631混凝土输送泵设计

1 方案设计

1.1混凝土泵基本结构

图1-1 混凝土泵的基本构造简图

1-输送管道；2-Y形管组件；3-料斗总成；4-滑阀总成；5-搅拌装置； 6-滑阀油缸；7-润滑装置；8-油箱；9-冷却装置；10-油配管总成；

11-行走装置；12-推送机构；13-机架总成；14-电气系统； 15-主动力系统；16-罩壳；17-导向轮；18-水泵；19-水配管

1.1.1工作方式

混凝土泵的种类很多，可以按排量大小、工作原理、行走装置或配备其它装置的情况进行分类。

1、按排量大小分类

混凝土泵按排量大小可分为小型、中型、大型三类。排量不足30m3/h的属小型泵；排量在30～80m3/h之间的为中型泵；排量超过80m3/h的为大型泵。目前应用最多的是中型泵。

2、按工作方式可以分为以下几种形式： (1)活塞式混凝土泵 活塞式混凝土泵是应用最早的一种混凝土泵产品。这种泵的泵送压力较高，输送距离较远，而且易于控制，所以应用最广泛。活塞式混凝土泵是靠活塞在缸内往复运动，在分配阀的配合下完成混凝土的吸入和排出。从传动装置上可分为：

①机械式 最早的混凝土泵采用曲柄活塞式，由动力装置带动曲柄活塞（柱塞）往返运动将混凝土送出。随液压技术的发展已逐步被液压式取代。

②液压式 根据液压介质的不同又分为油压式和水压式两种。水压式目前还不多见，所以通常称为“液压”的就是指油压式混凝土泵。这种混凝土泵功率大，震动小、排量大、运输距离远，可做到无极调节，泵的活塞可逆向动作，将输送管中将要堵塞的混凝土拌合物吸回混凝土缸，以减少堵赛的可能性。

（2）挤压式混凝土泵

挤压式混凝土泵的作用原理与挤牙膏的过程相似。这种泵的泵室内有橡胶管和滚轮架，当滚轮架转动时将橡胶管内的混凝土压出，它特别适宜于小石子混凝土急砂浆的泵送。

（3）压缩空气输送罐

它利用压缩空气对贮料罐内混凝土吹压，进行间断输送，其作用原理如图1-2所示。

图1-2 气体输送混凝土工作示意图

压缩空气输送罐的操作顺序是：先打开罐的上盖，装入混凝土后再将上盖压紧，打开气阀向罐内输入压缩空气，当用于显示罐内压力的压力表达到额定的压力值时，关闭气阀并开始送混凝土。压送后将罐内的剩余压力全部泄放掉，然后再打开上盖，重复进行泵送。

3、按移动方式分类

混凝土泵按移动方式可分为固定式、拖挂式和自行式。 （1）固定式

固定式系原始式，多由电机驱动，适用于工程量较大、移动较少的场合。 （2）拖挂式

拖挂式混凝土泵是把泵安装在带有车轮的简单底架上，既能在施工现场方便地移动，又能在道路上拖运。

（3）自行式

自行式混凝土泵是把泵安装在汽车底盘上。

①车载式 车载式混凝土泵移动方便，机动灵活，到新工作地点不需进行准备即可进行浇筑。

②混凝土泵车 是汽车、混凝土泵及布料杆的组合体。机动性能好，可缩短施工的辅助时间，节省劳动力，提高生产率和降低工程成本。但受施工现场工地条件和道路的限制。

经比较决定工作方式采用液压活塞式。 1.1.2电动机

由于在井下使用三相交流电源比较方便，故选用三相异步电动机。其中Y系列最为常用。在井下使用防爆结构的电动机。 1.1.3混凝土缸布置

采用卧式双缸，即两个混凝土缸并列布置，由两个油缸驱动，通过阀的转换，交替吸入或泵出，是混凝土平稳而连续的输出。 1.1.4分配阀

1、蝶形分配阀

这种分配阀是在料斗、工作缸、输送管之间的通道上设置一个蝶形板，通过蝶形板的翻动来改变混凝土的通道。其优点是：结构简单紧凑、阀室小、流道短、运动阻力小，使用寿命长，维修方便，阀的出端不需要Y形管。蝶形阀的缺点是：混凝土流道的截面变化大，吸入或排出流道方向改变剧烈，有时会造成混凝土在阀内部堵塞的现象。蝶形分配阀有垂直轴式和水平轴式两种。

2、管形分配阀

是在混凝土输送缸与输送管之间设置一摆动管件来完成混凝土的吸入和排出作业的。管形阀一般置于集料斗中。管形分配阀的优点是流道形状合理、没有截面变化、泵送阻力小，从而使集料斗的高度大为降低，故便于混凝土搅拌运输车向集料斗卸料，而且结构简单、流道畅通、耐用，磨损后易于更换。由于没有了输送管口的Y形管，所以不易堵塞。缺点在于它在集料斗中，使集料斗中的搅拌叶片布置困难，容易有死角，当混凝土的坍落度较小时，管阀的摆动阻力大，摆动速度降低，影响了混凝土的吸入效率。管形阀从结

构上可分为立式和卧式两种；从形状上来看又可分为S型、裙型和C型等几种。

（1）S型管阀

S管阀最常用。阀体呈S形，其壁厚也是变化的，磨损大的地方壁厚也大。其摆动油缸可设置在料斗的后方，也可设置在料斗的前方。后置式摆动油缸利用摆动轴水平伸入料斗中与阀体连接，推动阀体摆动，但摆动轴与阀体连接形成的屏障会影响混凝土的流动，从而降低泵的吸入效率；前置式摆动油缸则去掉了摆动轴及其支承，泵的吸料性能大为提高，而且安装方便。

（2）C形摆管阀

主要用于泵车。优点是摆动点位于料斗之上，转动部分不易被混凝土砂浆侵入，所以寿命长、可靠性高；阀口切割环还可以进行自动补偿。缺点是摆动管在下弯道处由于曲率半径较小，阻力较大；另外摆动管与料斗壁之间会有粗集料堆积，导致摆动困难。

（3）摆动裙阀

摆动裙阀具有一个处于混凝土泵料斗内的摆动体，当它摆动时，料斗内的混凝土被推开，摆动裙阀的驱动机构也置于料斗之外。裙阀的特点是进口细、出口大、阀体短、内径大、不截流、压力损失小；从构造上可以实现相当好的力矩平衡，消除料斗“抬头”现象。

3、闸板式分配阀 由外置油缸驱动，靠快速往返运动的闸板使输料缸开口交替地与泵的料斗或输料管接通，周期性地开闭混凝土缸的进料口和出料口，从而切换混凝土在集料斗和混凝土缸之间的流向，以实现混凝土的反复泵送。这种阀的优点在于：构造简单、制作方便、耐磨损、寿命长；关闭通道时，比较省力；开关迅速、及时。闸板阀的缺点是：对于双工作缸的泵送必须有Y形管，其集料斗的高度要比其它阀的高；闸板磨损后与阀口的间隙无法补偿，因而失去密封性，不能作高压输送。采用闸板阀的混凝土泵适用于混凝土需要量大、质量要求高的场地施工。其特点是：吸料性能强劲、工作效率高、操作简单、维修方便、浇筑质量好。闸板阀的种类很多，有平置式、斜置式、和摆动式等几种主要形式。

经比较决定采用S形管阀。 1.1.5混凝土缸

混凝土缸要耐磨、耐腐蚀，并有足够的强度和刚度。缸体要用高碳钢制

造，内壁淬火硬度为HRC55或在内壁镀铬，厚度大于0.2mm。缸体要进行强度校核，为保证主液压缸和混凝土缸的同轴度，要控制两缸连接面的加工精度。

1.1.6混凝土缸活塞

因活塞的工作速度高，承受压力大，又与混凝土直接接触，故易磨损，易腐蚀，故采用钢材制造活塞基体，用聚氨酯橡胶做密封层。活塞要能抗压并有韧性，密封层要耐磨、耐腐蚀，并有一定强度，在结构上要拆卸和更换方便。 1.1.7搅拌装置

料斗一般要大于0.35m3，料斗口部有方格网，网孔尺寸为最大集料的1.5倍。料斗的出口应既能防止空气进入混凝土缸内，又便于混凝土流动，以减少混凝土起拱。搅拌叶片的搅拌速度应与混凝土缸吸料口处的混凝土流速相适应。叶片旋转扫过的空间形状应与料斗的形状相似，叶片与料斗的间隙应大于最大集料的尺寸。

1.2混凝土泵的功用

混凝土泵是通过管道依靠压力输送混凝土的施工设备，它能一次连续地完成水平输送和垂直输送，是现有混凝土输送设备中比较理想的一种。它将预拌混凝土生产与泵送施工相结合，利用混凝土搅拌输送车进行中间运送，可实现混凝土的连续泵送和浇筑。 混凝土泵送工艺

（1）混凝土泵送施工的特点

在混凝土施工过程中，混凝土的现场输送和浇筑是一项关键的工作。它要求迅速、及时，并且保证质量以及降低劳动消耗，从而在保证工程要求的条件下降低工程造价，尤其是对一些混凝土量很大的大型钢筋混凝土构筑物（大型设备基础、地下工程等）和高层建筑，故如何正确选择混凝土输送工具和浇筑方法就显得更为重要。

常用的垂直及短距离混凝土输送机械有：升降机、起重机、皮带运输机、混凝土泵等。