一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置

阅读：评论：0

1.本发明属于混凝土泵送技术领域，具体而言，涉及到一种包含同轴式非匀速混凝土搅拌装置的泵送设备。

背景技术：

2.混凝土作为现今人类文明应用最为广泛的材料之一，被大量的应用于土木工程中(诸如：桥梁、公路、铁路、水利等等)。混凝土泵送是利用混凝土过程中不可缺少的一环，尤其是当需要将新拌混凝土从低处输送到高处时。泵送过程中，由于新拌混凝土的时间依赖性极强，其流动性状况时刻在变化，且这种变化通常是不可逆的。虽然，目前有很多技术保持新拌混凝土的流动性，然而最有效且根本的措施是：提高新拌混凝土的泵送效率。
3.现有的泵送设备中，搅拌叶片基本上都是位于同一根轴上。然而，在泵送时，s管仅能连接一个砼缸。由于两个搅拌叶片都位于同一根轴上且转速相同，使得非吸料侧的叶片快速转动搅动对吸料并无多大效果。实际中，仅需要满足搅动来破坏混凝土的絮凝过程即可。
4.因此，如何设计一款机械装置，通过同一个动力来源来实现在吸料区域和非吸料区域的叶片转速不一致，且能实现吸料区叶片转速大于非吸料区，又能实现交替变换，对进一步提高泵送效率，降低泵送设备的能源消耗有着重要的意义。

技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供一种包含同轴式非匀速混凝土搅拌装置的泵送设备，用于混凝土泵送过程。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：具体包括，动力装置、第一联轴器、减速器、第二联轴器、第一非圆齿轮对、第二非圆齿轮对、普通圆柱齿轮、转速扭矩传感器、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、实心搅拌叶片轴、空心搅拌叶片轴、搅拌叶片、s管、砼缸及混凝土活塞；
8.所述动力装置与减速器通过第一联轴器相接；所述减速器的另一端通过第二联轴器与圆柱齿轮ⅰ相接；动力装置传动到圆柱齿轮ⅰ上的动力通过圆柱齿轮ⅱ和圆柱齿轮ⅲ分别传动到第一非圆齿轮对和第二非圆齿轮对上；
9.所述第一非圆齿轮对包含非圆圆柱齿轮ⅰ和非圆圆柱齿轮ⅱ，其中非圆圆柱齿轮ⅰ与圆柱齿轮ⅱ一同位于第一轴上；所述非圆齿轮ⅱ上连接有下一级传动装置，由一对相互啮合的普通圆柱齿轮构成(圆柱齿轮ⅳ和圆柱齿轮
ⅴ
)，其中圆柱齿轮ⅳ与非圆圆柱齿轮ⅱ一同位于第二轴上，所述圆柱齿轮
ⅴ
与搅拌叶片ⅱ以及转速扭矩传感器一同位于实心搅拌叶片轴上；
10.所述第二非圆齿轮对包含非圆圆柱齿轮ⅲ和非圆圆柱齿轮ⅳ，其中非圆圆柱齿轮ⅳ与圆柱齿轮ⅲ一同位于第四轴上；所述非圆圆柱齿轮ⅲ上连接有下一级传动装置，同样
由一对相互啮合的普通圆柱齿轮构成(圆柱齿轮ⅵ和圆柱齿轮ⅶ)，其中圆柱齿轮ⅶ与非圆圆柱齿轮ⅲ一同位于第三轴上，所述圆柱齿轮ⅵ通过空心搅拌叶片轴与搅拌叶片ⅰ相接；
11.所述空心搅拌叶片轴套在实心搅拌叶片轴上，二者相互之间的相互运动互不干扰；
12.所述料斗上装有s管、砼缸及混凝土活塞，所述实心搅拌叶片轴、空心搅拌叶片轴位于料斗的中部。
13.上述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：传动装置中包含非圆圆柱齿轮，可实现下一级传动机构非匀速输出，非圆圆柱齿轮节线的形状决定了下一级传动机构转速的变化类型。
14.上述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：非圆圆柱齿轮ⅰ和非圆圆柱齿轮ⅲ的相位夹角为0
°
，即非圆圆柱齿轮ⅰ上的长轴与非圆圆柱齿轮ⅲ上的长轴夹角为0
°
；动力装置输入的动力经由圆柱齿轮ⅰ一分为二，分别传动到第一非圆齿轮对和第二非圆齿轮对上，最终实现搅拌叶片ⅰ和搅拌叶片ⅱ转速的交替变化。
15.上述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：所述实心搅拌叶片轴上安装有转速扭矩传感器，可以实时监测实心搅拌叶片轴的转速和扭矩，并通过转速和扭矩的变化来判别料斗内混凝土的流动性情况，并根据流动性好坏来调整动力装置的转速。
16.上述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：所述圆柱齿轮ⅳ(ⅶ)和圆柱齿轮
ⅴ
(ⅵ)的传动比，与转换到实心搅拌叶片轴、空心搅拌叶片轴上的转速成反比，传动比越小搅拌叶片转速变化频率越大。
17.上述的一种包含如权利要求1-5所述的同轴式非匀速混凝土搅拌装置的泵送设备，其特征在于：所述s管不断交替变换连接砼缸ⅰ和砼缸ⅱ，实现吸料和推料，变换的周期和s管换向的时间以及搅拌叶片转速变化时间保持一致；当砼缸ⅰ(ⅱ)变换成吸料缸时，此时对应的区域(吸料侧)内搅拌叶片ⅰ(ⅱ)处于高速状态，而另一区域(非吸料侧)内搅拌叶片ⅱ(ⅰ)处于低速状态，有利于提高吸料效率，降低能源消耗。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
19.图1为本发明结构示意简图。
20.图中：动力装置1，第一联轴器2，减速器3，第二联轴器4，圆柱齿轮ⅱ5，圆柱齿轮ⅰ6，第一轴7，非圆圆柱齿轮ⅰ8，非圆圆柱齿轮ⅱ9，圆柱齿轮ⅳ10，第二轴11，圆柱齿轮ⅲ12，第四轴13，非圆圆柱齿轮ⅳ14，非圆圆柱齿轮ⅲ15，第三轴16，圆柱齿轮
ⅴ
17，转速扭矩传感器18，圆柱齿轮ⅶ19，圆柱齿轮ⅵ20，空心叶片搅拌轴21,搅拌叶片ⅰ22，输送管23，s管24，实心叶片搅拌轴25，搅拌叶片ⅱ26，料斗27，混凝土活塞ⅰ28，砼缸ⅰ29，混凝土活塞ⅱ30，砼缸ⅱ31。
21.图2为非圆圆柱齿轮ⅰ8和非圆圆柱齿轮ⅲ15装配时对应长轴的相位角。
具体实施方案
22.下面结合附图说明具体实施方案。
23.如图1所示，本实施例中的动力装置1通过第一联轴器2将动力输入到的减速器3
上，减速器的另一端依次连接有第二联轴器4及圆柱齿轮ⅰ6，与圆柱齿轮ⅰ啮合的有圆柱齿轮ⅱ5和圆柱齿轮ⅲ12，圆柱齿轮ⅱ5和圆柱齿轮ⅲ12分别通过第一轴7和第四轴13将动力输送到第一非圆齿轮对和第二非圆齿轮对；
24.第一非圆齿轮对和第二非圆齿轮对可实现下一级传动机构的非匀速输出，二者的下一级传动机构同为一对相互啮合的普通圆柱齿轮，传动比i《1；
25.如图2所示，本实施例为保证搅拌叶片ⅰ22，搅拌叶片ⅱ26速度的交替变化，装配时，非圆圆柱齿轮ⅰ和非圆圆柱齿轮ⅲ的相位角为0
°
，即非圆圆柱齿轮ⅰ上的长轴与非圆圆柱齿轮ⅲ上的长轴相位角为0
°
；
26.如图1所示本实施例中的第一非圆齿轮对的下一级传动装置为一对啮合的普通圆柱齿轮，所述非圆圆柱齿轮ⅱ9通过第二轴11与圆柱齿轮ⅳ10相连，与圆柱齿轮ⅳ啮合的圆柱齿轮
ⅴ
17位于实心叶片搅拌轴25上，实心叶片搅拌轴上还有转速扭矩传感器18及搅拌叶片ⅱ26；所述非圆圆柱齿轮ⅲ15通过第三轴16与圆柱齿轮ⅶ19相连，与圆柱齿轮啮合的圆柱齿轮ⅵ20位于空心搅拌叶片轴21上，空心搅拌叶片轴装有搅拌叶片ⅰ，空心搅拌叶片轴套于实心搅拌叶片轴上，二者相互运动互不干扰。
27.料斗27上装有：s管24、输送管23、砼缸29(31)及混凝土活塞28(30)，s管不断交替变换连接砼缸ⅰ和砼缸ⅱ，实现吸料和推料，变换的周期和s管换向的时间以及搅拌叶片转速变化时间保持一致；当砼缸ⅰ(ⅱ)变换成吸料缸时，此时对应的区域(吸料侧)内搅拌叶片ⅰ(ⅱ)处于高速状态，而另一区域(非吸料侧)内搅拌叶片ⅱ(ⅰ)处于低速状态，有利于提高吸料效率，降低能源消耗。

技术特征：

1.一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：具体包括，动力装置、第一联轴器、减速器、第二联轴器、第一非圆齿轮对、第二非圆齿轮对、普通圆柱齿轮、转速扭矩传感器、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、实心搅拌叶片轴、空心搅拌叶片轴、搅拌叶片、s管、砼缸及混凝土活塞；所述动力装置与减速器通过第一联轴器相接；所述减速器的另一端通过第二联轴器与圆柱齿轮ⅰ相接；动力装置传动到圆柱齿轮ⅰ上的动力通过圆柱齿轮ⅱ和圆柱齿轮ⅲ分别传动到第一非圆齿轮对和第二非圆齿轮对上；所述第一非圆齿轮对包含非圆圆柱齿轮ⅰ和非圆圆柱齿轮ⅱ，其中非圆圆柱齿轮ⅰ与圆柱齿轮ⅱ一同位于第一轴上；所述非圆齿轮ⅱ上连接有下一级传动装置，由一对相互啮合的普通圆柱齿轮构成(圆柱齿轮ⅳ和圆柱齿轮
ⅴ
)，其中圆柱齿轮ⅳ与非圆圆柱齿轮ⅱ一同位于第二轴上，所述圆柱齿轮
ⅴ
与搅拌叶片ⅱ以及转速扭矩传感器一同位于实心搅拌叶片轴上；所述第二非圆齿轮对包含非圆圆柱齿轮ⅲ和非圆圆柱齿轮ⅳ，其中非圆圆柱齿轮ⅳ与圆柱齿轮ⅲ一同位于第四轴上；所述非圆圆柱齿轮ⅲ上连接有下一级传动装置，同样由一对相互啮合的普通圆柱齿轮构成(圆柱齿轮ⅵ和圆柱齿轮ⅶ)，其中圆柱齿轮ⅶ与非圆圆柱齿轮ⅲ一同位于第三轴上，所述圆柱齿轮ⅵ通过空心搅拌叶片轴与搅拌叶片ⅰ相接；所述空心搅拌叶片轴套在实心搅拌叶片轴上，二者相互之间的相互运动互不干扰；所述料斗上装有s管、砼缸及混凝土活塞，所述实心搅拌叶片轴、空心搅拌叶片轴位于料斗的中部。2.根据权利要求1所述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：传动装置中包含非圆圆柱齿轮，可实现下一级传动机构非匀速输出，非圆圆柱齿轮节线的形状决定了下一级传动机构转速的变化类型。3.根据权利要求1所述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：非圆圆柱齿轮ⅰ和非圆圆柱齿轮ⅲ的相位夹角为0
°
，即非圆圆柱齿轮ⅰ上的长轴与非圆圆柱齿轮ⅲ上的长轴夹角为0
°
；动力装置输入的动力经由圆柱齿轮ⅰ一分为二，分别传动到第一非圆齿轮对和第二非圆齿轮对上，最终实现搅拌叶片ⅰ和搅拌叶片ⅱ转速的交替变化。4.根据权利要求1所述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：所述实心搅拌叶片轴上安装有转速扭矩传感器，可以实时监测实心搅拌叶片轴的转速和扭矩，并通过转速和扭矩的变化来判别料斗内混凝土的流动性情况，并根据流动性好坏来调整动力装置的转速。5.根据权利要求1所述的一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置，其特征在于：所述圆柱齿轮ⅳ(ⅶ)和圆柱齿轮
ⅴ
(ⅵ)的传动比，与转换到实心搅拌叶片轴、空心搅拌叶片轴上的转速成反比，传动比越小搅拌叶片转速变化频率越大。6.一种包含如权利要求1-5所述的同轴式非匀速混凝土搅拌装置的泵送设备，其特征在于：所述s管不断交替变换连接砼缸ⅰ和砼缸ⅱ，实现吸料和推料，变换的周期和s管换向的时间以及搅拌叶片转速变化时间保持一致；当砼缸ⅰ(ⅱ)变换成吸料缸时，此时对应的区域(吸料侧)内搅拌叶片ⅰ(ⅱ)处于高速状态，而另一区域(非吸料侧)内搅拌叶片ⅱ(ⅰ)处于低速状态，有利于提高吸料效率，降低能源消耗。

技术总结

本发明公开了一种同轴式非匀速混凝土搅拌装置。主要包括动力装置、第一联轴器、减速器、第二联轴器、第一非圆齿轮对、第二非圆齿轮对、普通圆柱齿轮、转速扭矩传感器、第一轴、第二轴、第三轴、实心搅拌叶片轴、空心搅拌叶片轴、搅拌叶片、S管、砼缸及混凝土活塞。通过非圆圆柱齿轮变速输出的特性，可使得两个搅拌叶片速度的交替变化，进而提高吸料效率；在搅拌叶片轴上加入转速扭矩传感器可实时监测实心搅拌叶片轴的转速和扭矩，进而判别料斗内混凝土流动性情况，反馈调节动力装置的转速。本发明设计结构紧凑、成本低，在现有混凝土泵送搅拌设备的基础上，通过实现搅拌叶片转速的交替变换并加入传感器，对进一步提高泵送效率，降低泵送设备的能源消耗有着重要的意义。泵送设备的能源消耗有着重要的意义。泵送设备的能源消耗有着重要的意义。