混凝土湿喷机的工作原理

随着混凝土湿喷技术的应用,各国都开发了一系列混凝土湿喷机。根据湿式混凝土喷射机的工作原理,可分为泵送式和气动式两大类。

2.1泵送类型

2.1.1活塞泵湿喷机

如图1所示,这种湿喷花是以柱塞式混凝土泵作为湿喷机的基本机体,在输送管的出口处安装一个喷嘴,在此处通入压缩空气来喷射混凝土。这种湿喷机一般比较重,但是运输距离长。在二滩、小浪底等一些大型水利工程中使用,如瑞士MEYNADIER公司的Robojet041混凝土喷射机。

2.1.2螺杆泵湿喷机

如图2所示,这种湿喷机是通过螺杆与定子套相互啮合时接触角空间体积的变化来输送物料的。这种有德国尤尔马特公司的SB-3湿喷花。国内相关单位也进行了研发。这种机型的主要缺点是生产率低,螺杆和定子套磨损严重,所以适用范围不大。

2.1.3软管挤压泵湿喷机

如图3所示,这种湿喷机由搅拌桶、泵送软管、泵体和输送管组成。泵体为圆柱形,中间的行星传动机构带动两个滚筒转动,不断挤压泵管中的湿物料,使其进入输料管并被压出。日本东条氏PC08-60M挑战混凝土喷射机就属于这种湿喷机。据悉,这种喷雾器在国外已经广泛使用,但由于郭喜安的引进,近年来已经很少使用。它的主要问题是挤压管的寿命短。

2.2气动混凝土湿喷机

这种湿喷机利用压缩空气将物料以软管中“细流”的形式输送到喷嘴进行直接喷涂。如图4,是英国COMPERNASS-208湿喷机的工作原理图。该机器由两个并排的罐组成,一个用于喷涂,另一个用于准备材料。罐体底部有水平螺旋输送器,向注射罐内通入压缩空气,湿混合物通过螺杆送入输料管。在喷嘴处,通过气环引入的压缩空气喷出混合物。这种湿喷机的缺点是给槽加料麻烦,清洗槽不方便。

图5是日本德士古曼湿喷机的工作原理图。湿喷花是两个立式罐,上罐混料,下罐喷。上罐和下罐均有密封埋头门,交替开闭,实现连续喷洒。下罐底部有一个水平螺杆,把湿混合物打入料管,喷出来。这种湿喷机的缺点是进料高度高。它很重。

图6是瑞士艾娃280湿喷机的工作原理图。该机为转子结构,采用液压驱动装置。负载变量泵通过液压马达驱动转子旋转,转速可调,从而可以调节喷油量。利用液压转子旋转,调节速度,从而调节喷射量。采用液压转子压紧机构,压紧力可调。工作时,料斗中的湿混合物落入转子孔中,旋转180?后料孔与压缩空气进口连通,湿混合物以悬浮状态压向出料管,在喷嘴混合室内与液体速凝剂快速充分混合,然后从喷嘴高速喷出。这种机器的缺点是设备投资大,维护工作量大。因为自重达到2t以上,机动性差。

3家用湿式混凝土喷射机

3.1 SPZ-6混凝土湿喷机

SPZ-6型混凝土湿喷机是由北京矿冶研究总院研制成功的转子式混凝土湿喷机,如图7所示。其工作原理与瑞士Halioua 280型号相似,转子由电机通过减速器驱动。该机具有设备投资少、生产率高、重量轻、机动性好等优点。

SPZ-6型湿喷机分别在北京城建大柳树工地和甘肃金川有色金属公司进行了工业试验,取得了良好的效果。于1996年2月通过中国有色金属工业总公司技术鉴定,并于8月1998年获得国家专利权(专利号ZL98207689.4)。

3.2 TK-961混凝土湿喷机

TK-961混凝土湿喷机是铁道科学研究院西南分院近年来研制的转子活塞式湿喷机,如图8所示。该机利用一组活塞将湿块推向机器顶部的混合室,与空气混合后通过软管输送到喷嘴,在喷嘴处加入促进剂后喷出。这种机器的主要优点是无残余气体排放,良好的进料连续性和混凝土的和易性。据悉,目前已在宝成支线、渝长高速等项目中得到应用。并获得国家专利(专利号ZL9232716.5)。

3.3叶轮湿式混凝土喷射机

叶轮湿喷机是安庆市恒特工程机械研究所研制的一种湿喷机,如图9所示。本文采用叶轮给料装置(专利号ZL96202768.5),该装置运行可靠,使用寿命长,骨料粒径范围宽。目前已经生产出AH系列产品。

4湿式混凝土喷射机推广应用需要解决的几个问题

目前,由于湿喷技术的明显优势,混凝土湿喷机在各种工程中的应用越来越多。但也存在一些亟待解决的问题,阻碍了湿式混凝土喷射机的推广应用,以至于我国喷射混凝土的主要作业方式仍然是干喷。

(1)湿式混凝土喷射机多采用液体速凝剂。进口和合资产品价格相对较高(高达6000-8000元/t),而国产液体促进剂还没有生产出来。相应干喷所的粉状速凝剂价格较低(1000元/t)。

(2)劳动力成本低,人们的环保意识有待提高。

(3)湿喷机工作时,设备投资较复杂,操作维护不如干喷机方便。

(4)当采用湿式混凝土喷射机时,设备投资高。

以上因素造成湿喷混凝土的施工成本高于干喷混凝土,一定程度上限制了湿喷混凝土机在我国的推广。但随着环保意识的加强和人们对喷射混凝土施工质量的更高要求,湿式混凝土喷射机将越来越取代干式混凝土喷射机,成为喷射混凝土作业的主要机械。