适用于行走布料机的双向开合式泵管机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种适用于行走布料机的双向开合式泵管机构及其使用方法，属于混凝土布料技术领域。

背景技术

布料机是泵送混凝土的末端设备，目前在建筑工程现场施工中，行走类布料机多被用于楼层内混凝土布料。对于行走布料机的泵管机构，施工现场一般采用人工拆管接长泵管的方式适应布料机构的行走距离，存在施工效率低、劳动强度大等诸多问题，无法满足施工现场工业化施工要求。为解决这些问题，中国专利(CN 108086688 A)公开了一种泵管随动机构，通过若干可旋转泵管以及支撑泵管的滚动支座，实现布料机带动泵管组在轨道上移动，上述混凝土自动布料系统虽然能够免于人工拆管、接管的操作，大幅节省人力成本，并有效提高产能，但布料泵管移动覆盖面积太大，会影响施工面材料堆放、其它设备布设及施工人员的工作走动等，无法适应与常用施工平台一体化集成的需求。

发明内容

针对现有技术中与行走类布料机布料施工中连接的泵管存在的上述问题，本发明提供了一种适用于行走布料机的双向开合式泵管机构及其使用方法。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种适用于行走布料机的双向开合式泵管机构，所述双向开合式泵管机构包括依次连接的进料弯管、第一直管、第一弯管、第二弯管、第二直管、第三弯管、水平管，以及固定组件、第一支撑件和第二支撑件；

所述进料弯管的一端为进料端，通过固定组件固定，且进料端可沿轴心处自由转动；

所述第一弯管与第二弯管可旋转连接；

所述第三弯管与水平管一端可旋转连接，所述水平管另一端与布料机连通；

所述第一支撑件底部与固定组件铰接，顶部固定在第一弯管上；

所述第二支撑件为Z字形，两端分别通过轴承固定在第一弯管和水平管上。

进一步，固定组件包括固定板和连接板，固定板固定在基础面上；连接板设置于固定板上，进料弯管通过旋转管箍一固定在连接板上；

连接板包括第一连接部、第二连接部和中间连接部；第一连接部和第二连接部上均设置有螺栓孔，用于与固定板固定连接；中间连接部位于第一连接部和第二连接部之间，且上表面为圆弧形，圆弧形的半径与旋转管箍一的外径相匹配；进料弯管通过旋转管箍一固定在中间连接部上。

进一步，第一直管的长度大于第二直管的长度；

进料弯管的进料端的轴线与水平管轴线不在同一水平面上。

进一步，第一直管与第二直管之间的夹角为α，α∈[-150°,150°]。

进一步，在第二弯管上设置限位板，限位板一端固定在第二弯管上，另一端延伸至第一弯管处，在第一弯管上设置限位块，第一弯管与第二弯管转动至最大转角时，限位块受到限位板限制，阻碍第一弯管和第二弯管之间继续转动。

进一步，轴承包括内圈、外圈以及设置在内圈和外圈之间的滚子和滚子间隔器，第二支撑件的两端分别与一个轴承的外圈固定，一个轴承的内圈固定在第一弯管上，另一个轴承的内圈固定在水平管上。

相应地，本发明还提供了一种适用于行走布料机的双向开合式泵管机构的使用方法，包括：

步骤一、在基础面上铺设导轨，并组装布料机；然后组装所述双向开合式泵管机构，使进料弯管与进料泵管连接，水平管与布料机连通；

步骤二、使布料机在导轨上移动，所述第一直管和第二直管通过进料弯管、第一弯管、第二弯管、第三弯管相对转动，调整所述双向开合式泵管机构的水平长度，扩展布料机布料范围。

进一步，在第二弯管上设置限位板，在第一弯管上设置限位块，限位板和限位块用于限制第一弯管和第二弯的转角；

随着布料机在轨道上移动，限位块在限位板的限定范围内转动，控制第一直管与第二直管之间的夹角α的大小，其中α∈[-150°,150°]。

进一步，第一直管的长度大于第二直管的长度；

随着布料机在轨道上移动，当第一直管与第二直管之间的夹角α＝0°时，进料弯管的进料端的轴线与水平管轴线不在同一水平面上。

进一步，轴承包括内圈、外圈以及设置在内圈和外圈之间的滚子和滚子间隔器，第二支撑件的两端分别与一个轴承的外圈固定，一个轴承的内圈固定在第一弯管上，另一个轴承的内圈固定在水平管上；

随着布料机在轨道上移动，水平管带动第三弯管与第二直管之间转动，进而带动第二弯管与第一弯管之间转动，第二支撑件两端的轴承内圈和外圈之间同步转动；进一步带动第一直管、进料弯管沿进料弯管进料端转动，使双向开合式泵管机构与布料机行走相适应。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：当布料机行走时，可带动所述双向开合式泵管机构自身开合，自动适应布料机行走距离，从而实现布料机连续布料，大大提高了混凝土浇筑的工业化水平；而且所述双向开合式泵管机构的开合由布料机行走直接带动实现，避免了人工手动操作，降低了工人的劳动强度，提升了混凝土浇筑的施工效率；泵管机构采用双向开合式形态，扩大布料机的移动距离，且泵管机构展开面积小，可节省占用空间；双向开合式的泵管机构避免了移动过程可能出现的泵管倾倒，具有更高的结构稳定性。

附图说明

图1为本发明中的适用于行走布料机的双向开合式泵管机构的结构示意图；

图2为本发明中的固定组件与进料弯管、第一支撑件的连接示意图；

图3为本发明中的连接板的侧视图；

图4为本发明中的连接板的俯视图；

图5为本发明布料机与双向开合式泵管机构的连接示意图；

图6为本发明限位板、限位块与第一弯管的位置关系图。

图中标号如下：

1-轨道；2-布料机；

11-进料弯管；111-旋转管箍一；12-第一直管；13-第一弯管；131-旋转管箍二；14-第二弯管；15-第二直管；16-第三弯管；161-旋转管箍三；17-水平管；20-固定组件；21-固定板；22-连接板；221-第一连接部；222-第二连接部；223-中间连接部；224-螺栓孔；23-耳板一；

30-第一支撑件；31-耳板二；32-水平撑杆；

40-第二支撑件；41-轴承一；42-轴承二；43-套管；

51-限位板；52-限位块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的适用于行走布料机的双向开合式泵管机构及其使用方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的适用于行走布料机的双向开合式泵管机构包括依次连接的进料弯管11、第一直管12、第一弯管13、第二弯管14、第二直管15、第三弯管16、水平管17，以及固定组件20、第一支撑件30和第二支撑件40。

结合图1和图2所示，所述进料弯管11的一端为进料端，通过固定组件20固定，且进料端可沿轴心处自由转动，比如进料端可采用旋转管箍一111固定，进料弯管11可绕轴线A转动。作为举例，固定组件20包括固定板21、连接板22，固定板21固定在基础面上，基础面可以为建筑结构的楼层板上表面、地面、其它支撑结构的表面，具体形式不做限定；固定板21为进料弯管11和第一支撑件30提供支点，固定板21可以为矩形钢板或其它形状、材质，具体形式不做限定。连接板22用于和进料弯管11连接，比如与进料弯管11的旋转管箍一111固定连接，连接板22与固定板21固定连接。结合图1和图4所示，本实施例给出了连接板22的一种结构形式，所述连接板22包括第一连接部221、第二连接部222和中间连接部223。其中第一连接部和第二连接部上均设置有螺栓孔224，用于与固定板21或/和旋转管箍一111固定连接。中间连接部位于第一连接部和第二连接部之间，且上表面为圆弧形，圆弧形的半径与旋转管箍一的外径相匹配。当然固定组件20可以采用其它结构形式，只要能实现对进料弯管11的固定即可。

结合图1、图2和图5所示，所述第一弯管13与第二弯管14通过旋转管箍二131可旋转连接，所述第一直管12和第二直管15通过第一弯管13和第二弯管14可自由转动。所述水平管17与第三弯管16之间通过旋转管箍三161可旋转连接。旋转管箍为泵管拼接施工中常用配件，旋转管箍一111、旋转管箍二131、旋转管箍三161采用现有技术即可实现。

结合图1和图2所示，固定板21上设置有耳板一23，第一支撑件30底部设置有耳板二31，耳板一、耳板二上均设置有连接孔并通过销轴铰接。为了实现第一直管12、进料弯管11沿进料弯管11进料端的轴线A自由旋转，销轴的轴线与进料弯管11进料端的轴线A重合。第一支撑件30顶部通过法兰盘固定在第一弯管13上。第一支撑件30与第一直管12之间可间隔设置若干水平撑杆32，进一步使进料弯管11、第一直管12、第一弯管13形成一个稳定结构，便于将泵管荷载平稳传递至固定板21上。

结合图1和图2所示，所述第二支撑件40为Z字形，一端通过轴承一41固定在第一弯管13上，另一端通过轴承二42固定在水平管17上。进一步，第二支撑件40中部设置有套管43，套管43套设在第二直管15上。第二支撑件40主要是将第二弯管14、第二直管15、第三弯管16、水平管17形成一个稳定结构，将泵管荷载通过水平管17传递至布料机2。轴承一、轴承二采用常用的滚动轴承，滚动轴承包括内圈、外圈以及设置在内圈和外圈之间的滚子和滚子间隔器。轴承一的内圈固定在第一弯管13的直管段，外圈与第二支撑件40一端固定连接，轴承二的内圈固定在水平管上，外圈与第二支撑件40的另一端固定连接。为了便于固定轴承一及第一支撑件端部的法兰盘，第一弯管包括弧形段和直线段，直线段的端部与第二弯管的一端通过旋转连接件二固定，轴承一的内圈、第一支撑件端部的法兰盘均固定在第一弯管的直线段。当第一弯管13与第二弯管14相对转动时，第二支撑件40能够同第二直管15一起转动。当然第二支撑件40也可以通过法兰盘直接固定在第二弯管14上，这样设置可能存在如下缺点，进料弯管11、第一直管12、第一弯管13与第一支撑件30作为一个稳定结构，第二弯管14、第二直管15、第三弯管16、水平管17与第二支撑件40作为另一个稳定结构，两个稳定结构之间通过旋转管箍二131进行连接，旋转管箍二形成一个受力薄弱点，不利于系统整体稳定。因此，将第二支撑件40顶部与第一支撑件30顶部均设置于第一弯管13上，使第二弯管14、第二直管15、第三弯管16、水平管17通过第二支撑件40直接与第一弯管13形成稳定整体，避开了旋转管箍二这一受力弱点，使系统更加稳定。

如图1所示，A为进料弯管11的进料端的轴线，B为水平管17轴线，第一直管12与第二直管15均处于竖直状态时，若轴线A与轴线B位于同一水平面上，由于进料弯管11的进料端可自由转动、第三弯管16与水平管17之间可自由转动，此时系统处于不稳定状态，会导致第一直管12与第二直管15向同一侧倾倒，易造成安全事故。优选的实施方式为，第一直管12的长度大于第二直管15的长度，使轴线A与轴线B不在同一水平面上，当第一直管12与第二直管15均处于竖直状态时，若第一直管12与第二直管15倾倒，需要第一弯管、第二弯管同时绕轴线A、轴线B转动，由于两个转动半径不同，可以阻碍第一管箍、第二管箍转动，防止倾倒。

结合图1至图5所示，基础面上设置有平行轨道1，布料机2设置于轨道1上，固定板21设置于轨道1的外侧，且水平水平管17的轴线垂直于轨道1。当布料机2的行走机构沿轨道1长度方向移动时，布料机2带动水平管17移动，带动第一直管移动并转动，从而使第一弯管13与第二弯管14之间相对转动，带动第二直管移动并转动，使进料弯管11沿进料端轴线转动，使布料机2在一定的范围内可沿轨道1移动，扩大布料机2布料范围。第一直管12与第二直管15之间的夹角为α，由于布料机2可以沿轨道1进行双向行走，理论上，α的取值范围可以为(-180°,180°)，然而当α取值接近-180°或180°时，不利于布料机2反向运动，优选为，α∈[-150°,150°]。进一步，为了控制α的大小，结合图1和图6所示，所述双向开合式泵管机构还包括限位装置，作为举例，限位装置包括设置于旋转管箍或第二弯管上的限位板51及设置于第一弯管上的限位块，限位板一端延伸至第一弯管处并与限位块配合，限位板限制限位块的移动范围，从而限制第一弯管13和第二弯管14的转角。当然，限位装置的另一种结构形式为，包括限位圈和限位滑块，限位圈设置在旋转管箍或第二弯管上，限位圈上设置有滑槽；限位滑块一端固定在第一弯管上，另一端设置于所述滑槽内，滑槽限制限位滑块的转动角度，从而起到控制转角α。

实施例二

本实施例提供了一种适用于行走布料机的双向开合式泵管机构的使用方法，双向开合式泵管机构的结构参见实施例一，下面结合图1至图6对所述使用方法作进一步描述。

所述使用方法包括如下步骤：

步骤一、在基础面上铺设导轨，并组装布料机2；然后组装所述双向开合式泵管机构，使进料弯管11与进料泵管连接，水平管17与布料机2连通；

步骤二、使布料机2在导轨上移动，所述第一直管12和第二直管15通过进料弯管11、第一弯管13、第二弯管14、第三弯管16相对转动，调整所述双向开合式泵管机构的水平长度，扩展布料机2布料范围。

进一步，在第二弯管14上设置限位板51，在第一弯管上设置限位块52，限位板51和限位块52用于限制第一弯管13和第二弯的转角；

随着布料机2在轨道1上移动，限位块52在限位板51的限定范围内转动，控制第一直管12与第二直管15之间的夹角α，其中α∈[-150°,150°]。

进一步，第一直管12的长度大于第二直管15的长度；随着布料机2在轨道1上移动，当第一直管12与第二直管15之间的夹角α＝0°时，进料弯管11的进料端的轴线与水平管17轴线不在同一水平面上。

进一步，轴承包括内圈、外圈以及设置在内圈和外圈之间的滚子和滚子间隔器，第二支撑件40的两端分别与一个轴承的外圈固定，一个轴承的内圈固定在第一弯管13上，另一个轴承的内圈固定在水平管17上；随着布料机2在轨道1上移动，水平管17带动第三弯管16与第二直管15之间转动，进而带动第二弯管14与第一弯管13之间转动，第二支撑件40两端的轴承内圈和外圈之间同步转动；进一步带动第一直管12、进料弯管11沿进料弯管11进料端转动。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。