衬砌台车的自动浇筑系统及浇筑方法技术方案

本发明专利技术公开了一种衬砌台车的自动浇筑系统及浇筑方法，浇筑系统包括沿X方向布置的第一滑轨、滑设于第一滑轨上的安装架，以及设于安装架上的第一输送管、折叠臂总成和浇筑口机构，浇筑口机构包括相连的浇筑管和清洗管；第一输送管与浇筑管连通，折叠臂总成可绕Z轴旋转且可沿X方向移动，其上设第二输送管，浇筑口机构可绕X轴旋转；通过各机构的协调运动，可使第一输送管、浇筑管和第二输送管连通形成侧模浇筑通道，或使第一输送管和浇筑管连通形成顶模浇筑通道，或使清洗管和第二输送管连通形成清洗通道，或使清洗管、U型管、浇筑管和第一输送管形成清洗通道，从而在无需人工装拆管路的情况下完成隧道浇筑，以及管路的清洗。

【技术实现步骤摘要】
衬砌台车的自动浇筑系统及浇筑方法
本专利技术涉及衬砌台车设备
，尤其涉及一种衬砌台车的自动浇筑系统及浇筑方法。
技术介绍
现有衬砌台车在浇筑混凝土时，普遍采用溜槽式的浇筑方式，该方式结构笨重，占用空间，需要施工人员频繁接拆溜槽、泵管，调整软管入窗，致使工人的劳动强度大，工作效率低。浇筑混凝土后，需要对分溜槽进行清洗，由此造成的污水随意排放，污染施工坏境。更为严重的是此种浇筑方式极易产生混凝土离析、浇筑不均匀、蜂窝、麻面等质量问题，甚至有可能需要返工处理，严重影响衬砌台车的施工效率和施工质量。中国专利申请CN201810016553.4公开了一种隧道衬砌台车自动对接分流管道装置及对接方法，通过在衬砌台车下方设置地面混凝土输送泵和智能混凝土浇筑控制系统，并在衬砌台车上方设置移动小车和多组浇筑管道对接口，移动小车上安装混凝土输送机构和与混凝土输送机构连通的翻转对接管道装置，多组浇筑管道对接口连接通向不同位置的分流管道，通过控制系统控制翻转对接管道装置进行翻转和伸缩管进行伸缩，使翻转装置对应待浇筑位置且其伸缩管道进入不同的浇筑管道对接口中，地面混凝土输送泵经由压力输送管道-混凝土输送机构-翻转对接管道-浇筑管道对接口-分流管道，到达待浇筑位置，以完成不同位置的混凝土浇筑。该装置每个窗口设置了浇筑管道，管路复杂，占用空间大，清理维护不方便；且浇筑每个窗口都需要对接一次，对对接口密封要求较高，而且对接次数多，会增加混凝土的遗落，增加了对机身的污染。另外翻转对接管道装置功能单一，限制了该装置的推广应用。>
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、无需人工拆装管路即可自动完成隧道二次衬砌浇筑和管路清洗的自动浇筑系统及浇筑方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种衬砌台车的自动浇筑系统，以衬砌台车的高度方向为Z轴、以衬砌台车的前后方向为X轴设定直角坐标系，所述自动浇筑系统包括沿X方向布置的第一滑轨，以及滑设于所述第一滑轨上的安装架；所述自动浇筑系统还包括设于安装架上的浇筑口机构、第一输送管和折叠臂总成，所述折叠臂总成位于所述浇筑口机构的下方，所述折叠臂总成上设有第二输送管，所述折叠臂总成可绕Z轴旋转且可沿X轴方向移动，所述浇筑口机构可绕X轴旋转；所述浇筑口机构包括浇筑管和清洗管，所述浇筑管和清洗管相对设置且通过连接件相连；所述浇筑管的两端开口，所述浇筑管的一端为浇筑口，所述浇筑管的另一端为进料口；所述清洗管至少一端开口，所述清洗管上设有清洗介质入口和与清洗介质入口连通的清洗介质出口，所述清洗管的开口端为清洗介质出口；所述浇筑口和清洗介质出口均位于连接件的同一侧；所述第一输送管与所述浇筑管的进料口连通；所述第二输送管具有侧模浇筑状态和第一清洗状态；所述侧模浇筑状态为所述第二输送管与所述浇筑管的浇筑口连通的状态，所述第一清洗状态为所述第二输送管与所述清洗管的清洗介质出口连通的状态；所述浇筑口机构具有浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置，所述浇筑口机构绕X轴旋转过程中可实现所述浇筑口机构在浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置之间的切换；当所述浇筑口机构位于浇筑口朝下位置时，所述折叠臂总成沿X轴方向移动过程中可实现第一清洗状态和侧模浇筑状态之间的切换；当所述浇筑口机构位于浇筑口朝上位置时，所述浇筑口机构具有顶模浇筑状态和第二清洗状态，所述顶模浇筑状态为所述浇筑口与顶模浇筑窗口对应的状态，所述第二清洗状态为所述浇筑口和清洗介质出口分别与顶模板上的U型管的两端连通的状态，所述安装架沿所述第一滑轨移动过程中可实现顶模浇筑状态和第二清洗状态的切换。藉由上述结构，可在不需要人工协助的情况下完成隧道二次衬砌的浇筑，以及混凝土输送管和浇筑管的清洗，具体过程为：当第二输送管切换至侧模浇筑状态时，第一输送管、浇筑管和第二输送管形成侧模浇筑通道，通过折叠臂总成的折叠或展开，将混凝土输送至侧模各位置的浇筑窗口，从而可完成对其中一个侧模的浇筑；通过折叠臂总成绕Z轴旋转至另一侧模，即可完成另一个侧模的浇筑。当浇筑口机构切换至顶模浇筑状态时，第一输送管和浇筑管形成顶模浇筑通道，将混凝输送至顶模浇筑窗口，从而可完成对顶模的浇筑；当第二输送管切换至第一清洗状态时，清洗管和第二输送管连通形成的第二输送管清洗通道，清洗介质以一定流速流经该通道后，即可完成对第二输送管的清洗；当浇筑口机构切换至第二清洗状态时，清洗管、U型管、浇筑管和第一输送管形成清洗通道，清洗介质以一定流速流经该通道后，即可完成对浇筑管和第一输送管的清洗。上述整个施工过程中不需要人工到台车上装拆管路，降低劳动强度，提高施工效率，提高施工质量，提高衬砌台车的自动化水平。作为上述技术方案的进一步改进：所述第一滑轨上安装有用于驱动所述安装架沿X轴方向滑移的链轮驱动机构。也可以采用齿轮齿条传动等其他方式实现安装架沿第一轨道的滑移。为实现折叠臂总成相对安装架的直线运动，所述安装架的下端安装有沿X轴方向布置的第二滑轨，所述折叠臂总成滑设于所述第二滑轨上，所述安装架和所述折叠臂总成之间还连接有用于驱动所述折叠臂总成沿X轴方向滑移的第一伸缩油缸。为实现折叠臂总成相对安装架的回转运动，以实现左右侧模的顺利浇筑，所述折叠臂总成通过第一回转机构安装于所述第二滑轨上，所述第一回转机构用于驱动所述折叠臂总成绕Z轴旋转。为实现浇筑口机构的上下翻转运动，所述浇筑口机构通过第二回转机构安装于所述安装架上，所述第二回转机构用于驱动所述浇筑口机构绕X轴旋转。所述第二回转机构上设有弯管，所述弯管包括水平段和折弯段，所述水平段沿X轴方向布置并与第一输送管连通，所述折弯段滑设于所述浇筑管中。为保证浇筑口或清洗介质出口与各管道的密封对接，所述安装架和连接件之间连接有用于驱动所述浇筑口机构相对所述折弯段滑移的第二伸缩油缸。为实现整个侧模的顺利浇筑，所述折叠臂总成还包括用于驱动所述第二输送管折叠或展开的折叠臂驱动机构，通过折叠臂总成的折叠或展开，可将混凝土输送至侧模各位置的浇筑窗口。使整个浇筑系统的结构得以大大简化。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的衬砌台车的自动浇筑系统的浇筑方法，包括以下步骤：S1：所述第二输送管切换至侧模浇筑状态，混凝土依次经由第一输送管、浇筑管和第二输送管到达侧模浇筑窗口，完成对侧模的浇筑；S2：所述浇筑口机构切换至顶模浇筑状态，混凝土依次经由第一输送管和浇筑管到达顶模浇筑窗口，完成对顶模的浇筑；S3：所述第二输送管切换至第一清洗状态，清洗介质流经清洗管和第二输送管连通形成的通道，完成对第二输送管的清洗；S4：所述浇筑口机构切换至第二清洗状态，清洗介质流经清洗管、U型管、浇筑管和第一输送管依次连通形成的通道，完成对浇筑管和第一输送管的清洗。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的隧道衬砌台车自动浇筑系统，能实现全自动定位窗口，自动浇筑混凝土，自动清洗管路，整个施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衬砌台车的自动浇筑系统，以衬砌台车的高度方向为Z轴、以衬砌台车的前后方向为X轴设定直角坐标系，所述自动浇筑系统包括沿X方向布置的第一滑轨（2），以及滑设于所述第一滑轨（2）上的安装架（3）；其特征在于，所述自动浇筑系统还包括设于安装架（3）上的浇筑口机构（1）、第一输送管（4）和折叠臂总成（5），所述折叠臂总成（5）位于所述浇筑口机构（1）的下方，所述折叠臂总成（5）上设有第二输送管（51），所述折叠臂总成（5）可绕Z轴旋转且可沿X轴方向移动，所述浇筑口机构（1）可绕X轴旋转；/n所述浇筑口机构（1）包括浇筑管（11）和清洗管（12），所述浇筑管（11）和清洗管（12）相对设置且通过连接件（13）相连；所述浇筑管（11）的两端开口，所述浇筑管（11）的一端为浇筑口（111），所述浇筑管（11）的另一端为进料口（112）；所述清洗管（12）至少一端开口，所述清洗管（12）上设有清洗介质入口（121）和与清洗介质入口（121）连通的清洗介质出口（122），所述清洗管（12）的开口端为清洗介质出口（122）；所述浇筑口（111）和清洗介质出口（122）均位于连接件（13）的同一侧；/n所述第一输送管（4）与所述浇筑管（11）的进料口（112）连通；/n所述第二输送管（51）具有侧模浇筑状态和第一清洗状态；所述侧模浇筑状态为所述第二输送管（51）与所述浇筑管（11）的浇筑口（111）连通的状态，所述第一清洗状态为所述第二输送管（51）与所述清洗管（12）的清洗介质出口（122）连通的状态；/n所述浇筑口机构（1）具有浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置，所述浇筑口机构（1）绕X轴旋转过程中可实现所述浇筑口机构（1）在浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置之间的切换；/n当所述浇筑口机构（1）位于浇筑口朝下位置时，所述折叠臂总成（5）沿X轴方向移动过程中可实现第一清洗状态和侧模浇筑状态之间的切换；/n当所述浇筑口机构（1）位于浇筑口朝上位置时，所述浇筑口机构（1）具有顶模浇筑状态和第二清洗状态，所述顶模浇筑状态为所述浇筑口（111）与顶模浇筑窗口对应的状态，所述第二清洗状态为所述浇筑口（111）和清洗介质出口（122）分别与顶模板上的U型管（6）的两端连通的状态，所述安装架（3）沿所述第一滑轨（2）移动过程中可实现顶模浇筑状态和第二清洗状态的切换。/n...

【技术特征摘要】
1.一种衬砌台车的自动浇筑系统，以衬砌台车的高度方向为Z轴、以衬砌台车的前后方向为X轴设定直角坐标系，所述自动浇筑系统包括沿X方向布置的第一滑轨（2），以及滑设于所述第一滑轨（2）上的安装架（3）；其特征在于，所述自动浇筑系统还包括设于安装架（3）上的浇筑口机构（1）、第一输送管（4）和折叠臂总成（5），所述折叠臂总成（5）位于所述浇筑口机构（1）的下方，所述折叠臂总成（5）上设有第二输送管（51），所述折叠臂总成（5）可绕Z轴旋转且可沿X轴方向移动，所述浇筑口机构（1）可绕X轴旋转；
所述浇筑口机构（1）包括浇筑管（11）和清洗管（12），所述浇筑管（11）和清洗管（12）相对设置且通过连接件（13）相连；所述浇筑管（11）的两端开口，所述浇筑管（11）的一端为浇筑口（111），所述浇筑管（11）的另一端为进料口（112）；所述清洗管（12）至少一端开口，所述清洗管（12）上设有清洗介质入口（121）和与清洗介质入口（121）连通的清洗介质出口（122），所述清洗管（12）的开口端为清洗介质出口（122）；所述浇筑口（111）和清洗介质出口（122）均位于连接件（13）的同一侧；
所述第一输送管（4）与所述浇筑管（11）的进料口（112）连通；
所述第二输送管（51）具有侧模浇筑状态和第一清洗状态；所述侧模浇筑状态为所述第二输送管（51）与所述浇筑管（11）的浇筑口（111）连通的状态，所述第一清洗状态为所述第二输送管（51）与所述清洗管（12）的清洗介质出口（122）连通的状态；
所述浇筑口机构（1）具有浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置，所述浇筑口机构（1）绕X轴旋转过程中可实现所述浇筑口机构（1）在浇筑口朝上位置和浇筑口朝下位置之间的切换；
当所述浇筑口机构（1）位于浇筑口朝下位置时，所述折叠臂总成（5）沿X轴方向移动过程中可实现第一清洗状态和侧模浇筑状态之间的切换；
当所述浇筑口机构（1）位于浇筑口朝上位置时，所述浇筑口机构（1）具有顶模浇筑状态和第二清洗状态，所述顶模浇筑状态为所述浇筑口（111）与顶模浇筑窗口对应的状态，所述第二清洗状态为所述浇筑口（111）和清洗介质出口（122）分别与顶模板上的U型管（6）的两端连通的状态，所述安装架（3）沿所述第一滑轨（2）移动过程中可实现顶模浇筑状态和第二清洗状态的切换。


2.根据权利要求1所述的衬砌台车的自动浇筑系统，其特征在于，所述第一滑轨（2）上安装有用于驱动所述安装架（3）沿X轴方向滑移的链轮驱动机构。

【专利技术属性】
技术研发人员：何清华，贺显林，单葆岩，郭朋超，田德俊，李光明，宋方方，李武俊，吕富兴，
申请(专利权)人：山河智能装备股份有限公司，中铁二十局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43