高层建筑施工用混凝土灌浆输送装置的制作方法

1.本发明涉及高楼建设辅助装置领域，具体是一种高层建筑施工用混凝土灌浆输送装置。


背景技术：

2.混凝土是建筑中非常重要的材料，流体状态的混凝土被注入设计位置后固化作为高楼结构。
3.现有技术中，高楼的混凝土通常通过水泥泵车输送，泵车将混合充分后的混凝土从地面直接加压通过一组连杆结构往远处输送，当高楼很高时，直接从地面往在建楼层输送混凝土则需要很大的压力，其输送管承压要求高，壁厚很大，而且，泵车作业时非常占用地方，不适合长期停在工地上。
4.泵车在地面处的高压输送几乎都是采用液压等容积式输送，因为压头很高，混凝土粘度也较大，所以离心式渣浆泵无法满足使用需求，而容积式的输送泵在混凝土的输出端上是间断输出的，出口流体间歇进行，从而振动很大，不仅增加了输出端的疲劳损害，也可能使得注入位置偏离。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高层建筑施工用混凝土灌浆输送装置，以解决现有技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高层建筑施工用混凝土灌浆输送装置，包括入口组件、若干节段、若干上料泵、连接管、注浆管和支撑架，入口组件包括加料斗和下料弯头，加料斗和下料弯头均由支撑架支撑并安装在基础上，加料斗底部连接下料弯头一端，节段竖直依次累叠并相互之间通过紧固件固定，上料泵由节段对夹安装，上料泵的泵送方向是从下往上，最下部的节段底端连接下料弯头的另一端，连接管用于连接最上部节段的顶端和注浆管一端。
7.拼接式的输送装置，可以随着建筑的建造而不断地增加高度，不再需要在现场布置水泥泵车，现场的交通条件不再有较高的要求，竖直累叠而搭建起来的若干节段是混凝土的上升通道，混凝土原料在地面附近被加入加料斗内，拐弯之后到达最底部的节段，在此处设置的上料泵启动，将浆料往上加压输送，只要入口有混凝土加入，那么，竖直上升的节段内就有不断往上的混凝土，本发明还采用分级输送的方式，在多个高度位置上设置上料泵，从而混凝土往上的动力是分批获得的，不同于直接在地面上设置一个高压输送泵，多个高度位置设置增压泵，可以降低底部节段的承压，承压需求大大降低，节管的壁厚也就不需要很厚。
8.而且，分级输送时，由于上料泵的做功件要与混凝土产生大量接触，所以，一个个上料泵也起到一个个的搅拌作用，可以使得上升过程的混凝土更加均匀细化，浇筑质量也就越高。
9.应当注意的是，在结束浇筑后，如果需要卸除节段内的混凝土，则应当在入口组件收集管内混凝土的同时，保持上料泵的运行，上料泵对于其内混凝土的出力大小至少应当抵消掉%以上的重力，因为，如果所有上料泵停机，则竖直的节段内的混凝土的重力会直接加载在最底端的节管上，其承压是大大高于设计压力的，所以，不能在节段内还存留有大量混凝土时进行整体停机操作。
10.进一步的，节段包括节管，节管为一段带有翻边的筒体；上料泵包括筒壳、螺旋叶轮、电机、安装座、连接架，筒壳为一段筒体并在外表的中间位置设有一径向延伸的安装盘，筒壳内壁上延伸出连接架用于安装座，安装座上安装有电机，电机与螺旋叶轮的一端传动连接，螺旋叶轮竖直布置，螺旋叶轮的另一端通过安装在连接架上的轴承进行旋转支撑，安装座外径小于筒壳内径，筒壳外径小于节管内径，安装盘位于两节节管之间并由两节管的相面对翻边对夹固定，安装盘与相邻两节管通过紧固件固定在一起。
11.节管由于不再根据高度位置的不同而需求不同的承压，在高度上只需要统一规格的节管即可，所以，制造上来的更加标准化，一节节同一长度的节管作为本发明节段的主要部分，竖直累叠构造上升通道，螺旋叶轮作为做功部件，其由电机带动旋转，将其附近的混凝土向上推送，根据螺旋叶轮叶片的旋向不同，电机具有不同的旋转方向，当螺旋叶片为左旋时，其旋转方向应当自上往下看是逆时针旋转，筒壳外壁紧贴节管内壁，让混凝土经由其下的筒壳端部通孔进入到螺旋叶轮附近，经螺旋叶轮加压后的混凝土继续往上流动，螺旋叶轮的最大加压数值应当至少等于其处的混凝土上升到下一个上料泵的压力值，依次加力上传；安装盘作为竖直与水平方向两个方向上的定位结构，竖直方向通过其上下端面分别抵靠上下方的节管端面实现，水平方向的定位通过止口或圆柱销等定位件实现。
12.上料泵的螺旋叶轮方向和旋转方向交替取反，从而上料泵对于混凝土的搅拌旋转方向交替变化。
13.进一步的，上料泵还包括砂头、气管，安装座包括主座和盖板，螺旋叶轮位于电机的上方，主座通过安装架固定在筒壳内壁上，盖板位于主座上方并通过紧固件与主座连接在一起，主座与盖板的接触面上设有对半分开的环槽，盖板上设有若干导气孔，导气孔一端连接环槽、一端连接盖板上表面，导气孔连接盖板上表面的一端上设有砂头，气管从外界连接至环槽。
14.砂头安装在安装座上，安装座内的环槽和导气孔将从气管获得的压力气体分配给砂头，砂头将气体扩散出去混合进混凝土内，往混凝土内鼓吹一些气体进去，可以调节混凝土的理化特性，降低混凝土的粘稠度，让螺旋叶轮对于混凝土的做功更加高效，而且，进一步的，可以在安装座上设置超声波振动器，将砂头喷出的气体充分细化扩散进混凝土内，破碎化的气体搅动混凝土，使其更加细化，微孔连续并均匀，使得混凝土内的凝胶材料、防腐剂、早强剂等添加剂混合均匀。提前充入混凝土内的空气可以提高混凝土凝固时的均匀性，不易发生由于混凝土内外凝固时的速度差异导致的缩孔缺陷。气管穿过节段壁面时注意密封。
15.进一步的，螺旋叶轮上具有一大一小的螺旋叶片，大的螺旋叶片作为主做功部件位于安装座上方，大的螺旋叶片的外缘与筒壳内壁紧靠。小的螺旋叶片位于安装座内用于容置的一个通孔中，小的螺旋叶片紧靠安装座内孔壁面。小的螺旋叶片用于将筒壳内往电
机轴头处流动的混凝土阻隔开，小的螺旋叶片具有与大的螺旋叶片相同的旋转方向，将混凝土向上推挤。
16.进一步的，节段还包括框架、连接脚和连杆，框架由若干金属撑杆构成桁架结构，框架的四角设置连接脚，连杆一端固定于节管外壁，一端固定于框架，相邻节段之间通过连接脚相互紧固。
17.节管根据需要的混凝土流量确定粗细，并不需要很粗，所以，如果节段只是一节节的细节管竖直累叠的话，结构稳定性不够，所以，在节管外设置框架，框架具有较大的水平宽度，累叠后具有较大的稳定性，类似于塔吊的安装架。
18.进一步的，节管与节管之间或者节管与安装盘之间通过销钉定位、并通过垫片调整高度误差。销钉定位准确且便于加工与安装，因为节段的竖直累叠的紧固处变成了框架的四角，同一节段内框架的高度和节管的高度难免存在加工误差，所以需要通过垫片进行补偿，在加有上料泵的两个节段的连接之间，还要垫入与安装盘等厚的垫片。
19.作为优化，气管内嵌于连接架、筒壳内并从安装盘侧面延伸至外界；电机包括电缆，电缆内嵌于连接架、筒壳内并从安装盘侧面延伸至外界。
20.气管与电缆线从安装盘处进行走线，从而不需要在节管上设置单独的密封结构，让节管保持简洁。
21.进一步的，电机具有至少两档转速。电机的高档转速用于增压，电机的低档转速用于平衡该节附近混凝土的重力以及增加搅拌作用。
22.作为优化，筒壳内壁上设有物位传感器，同一上料泵内的物位传感器与电机联锁控制。物位传感器用于检测该处是否有混凝土，有混凝土时，该节电机应当运行，如果混凝土尚未上升至该高度或者排空混凝土时液位下降，则可以依次关闭电机，不需要启动的电机可以实时关闭，节省电力消耗。
23.作为优化，入口组件还包括搅拌机，搅拌机通过支撑架安装在加料斗内。搅拌机用于充分搅拌入口处添加的混凝土浆液。
24.作为优化，注浆管外包裹有圆柱弹簧，圆柱弹簧两端与注浆管两端外壁固定连接。注浆管用于输送装置末端的混凝土往目标位置的注入，注浆管通过机械夹持或者手持的方式进行注入，为了方便进行方位调整，注浆管是软管，软管可能发生局部弯折的问题，在软管外包裹圆柱弹簧，从而在局部弯折发生时，弹簧提供抵抗力，使其保持长直状态，只有在人力拨动下，才能发生大半径的弯曲以便注入位置恰当。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过若干级节段搭建混凝土的上升通道，在上升通道的不同高度处设置多个上料泵，一处的上料泵对周围混凝土进行加压泵送，到达下一处的上料泵时被再次加压，每次加压用于两个上料泵之间的高度提升，在最顶部处通过连接管和注浆管注入到合适位置，根据高楼建设时的高度位置，依次累叠不同数量的节段和增设上料泵，从而满足高楼连续建设时所需的混凝土添加；分级加压的方式，上升管道就不需要具有很高的承压，节段可以制作为标准件，运输也方便；上料泵加压输送的同时，往混凝土内鼓入细碎气体，帮助搅拌以及细化混凝土内部结构，预充气的混凝土强度几乎不变，但是比重会稍微降低。
附图说明
26.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
27.图1为本发明的使用示意图；图2为本发明入口组件及邻近部件的结构示意图；图3为本发明节段、上料泵的安装示意图；图4为本发明上料泵的安装示意图；图5为图4中的视图a；图6为本发明节段的立体示意图。
28.图中：1-入口组件、11-加料斗、12-搅拌机、13-下料弯头、2-节段、21-节管、22-框架、23-连接脚、24-连杆、3-上料泵、31-筒壳、311-安装盘、32-螺旋叶轮、33-电机、331-电缆、34-安装座、341-主座、342-盖板、3401-环槽、3402-导气孔、35-砂头、36-气管、39-连接架、4-连接管、5-注浆管、8-密封圈、9-支撑架。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如图1所示，高层建筑施工用混凝土灌浆输送装置，包括入口组件1、若干节段2、若干上料泵3、连接管4、注浆管5和支撑架9，如图2所示，入口组件1包括加料斗11和下料弯头13，加料斗11和下料弯头13均由支撑架9支撑并安装在基础上，加料斗11底部连接下料弯头13一端，节段2竖直依次累叠并相互之间通过紧固件固定，上料泵3由节段2对夹安装，上料泵3的泵送方向是从下往上，最下部的节段2底端连接下料弯头13的另一端，连接管4用于连接最上部节段2的顶端和注浆管5一端。
31.拼接式的输送装置，可以随着建筑的建造而不断地增加高度，不再需要在现场布置水泥泵车，现场的交通条件不再有较高的要求，竖直累叠而搭建起来的若干节段2是混凝土的上升通道，混凝土原料在地面附近被加入加料斗11内，拐弯之后到达最底部的节段2，在此处设置的上料泵3启动，将浆料往上加压输送，只要入口有混凝土加入，那么，竖直上升的节段2内就有不断往上的混凝土，本发明还采用分级输送的方式，在多个高度位置上设置上料泵3，从而混凝土往上的动力是分批获得的，不同于直接在地面上设置一个高压输送泵，多个高度位置设置增压泵，可以降低底部节段2的承压，例如：以往100米高度的在建楼层输送混凝土，记混凝土比重为2.2，如果只在底部设置一个增压泵，那么，忽略流程阻力等损失，单个增压泵的压头需要2.2*100*0.01=2.2mpa，即，增压泵出口处最起码需要2.2mpa的承压能力，考虑流动阻力和安全系数，常常会乘以3以上的系数，所以，对于底部节段2的常压需求很高，而分级输送后，每隔二十米设置上料泵3，这样，每台泵的压头只需要原先的1/5，各泵的出口管路也只需要原先的1/5承压，承压需求大大降低，节管21的壁厚也就不需要很厚。
32.而且，分级输送时，由于上料泵3的做功件要与混凝土产生大量接触，所以，一个个
上料泵3也起到一个个的搅拌作用，可以使得上升过程的混凝土更加均匀细化，浇筑质量也就越高。
33.应当注意的是，在结束浇筑后，如果需要卸除节段2内的混凝土，则应当在入口组件1收集管内混凝土的同时，保持上料泵3的运行，上料泵3对于其内混凝土的出力大小至少应当抵消掉80%以上的重力，因为，如果所有上料泵3停机，则竖直的节段2内的混凝土的重力会直接加载在最底端的节管21上，其承压是大大高于设计压力的，所以，不能在节段2内还存留有大量混凝土时进行停机操作。
34.如图2、3所示，节段2包括节管21，节管21为一段带有翻边的筒体；如图4、5所示，上料泵3包括筒壳31、螺旋叶轮32、电机33、安装座34、连接架39，筒壳31为一段筒体并在外表的中间位置设有一径向延伸的安装盘311，筒壳31内壁上延伸出连接架39用于安装座34，安装座34上安装有电机33，电机33与螺旋叶轮32的一端传动连接，螺旋叶轮32竖直布置，螺旋叶轮32的另一端通过安装在连接架39上的轴承进行旋转支撑，安装座34外径小于筒壳31内径，筒壳31外径小于节管21内径，安装盘311位于两节节管21之间并由两节管21的相面对翻边对夹固定，安装盘311与相邻两节管21通过紧固件固定在一起。
35.节管21由于不再根据高度位置的不同而需求不同的承压，在高度上只需要统一规格的节管21即可，所以，制造上来的更加标准化，一节节同一长度的节管21作为本发明节段2的主要部分，竖直累叠构造上升通道，螺旋叶轮32作为做功部件，其由电机33带动旋转，将其附近的混凝土向上推送，根据螺旋叶轮叶片的旋向不同，电机具有不同的旋转方向，如图3所示，当螺旋叶片为左旋时，其旋转方向应当自上往下看是逆时针旋转，筒壳31外壁紧贴节管21内壁，让混凝土经由其下的筒壳31端部通孔进入到螺旋叶轮32附近，经螺旋叶轮32加压后的混凝土继续往上流动，螺旋叶轮32的最大加压数值应当至少等于其处的混凝土上升到下一个上料泵3的压力值，依次加力上传；安装盘311作为竖直与水平方向两个方向上的定位结构，竖直方向通过其上下端面分别抵靠上下方的节管21端面实现，水平方向的定位通过止口或圆柱销等定位件实现。
36.上料泵3的螺旋叶轮32方向和旋转方向交替取反，从而上料泵3对于混凝土的搅拌旋转方向交替变化。
37.如图3、5所示，上料泵3还包括砂头35、气管36，安装座34包括主座341和盖板342，螺旋叶轮32位于电机33的上方，主座341通过安装架39固定在筒壳31内壁上，盖板342位于主座341上方并通过紧固件与主座341连接在一起，主座341与盖板342的接触面上设有对半分开的环槽3401，盖板342上设有若干导气孔3402，导气孔3402一端连接环槽3401、一端连接盖板342上表面，导气孔3402连接盖板342上表面的一端上设有砂头35，气管36从外界连接至环槽3401。
38.砂头35安装在安装座34上，安装座34内的环槽3401和导气孔3402将从气管36获得的压力气体分配给砂头35，砂头35将气体扩散出去混合进混凝土内，往混凝土内鼓吹一些气体进去，可以调节混凝土的理化特性，降低混凝土的粘稠度，让螺旋叶轮32对于混凝土的做功更加高效，而且，进一步的，可以在安装座34上设置超声波振动器，将砂头35喷出的气体充分细化扩散进混凝土内，破碎化的气体搅动混凝土，使其更加细化，微孔连续并均匀，使得混凝土内的凝胶材料、防腐剂、早强剂等添加剂混合均匀。提前充入混凝土内的空气可
以提高混凝土凝固时的均匀性，不易发生由于混凝土内外凝固时的速度差异导致的缩孔缺陷。气管36穿过节段2壁面时注意密封。
39.如图4所示，螺旋叶轮32上具有一大一小的螺旋叶片，大的螺旋叶片作为主做功部件位于安装座34上方，大的螺旋叶片的外缘与筒壳31内壁紧靠。小的螺旋叶片位于安装座34内用于容置的一个通孔中，小的螺旋叶片紧靠安装座34内孔壁面。小的螺旋叶片用于将筒壳31内往电机33轴头处流动的混凝土阻隔开，小的螺旋叶片具有与大的螺旋叶片相同的旋转方向，将混凝土向上推挤。
40.如图2、6所示，节段2还包括框架22、连接脚23和连杆24，框架22由若干金属撑杆构成桁架结构，框架22的四角设置连接脚23，连杆24一端固定于节管21外壁，一端固定于框架22，相邻节段2之间通过连接脚23相互紧固。
41.节管21根据需要的混凝土流量确定粗细，并不需要很粗，所以，如果节段2只是一节节的细节管21竖直累叠的话，结构稳定性不够，所以，在节管21外设置框架22，框架22具有较大的水平宽度，累叠后具有较大的稳定性，类似于塔吊的安装架。
42.节管21与节管21之间或者节管21与安装盘311之间通过销钉定位、并通过垫片调整高度误差。销钉定位准确且便于加工与安装，因为节段2的竖直累叠的紧固处变成了框架22的四角，同一节段2内框架22的高度和节管22的高度难免存在加工误差，所以需要通过垫片进行补偿，在加有上料泵3的两个节段2的连接22之间，还要垫入与安装盘311等厚的垫片。
43.如图4、5所示，气管36内嵌于连接架39、筒壳31内并从安装盘311侧面延伸至外界；电机33包括电缆331，电缆331内嵌于连接架39、筒壳31内并从安装盘311侧面延伸至外界。
44.气管36与电缆线331从安装盘311处进行走线，从而不需要在节管21上设置单独的密封结构，让节管21保持简洁。
45.电机33具有至少两档转速。电机33的高档转速用于增压，电机33的低档转速用于平衡该节附近混凝土的重力以及增加搅拌作用。
46.筒壳31内壁上设有物位传感器，同一上料泵3内的物位传感器与电机33联锁控制。物位传感器用于检测该处是否有混凝土，有混凝土时，该节电机应当运行，如果混凝土尚未上升至该高度或者排空混凝土时液位下降，则可以依次关闭电机33。
47.入口组件1还包括搅拌机12，搅拌机12通过支撑架9安装在加料斗11内。搅拌机12用于充分搅拌入口处添加的混凝土浆液。
48.注浆管5外包裹有圆柱弹簧，圆柱弹簧两端与注浆管5两端外壁固定连接。注浆管5用于输送装置末端的混凝土往目标位置的注入，注浆管5通过机械夹持或者手持的方式进行注入，为了方便进行方位调整，注浆管5是软管，软管可能发生局部弯折的问题，在软管外包裹圆柱弹簧，从而在局部弯折发生时，弹簧提供抵抗力，使其保持长直状态，只有在人力拨动下，才能发生大半径的弯曲以便注入位置恰当。
49.本装置的主要运行过程是：操作人员将混凝土加入加料斗11内，然后，混凝土绕过下料弯头13到达最底部的上料泵3处，经由此处的上料泵3加压从而沿着节段2向上运动，到达下一处的上料泵3时被再次加压，每次加压用于两个上料泵3之间的高度提升，在最顶部处通过连接管4和注浆管5注入到合适位置，根据高楼建设时的高度位置，依次累叠不同数量的节段2和增设上料泵3，从而满足高楼连续建设时所需的混凝土添加。
50.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。