混凝土泵系统和方法技术方案

公开了一种混凝土泵系统/方法，其被构造以提供大致恒定的混凝土或水泥材料流。所述系统集成了梯形切割圈和双孔板，并结合相对于液压泵缸柱塞和输出喷出端口的高处的过渡接口，以确保禁止加压排放混凝土材料松弛或回流到材料源料斗中。梯形切割圈被构造为：当其在循环改变过程中在液压泵输入端口之间平滑过渡时完全密封隔离梯形双孔端口，从而形成更均匀的混凝土输出流，同时消除了料斗回流和液压流体冲击。控制系统被构造为：协调液压泵缸柱塞和切割圈的操作，以确保输出喷出端口压力和材料流在泵送循环的所有部分中保持在相对恒定的水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用美国专利技术专利申请：此申请要求权益并通过引用包括美国专利技术专利申请“混凝土泵系统和方法”(专利技术人为Francis Wayne Priddy，于2014年1月15日提交到美国专利商标局，序列号为14/155,812，单据AZPRI.0101)。美国专利技术专利申请：此申请要求权益并通过引用包括美国专利技术专利申请“混凝土泵系统和方法”(专利技术人为Francis Wayne Priddy，于2014年1月23日提交到美国专利商标局，序列号为14/339,189，单据AZPRI.0102)。美国临时专利申请：此申请要求权益并通过引用包括美国临时专利申请“混凝土泵系统和方法”(专利技术人为Francis Wayne Priddy，于2014年1月31日提交到美国专利商标局(USPTO)，序列号为61/933,929，单据AZPRI.0102P)。著作权的部分放弃此专利申请中的所有材料根据美国或其他国家的著作权法受到著作权保护。从本申请的第一个有效提交日起，此材料作为未公开材料受到保护。不过，在此授权允许拷贝此材料，具体程度如下：著作权拥有者不反对任何人对专利文件或专利公开的誊写/传真复制，如其在美国专利商标局的专利文献或记录中所示，但在其它方面则均保留所有的著作权。关于联邦资助研究或开发项目的声明：无。对微缩胶片附录的引用：无。
本专利技术通常涉及用于泵送混凝土和/或水泥的系统和方法。特别而言，本专利技术在许多优选实施例中具有针对必须以均匀流速泵送混凝土/水泥的情形的应用。
技术介绍
背景(0100)－(0400)传统的混凝土泵典型地按照图1(0100)－图4(0400)中所示的功能结构而构造。如图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经由喷出端口0102至建筑施工部位(construction jobsite)以传输到混凝土结构(form)或其他安全壳结构(containment structure)。液压泵0103、0104使用液压泵柱塞0105、0106交替地被填充以来自料斗0101的材料，这些相同的液压泵柱塞0105、0106启动将材料推入到喷出端口0102中至施工部位。喷出端口0102利用驱动轴0107而在每个液压泵缸0103、0104和与其对应的液压泵柱塞0105、0106之间进行关节式连接(articulate)，其中，驱动轴0107联接到定位机构0108，定位机构0108利用液压定位驱动器0109、0110而旋转。驱动液压泵柱塞0105、0106和液压定位驱动器0109、0110的液压力协调，使得料斗中的材料当缸输入端口向材料料斗0101开放时注入到加载泵缸0103、0104中并当其他液压泵柱塞0105、0106启动时传送到喷出端口0102。所述循环在注入到一个泵缸端口中和从另一泵缸端口喷出之间交替。如图4(0400)中所示，双孔板0411基于每个液压泵缸的启动状态和对应的液压泵柱塞而与关节式连接的喷出端口0102紧密配合。如图1(0100)－图4(0400)中的示意图所示，双孔板0411和关节式连接的喷出端口0102典型地以两状态的左/右操作模式操作，并被构造为使得：在两个缸端口之间存在中心过渡区域，其中没有从泵缸0103、0104到关节式连接的喷出端口0102的流动。在此过渡区域中，通过关节式连接的喷出端口0102的流将突然停止和开始，且存在向材料料斗0101中的回流，引起在泵缸0103、0104及连接到关节式连接的喷出端口0102的管路/软管内的应力升高。这些升高的应力可导致泵送系统的过度磨损和/或故障，且还可使得难以在终端施工部位处操控混凝土分配软管。虽然一些现有技术构造可利用与关节式连接的喷出端口0102连接的加压气动囊(低压蓄积器)(未示出)调整与这种操作相关的脉冲压力差异，不过这种变通方式在推动均匀材料流通过关节式连接喷出端口0102方面没有完全成功。另外，这种方式未改善与泵缸0103、0104相关联的磨损和应力，泵缸0103、0104在一些情况下包含内活塞弹簧(未示出)或其他改造结构以限制液压驱动器0105、0106上的脉冲压力载荷。本领域技术人员应认识到，驱动轴0107和定位机构0108的关节式连接可使用所示液压驱动器0109、0110实现，或者通过使用广泛多种其他机械机构而实现。在此上下文中例示的液压驱动器0109、0110仅为对材料喷出端口0102的位置进行关节式连接的广泛多种方法中的示例。典型的泵循环(0500)－(1900)为了更好地理解本专利技术的益处，应当详细回顾传统的现有技术的混凝土泵送系统。与现有技术的混凝土泵送循环相关联的典型方法图示在图5(0500)的流程中，例示出各个步骤的辅助图被图示在图6(0600)－图19(1900)中。典型的泵送方法包括以下步骤：(1)如图6(0600)和图7(0700)中所示，在切割板/喷出端口从左液压泵柱塞过渡到右液压泵柱塞的过程中暂停(suspend)泵送操作(0501)；(2)如图8(0800)和图9(0900)中所示，从左液压泵柱塞到右液压泵柱塞重新定位切割板/喷出端口(0502)；(3)如图10(1000)和图12(1200)中所示，结合步骤(4)，通过第一(左)双孔板端口接收来自材料料斗至第一(左)液压泵柱塞中的混凝土(0503)；(4)如图11(1100)和图12(1200)中所示，结合步骤(3)，启动第二液压泵柱塞以将混凝土通过第二双孔板端口喷出并至喷出端口中(0504)；(5)如图13(1300)和图14(1400)中所示，在切割板/喷出端口从右液压泵柱塞过渡到左液压泵柱塞的过程中暂停泵送操作(0505)；(6)如图15(1500)和图16(1600)中所示，从右液压泵柱塞到左液压泵柱塞重新定位切割板/喷出端口(0506)(7)如图17(1700)和图19(1900)中所示，结合步骤(8)，通过第二(右)双孔板端口接收来自材料料斗至第二(右)液压泵柱塞中的混凝土(0507)；(8)如图18(1800)和图19(1900)中所示，结合步骤(7)，启动第一液压泵柱塞以将混凝土通过第一双孔板端口喷出并至喷出端口中(0508)；和(9)行进到步骤(1)以重复泵送循环。如这些步骤和示意图中所示，现有技术的混凝土泵送方法在喷出端口从左液压泵送缸过渡到右液压泵送缸(0501,0600,0700)和从右液压泵送缸过渡到左液压泵送缸(0505,1300,1400)时产生泵送操作暂停。另外，当喷出端口移动到双孔板上方时，可能存在使来自喷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总流速减小的操作区域(详见图6(0600)、图7(0700)、图13(1300)和图14(1400))。典型泵循环流的低效(2000)－(2400)在图6(0600)－图19(1900)中所示的传统泵送循环内，存在多种低效。提供图20(2000)－图24(2400)以例示这些低效，其中仅图示出液压泵柱塞、双孔板和输出喷出端口。通常如图20(2000)和图21(2100)中所示，当喷出端口完全遮盖两个液压泵柱塞泵中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土泵系统，包括：(a)材料料斗(MHOP)；(b)梯形双孔板(TSSP)；(c)液压泵；(d)梯形切割圈(TSCR)；和(e)喷出端口；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，并被构造为将混凝土从所述MHOP经所述FTIP和所述STIP供应到所述液压泵；所述液压泵包括：第一液压泵柱塞(FHPR)和第二液压泵柱塞(SHPR)；所述FHPR被构造为经所述FTIP接收混凝土；所述SHPR被构造为经所述STIP接收混凝土；所述TSCR包括：梯形接纳输出端口(TROP)，其被构造为在遮盖所述FTIP和所述STIP的位置之间交替横越；所述TROP被构造为：在所述的在遮盖所述FTIP和所述STIP的所述位置之间交替横越的过程中完全遮盖所述FTIP和所述STIP；所述TROP被构造为：将混凝土从所述FTIP和所述STIP引导向所述喷出端口；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述FTIP时，将混凝土从所述FHPR喷出到所述TROP中；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述FTIP时，将混凝土从所述MHOP注入到所述SHPR中；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述STIP时，将混凝土从所述SHPR喷出到所述TROP中；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述STIP时，将混凝土从所述MHOP注入到所述FHPR中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 US 14/155,812;2014.01.31 US 61/933,929;1.一种混凝土泵系统，包括：(a)材料料斗(MHOP)；(b)梯形双孔板(TSSP)；(c)液压泵；(d)梯形切割圈(TSCR)；和(e)喷出端口；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，并被构造为将混凝土从所述MHOP经所述FTIP和所述STIP供应到所述液压泵；所述液压泵包括：第一液压泵柱塞(FHPR)和第二液压泵柱塞(SHPR)；所述FHPR被构造为经所述FTIP接收混凝土；所述SHPR被构造为经所述STIP接收混凝土；所述TSCR包括：梯形接纳输出端口(TROP)，其被构造为在遮盖所述FTIP和所述STIP的位置之间交替横越；所述TROP被构造为：在所述的在遮盖所述FTIP和所述STIP的所述位置之间交替横越的过程中完全遮盖所述FTIP和所述STIP；所述TROP被构造为：将混凝土从所述FTIP和所述STIP引导向所述喷出端口；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述FTIP时，将混凝土从所述FHPR喷出到所述TROP中；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述FTIP时，将混凝土从所述MHOP注入到所述SHPR中；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述STIP时，将混凝土从所述SHPR喷出到所述TROP中；所述液压泵被构造为：当所述TROP定位而遮盖所述STIP时，将混凝土从所述MHOP注入到所述FHPR中。2.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，所述TSCR包括：传送腔，其具有从包括以下形状的组中选出的几何形状：(1)四边多边形，其仅有两条边平行；(2)四边多边形，其具有两组平行的边；(3)四边多边形，其中该多边形的相对边上的腿具有相等长度，底角具有相等量度(等腰梯形)；(4)四边多边形，其中该多边形内的两个相邻的角是直角(直梯形或直角梯形)；(5)四边多边形，其具有的每个边与内切圆相切(相切梯形)；(6)四边的平行四边形；和(7)环扇区，其包括环或环圈的一个或多个扇区，近似于等腰梯形。3.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，所述TSSP包括：传送腔，其具有从包括以下形状的组中选出的几何形状：(1)四边多边形，其仅有两条边平行；(2)四边多边形，其具有两组平行的边；(3)四边多边形，其中该多边形的相对边上的腿具有相等长度，底角具有相等量度(等腰梯形)；(4)四边多边形，其中该多边形内的两个相邻的角是直角(直梯形或直角梯形)；(5)四边多边形，其具有的每个边与内切圆相切(相切梯形)；(6)四边的平行四边形；和(7)环扇区，其包括环或环圈的一个或多个扇区，近似于等腰梯形。4.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，材料从所述MHOP使用所述SHPR以所述FHPR的喷出速率的两倍注入。5.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，材料从所述MHOP使用所述FHPR以所述SHPR的喷出速率的两倍注入。6.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，所述FTIP进一步包括：过渡导管，其从柱形的FHPR过渡到所述TSSP中的梯形的空间。7.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，所述STIP进一步包括：过渡导管，其从柱形的SHPR过渡到所述TSSP中的梯形的空间。8.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，所述TSCR进一步包括：梯形密封翼，其被构造为当位于所述FTIP和所述STIP上方时密封所述FTIP和所述STIP。9.如权利要求1所述的混凝土泵系统，其中，所述TSCR包括：环的扇区，其具有的面积三倍于所述FTIP和所述STIP的截面积。10.如权利要求9所述的混凝土泵系统，其中，所述TSCR扇区包括大约90度的扫描角。11.一种混凝土泵方法，所述方法结合一混凝土泵系统使用，所述混凝土泵系统包括：(a)材料料斗(MHOP)；(b)梯形双孔板(TSSP)；(c)液压泵；(d)梯形切割圈(TSCR)；和(e)喷出端口；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，并被构造为将混凝土从所述MHOP经所述FTIP和所述STIP供应到所述液压泵；所述液压泵包括：第一液压泵柱塞(FHPR)和第二液压泵柱塞(SHPR)；所述FHPR被构造为经所述FTIP接收混凝土；所述SHPR被构造为经所述STIP接收混凝土；所述TSCR包括：梯形接纳输出端口(TROP)，其被构造为在遮盖所述FT...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰西斯﹒韦恩﹒普里迪，
申请(专利权)人：弗兰西斯﹒韦恩﹒普里迪，
类型：发明
国别省市：美国;US