CN102581954B - 煤矿井下混凝土搅拌机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构紧凑的适用于煤矿井下巷道内使用的混凝土搅拌机，其主要包括机架、上料机构及搅拌机构，上料机构位于机架的前端，搅拌机构位于机架上。该搅拌机能够利用定比例的混凝土生料上料斗确定混凝土的配比、利用可调的定量供水部件确定混凝土的水灰比，液压油缸驱动链轮提升上料，液压马达驱动搅拌机搅拌后，由液压油缸推动翻转，将搅拌好的混凝土熟料倒入井下混凝土湿喷机的料斗内，在不减少搅拌能力的前提下，使其运动件所占空间最小，适于巷道作业。

Description

煤矿井下混凝土搅拌机

技术领域

本发明涉及煤矿井下施工建设技术领域，具体涉及一种结构紧凑的混凝土搅拌机。

背景技术

在岩土、隧道以及煤矿开采施工过程中广泛采用了混凝土喷浆支护，它不但能够起到加固稳定巷道的作用，而且也能够起到很好的巷道封闭作用，防止瓦斯气体和水渗透。然而，目前煤矿巷道混凝土喷浆中较多地采用干式混凝土喷浆法，与湿喷法比较干喷法存在的主要问题有：回弹率高、污染严重、强化后的混凝土质量比低等缺点。为此国家安监总局已将干式喷浆机列为淘汰产品。

目前，在铁路、公路隧道等混凝土喷浆施工中，用于喷浆的混凝土都为商品混凝土，由搅拌运输车运至施工现场进行喷浆作业即可。而煤矿井下的巷道掘进的喷浆现场一般距地面有数百米甚至超过千米的深度，没有适于各类矿井的专用搅拌运输车，即使有这类运送设备，从地面运送混凝土至井下也很不经济。所以较为经济实用的方法是进行混凝土现场搅拌，目前可以用作现场搅拌的混凝土搅拌机有反转出料式搅拌机与卧轴强制式搅拌机，这些搅拌机的一个共有缺点都是按地面施工而设计，体积庞大，根本不能适应煤矿井下巷道内狭窄空间的施工作业。

因此，需要设计一种结构紧凑的适用于煤矿井下巷道内使用的混凝土搅拌机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑的适用于煤矿井下巷道内使用的混凝土搅拌机，其具有结构新颖，使用方便的优势。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

煤矿井下混凝土搅拌机，包括机架、上料机构及搅拌机构，上料机构位于机架的前端，搅拌机构位于机架上；

所述上料机构包括支架、上料斗、液压缸、第一链轮轴、第二链轮轴，支架由底梁、竖立在底梁上方的两根H型钢以及上梁构成；

液压缸的活塞杆的前端与底梁连接，液压缸的缸筒的前端连接第一链轮轴，液压缸的缸筒的后端连接第二链轮轴，第一链轮轴和第二链轮轴的两端均连接有导向轮，导向轮限位于两根H型钢的内侧；

第一链轮轴和第二链轮轴上均设置有链轮，主牵引链一端固定于底梁，绕过第二链轮轴上的链轮后牵拉上料斗，辅牵引链一端固定于上梁，绕过第一链轮轴上的链轮后反向牵拉上料斗；

H型钢的外侧设置有滑座，滑座通过两个限位于H型钢外侧的运动轮上下滑动，上料斗的上端左右两侧通过吊耳与滑座转动连接，上料斗靠在滑座上，滑座上转动连接有上料斗翻转油缸，上料斗翻转油缸的活塞杆与上料斗上的连接耳连接。

进一步，所述搅拌机构包括搅拌筒，搅拌筒横卧在机架上，搅拌筒内横向设置有搅拌轴，搅拌轴上沿轴的长度方向错位竖立有搅拌臂，搅拌臂的前端设有搅拌叶片。

进一步，所述搅拌筒由主筒体和筒盖两部分构成，主筒体的内壁贴有耐磨衬板，搅拌轴采用调心轴承支撑。

进一步，所述机架呈L形，搅拌筒通过搅拌筒的吊耳与机架上端连接，机架上设置有转动连接的搅拌筒翻转油缸，搅拌筒翻转油缸的活塞杆与搅拌筒上的连接耳连接。

进一步，所述机架的下部是盛放液压油的油箱。

进一步，所述上料斗被挡板分为三个配料仓，分别是水泥配料仓、石子配料仓、沙子配料仓，配料仓上方为出料口，出料口的一侧设置有水箱，水箱通过软管与搅拌筒连接。

进一步，所述水箱内设置有液位阀，矿井水首先接入液压油冷却器，之后接入弹簧自动归位阀，再接入液位阀，水箱通过软管与设置在搅拌筒内的洒水管连接。

进一步，所述机架的下方设置有行走轮。

本发明的有益效果：

1、煤矿井下混凝土搅拌机，采用液压缸推动第二链轮轴，由主牵引链牵拉上料斗，上料斗翻转油缸推动上料斗翻转，使混凝土生料上料过程分解为提升与翻转两个动作，降低了动作所用高度，使该机适用于煤矿井下巷道内施工作业。

2、搅拌筒的翻转由搅拌筒翻转油缸带动，搅拌筒翻转油缸的位置设置增大其伸缩比，在不增加动作高度的前提下，容易完成将搅拌好的混凝土熟料倒入混凝土湿喷机。

3、搅拌机构由液压马达驱动，既克服了电机减速器直接驱动不易实现过载保护的缺点，又有利于各部件的结构布置。

4、上料机构采用了倍增原理，液压缸每上升一个单位高度，主牵引链和辅牵引链共同带动上料斗上升两个单位高度，使液压缸行程放大，增大了油缸的伸缩比，克服了采用套筒式伸缩缸运动速度不稳定的缺点，增强了***的可靠性。

5、水箱内装有可调液位的液位阀，使每次进水量可控，结合弹簧自动归位阀，可以保证每次倒入搅拌筒的水量一致，保证了搅拌混凝土的水灰比。

6、上料斗被挡板分为三个配料仓，分别是水泥配料仓、石子配料仓、沙子配料仓，由各配料仓的容量控制各混凝土原料的配比。

7、充分利用机身结构，将机架下部作为油箱，使整个机器更加紧凑，节省了空间，同时也降低了成本。

8、搅拌轴采用调心轴承支撑，可适应搅拌过程中较大的阻力，采用橡胶密封与浮动密封结合的组合密封形式可以更好地保护轴承，延长机器寿命。

9、机架的下方设置有行走轮，方便在巷道内搬运行走，增强了混凝土搅拌机的灵活性，同时也降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1是煤矿井下混凝土搅拌机的结构示意图。

图2是上料斗翻转状态图。

图3是搅拌筒翻转状态图。

图4是上料机构结构示意图。

图5是上料机构的剖视图。

图6是上料斗的结构示意图。

图7是搅拌筒的剖视图。

图8是搅拌筒定量上水的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

结合图1至图8，煤矿井下混凝土搅拌机，包括机架2、上料机构1及搅拌机构3，上料机构1位于机架2的前端，搅拌机构3位于机架2上。

所述上料机构1包括支架11、上料斗12、液压缸13、第一链轮轴14、第二链轮轴15，支架11由底梁111、竖立在底梁111上方的两根H型钢112以及上梁113构成。

液压缸13的活塞杆的前端与底梁111连接，液压缸13的缸筒的前端连接第一链轮轴14，液压缸13的缸筒的后端连接第二链轮轴15，第一链轮轴14和第二链轮轴15的两端均连接有导向轮16，导向轮16限位于两根H型钢112的内侧。

第一链轮轴14和第二链轮轴15上均设置有链轮17，主牵引链18一端固定于底梁111，绕过第二链轮轴15上的链轮17后牵拉上料斗12，辅牵引链19一端固定于上梁113，绕过第一链轮轴14上的链轮17后反向牵拉上料斗12。

H型钢112的外侧设置有滑座4，滑座4通过两个限位于H型钢112外侧的运动轮41上下滑动，上料斗12的上端左右两侧通过吊耳121与滑座4转动连接，上料斗12靠在滑座4上，滑座4上转动连接有上料斗翻转油缸42，上料斗翻转油缸42的活塞杆与上料斗12上的连接耳122连接。

搅拌机构3包括搅拌筒31，搅拌筒31横卧在机架2上，搅拌筒31内横向设置有搅拌轴32，搅拌轴32上沿轴的长度方向错位竖立有搅拌臂33，搅拌臂33的前端设有搅拌叶片34。所述搅拌筒31由主筒体311和筒盖312两部分构成，主筒体311的内壁贴有耐磨衬板313，搅拌轴32采用调心轴承支撑。所述机架2呈L形，搅拌筒31通过搅拌筒的吊耳314与机架2上端连接，机架2上设置有转动连接的搅拌筒翻转油缸35，搅拌筒翻转油缸35的活塞杆与搅拌筒31上的连接耳315连接。所述机架2的下部是盛放液压油的油箱，机架2的下方设置有行走轮21。

上料斗12被挡板分为三个配料仓，分别是水泥配料仓、石子配料仓、沙子配料仓，配料仓上方为出料口，出料口的一侧设置有水箱5，水箱5通过软管与搅拌筒31连接。所述水箱5内设置有液位阀51，矿井水首先接入液压油冷却器52，之后连接弹簧自动归位阀53，再连接液位阀51，水箱5通过软管与设置在搅拌筒31内的洒水管54连接。

如图1、图2、图4、图5所示，液压缸13推动第一链轮轴14、第二链轮轴15由主牵引链18和辅牵引链19共同带动上料斗12上升，并将混凝土生料上料过程分解为提升与翻转两个动作，这样可以有效地降低动作所占用高度。上料机构采用了倍增原理，液压缸13每上升一个单位高度，主牵引链18和辅牵引链19共同带动上料斗12上升两个单位高度，使液压缸13行程放大，增大了油缸的伸缩比，克服了采用套筒式伸缩缸运动速度不稳定的缺点，增强了***的可靠性。

主牵引链18一端固定于底梁111上绕过链轮后牵拉上料斗12，液压缸13缸筒的前端连接第一链轮轴14，辅牵引链19一端固定于上梁113，绕过第一链轮轴14上的链轮17后反向牵拉上料斗12，实现两个方向对上料斗12的同步牵拉，且使上料斗12的位移速度是液压缸13提升速度的2倍。

上料斗12绕着转动轴的料斗行走轮旋转动作，完成向搅拌筒31的上料过程，正是由于这种结构使上料斗12的转动半径可以做到比较小，也就减少了上料时的空间占用。在上料斗的上方是定量水箱，也就是在完成向搅拌筒上干料的同时完成了搅拌机的定量给水，完成搅拌。上料完毕后翻转上料斗翻转油缸42的活塞杆收回，上料斗回到如图1时的状态，然后利用操作阀控制上料斗的上升以及上料斗翻转油缸42的收回，上料斗12落回地面。

如图6所示的上料斗12为薄钢板焊接件，内部被挡板分为三个容积空间，分别用来盛装水泥、石子和沙子，由于事先已经经过计算按容积确定了搅拌筒所需的混凝土生料量和三者之间的比例，所以只要装满这三个容积空间就能确定混凝土的体积配比，其位置设计较低，这样可以容易实现人工上料。

如图3为搅拌筒31将搅拌好的混凝土倒入湿喷机料斗的工作状态图，操作多路阀的控制手柄使搅拌筒翻转油缸35的活塞杆伸出，搅拌筒31就绕着转轴翻转，将搅拌好的混凝土倒入湿喷机中，倒完后再由控制手柄控制搅拌筒翻转油缸35，将搅拌筒收回原位。

如图8所示，矿井水首先接入液压油冷却器52，之后接入弹簧自动归位阀53，再接入液位阀51，水箱5通过软管与设置在搅拌筒31内的洒水管54连接。弹簧自动归位阀53的工作原理是常态下，球阀由弹簧力的作用下处于关闭状态，当外力作用在球阀手柄时，球阀打开，管道接通。液位阀的工作原理是当水箱内水位下降，阀门即开启供水，当水位上升到要求水位时，浮球阀关闭，阀门即停止供水。

当上料斗处于原位时，作用于弹簧自动归位阀，弹簧自动归位阀打开，矿井水由弹簧自动归位阀通过液位阀，进入水箱。当水箱内的水位到达要求水位时，液位阀自动关闭，停止向水箱供水，当上料斗开始上料时，弹簧自动归位阀在弹簧力的作用下自动关闭。随着上料斗的上升和翻转，水箱内的矿井水在重力的作用下，通过管道进入搅拌筒洒水管，开始洒水。当上料斗上完料，回到原位时，打开弹簧自动归位阀，开始向水箱供水。一个循环周期完成。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：包括机架、上料机构及搅拌机构，上料机构位于机架的前端，搅拌机构位于机架上；

所述上料机构包括支架、上料斗、液压缸、第一链轮轴、第二链轮轴，支架由底梁、竖立在底梁上方的两根H型钢以及上梁构成；

液压缸的活塞杆的前端与底梁连接，液压缸的缸筒的前端连接第一链轮轴，液压缸的缸筒的后端连接第二链轮轴，第一链轮轴和第二链轮轴的两端均连接有导向轮，导向轮限位于两根H型钢的内侧；

第一链轮轴和第二链轮轴上均设置有链轮，主牵引链一端固定于底梁，绕过第二链轮轴上的链轮后牵拉上料斗，辅牵引链一端固定于上梁，绕过第一链轮轴上的链轮后反向牵拉上料斗；

H型钢的外侧设置有滑座，滑座通过两个限位于H型钢外侧的运动轮上下滑动，上料斗的上端左右两侧通过吊耳与滑座转动连接，上料斗靠在滑座上，滑座上转动连接有上料斗翻转油缸，上料斗翻转油缸的活塞杆与上料斗上的连接耳连接。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：所述搅拌机构包括搅拌筒，搅拌筒横卧在机架上，搅拌筒内横向设置有搅拌轴，搅拌轴上沿轴的长度方向错位竖立有搅拌臂，搅拌臂的前端设有搅拌叶片。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：所述搅拌筒由主筒体和筒盖两部分构成，主筒体的内壁贴有耐磨衬板，搅拌轴采用调心轴承支撑。

4.根据权利要求2所述的煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：所述机架呈L形，搅拌筒通过搅拌筒的吊耳与机架上端连接，机架上设置有转动连接的搅拌筒翻转油缸，搅拌筒翻转油缸的活塞杆与搅拌筒上的连接耳连接。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：所述机架的下部是盛放液压油的油箱。

6.根据权利要求2所述的煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：所述上料斗被挡板分为三个配料仓，分别是水泥配料仓、石子配料仓、沙子配料仓，配料仓上方为出料口，出料口的一侧设置有水箱，水箱通过软管与搅拌筒连接。

7.根据权利要求6所述的煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：所述水箱内设置有液位阀，矿井水首先接入液压油冷却器，之后接入弹簧自动归位阀，再接入液位阀，水箱通过软管与设置在搅拌筒内的洒水管连接。

8.根据权利要求1所述的煤矿井下混凝土搅拌机，其特征在于：所述机架的下方设置有行走轮。

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