在混凝土运送车中用于组分添加的扩张喷嘴及其使用方法和系统技术方案

一种喷嘴，包括支撑构件和喷嘴罩，所述喷嘴罩围绕所述支撑构件的至少一部分，所述喷嘴罩具有喷嘴罩入口和从所述喷嘴罩入口间隔开的喷嘴罩出口、以及在所述喷嘴罩入口和所述喷嘴罩出口之间的容积，所述喷嘴罩能在将流体引入所述容积中时扩张，且能在从所述容积取出流体时收缩。还公开了一种通过借助于使得所述表面扩张对粘附到所述表面的混泥土产生拉伸应力而从表面去除不想要的混凝土的方法，以及一种用于将流体喷射到旋转滚筒中的系统。

Expanding nozzle used for component addition in concrete truck and its application method and system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在混凝土运送车中用于组分添加的扩张喷嘴及其使用方法和系统
本文公开的实施例总体上涉及混凝土的制造，更具体地涉及用于将一种或多种组分（例如水和/或液体化学添加物（admixture，或添加剂））分配到例如混凝土混合滚筒中的喷嘴和方法。
技术介绍
混凝土由水泥、水和骨料以及可选地一种或多种化学添加物制成。添加这种化学添加物以改善混凝土的各种属性，例如其流变性（例如坍落度、流动性）、凝固的开始、硬化速率、强度、抗冻融性、收缩性和其它属性。在大多数情况下，在配料时在混凝土工厂中添加化学添加物。在“干配料”工厂中，将水泥、水、骨料和化学添加物从单独的隔室（例如料仓或筒仓）添加到预混合运送车的可旋转滚筒中，并将所述成分混合在一起。在“湿配料”或“中央混合”工厂中，将所有成分在固定位置混合器中组合并完全混合，然后倾倒在运送车上的可旋转滚筒中。“收缩混合”工厂类似于“湿配料”或“中央混合”工厂，不同之处在于，成分仅在固定位置混合器中部分混合，然后在运送车混合器中完成混合。在典型的干配料过程中，首先添加“原水（headwater）”，然后添加骨料和水泥，然后再添加“尾水（tailwater）”。化学添加物通常与原水或尾水一起添加。以这种方式，化学添加物被稀释并且存在足够的水以将所有化学添加物冲洗到混合滚筒中。另外，在将骨料输送到滚筒时，化学添加物可以被直接添加到骨料上，从而确保所有化学添加物都进入预混合运送车（readymixtruck）的滚筒中。预混合运送车的滚筒通常为椭圆形，具有连接相对的第一端和第二端的内壁，用于限定可在其中容纳流体混凝土的腔体。两个相对的端中的一个是开口端，以允许装载或卸载混凝土或形成混凝土所需的组分。滚筒以一角度（例如相对于水平面或水平地面成5-40度的取向）安装，使得开口端在顶部。混合叶片或翅片以螺旋状型式安装在滚筒内。当滚筒相对于叶片或翅片沿一个方向旋转时，混合叶片将混凝土推向滚筒的下端并引起混合。当滚筒相对于叶片或翅片沿另一个方向旋转时，混合叶片将混凝土向上推到开口并从开口中推出。滚筒只能部分填充流体、塑性混凝土，因为否则混凝土将易于从运送车上溅出到某一点之外。配料后，运送车从工厂的装载区域移开，在干配料或收缩混合混凝土的情况下，在出发前往现场之前完成混凝土的初始混合。通常，期望在混凝土配料和初始混合之后（包括直到在现场最终排出时）添加额外的流体（水或化学添加物）。这样做是因为一些化学添加物在配料后添加时表现更好。有时有必要添加额外的流体以补偿所有成分配料中的变化（例如，配料时添加的水太少）或混凝土属性随时间的变化（例如，流动性和其它流变属性的损失）。还已知的是，通过使用传感器来监测旋转混合滚筒所需的能量（例如通过借助于测量液压压力而监测施加在滚筒上的扭矩）来控制预混合运送车中混凝土的“坍落度”，并通过向混合滚筒中添加流体来调节流动性。混凝土运送车通常配备有水罐，该水罐通过被引入滚筒开口的软管管线或类似物连接。以这种方式，水可以在罐中的空气压力下或通过泵分配到滚筒中。化学添加物罐通常较少安装在运送车上。然而，当存在这种添加物罐时，该罐通常连接至用于将水排放到滚筒中的同一软管管线。化学添加物可以在空气压力下或通过罐-泵分配到水管线中。因此，水和添加物两者都可以从车载罐添加到混凝土混合滚筒中。通常通过加压水罐（例如以高达约60psi的压力）并打开阀以开始水添加来添加水。然而，当混凝土或混凝土成分添加到混凝土运送车时，混凝土材料倾向于粘附到水喷嘴上，从而导致少量水泥、沙子、石头等不必要地添加到喷嘴。这在图1中示意性地示出，图1示出了喷嘴通常所处的不稳定位置。混凝土通过同一开口装载和卸载经过喷嘴，在典型应用中，这可能导致水喷口填充混凝土且变得无法使用。为了解决这个问题，每次装载运送车时都应清洁喷嘴，这是耗时的，而且现场操作人员很少这样做。当材料变硬时，混凝土也可能“堆积”或变得非常高。这意味着在排出混凝土时，它会填充整个“喉部”或滚筒的开口。水和添加物喷嘴或多个喷嘴通常在该排出混凝土的途中，并可能被完全覆盖。喷嘴的内部也可能填充混凝土。这些问题会导致水喷嘴失去添加水的效果，最终可能会完全限制水从喷嘴的排出。为了解决这些问题，现场操作人员可能会借助于使用锤子或其它工具从喷嘴上机械去除混凝土，或者可能会钻喷嘴以试图清除它们的混凝土。添加物喷嘴（与水喷嘴分开时）可能具有同样的问题，尽管它们显著更窄；水泥浆仍可能最终从内部和/或外部限制喷嘴。因此，本文公开的实施例的目的是提供一种不遭受前述缺点的喷嘴。另一个目的是提供一种从喷嘴的一个或多个表面脱落混凝土的方法。
技术实现思路
本文公开的实施例提供了一种用于将一种或多种液体引入腔体（例如混凝土混合滚筒）中的系统和设备。在某些实施例中，该设备包括喷嘴，该喷嘴适合于将一种或多种液体（例如水和/或液体化学添加物）分配到腔体（例如混凝土混合滚筒）中，并且可用于工厂装置中的混合器，尤其可用于混凝土预混合运送车。还公开了一种将一种或多种液体引入腔体（例如混凝土混合滚筒）中的方法。更具体地，在某些实施例中，提供了喷嘴罩，喷嘴罩围绕喷嘴轴或其它支撑构件的一部分，该罩是可扩张和可收缩的，并且具有罩出口。在一些实施例中，罩是在多个方向上可扩张和可收缩的，包括轴向和径向（例如，相对于支撑构件）。在某些实施例中，罩围绕喷嘴轴或支撑构件的一部分，并且适合于经由罩出口（例如通过喷射）将一种或多种液体引入腔体（例如可旋转混凝土混合滚筒）中。在一些实施例中，喷嘴组件可将多于一种的组分独立地引入到混合滚筒中。在一些实施例中，这种喷嘴组件具有喷嘴罩、喷嘴轴、喷嘴轴入口、喷嘴罩入口、喷嘴轴出口和喷嘴罩出口，其中，喷嘴罩围绕喷嘴轴的一部分。在某些实施例中，喷嘴轴既起到支撑喷嘴罩的作用，又起到将组分引入混凝土运送车混合滚筒中的作用。因此，喷嘴轴入口构造成与待引入混合滚筒中的第一组分的源（例如添加物源）流体连通，并且与喷嘴轴出口流体连通。在某些实施例中，喷嘴罩入口构造成与待引入混合滚筒中的第二组分（例如水源）连通，并且与喷嘴罩出口流体连通。当第二组分允许通过喷嘴罩入口流入喷嘴罩时，它导致喷嘴罩扩张。作为该扩张的结果，随着罩扩张，先前粘附在喷嘴罩的表面（例如，外表面和/或内表面）上的混凝土受到张力。由于混凝土的有限抗拉强度，混凝土会破裂并从喷嘴罩脱离，从而使喷嘴脱落不想要的混凝土。因此，本文公开的实施例消除了由于在喷嘴上的混凝土堆积而引起的问题。当操作人员添加流体时，喷嘴会在横向和周向扩张，以脱离混凝土。流动通过喷嘴的流体的力产生使混凝土破碎所需的扩张。在某些实施例中，提供了一种用于将流体（例如化学添加物和/或水）喷射到可旋转混合滚筒（例如可旋转混凝土混合滚筒）中的系统。该系统可以包括混合滚筒，该混合滚筒可旋转地安装以允许围绕相对于水平地面以例如5至40度的取向倾斜的旋转轴线旋转，并且该混合滚筒可以具有椭圆形的滚筒主体，带有连接相对第一端和第二端的内周向壁，用于限定腔体，在腔体中容纳流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷嘴，包括支撑构件和喷嘴罩，所述喷嘴罩围绕所述支撑构件的至少一部分，所述喷嘴罩具有喷嘴罩入口和从所述喷嘴罩入口间隔开的喷嘴罩出口、以及在所述喷嘴罩入口和所述喷嘴罩出口之间的容积，所述喷嘴罩能在将流体从所述喷嘴罩入口引入所述容积中时扩张，且能在从所述容积取出流体时收缩。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170525 US 62/5109081.一种喷嘴，包括支撑构件和喷嘴罩，所述喷嘴罩围绕所述支撑构件的至少一部分，所述喷嘴罩具有喷嘴罩入口和从所述喷嘴罩入口间隔开的喷嘴罩出口、以及在所述喷嘴罩入口和所述喷嘴罩出口之间的容积，所述喷嘴罩能在将流体从所述喷嘴罩入口引入所述容积中时扩张，且能在从所述容积取出流体时收缩。


2.根据权利要求1所述的喷嘴，其中，所述喷嘴罩能相对于所述支撑构件轴向和径向地扩张和收缩。


3.根据权利要求1所述的喷嘴，其中，所述喷嘴罩是波纹管。


4.根据权利要求1所述的喷嘴，其中，所述支撑构件具有肩部，所述肩部在所述喷嘴罩从扩张状态过渡至收缩状态时最小化所述喷嘴罩的轴向移动。


5.一种喷嘴，包括：轴、轴入口、从所述轴入口间隔开的轴出口、以及喷嘴罩，所述喷嘴罩围绕所述轴的至少一部分，所述喷嘴罩具有喷嘴罩入口和从所述喷嘴罩入口间隔开的喷嘴罩出口、以及在所述喷嘴罩入口和所述喷嘴罩出口之间的容积，所述喷嘴罩能在将流体引入所述容积中时扩张，且能在从所述容积取出流体时收缩。


6.根据权利要求5所述的喷嘴，其中，所述轴构造成与添加物的源连通。


7.根据权利要求6所述的喷嘴，其中，所述喷嘴罩构造成与水源连通。


8.根据权利要求7所述的喷嘴，其中，所述喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：A富勒，J阿霍，J布莱克，MF罗伯茨，
申请(专利权)人：GCP应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US