631混凝土输送泵设计

1）平置式闸板阀

平置式闸板阀的结构如图2-7所示，闸板分为排出闸板1与吸入闸板6，它们可开闭左右混凝土缸与Y形管道的通路。在图中的位置上，闸板6封闭混凝土料斗与混凝土缸的通路，由料斗出料口3开启混凝土料斗与缸4的通路，活塞向右运动，将料斗中的混凝土料吸入，同时排出闸板关闭出料管与混凝土缸4的通路，活塞向左运动，将混凝土泵出。

图2-7 平置闸板阀

1-排出闸板；2-左液压缸；3-料斗出料口；4-左混凝土缸； 5-右混凝土缸；6-吸入闸板；7-右液压缸；8-Y型输送管

液压缸2、7交替动作使闸板阀来回运动，该运动由液压系统控制且与混凝土缸的运动相匹配，从而使混凝土连续输出。这类阀的动作准确、迅速。 2）斜置式闸板阀

图2-8 斜置式闸板阀简图

1-工作活塞；2-液压缸；3-集料斗； 4-输送管；5-闸板；6-混凝土工作缸

图2-8为斜置式闸板分配阀，这类阀一般为两组并联。当液压缸2向下运动时，关闭料斗与排送管的通路，混凝土缸的工作活塞1向后运动时，料斗3 中的混凝土被吸到缸中，此时控制另一组闸板阀的液压缸向上运动，关闭混凝土缸与料斗的通道，活塞向前推进，将混凝土泵出。斜置式闸板阀的最大优点在于吸入流道与输送缸的输出流道成63○倾角。由于混凝土的密度较大，混凝土在流道上产生了一个有利于吸入的分力，特别适用于集料较大，坍落度较小的混凝土的泵送。斜置式闸板阀的另一个特点是分配阀通入口面积大，吸入流道截面由小变大，故吸入混凝土的平均流速小，吸入阻力小，混凝土不易离析，可有效防止堵塞现象与吸空现象的发生。

由于闸板阀的液压回路中增加了蓄能器，因此闸板阀的切入速度与力量都较大，对于粗集料的混凝土是很有利的。闸板阀的修理也比较方便。目前斜置式闸板阀的混凝土泵仍有一定的市场。

3）摆动式闸板阀分配阀（扇形摆阀）

摆动式闸板分配阀如图2-9所示，由扇形闸板1和舌形闸板2组成，由油缸控制绕一水平转轴3来回摆动，实现二位四通功能。

图2-9 摆动式闸板分配阀

1-扇形闸板；2-舌形闸板；3-转轴（由主油缸控制）

这种分配阀的扇形闸板1控制两个混凝土缸与输送管的通断，闸板切入则混凝土断流。舌形闸板2则控制两个混凝土缸与料斗的通断，通过关闭或打开通道截面，使进料通道关闭或打开。利用油缸使转轴3带动扇形闸板和舌形闸板来回摆动，从而控制混凝土拌合物的流向。

这种分配阀飞构造简单，布置紧凑，闸板开闭迅速，是一种较好的分配阀。扇形闸板的内侧密封面磨损后，调整扇形闸板与转轴的相对位置，就能

消除扇形闸板与阀座之间的间隙。

4、转动式分配阀 1）圆柱形分配阀

图2-10 圆柱形分配阀

1-料斗；2-活塞；3-输料管；4-排出阀；5-吸入阀

圆柱形分配阀是靠两个带孔的圆柱形阀芯的转动，来达到二位三通的性能，实现交替地吸料和排料。这种分配阀的构造简单，加工容易，阀芯刚度大，动作快速；但其缺点是阀芯和阀体的接触面大，砂浆流入会使阀的转动阻力大大增加，过分强烈的摩擦会影响阀的使用寿命，如阀芯和阀体之间的间隙超过2mm则不能继续使用。此外，这种分配阀的吸入阀多设置与料斗的下方，因此往往使料斗的离地高度增大。这种分配阀的使用寿命一般为3000～5000m3。

2）球形分配阀

球形分配阀的阀芯为一个不完整的球体，内有混凝土流道，用它可取代两个圆柱形分配阀。

图2-11 球形分配阀

1-阀芯；2-钢牙块

这种分配阀优点是体积小，可使泵的结构紧凑；通道短，压力损失小；刚度大，结构简单。其缺点是阀芯的加工较复杂；阀芯与阀体之间的间隙一般保持在0.5～1.0mm之间，如超过2mm则灰浆易漏入，由于阀芯与阀体的接触面大，转动阻力大磨损严重，使用寿命较短；间隙不能调整，维修、装拆都不便。为延长其使用寿命，阀芯表面一般都进行镀铬，铬层厚约0.3mm。

还有一种球阀如图2-12所示。

图2-12 球阀

1-活塞；2-吸入阀；3-排出阀；4-料斗；5-十字交叉罩网

这种球阀构造简单，不需操纵系统，当活塞向右运动时，由于吸力的作用，排出阀将通道封闭、吸入阀开启进料，当活塞向左运动时，则吸入阀封闭进料口，排出阀开启将混凝土压入输料管。其缺点是密封性较差，影响使用效率；罩纲在混凝土通道上，增大了流动阻力，所以很少用。 5、雨兹型分配阀

这种分配阀系德国的雨兹厂生产的混凝土泵所采用的一种分配阀。它可以用于双缸混凝土泵，也可用于单缸混凝土泵。其特点是混凝土缸可以移位，混凝土缸具有两方面的功能，既是压送混凝土的机构，又是混凝土分配阀的一部分。在压送混凝土时，混凝土缸向前推移200mm，封闭混凝土的入口后，活塞向前运动，将混凝土压入输送管。在混凝土出料管路上安装一阀门，按工作节奏，由液压操纵其开启和关闭，以阻止混凝土因受反力而产生回流。

这种分配阀结果新颖，阀室通道短而流畅，压力损失小，吸入效率高。其缺点是，液压系统的油路较其他型式的的混凝土泵复杂。

这种混凝土泵的工作顺序如图2-13所示

图2-13 雨兹型混凝土泵工作原理

(a)混凝土缸缩回，活塞向后运动，从料斗吸料；(b)混凝土缸向前推移，封闭混凝土入

口；(c)管路阀门打开，活塞向前运动，将混凝土压入输送管；

(d)管路阀门关闭，混凝土缸缩回，吸料通道打开

3 混凝土泵送机构的设计与计算

3.1泵送压力的确定

混凝土泵的主要参数为最高工作压力P与最大排量Q。为最有地利用泵，除去上面两个因素外，还应考虑泵的功率。泵的实际工作排量主要根据生产的要求人为决定；而工作压力P，则与混凝土的和易性、管路的长度与管径、石子粒径与形状，水泥用量的多少等等诸多因素有关。