效防止泵管脱离钢管架；同时，本案中的限位组件能让泵管在摆动块上自动复位，弹簧又能让摆动块自动复位，从而让泵管在遭受振动后相对于钢管架自动复位，这样就有效避免了现有技术的缺陷，且本结构简单、可靠，易于实施。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中盖板与摆动块的安装示意图；

图4为图2和3中铸铁球9与盖板12的限位示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-4所示，一种高层建筑施工用的混凝土泵管固定结构，包括竖直支撑板5和摆动块3，摆动块3包括转动部31和限位部32，转动部31和限位部32一体铸造成型，而转动部31与竖直支撑板5的左侧板面通过竖直销轴4转动连接，从而使摆动块3可绕竖直销轴4摆动。竖直支撑板5的右侧板面上设有连接扣6，通过此连接扣6可将竖直支撑板5固定至钢管架13上。连接扣6可采用现有的钢管连接扣6件如十字扣或者直接扣即可，连接扣6属于现有技术。

如图1所示，限位部32的两边对称设有一根拉簧8，拉簧8的一端与竖直支撑板5固定，拉簧8的另一端与限位部32的外侧壁固定。竖直支撑板5的板面上也同时设有两个调节螺杆7，两个调节螺杆7分别与竖直支撑板5上的两个压簧10一一对应，而拉簧8是通过对应的一根调节螺杆7与竖直支撑板5固定，两个调节螺栓7可完成对拉簧8的预紧力调节，且两根拉簧8布置成“八”字形。本方案中，两个拉簧8所设定的初始拉力值和形变值是相等的，这样可以促使摆动块3在拉簧8的拉力作用下相对于竖直支撑板5的板面初始为静止状态。

如图1和2所示，限位部32的中心开有一个上下竖直贯穿的限位孔301，限位孔301的孔径大于泵管1的外径，这样才能让泵管可以在限位孔301中晃动。如图2-4所示，所述限位部32上端面沿周向均布开有一组限位槽302，该限位槽302沿限位孔301的径向开设，且限位槽302的数目为3-8个，本案中限位槽302的数目为3个。限位槽302的内端与限位孔301连通，在每个限位槽302中装有一个限位组件。

限位组件包括铸铁球9、压簧10以及调节螺栓11，其中铸铁球9和压簧10均装在限位槽302中，该压簧10位于铸铁球9与调节螺栓11之间，而铸铁球9与限位槽302的槽壁滚动配合，这样就能保证铸铁球9沿限位槽302的长度方向直线移动。所述调节螺栓11螺纹连接在限位部32上，且调节螺栓11的尾部与压簧10端部抵接。通过螺栓11可对压簧10进行预紧，一方面消除安装误差，另一方面可在使用过程中通过调整螺栓11，可促使三个铸铁球9的作用点维持在限位孔301的中心处。

如图3和4所示，所述限位部32开有限位槽302的上端面固定连接有盖板12，该盖板12防止铸铁球9掉到限位槽302外面。在本案中，盖板12的中心处设有供泵管穿过的中心孔121，盖板12上朝向限位槽302的底面上凸出设有一个限制环122，该限制环122的轴心与中心孔121的轴心共线。限制环121底部对应铸铁球9的位置开有限位缺口123，该限位缺口123的内端小、外端大，且最窄处的宽度小于铸铁球9的直径。限制环122的作用是可以让铸铁球9的一部分球体伸入到中心孔内，但是不能让铸铁球9全部落到限位槽302外面。

本方案的工作原理：竖直支撑板5通过连接扣6固定到钢管架13上，摆动块3通过转动部31与竖直支撑板5转动连接后，摆动块3仅可在竖直支撑板5上摆动。在摆动块3的限位部32和竖直支撑板5之间的拉簧8的拉力作用下，初始状态的摆动块3则相对于竖直支撑板5维持静止的状态，也即无外力作用下的摆动块3将静止并固定在竖直支撑板5上。使用时，泵管1由上至下竖直穿过限位部32上的限位孔301，无需人工调节，压簧10对铸铁球9进行挤压、并促使铸铁球9将泵管1抵紧。本方案中，限位部32上设置的限位槽302数量为三个、三个限位槽302沿限位孔301的周向均布，而三个限位槽302中，也一一对应设有三个压簧10和三个铸铁球9。由三个铸铁球9由同一平面从三个不同的方向上完成对泵管1的抵紧作用。

本方案中，之所以采用了铸铁球9，一方面是出于现有的泵管1材质一般均为铸铁管。若采用其他材料制成的球体，则要么无法对泵管1进行压紧，要么将对泵管1表面产生损伤，因为不同材料制成的球体刚度不同；因此采用铸铁球9是必要的，而且采用铸铁球9作为对泵管1的一种直接接触限位，铸铁球9与泵管1接触为点接触。点接触可以使泵管1在限位孔301内可多向偏移滚动，这与泵管1所受的振动力作用方向的不确定性提供了对应关系，促使泵管1在受振动力作用时不会再任何方向受到限位部32的限制，但同时又能将振动力完全传递至限位部32上，并最终由拉簧8和压簧10将振动力消除。

为了方便安装，竖直支撑板5上固定设有导环2，导环2可供泵管1上下竖直穿过，导环2通过支架与竖直支撑板5固定连接，而导环2的内孔直径略大于泵管1的外壁直径，具体为2cm至4cm，而3cm为最佳。导环2一方面方便泵管1插入限位孔301是对泵管1进行导向，另一方面可也防止泵管1在遭受振动力较大时对摆动块3造成破坏，起保护作用。上述所提供的导环2的孔径大于泵管1的外径，属于使用过程中的优化具体数值，通过选取上述数值可保证摆动块3不会受到破坏，对摆动块3起到较佳的保护。

本方案的有益效果：本发明中的摆动块和竖直支撑板5转动连接，利用铸铁球9对泵管1进行抵接支撑，在压簧10和拉簧8的共同作用下，完成了对泵管1的固定，并通过竖直支撑板5将泵管1固定在钢管架13上。摆动块3与竖直支撑板5的转动连接+铸铁球9与泵管1抵接相结合，为泵管1在遭受振动作用时晃动提供了可能，而且振动力由压簧10和拉簧8共同抵消后，不会造成竖直支撑板5与钢管架13连接失效，泵管1在遭受振动后无需工人操作即可恢复至初始状态。既防止了泵管1脱离钢管架13，又维持泵管1在遭受振动作用后还能自行恢复使用。同时，无需在使用过程中对泵管1及其固定结构进行调整以及检修维护，节省人力物力，使用方便，极具市场推广前景。

上述为本发明的较佳实施例而已，并不以发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。