1、1混凝土泵料斗结构优化设计摘要本文分析了现有混凝土泵料斗造型设计上存在的问题，提出了一种采用优化形状的导料板，并可调节高度和容积的料斗设计。整体结构简单，便于组装和运输；能有效避免搅拌死角，提高了混凝土泵的泵送效率；容积的可变性能防止混凝土的外溢，并可根据实际情况调节料斗高度来缩小进料口和搅拌机出料口之间的距离，增强了混凝土泵的适应能力，具有广泛的实用性。 关键词料斗；混凝土泵；容积可变；丝杠传动 中图分类号： S611 文献标识码： A 1 现有混凝土泵料斗的局限性 混凝土泵料斗是混凝土泵用于盛装混凝土物料的容器装置，是搅拌装置和分配阀的安装基础，料斗对混凝土泵的泵送效率，和吸料性能至关重要
2、，所以料斗的设计直接影响混凝土泵的效率和性能。现有的混凝土泵料斗大都存在以下局限性： 第一，当混凝土泵工作时，先要将搅拌运输车等装置将混凝土于卸于混凝土泵的料斗中，由于现有的搅拌运输车等连接装置的搅拌容积不同，混凝土出料的高度和位置也不同；而且由于单位时间内卸出的混凝土量随搅拌运输车等装置的不同而变化，所以对接料的料斗容积有要求。然而现有技术中混凝土泵的料斗是固定于混凝土泵车体上的，料斗口的高度和料斗本身容积都是固定不变的，当不同型号的搅拌运输车等装置2卸料时可能会因为其出料口距离混凝土泵料斗进料口的高度过大导致物料飞溅；或者当搅拌运输车卸出物料量大于料斗容量时，物料可能溢出，造成物料浪费甚至
3、影响施工的后果。 第二，目前大部分混凝土泵生产企业制造的料斗底部平置的底板圆弧半径太大，搅拌轴承座与出料口垂直距离不大，在工作过程中易形成积料死角，而斜置底板的斜度太小不利于泵缸吸料；与搅拌叶片配合的圆弧板水平放置，该处的混凝土料仅靠搅拌叶片的作用往泵缸缸口处移动，可能会影响混凝土泵的吸料性能，造成吸料不足，物料粘性越大，这种问题越明显，当泵送高标号的混凝土时，可能需要配置大功率的动力系统来保证输送缸吸料充分，使得耗能比较大，增加了客户的使用成本。 2 优化料斗设计的方案解析 2.1 料斗的容积可调节性设计 为使混凝土泵在工作过程中避免上述局限一的问题，设计时提出一种容积可调节的混凝土泵料斗装
4、置（如图 1 所示） 。料斗的出料口外侧加设独立的外壁板，它与料斗相配合，且活动连接，外壁板相对料斗可做上下运动。 图 1 容积可调节料斗设计效果图 料斗口设有检测物料水平面高度并可发检测信号的高度计，并且设有接收检测信号并发出控制命令的控制器，控制器电连接料斗装置的泵送动力部件。控制器的控制指令发出端电连接驱动装置，以便根据控制3命令进行相应动作。外壁板的上端设有检测外壁板与混凝土搅拌车等装置卸料口之间距离的检测开关，检测开关的信号发出端电连接控制器，以便当距离小于预设值时，控制器控制驱动装置停止动作。驱动装置包括马达以及由马达驱动的丝杠传动机构。由于料斗上部和外壁板的上平面不是水平面，前后
5、两面也不是垂直面，所以外壁板在向上移动的同时需要向前移动。如图 2 所示设计的丝杠传动机构由竖直设置的双丝杠和水平放置的丝杠组成，横向丝杠与纵向丝杠马达功率一致，丝杠速度比计算如下： vb/va=Sb/Sa=tan 外壁板与丝杠传动机构连接，料斗上设有与丝杠相配合的螺母，控制器电连接马达，并设有控制外壁板复位的开关。 图 2 丝杠设计 2.2 料斗形态的创新设计 鉴于局限二存在的不足之处，设计时提出不同于传统料斗形状和结构的方案，即提出了将多块板件焊接在一起，采用圆锥形导料板，双圆锥形螺旋搅拌叶片，低置式搅拌轴，合适的底板曲度和斜度的混凝土泵料斗，料斗通过多块板件焊接在一起，料斗左侧板和右侧板
6、上对称设有低位支承搅拌轴和与其相配合的两个调心滚子轴承的通孔，低置的搅拌轴能延长搅拌轴到出料口的垂直距离，当搅拌系统工作时能有效防止积料死角。与左右侧板相连接的左导板和右导板呈圆锥形，这样的结构可以借助重力作用使物料从锥形导板内滑下到达出料口，增强泵送效率，4如图（3）所示为料斗三视图。搅拌前板上设有三个通孔，后板上设有安装 S 管出料口端管的孔；前底板呈弧面状，上面设有卸料孔，与前底板相连接的后底板呈圆弧状，相对前底板有更大的倾角倾斜，并与后板相连接。搅拌轴的左、右两侧分别由螺栓固定有四个搅拌螺旋叶片，搅拌叶片对应圆锥形左右导板为圆锥对数螺旋线形，四个螺旋叶片形成两个螺旋线形。 图 3 混凝
7、土泵料斗设计三视图 3 创新点 第一，提出料斗上加设外壁板的概念，并可通过调节控制料斗的容积和料斗口的高度，避免了混凝土物料的外溢，可根据实际情况调节料斗的进料口和搅拌车的出料口之间的距离，并且可以根据料斗装置中混凝土物料的料位调整泵送动力部件的泵送能力，进一步减少混凝土的外泄。当混凝土泵工作时，操作人员可以根据料斗中混凝土料位的高低，调节本料斗外壁板的上下位置，相应增大或减小料斗的容量，避免了混凝土物料的外溢，节省混凝土使用成本，提高了施工现场环境的清洁度。当使用不同型号的混凝土搅拌车等装置给混凝土泵料斗中供料时，操作人员也可以根据现场实际状况，调节混凝土泵料斗中的外壁板位置，使混凝土搅拌车
8、等装置出料口和混凝土泵料斗进料口之间的距离达到合适尺寸，减少混凝土物料的外泄，提高混凝土的利用率，节省成本。 第二，采用圆锥形导料板，双圆锥形螺旋搅拌叶片，低置式搅拌轴，底板适当的斜度和曲度以及优化的几何尺寸和各孔口相对位置等，与已5有技术相比，大大提高了混凝土泵的泵送效率，增强了混凝土泵对混凝土料的适应能力，其结构紧凑合理，搅拌喂料效果好，混凝土泵吸料阻力小、性能高，有效防止了积料死角的形成。 4 结语 混凝土泵是现代建筑施工中不可缺少的工程设备，而料斗是混凝土泵盛装物料的容器装置，是搅拌装置和分配阀的安装基础，对混凝土料斗造型的创新设计能够提高混凝土泵的泵送效率，增强其其吸料性能，优化混凝土泵功能，使混凝土泵在现场工作中更有效率地发挥其作用。 参考文献 1李占斌.泵送混凝土施工技术J.山西建筑,2006,(13). 2利仕选.试论泵送混凝土施工技术J.科技咨询导报,2006,(8). 3马保国.新型泵送混凝土技术及施工.北京.化学工业出版社，2006. 4苏勇敢,刘安朗.泵送混凝土堵管的原因及处理方法J.中州煤炭,2005,(3).
