混凝土泵系統(tǒng)和方法技術方案

公開了一種混凝土泵系統(tǒng)/方法，其被構造以提供大致恒定的混凝土或水泥材料流。所述系統(tǒng)集成了梯形切割圈和雙孔板，并結合相對于液壓泵缸柱塞和輸出噴出端口的高處的過渡接口，以確保禁止加壓排放混凝土材料松弛或回流到材料源料斗中。梯形切割圈被構造為：當其在循環(huán)改變過程中在液壓泵輸入端口之間平滑過渡時完全密封隔離梯形雙孔端口，從而形成更均勻的混凝土輸出流，同時消除了料斗回流和液壓流體沖擊。控制系統(tǒng)被構造為：協(xié)調液壓泵缸柱塞和切割圈的操作，以確保輸出噴出端口壓力和材料流在泵送循環(huán)的所有部分中保持在相對恒定的水平。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】對相關申請的交叉引用美國專利技術專利申請：此申請要求權益并通過引用包括美國專利技術專利申請“混凝土泵系統(tǒng)和方法”(專利技術人為Francis Wayne Priddy，于2014年1月15日提交到美國專利商標局，序列號為14/155,812，單據(jù)AZPRI.0101)。美國專利技術專利申請：此申請要求權益并通過引用包括美國專利技術專利申請“混凝土泵系統(tǒng)和方法”(專利技術人為Francis Wayne Priddy，于2014年1月23日提交到美國專利商標局，序列號為14/339,189，單據(jù)AZPRI.0102)。美國臨時專利申請：此申請要求權益并通過引用包括美國臨時專利申請“混凝土泵系統(tǒng)和方法”(專利技術人為Francis Wayne Priddy，于2014年1月31日提交到美國專利商標局(USPTO)，序列號為61/933,929，單據(jù)AZPRI.0102P)。著作權的部分放棄此專利申請中的所有材料根據(jù)美國或其他國家的著作權法受到著作權保護。從本申請的第一個有效提交日起，此材料作為未公開材料受到保護。不過，在此授權允許拷貝此材料，具體程度如下：著作權擁有者不反對任何人對專利文件或專利公開的謄寫/傳真復制，如其在美國專利商標局的專利文獻或記錄中所示，但在其它方面則均保留所有的著作權。關于聯(lián)邦資助研究或開發(fā)項目的聲明：無。對微縮膠片附錄的引用：無。
本專利技術通常涉及用于泵送混凝土和/或水泥的系統(tǒng)和方法。特別而言，本專利技術在許多優(yōu)選實施例中具有針對必須以均勻流速泵送混凝土/水泥的情形的應用。
技術介紹
背景(0100)－(0400)傳統(tǒng)的混凝土泵典型地按照圖1(0100)－圖4(0400)中所示的功能結構而構造。如圖1(0100)中所示，可以看到，材料料斗(MHOP)0101被填充以混凝土/水泥或者其他材料，混凝土/水泥或者其他材料被泵送經由噴出端口0102至建筑施工部位(construction jobsite)以傳輸?shù)交炷两Y構(form)或其他安全殼結構(containment structure)。液壓泵0103、0104使用液壓泵柱塞0105、0106交替地被填充以來自料斗0101的材料，這些相同的液壓泵柱塞0105、0106啟動將材料推入到噴出端口0102中至施工部位。噴出端口0102利用驅動軸0107而在每個液壓泵缸0103、0104和與其對應的液壓泵柱塞0105、0106之間進行關節(jié)式連接(articulate)，其中，驅動軸0107聯(lián)接到定位機構0108，定位機構0108利用液壓定位驅動器0109、0110而旋轉。驅動液壓泵柱塞0105、0106和液壓定位驅動器0109、0110的液壓力協(xié)調，使得料斗中的材料當缸輸入端口向材料料斗0101開放時注入到加載泵缸0103、0104中并當其他液壓泵柱塞0105、0106啟動時傳送到噴出端口0102。所述循環(huán)在注入到一個泵缸端口中和從另一泵缸端口噴出之間交替。如圖4(0400)中所示，雙孔板0411基于每個液壓泵缸的啟動狀態(tài)和對應的液壓泵柱塞而與關節(jié)式連接的噴出端口0102緊密配合。如圖1(0100)－圖4(0400)中的示意圖所示，雙孔板0411和關節(jié)式連接的噴出端口0102典型地以兩狀態(tài)的左/右操作模式操作，并被構造為使得：在兩個缸端口之間存在中心過渡區(qū)域，其中沒有從泵缸0103、0104到關節(jié)式連接的噴出端口0102的流動。在此過渡區(qū)域中，通過關節(jié)式連接的噴出端口0102的流將突然停止和開始，且存在向材料料斗0101中的回流，引起在泵缸0103、0104及連接到關節(jié)式連接的噴出端口0102的管路/軟管內的應力升高。這些升高的應力可導致泵送系統(tǒng)的過度磨損和/或故障，且還可使得難以在終端施工部位處操控混凝土分配軟管。雖然一些現(xiàn)有技術構造可利用與關節(jié)式連接的噴出端口0102連接的加壓氣動囊(低壓蓄積器)(未示出)調整與這種操作相關的脈沖壓力差異，不過這種變通方式在推動均勻材料流通過關節(jié)式連接噴出端口0102方面沒有完全成功。另外，這種方式未改善與泵缸0103、0104相關聯(lián)的磨損和應力，泵缸0103、0104在一些情況下包含內活塞彈簧(未示出)或其他改造結構以限制液壓驅動器0105、0106上的脈沖壓力載荷。本領域技術人員應認識到，驅動軸0107和定位機構0108的關節(jié)式連接可使用所示液壓驅動器0109、0110實現(xiàn)，或者通過使用廣泛多種其他機械機構而實現(xiàn)。在此上下文中例示的液壓驅動器0109、0110僅為對材料噴出端口0102的位置進行關節(jié)式連接的廣泛多種方法中的示例。典型的泵循環(huán)(0500)－(1900)為了更好地理解本專利技術的益處，應當詳細回顧傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術的混凝土泵送系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術的混凝土泵送循環(huán)相關聯(lián)的典型方法圖示在圖5(0500)的流程中，例示出各個步驟的輔助圖被圖示在圖6(0600)－圖19(1900)中。典型的泵送方法包括以下步驟：(1)如圖6(0600)和圖7(0700)中所示，在切割板/噴出端口從左液壓泵柱塞過渡到右液壓泵柱塞的過程中暫停(suspend)泵送操作(0501)；(2)如圖8(0800)和圖9(0900)中所示，從左液壓泵柱塞到右液壓泵柱塞重新定位切割板/噴出端口(0502)；(3)如圖10(1000)和圖12(1200)中所示，結合步驟(4)，通過第一(左)雙孔板端口接收來自材料料斗至第一(左)液壓泵柱塞中的混凝土(0503)；(4)如圖11(1100)和圖12(1200)中所示，結合步驟(3)，啟動第二液壓泵柱塞以將混凝土通過第二雙孔板端口噴出并至噴出端口中(0504)；(5)如圖13(1300)和圖14(1400)中所示，在切割板/噴出端口從右液壓泵柱塞過渡到左液壓泵柱塞的過程中暫停泵送操作(0505)；(6)如圖15(1500)和圖16(1600)中所示，從右液壓泵柱塞到左液壓泵柱塞重新定位切割板/噴出端口(0506)(7)如圖17(1700)和圖19(1900)中所示，結合步驟(8)，通過第二(右)雙孔板端口接收來自材料料斗至第二(右)液壓泵柱塞中的混凝土(0507)；(8)如圖18(1800)和圖19(1900)中所示，結合步驟(7)，啟動第一液壓泵柱塞以將混凝土通過第一雙孔板端口噴出并至噴出端口中(0508)；和(9)行進到步驟(1)以重復泵送循環(huán)。如這些步驟和示意圖中所示，現(xiàn)有技術的混凝土泵送方法在噴出端口從左液壓泵送缸過渡到右液壓泵送缸(0501,0600,0700)和從右液壓泵送缸過渡到左液壓泵送缸(0505,1300,1400)時產生泵送操作暫停。另外，當噴出端口移動到雙孔板上方時，可能存在使來自噴出端口的材料可能返流/回流到材料料斗中而由此使混凝土向施工部位的總流速減小的操作區(qū)域(詳見圖6(0600)、圖7(0700)、圖13(1300)和圖14(1400))。典型泵循環(huán)流的低效(2000)－(2400)在圖6(0600)－圖19(1900)中所示的傳統(tǒng)泵送循環(huán)內，存在多種低效。提供圖20(2000)－圖24(2400)以例示這些低效，其中僅圖示出液壓泵柱塞、雙孔板和輸出噴出端口。通常如圖20(2000)和圖21(2100)中所示，當噴出端口完全遮蓋兩個液壓泵柱塞泵中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種混凝土泵系統(tǒng)，包括：(a)材料料斗(MHOP)；(b)梯形雙孔板(TSSP)；(c)液壓泵；(d)梯形切割圈(TSCR)；和(e)噴出端口；其中，所述TSSP包括：第一梯形入口端口(FTIP)和第二梯形入口端口(STIP)；所述TSSP附接到所述MHOP，并被構造為將混凝土從所述MHOP經所述FTIP和所述STIP供應到所述液壓泵；所述液壓泵包括：第一液壓泵柱塞(FHPR)和第二液壓泵柱塞(SHPR)；所述FHPR被構造為經所述FTIP接收混凝土；所述SHPR被構造為經所述STIP接收混凝土；所述TSCR包括：梯形接納輸出端口(TROP)，其被構造為在遮蓋所述FTIP和所述STIP的位置之間交替橫越；所述TROP被構造為：在所述的在遮蓋所述FTIP和所述STIP的所述位置之間交替橫越的過程中完全遮蓋所述FTIP和所述STIP；所述TROP被構造為：將混凝土從所述FTIP和所述STIP引導向所述噴出端口；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述FTIP時，將混凝土從所述FHPR噴出到所述TROP中；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述FTIP時，將混凝土從所述MHOP注入到所述SHPR中；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述STIP時，將混凝土從所述SHPR噴出到所述TROP中；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述STIP時，將混凝土從所述MHOP注入到所述FHPR中。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.01.15 US 14/155,812;2014.01.31 US 61/933,929;1.一種混凝土泵系統(tǒng)，包括：(a)材料料斗(MHOP)；(b)梯形雙孔板(TSSP)；(c)液壓泵；(d)梯形切割圈(TSCR)；和(e)噴出端口；其中，所述TSSP包括：第一梯形入口端口(FTIP)和第二梯形入口端口(STIP)；所述TSSP附接到所述MHOP，并被構造為將混凝土從所述MHOP經所述FTIP和所述STIP供應到所述液壓泵；所述液壓泵包括：第一液壓泵柱塞(FHPR)和第二液壓泵柱塞(SHPR)；所述FHPR被構造為經所述FTIP接收混凝土；所述SHPR被構造為經所述STIP接收混凝土；所述TSCR包括：梯形接納輸出端口(TROP)，其被構造為在遮蓋所述FTIP和所述STIP的位置之間交替橫越；所述TROP被構造為：在所述的在遮蓋所述FTIP和所述STIP的所述位置之間交替橫越的過程中完全遮蓋所述FTIP和所述STIP；所述TROP被構造為：將混凝土從所述FTIP和所述STIP引導向所述噴出端口；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述FTIP時，將混凝土從所述FHPR噴出到所述TROP中；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述FTIP時，將混凝土從所述MHOP注入到所述SHPR中；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述STIP時，將混凝土從所述SHPR噴出到所述TROP中；所述液壓泵被構造為：當所述TROP定位而遮蓋所述STIP時，將混凝土從所述MHOP注入到所述FHPR中。2.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，所述TSCR包括：傳送腔，其具有從包括以下形狀的組中選出的幾何形狀：(1)四邊多邊形，其僅有兩條邊平行；(2)四邊多邊形，其具有兩組平行的邊；(3)四邊多邊形，其中該多邊形的相對邊上的腿具有相等長度，底角具有相等量度(等腰梯形)；(4)四邊多邊形，其中該多邊形內的兩個相鄰的角是直角(直梯形或直角梯形)；(5)四邊多邊形，其具有的每個邊與內切圓相切(相切梯形)；(6)四邊的平行四邊形；和(7)環(huán)扇區(qū)，其包括環(huán)或環(huán)圈的一個或多個扇區(qū)，近似于等腰梯形。3.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，所述TSSP包括：傳送腔，其具有從包括以下形狀的組中選出的幾何形狀：(1)四邊多邊形，其僅有兩條邊平行；(2)四邊多邊形，其具有兩組平行的邊；(3)四邊多邊形，其中該多邊形的相對邊上的腿具有相等長度，底角具有相等量度(等腰梯形)；(4)四邊多邊形，其中該多邊形內的兩個相鄰的角是直角(直梯形或直角梯形)；(5)四邊多邊形，其具有的每個邊與內切圓相切(相切梯形)；(6)四邊的平行四邊形；和(7)環(huán)扇區(qū)，其包括環(huán)或環(huán)圈的一個或多個扇區(qū)，近似于等腰梯形。4.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，材料從所述MHOP使用所述SHPR以所述FHPR的噴出速率的兩倍注入。5.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，材料從所述MHOP使用所述FHPR以所述SHPR的噴出速率的兩倍注入。6.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，所述FTIP進一步包括：過渡導管，其從柱形的FHPR過渡到所述TSSP中的梯形的空間。7.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，所述STIP進一步包括：過渡導管，其從柱形的SHPR過渡到所述TSSP中的梯形的空間。8.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，所述TSCR進一步包括：梯形密封翼，其被構造為當位于所述FTIP和所述STIP上方時密封所述FTIP和所述STIP。9.如權利要求1所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，所述TSCR包括：環(huán)的扇區(qū)，其具有的面積三倍于所述FTIP和所述STIP的截面積。10.如權利要求9所述的混凝土泵系統(tǒng)，其中，所述TSCR扇區(qū)包括大約90度的掃描角。11.一種混凝土泵方法，所述方法結合一混凝土泵系統(tǒng)使用，所述混凝土泵系統(tǒng)包括：(a)材料料斗(MHOP)；(b)梯形雙孔板(TSSP)；(c)液壓泵；(d)梯形切割圈(TSCR)；和(e)噴出端口；其中，所述TSSP包括：第一梯形入口端口(FTIP)和第二梯形入口端口(STIP)；所述TSSP附接到所述MHOP，并被構造為將混凝土從所述MHOP經所述FTIP和所述STIP供應到所述液壓泵；所述液壓泵包括：第一液壓泵柱塞(FHPR)和第二液壓泵柱塞(SHPR)；所述FHPR被構造為經所述FTIP接收混凝土；所述SHPR被構造為經所述STIP接收混凝土；所述TSCR包括：梯形接納輸出端口(TROP)，其被構造為在遮蓋所述FT...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：弗蘭西斯﹒韋恩﹒普里迪，
申請(專利權)人：弗蘭西斯﹒韋恩﹒普里迪，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US