Система бетононасоса и способ его использования

Авторы патента:

ПРИДДИ Френсис Уэйн (US)

F04B15/02 - для вязких и неоднородных жидкостей

Владельцы патента RU 2624785:

ПРИДДИ Френсис Уэйн (US)

Изобретение относится к системе бетононасоса и способу ее функционирования для обеспечения постоянного потока бетонного или цементного материала. Система содержит трапециевидные отрезное кольцо и очковую плиту в сочетании с приподнятыми переходными зонами сопряжения с плунжерами цилиндров гидравлического насоса и выпускным каналом для обеспечения того, что нагнетаемый бетонный материал не потеряет давление и не потечет обратно в бункер. Трапециевидное отрезное кольцо предназначено для полного блокирования трапециевидных отверстий очковой плиты при его плавных переходах между впускными отверстиями гидравлического насоса во время изменения циклов, создавая более равномерный выходной поток бетона, исключая обратный поток в бункер и гидравлический удар. Система управления предназначена для координации работы плунжеров цилиндров гидравлического насоса и отрезного кольца для поддержания давления на выходе шибера и поток материала на относительно постоянном уровне на протяжении всех частей цикла нагнетания. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 66 ил.

Ссылка на родственную заявку

Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на выдачу патента США №14/155,812 «CONCRETE PUMP SYSTEM AND METHOD», автор Френсис Уэйн Приди, поданной в Патентное Ведомство США 15 января 2014 года, реестр AZPRI.0101, ссылкой включенной в настоящую заявку.

Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на выдачу патента США №14/339,189, ((CONCRETE PUMP SYSTEM AND METHOD», автор Френсис Уэйн Приди, поданной в Патентное Ведомство США 23 июля 2014 года, реестр AZPRI.0102, ссылкой включенной в настоящую заявку.

Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США №61/933,929 ((CONCRETE PUMP SYSTEM AND METHOD», автор Френсис Уэйн Приди, поданной в Патентное Ведомство США 31 января 2014 года, реестр AZPRI.0102P, ссылкой включенной в настоящую заявку.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к системам и способам подачи бетона и/или цемента. В частности, настоящее изобретение во многих предпочтительных вариантах осуществления применимо к ситуациям, в которых необходима подача бетона/цемента с равномерным расходом.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Уровень техники (0100)-(0400)

Обычные бетононасосы типично исполнены с функциональной конструкцией, показанной на фиг. 1 (0100) - фиг. 4 (0400). Как проиллюстрировано на фиг. 1 (0100), бункер (0101) для материала (БДМ) наполнен бетоном/цементом или другим материалом, который необходимо подать через выпускной канал (0102) на строительную площадку для доставки в опалубку для бетонирования или к другому месту укладки. Цилиндры (0103, 0104) гидравлического насоса попеременно заполняют материалом из бункера (0101) с использованием плунжеров (0105, 0106) гидравлического насоса, и эти же плунжеры (0105, 0106) гидравлического насоса приводят в действие для продавливания материала в выпускной канал (0102) и далее к месту укладки. Выпускной канал (0102) поворачивают между каждым цилиндром (0103, 0104) гидравлического насоса и соответствующим плунжером (0105, 0106) гидравлического цилиндра посредством приводного вала (0107), соединенного с установочным средством (0108), которое поворачивается гидравлическими установочными приводами (0109, 0110). Гидравлическое давление, приводящее плунжеры (0105, 0106) гидравлического насоса и гидравлические установочные привода (0109, 0110), координируют таким образом, что материал в бункере вводится в цилиндр (0103, 0104) загрузочного насоса, когда впускное отверстие цилиндра открыто в бункер (0101) для материала, и выталкивается в выпускной канал (0102) в результате приведения в действие другого плунжера (0105, 0106) гидравлического насоса. Цикл чередуется между введением в отверстие одного цилиндра насоса и выталкиванием из отверстия другого цилиндра насоса. Как показано на фиг. 4 (0400), очковая (шиберная) плита (0411) сопряжена с поворотным выпускным каналом (0102) в зависимости от состояния активации каждого цилиндра гидравлического насоса и соответствующего плунжера гидравлического насоса.

Как показано на схемах, изображенных на фиг. 1 (0100) - фиг. 4 (0400), очковая плита (0411) и поворотный выпускной канал (0102) обычно работают в рабочем режиме с двумя - левым/правым - состояниями и конструктивно исполнены таким образом, что имеется центральная переходная зона между двумя отверстиями для цилиндров, в которой отсутствует поток из цилиндров (0103, 0104) гидравлического насоса в поворотный выпускной канал (0102). В этой переходной зоне поток через поворотный выпускной канал (0102) будет резко прерываться и начинаться с обратным потоком в бункер (0101) для материала, приводя к повышенным напряжениям в цилиндрах (0103, 0104) гидравлического насоса и бетонопроводах/шлангах, подключенных к поворотному выпускному каналу (0102). Эти повышенные напряжения могут вызвать преждевременный износ и/или отказ насосной установки, а также затруднят манипуляции со шлангами, распределяющими бетон, в конечном месте производства работ. Хотя в некоторых известных конструктивных исполнениях для модулирования разностей импульсного давления, связанных с этой работой, может быть использован пневматический балласт под давлением (аккумулятор низкого давления), подключенный к поворотному выпускному каналу (0102) (не показан), этот подход не лишен недостатков при нагнетании равномерного потока через поворотный выпускной канал (0102). Кроме того, этот подход не уменьшает износ и напряжение, связанные цилиндрами (0103, 0104) гидравлического насоса, которые в некоторых случаях могут содержать внутренние пружины поршней (не показаны) или характеризоваться другими модификациями для ограничения нагрузок от импульсного давления на гидравлические приводы (0105, 0106).

Специалисту в данной области техники ясно, что поворот приводного вала (0107) и установочного средства (0108) может осуществляться с использованием показанных гидравлических приводов (0109, 0110) или с использованием различных других механических средств. Иллюстрация гидравлических приводов (0109, 0110) в этом контексте является лишь примером самых разных способов поворота положения выпускного канала (0102) для материала.

Типичный цикл насоса (0500)-(1900)

Для лучшего понимания преимуществ настоящего изобретения приводится детальный обзор обычных известных систем подачи бетона. Один типичный способ, связанный с известным циклом подачи бетона, показан на блок-схеме, изображенной на фиг. 5 (0500), при этом вспомогательные иллюстрации различных стадий представлены на фиг. 6 (0600) - фиг. 19 (1900). Типичный способ подачи предусматривает следующие стадии:

(1) как показано на фиг. 6 (0600) и фиг. 7 (0700), приостановка операций подачи при переходе отрезной плиты/выпускного канала с левого плунжера гидравлического насоса на правый плунжер гидравлического насоса (см. позицию 0501);

(2) как показано на фиг. 8 (0800) и фиг. 9 (0900), перестановка отрезной плиты/выпускного канала с левого плунжера гидравлического насоса на правый плунжер гидравлического насоса (см. позицию 0502);

(3) как показано на фиг. 10 (1000) и фиг. 12 (1200), прием бетона из бункера для материала в первый (левый) цилиндр гидравлического насоса через первое (левое) отверстие очковой плиты вместе со стадией (4) (см. позицию 0503);

(4) как показано на фиг. 11 (1100) и фиг. 12 (1200), приведение в действие второго плунжера гидравлического насоса для выталкивания бетона через второе отверстие очковой плиты и в выпускной канал вместе со стадией (3) (см. позицию 0504);

(5) как показано на фиг. 13 (1300) и фиг. 14 (1400), приостановка операций подачи при переходе отрезной плиты/выпускного канала с правого плунжера гидравлического насоса на левый плунжер гидравлического насоса (см. позицию 0505);

(6) как показано на фиг. 15 (1500) и фиг. 16 (1600), перестановка отрезной плиты/выпускного канала с правого плунжера гидравлического насоса на левый плунжер гидравлического насоса (см. позицию 0506);

(7) как показано на фиг. 17 (1700) и фиг. 19 (1900), прием бетона из бункера для материала во второй (правый) цилиндр гидравлического насоса через второе (правое) отверстие очковой плиты вместе со стадией (8) (см. позицию 0507);

(8) как показано на фиг. 18 (1800) и фиг. 19 (1900), приведение в действие первого плунжера гидравлического насоса для выталкивания бетона через первое отверстие очковой плиты и в выпускной канал вместе со стадией (7) (см. позицию 0508); и

(9) переход к стадии (1) для повторения цикла подачи.

Как показано на иллюстративных схемах, известный способ подачи бетона бетононасосом предусматривает приостановку операции подачи при переходе выпускного канала с левого цилиндра гидравлического насоса на правый цилиндр гидравлического насоса (см. позицию 0501, 0600, 0700) и с правого цилиндра гидравлического насоса на левый цилиндр гидравлического насоса (см. позицию 0505, 1300, 1400). Кроме того, при перемещении выпускного канала по очковой плите возможны зоны работы, в которых материал из выпускного канала может течь обратно в бункер для материала (см. позицию 0600 на фиг. 6, позицию 0700 на фиг. 7, позицию 1300 на фиг. 13 и позицию 1400 на фиг. 14), тем самым уменьшая общий расход бетона, подаваемого к месту укладки.

Недостатки потока типичного цикла насоса (2000)-(2400)

Традиционному циклу подачи бетононасосом, показанному на фиг. 6 (0600) - фиг. 19 (1900), присущ ряд недостатков. На фиг. 20 (2000) - фиг. 24 (2400) приведены иллюстрации этих недостатков и показаны лишь плунжеры гидравлического насоса, очковая плита и выпускной канал. Как показано, в общем, на фиг. 20 (2000) и фиг. 21 (2100), когда выпускной канал полностью покрывает один из двух плунжеров гидравлического насоса, материал может выталкиваться из правого цилиндра гидравлического насоса в выпускной канал и вводиться из бункера для материала в левый цилиндр гидравлического насоса. В этом состоянии выпускной канал (и соответствующие трубы к месту укладки) полностью уплотнен для операции подачи.

Однако, как показано, в общем, на фиг. 22 (2200) и фиг. 23 (2300), когда выпускной канал частично покрывает один из двух плунжеров гидравлического насоса, материал может вытекать обратно из выпускного канала в бункер для материала, поскольку система больше не блокирована полностью правым плунжером гидравлического насоса. Это типично приводит к снижению давления нагнетания и общему уменьшению количества материала, перемещаемого операцией подачи бетононасосом.

Наконец, как показано, в общем, на фиг. 24 (2400), когда выпускной канал переходит между правым и левым плунжерами гидравлического насоса, существует «мертвая зона», в которой операции подачи бетононасосом по существу приостанавливаются, поскольку ни один плунжер гидравлического насоса не имеет доступа к выпускному каналу. Указанная переходная зона приводит к импульсному снижению производительности насоса, что создает напряжение на выпускном канале и плунжерах гидравлического насоса. Снижение производительности насоса в этот переходной период является нежелательным артефактом архитектуры известного из уровня техники насоса.

Недостатки известного уровня техники

Известному уровню техники, подробно описанному выше, присуще следующие недостатки:

- Известные системы бетононасосов и способы их функционирования не поддерживают постоянный поток материала через выпускной канал.

- Известные системы бетононасосов и способы их функционирования из-за присущего им неравномерного потока материала могут вызвать трудности при укладке бетона в месте укладки из-за импульсного характера потока материала из бетоноводов в месте укладки.

- Известным системам бетононасосов и способам их функционирования присуща одна или несколько частей цикла подачи, в которую или которые через выпускной канал не нагнетают материал.

- Известные системы бетононасосов и способы их функционирования могут позволять материалу протекать обратно из выпускного канала в бункер для материала в течение одной или нескольких частей цикла подачи.

- Известные системы бетононасосов и способы их функционирования обычно имеют пики гидравлического давления во время перехода выпускного канала через центральную область, что приводит к значительному износу и напряжению на гидравлическом насосе.

- Известные системы бетононасосов и способы их функционирования обычно требуют наличия аккумулятора или другого устройства, подключенного к выходному каналу, для модуляции пиков давления выходного потока материала.

Хотя некоторые известные технические решения могут предлагать некоторые решения ряда этих проблем, основная проблема - подача бетона с равномерной скоростью доставки - в известном уровне техники не решена.

Цели настоящего изобретения

Соответственно, целями настоящего изобретения являются (среди прочих) устранение недостатков известного уровня техники и достижение следующих целей в контексте системы бетононасоса и способа его функционирования:

(1) создание системы бетононасоса и способа ее функционирования, обеспечивающих равномерную скорость доставки материала;

(2) создание системы бетононасоса и способа ее функционирования, обеспечивающих повышенную скорость доставки материала по сравнению с известным уровнем техники;

(3) создание системы бетононасоса и способа ее функционирования, минимизирующих или полностью исключающих поток материала из выпускного канала обратно в бункер для материала;

(4) создание системы бетононасоса и способа ее функционирования, которые легко внедрить в существующие системы бетононасосов;

(5) создание системы бетононасоса и способа ее функционирования, не требующих аккумулятора или других устройств для модуляции импульсного потока материала;

(6) создание системы бетононасоса и способа ее функционирования, облегчающих укладку материала в месте укладки за счет обеспечения равномерного потока доставки через выпускной канал.

Эти цели не следует понимать как ограничивающие объем настоящего изобретения, и, в целом, эти цели достигаются частично или полностью раскрытым изобретением, описанным в последующих разделах. Специалист в данной области техники, несомненно, сможет выбрать аспекты настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, для достижения любого сочетания описанных выше целей.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

В настоящем изобретении, воплощенном в системе и способе, используются трапециевидная очковая плита и соответствующее отрезное кольцо в сочетании с координацией работы плунжеров гидравлического насоса для обеспечения следующего:

- путь потока от каждого плунжера гидравлического насоса никогда не преграждается при передаче материала в выпускной канал;

- каждый плунжер гидравлического насоса принудительно блокирован в конце цикла подачи для предотвращения вытекания материала из выпускного канала назад в бункер для материала.

Трапециевидная очковая плита сопряжена с соответствующим трапециевидным отрезным кольцом, которое может факультативно оснащаться уплотняющими лепестками, которые обеспечивают минимизацию или полное исключение обратного потока из выпускного канала.

Система/способ, описанные в настоящем документе, могут быть применены в обычных системах подачи бетона бетононасосами, в которых два плунжера гидравлического насоса используют в биполярном режиме работы, в котором первый плунжер гидравлического насоса вводит материал из бункера для материала, а второй плунжер гидравлического насоса выталкивает материал в выпускной канал для доставки к месту укладки. В этом конструктивном исполнении выпускной канал и связанная с ним отрезная плита поворачиваются между первым и вторым плунжерами гидравлического насоса. Однако в соответствии с настоящим изобретением предполагается также, что выпускной канал и отрезное кольцо могут быть конструктивно исполнены для работы с множеством плунжеров гидравлического насоса для введения/выталкивания и, таким образом, позволяют осуществлять «групповую» подачу в узел общего выпускного канала, поворачивающийся между впускными отверстиями плунжеров гидравлического насоса. Это конструктивное исполнение может обеспечить более высокие общие скорости подачи по сравнению с существующими бетононасосами известного уровня техники.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания преимуществ, обеспечиваемых настоящим изобретением, необходимо обратиться к последующему подробному описанию со ссылками на прилагаемые фигуры, где:

на фиг. 1 представлен вид спереди в перспективном изображении бетононасоса известного уровня техники;

на фиг. 2 представлен подробный вид спереди в перспективном изображении бетононасоса известного уровня техники;

на фиг. 3 представлен вид сзади в перспективном изображении бетононасоса известного уровня техники;

на фиг. 4 представлен подробный вид сзади в перспективном изображении бетононасоса известного уровня техники;

на фиг. 5 представлен типичный способ подачи бетона бетононасосом известного уровня техники, более подробно показанный на фиг. 6 - фиг. 19;

на фиг. 6 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при переходе между циклом введения в левый цилиндр гидравлического насоса и циклом выталкивания из правого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 7 представлен вид сзади в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при переходе между циклом введения в левый цилиндр гидравлического насоса и циклом выталкивания из правого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 8 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники в положении для введения материала в левый цилиндр гидравлического насоса и выталкивания материала из правого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 9 представлен вид сзади в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники в положении для введения материала в левый цилиндр гидравлического насоса и выталкивания материала из правого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 10 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при введении материала в левый цилиндр гидравлического насоса;

на фиг. 11 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при выталкивании материала из правого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 12 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при полном введении материала в левый цилиндр гидравлического насоса и полном выталкивании материала из правого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 13 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при переходе между циклом введения в правый цилиндр гидравлического насоса и циклом выталкивания из левого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 14 представлен вид сзади в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при переходе между циклом введения в правый цилиндр гидравлического насоса и циклом выталкивания из левого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 15 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники в положении для введения материала в правый цилиндр гидравлического насоса и выталкивания материала из левого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 16 представлен вид сзади в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники в положении для введения материала в правый цилиндр гидравлического насоса и выталкивания материала из левого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 17 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при введении материала в правый цилиндр гидравлического насоса;

на фиг. 18 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при выталкивании материала из левого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 19 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники при полном введении материала в правый цилиндр гидравлического насоса и полном выталкивании материала из левого цилиндра гидравлического насоса;

на фиг. 20 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники, на котором показаны левый и правый плунжеры гидравлического насоса и выпускной канал в положении, в котором он полностью покрывает правую часть очковой плиты и соответствующий плунжер гидравлического насоса;

на фиг. 21 представлен вид сзади в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники, на котором показаны левый и правый плунжеры гидравлического насоса и выпускной канал в положении, в котором он полностью покрывает правую часть очковой плиты и соответствующий плунжер гидравлического насоса;

на фиг. 22 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники, на котором показаны левый и правый плунжеры гидравлического насоса и выпускной канал в положении, в котором он частично покрывает правую часть очковой плиты и соответствующий плунжер гидравлического насоса;

на фиг. 23 представлен вид сзади в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники, на котором показаны левый и правый плунжеры гидравлического насоса и выпускной канал в положении, в котором он частично покрывает правую часть очковой плиты и соответствующий плунжер гидравлического насоса;

на фиг. 24 представлен вид спереди в перспективном изображении с частичным разрезом бетононасоса известного уровня техники, на котором показаны левый и правый плунжеры гидравлического насоса и выпускной канал в положении в центре очковой плиты и между соответствующими левым и правым плунжерами гидравлического насоса;

на фиг. 25 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются секционная очковая плита круглой кольцевой формы и соответствующий выпускной канал/отрезная плита;

на фиг. 26 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются секционная очковая плита круглой кольцевой формы и соответствующий выпускной канал/отрезная плита;

на фиг. 27 представлен подробный вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются секционная очковая плита круглой кольцевой формы и соответствующий выпускной канал/отрезная плита с переходными входами плунжеров гидравлического насоса в разрезе;

на фиг. 28 представлен подробный вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются секционная очковая плита круглой кольцевой формы и соответствующий выпускной канал/отрезная плита с переходными входами плунжеров гидравлического насоса в разрезе;

на фиг. 29 представлен подробный вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются секционная очковая плита круглой кольцевой формы и соответствующий выпускной канал/отрезная плита, детализирующий переходные отверстия в очковой плите;

на фиг. 30 представлен подробный вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются секционная очковая плита круглой кольцевой формы и соответствующий выпускной канал/отрезная плита, детализирующий переходные отверстия в очковой плите;

на фиг. 31 представлен подробный вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, детализирующий конструкцию выпускного канала и отрезной плиты;

на фиг. 32 представлен подробный вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, детализирующий конструкцию выпускного канала и отрезной плиты;

на фиг. 33 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита и соответствующий выпускной канал/отрезная плита;

на фиг. 34 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита и соответствующий выпускной канал/отрезная плита;

на фиг. 35 представлен подробный вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита и соответствующий выпускной канал/отрезная плита с переходными входами плунжеров гидравлического насоса в разрезе;

на фиг. 36 представлен подробный вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита и соответствующий выпускной канал/отрезная плита с переходными входами плунжеров гидравлического насоса в разрезе;

на фиг. 37 представлен подробный вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита и соответствующий выпускной канал/отрезная плита, детализирующий переходные отверстия в очковой плите;

на фиг. 38 представлен подробный вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита и соответствующий выпускной канал/отрезная плита, детализирующий переходные отверстия в очковой плите;

на фиг. 39 представлен подробный вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита, детализирующий конструкцию выпускного канала и отрезной плиты;

на фиг. 40 представлен подробный вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используются трапециевидная очковая плита и соответствующий выпускной канал/отрезная плита, детализирующий конструкцию выпускного канала и отрезной плиты;

на фиг. 41 представлена блок-схема, на которой приведен один иллюстративный вариант осуществления предлагаемого способа, более подробно показанный на фиг. 44 - фиг. 61;

на фиг. 42 представлена блок-схема, на которой приведен один иллюстративный вариант осуществления предлагаемого способа, более подробно показанный на фиг. 44 - фиг. 61;

на фиг. 43 представлена блок-схема, на которой приведен один иллюстративный вариант осуществления предлагаемого способа, более подробно показанный на фиг. 44 - фиг. 61;

на фиг. 44 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом по центру и обоими плунжерами, выполняющими выталкивание;

на фиг. 45 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом по центру и обоими плунжерами, выполняющими выталкивание;

на фиг. 46 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига влево, при этом левый плунжер выполняет выталкивание, а правый плунжер остановлен;

на фиг. 47 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига влево, при этом левый плунжер выполняет выталкивание, а правый плунжер остановлен;

на фиг. 48 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, сдвинутым влево, при этом левый плунжер осуществляет выталкивание, а правый плунжер осуществляет ввод;

на фиг. 49 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, сдвинутым влево, при этом левый плунжер осуществляет выталкивание, а правый плунжер осуществляет ввод;

на фиг. 50 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, сдвинутым влево, при этом левый плунжер осуществляет выталкивание, а правый плунжер осуществляет ввод;

на фиг. 51 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, сдвинутым влево, при этом левый плунжер осуществляет выталкивание, а правый плунжер осуществляет ввод;

на фиг. 52 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига к центру, при этом левый плунжер осуществляет выталкивание, а правый плунжер остановлен;

на фиг. 53 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига к центру, при этом левый плунжер осуществляет выталкивание, а правый плунжер остановлен;

на фиг. 54 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом по центру, при этом левый и правый плунжеры осуществляют выталкивание;

на фиг. 55 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом по центру, при этом левый и правый плунжеры осуществляют выталкивание;

на фиг. 56 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига вправо, при этом левый плунжер остановлен, а правый плунжер осуществляет выталкивание;

на фиг. 57 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига вправо, при этом левый плунжер остановлен, а правый плунжер осуществляет выталкивание;

на фиг. 58 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, сдвинутым вправо, при этом левый плунжер осуществляет ввод, а правый плунжер осуществляет выталкивание;

на фиг. 59 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, сдвинутым вправо, при этом левый плунжер осуществляет ввод, а правый плунжер осуществляет выталкивание;

на фиг. 60 представлен вид спереди в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига к центру, при этом левый плунжер остановлен, а правый плунжер осуществляет выталкивание;

на фиг. 61 представлен вид сзади в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется секционная очковая плита круглой кольцевой формы, с выпускным каналом, расположенным на полпути сдвига к центру, при этом левый плунжер остановлен, а правый плунжер осуществляет выталкивание;

на фиг. 62 представлен разрез в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, содержащего приводимую валом систему нагнетания;

на фиг. 63 представлен подробный разрез в перспективном изображении одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, содержащего приводимую валом систему нагнетания;

на фиг. 64 представлена гидравлическая схема одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется работа плунжера насоса с кулачковым приводом с шаровыми клапанами;

на фиг. 65 представлена гидравлическая схема типичной системы двухцилиндрового бетононасоса известного уровня техники; и

на фиг. 66 представлена гидравлическая схема одного предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, в котором используется выпускной канал с трапециевидной очковой плитой, причем согласно некоторым вариантам осуществления вместо этого могут быть использованы шаровые клапаны.

Подробное раскрытие предпочтительных на данный момент иллюстративных вариантов осуществления

Хотя настоящее изобретение может быть осуществлено во многих разных формах, один предпочтительный вариант изобретения будет подробно описан в настоящем документе со ссылками на фигуры, при этом следует понимать, что настоящее раскрытие должно рассматриваться в качестве пояснения принципов изобретения на примере и не предназначено для ограничения широкого аспекта изобретения проиллюстрированным вариантом осуществления.

Многочисленные инновационные идеи, раскрытые в настоящем документе, будут описаны с конкретными ссылками на предпочтительный на данный момент вариант осуществления, в котором эти инновационные идеи с выгодой применены к конкретным проблемам системы бетононасоса и способа ее функционирования. Следует, однако, понимать, что этот вариант осуществления является лишь одним примером многих преимущественных применений инновационных идей, изложенных в настоящем документе. Как правило, утверждения, приведенные в описании в настоящем заявке, не обязательно ограничивают какое-либо из различных заявленных изобретений. Более того, некоторые утверждения могут быть применены к только некоторым признакам изобретения, но не ко всем.

Не ограничительное толкование термина «трапеция»

В описании настоящего изобретения приводятся общие ссылки на конструкцию частей как имеющих форму «трапеции» или являющихся «трапециевидными» по форме. Однако эта терминология может иметь самые разные определения в областях математики и, соответственно, должна широко истолковываться с включением любого из следующего:

- четырехсторонние многоугольники, две стороны которых параллельны друг другу;

- четырехсторонние многоугольники, имеющие две пары сторон, являющихся параллельными;

- четырехсторонние многоугольники, в которых противоположные боковые стороны имеют одинаковую длину, а углы у основания имеют одинаковый размер (равнобедренная трапеция);

- четырехсторонние многоугольники, у которых два смежных угла внутри многоугольника являются прямыми углами (прямоугольная трапеция);

- четырехсторонние многоугольники, имеющие вписанную окружность (трапеция, каждая сторона которой соприкасается в одной точке с вписанной окружностью);

- четырехсторонние параллелограммы (включая ромбы, прямоугольники и квадраты); и

- кольцевые секторы, включающие один или несколько секторов кругового кольца, аппроксимирующих равнобедренную трапецию.

Специалисту в данной области техники, станет ясно, что в предлагаемой конструкции могут быть использованы самые разные геометрические формы (некоторые из которых по форме могут быть не многосторонними) для обеспечения по существу равномерного потока материала из системы подачи бетона бетононасосом.

Краткий обзор системы (2500)-(3200)

Настоящее изобретение в различных вариантах осуществления направлено на достижения одной или нескольких из вышеупомянутых целей, что, в общем, проиллюстрировано на фиг. 25 (2500) - фиг. 32 (3200). Как показано на фиг. 25 (2500), система содержит трапециевидные переходные зоны (2501, 2502) между цилиндрами (2503, 2504) гидравлического насоса и выпуском, соответствующие плунжеры (2505, 2506) гидравлического насоса и выпускной канал (2507) материала. Выпускной канал (2507) конструктивно исполнен с трапециевидной переходной зоной (2508), поворачивающейся между левым (2503) и правым (2504) цилиндрами гидравлического насоса, при этом осуществляющий поворот вал проходит через очковую плиту (2609), как показано на фиг. 26 (2600).

Более подробно трапециевидные переходные зоны (2501, 2502) и очковая плита (2609) показаны на разрезах, изображенных на фиг. 27 (2700) и фиг. 28 (2800). На фиг. 29 (2900) и фиг. 30 (3000) подробно представлены трапециевидные переходные зоны (2501, 2502) и очковая плита (2609) без цилиндров гидравлического насоса и выпускного канала/отрезной плиты. Выпускной канал/отрезная плита (со шлицевым приводным валом) подробно представлены на видах в перспективном изображении, показанных на фиг. 31 (3100) и фиг. 32 (3200).

Специалисту в данной области техники, будет ясно, что различные варианты осуществления, показанные в настоящем документе, можно комбинировать для создания самых разных конструктивных исполнений системы в пределах сущности и объема настоящего изобретения.

Вариант осуществления с трапециевидной очковой плитой (3300)-(4000)

Как уже отмечалось, при определении объема настоящего изобретения термину «трапециевидный» должна придаваться широкая интерпретация. Как показано на фиг. 25 (2500) - фиг. 32 (3200), «трапеция» реализована как сектор кругового кольца. Однако, как показано на фиг. 33 (3300) - фиг. 40 (4000), отверстие очковой плиты (и соответствующая отрезная плита выпускного канала) могут быть конструктивно исполнены с использованием обычных трапециевидных конструкций, как показано. Следует отметить, что сочетания этих двух конструкций также находятся в пределах объема настоящего изобретения. Единственными ограничениями для предлагаемых способа и конструкции являются ключевые признаки (а) обеспечения потока через шибер на протяжении всех частей цикла подачи и (b) блокирования доступа в бункер для материала из выпускного канала во время переключений циклов.

Краткий обзор способа (4100)-(6100)

Один предпочтительный вариант осуществления предлагаемого способа можно, в общем, представить как проиллюстрированный на блок-схемах, приведенных на фиг. 41 (4100) - фиг. 43 (4300) и соответствующих схемах разных положений, приведенных на фиг. 44 (4400) - фиг. 61 (6100), причем способ осуществляют в отношении системы бетононасоса, содержащей:

(a) бункер для материала (БДМ);

(b) трапециевидную очковую плиту (ТОП);

(d) трапециевидное отрезное кольцо (ТОК); и

(e) выпускной канал (шибер);

причем

ТОП содержит первое трапециевидное впускное отверстие (ПТВО) и второе трапециевидное впускное отверстие (ВТВО);

ТОП прикреплена к БДМ и предназначена для подачи бетона из БДМ в гидравлический насос через ПТВО и ВТВО;

гидравлический насос содержит первый плунжер гидравлического насоса (ППГН) и второй плунжер гидравлического насоса (ВПГН);

ППГН предназначен для приема бетона через ПТВО;

ВПГН предназначен для приема бетона через ВТВО;

ТОК содержит трапециевидное выпускное отверстие приемника (ТВОП), предназначенное для попеременного перемещения между положениями, в которых оно покрывает ПТВО и ВТВО;

ТВОП предназначено для направления бетона из ПТВО и ВТВО в выпускной канал;

гидравлический насос предназначен для выталкивания бетона из ППГН в ТВОП, когда ТВОП находится в положении, в котором покрывает ПТВО;

гидравлический насос предназначен для введения бетона из БДМ в ВПГН, когда ТВОП находится в положении, в котором покрывает ПТВО;

гидравлический насос предназначен для выталкивания бетона из ВПГН в ТВОП, когда ТВОП находится в положении, в котором покрывает ВТВО; и

гидравлический насос предназначен для введения бетона из БДМ в ППГН, когда ТВОП находится в положении, в котором покрывает ВТВО;

причем способ предусматривает следующие стадии:

(1) центрирование ТВОП на ТОП для открытия ТВОП в ППГН и ВПГН (4101) (как показано на фиг. 44 (4400) и фиг. 45 (4500));

(2) выталкивание материала с использованием ППГН и ВПГН в ТВОП (4102) (как показано на фиг. 44 (4400) и фиг. 45 (4500));

(3) переключение ТВОП на ППГН и блокирование ВПГН (4103) (как показано на фиг. 46 (4600) и фиг. 47 (4700));

(4) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН (4104) (как показано на фиг. 46 (4600) и фиг. 47 (4700));

(5) переключение ТВОП на ППГН и открытие ВПГН в БДМ (4105) (как показано на фиг. 48 (4800) и фиг. 49 (4900));

(6) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и введение материала из БДМ с использованием ВПГН (4106) (как показано на фиг. 48 (4800) и фиг. 49 (4900));

(7) переключение ТВОП на ППГН и открытие ВПГН в БДМ (4207) (как показано на фиг. 50 (5000) и фиг. 51 (5100));

(8) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и введение материала из БДМ с использованием ВПГН (факультативно с двойной скоростью выталкивания ППГН) (4208) (как показано на фиг. 50 (5000) и фиг. 51 (5100));

(9) переключение ТВОП на ППГН и блокирование ВПГН (4209) (как показано на фиг. 52 (5200) и фиг. 53 (5300));

(10) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и остановка ВПГН, когда он полностью загружен (4210) (как показано на фиг. 52 (5200) и фиг. 53 (5300));

(11) центрирование ТВОП на ТОП для открытия ТВОП в ППГН и ВПГН (4211) (как показано на фиг. 54 (5400) и фиг. 55 (5500));

(12) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и ВПГН (4212) (как показано на фиг. 54 (5400) и фиг. 55 (5500));

(13) переключение ТВОП на ВПГН и блокирование ППГН (4313) (как показано на фиг. 56 (5600) и фиг. 57 (5700));

(14) выталкивание материала в ТВОП с использованием ВПГН и остановка ППГН, когда он полностью вытолкнут (4314) (как показано на фиг. 56 (5600) и фиг. 57 (5700));

(15) переключение ТВОП на ВПГН и открытие ППГН в БДМ (4315) (как показано на фиг. 58 (5800) и фиг. 59 (5900));

(16) выталкивание материала в ТВОП с использованием ВПГН и введение материала из БДМ с использованием ППГН (факультативно с двойной скоростью выталкивания ВПГН) (4316) (как показано на фиг. 58 (5800) и фиг. 59 (5900));

(17) переключение ТВОП на ВПГН и блокирование ППГН (4317) (как показано на фиг. 60 (6000) и фиг. 61 (6100));

(18) выталкивание материала в ТВОП с использованием ВПГН и остановка ППГН, когда он полностью загружен (4318) (как показано на фиг. 60 (6000) и фиг. 61 (6100)); и

(19) возврат к стадии (1) для повторения операций нагнетания материала.

Специалисту в данной области техники, станет ясно, что указанный способ применим к системе нагнетания, имеющей два плунжера гидравлического насоса (ПГН). Согласно другим предпочтительным вариантам осуществления могут координировано применяться несколько ПГН с использованием тех же технологий для достижения более высокой производительности насоса, что и описаны в настоящем документе.

Расчеты размеров переходных круглых зон

Как показано, в общем, на фиг. 25 (2500) - фиг. 40 (4000), переходные зоны сопряжения между цилиндрами насоса и очковой плитой согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления могут оптимально подгоняться по размерам таким образом, что зоны сопряжения круглого торца цилиндра насоса и трапециевидной очковой плиты приблизительно равны. Специалист в данной области техники, легко сможет рассчитать требуемые размеры очковой плиты для этих предпочтительных вариантов осуществления.

Механические способы работы (6200)-(6400)

Хотя многие варианты осуществления изобретения предусматривают использование гидравлического привода, настоящее изобретение предполагает также, что некоторые варианты осуществления могут использовать механический привод. В этом контексте существуют различные способы достижения указанных функций, в том числе:

- Функционирование с резьбовым приводным валом. Как показано на фиг. 62 (6200) и фиг. 63 (6300), согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления настоящее изобретение может быть осуществлено с использованием резьбового приводного вала (6201) для приведения в действие поршней (6202) цилиндров насоса. Согласно этому варианту осуществления резьбовые приводные валы (6201) с шестеренчатым или цепным приводом содержат канальную резьбу (6304, 6305) с автоматическим реверсированием, которая отводит плунжеры (6202) назад с более высокой скоростью, чем выдвигает плунжеры (6202). В этом контексте шпилька (6303) зацепления приводного вала движется в правостороннем (6304) и левостороннем (6305) каналах приводного вала (6301) для осуществления циклов выдвижения и втягивания соответственно. В качестве рабочего примера примем шаг выдвижения 1,00 виток на дюйм и шаг втягивания 1,25 витка на дюйм. Таким образом, ход резьбы длиной 40 дюймов создаст одно полное выдвижение за 40 оборотов и полное втягивание за 32 оборотов. Использование двух единиц, приводимых в действие одновременно, дает в результате одновременное выдвижение (нагнетание) на 4 дюйма в начале и в конце каждого хода. Этот переменный поток нагнетания может также быть создан при использовании переменного шага резьбы вдоль вала в ходе выдвижения. Например, первая и последняя части резьбового вала могут иметь меньшее число ниток резьбы на дюйм, чем средняя часть вала. Это даст поршни, совершающие ход с разными скоростями при нагнетании одновременно на протяжении начала и конца их ходов, по сравнению со срединой при нагнетании в одиночку. Число ниток резьбы на дюйм при втягивании по-прежнему обычно будет обеспечивать более высокую скорость для втягивания примерно в половине витков по сравнению с циклом выдвижения.

- Плунжеры в виде механического рычага с кулачковым приводом. Как показано на фиг. 64 (6400), функциональные возможности настоящего изобретения могут быть реализованы и с использованием приводимых кулачком (6411, 6421) плунжеров (6412, 6422). Кулачковые приводы (6411, 6421) обеспечивают более быстрый ход отведения, чем ход нагнетания. Это позволяет ходу каждого цилиндра начинаться до того, как соседний цилиндр завершит свой ход нагнетания, будучи приводимым силовым устройством с общим приводным валом, поддерживающим постоянную скорость.

Специалисту в данной области техники, будет ясно, что эти механические варианты осуществления являются лишь примерами самых разных способов, которые могут быть использованы для осуществления раскрытого действия нагнетания. Что касается варианта осуществления с резьбовым приводным валом (6201), реализация шпильки (6303) зацепления приводного вала может иметь много форм, но, как правило, рассчитана на движение в витках резьбы резьбового приводного вала (6201) таким образом, что переход между правосторонними (6304) и левосторонними (6305) резьбовыми зонами возможен на дальних концах резьбового приводного вала (6201).

Отличие от известного уровня техники (6500,6600)

Все известные двухцилиндровые поршневые бетононасосы осуществляют импульсное нагнетание материала. Это происходит из-за конструкции шибера с круглым отрезным кольцом на очковой плите с круглыми отверстиями от подающих цилиндров. Давление теряется, и при переключении шибера (прохождении через центральное положение) фактический обратный поток неизбежен. В некоторых конструктивных исполнениях известного уровня техники предприняты попытки смягчить начало каждого хода подающими поршнями для уменьшения разрушительных сил, а в других в бетоновод добавлены амортизирующие пневматические цилиндры.

В настоящем изобретении используется шибер в виде YS-трубы, предназначенный для недопущения ни при каких обстоятельств сброса давления нагнетаемого материала под давлением, равно как и обратного потока в бункер для материала. Это достигается благодаря использованию трапециевидных отрезного кольца и очковой плиты.

YS-труба при своем переходе от одного выпускного отверстия к другому никогда не находится в положении, в котором позволяет снижаться давлению материала или материалу протекать обратно в загрузочный бункер. Трапециевидное отрезное кольцо полностью блокирует трапециевидные отверстия очковой плиты, когда переходит по очковой плите при сменах циклов.

Трапециевидная форма выпускного канала разработана с такой же или большей фронтальной поверхностью, как эквивалентная круглая очковая плита, чтобы позволить жестким бетонным смесям по-прежнему протекать без снижения расхода. Например, круглое отрезное кольцо с внутренним диаметром 8 дюймов имеет сечение потока приблизительно 50,24 кв. дюймов. Трапециевидная конструкция обычно обеспечивает равное или большее сечение потока за счет соответствующих длин сторон трапеции, имеющей размеры противоположных сторон приблизительно 4/6 дюймов и 10/10 дюймов соответственно.

Кроме того, конструкция YS-трубы, описанная в настоящем документе, имеет три рабочих положения. Центральное положение позволяет обоим поршням начать свой ход нагнетания одновременно до того, как другой поршень закончит свой соответствующий ход нагнетания. Это приводит к тому, что поршни отводятся (загрузка бетона) с большей скоростью, чем при нагнетании (подача бетона). Двухпоршневые насосы известного уровня техники совершают возвратно-поступательное движение одновременно с одинаковыми скоростями при отведении (загрузке) и нагнетании (подаче).

Существуют различные способы осуществления с использованием гидравлики функций подачи насосом, описанных в настоящем документе. На фиг. 65 (6500) представлена схема традиционного бетононасоса, которую сравнивают с фиг. 66 (6600), иллюстрирующей схему предлагаемой системы, которая может быть использована для осуществления некоторых из признаков настоящего изобретения, которые могут включать в себя:

- Как показано на фиг. 66 (6600), согласно одному варианту осуществления может быть использован аккумулятор (1) вспомогательного масла гидравлических дифференциальных цилиндров, запасающий энергию от обоих цилиндров по время их ходов нагнетания. Это осуществляется при помощи 75% сигнального отверстия (4) на каждом цилиндре, что вызывает одновременное нагнетание обоими цилиндрами. Эта энергия затем высвобождается и управляется дроссельным обратным клапаном (2) после того, как цилиндр достигает своего полного хода нагнетания, и YS-труба (3) переключена. 100% сигнальное отверстие (5) приводит в действие YS-трубу (3) для переключения аккумулятора (1) на управляемое высвобождение накопленной им энергии через дроссельный обратный клапан (2) вместе со вспомогательным маслом из противоположного цилиндра для втягивания цилиндра при загрузке с большей скоростью. После того как отведенный цилиндр достигает 0% сигнального отверстия (6), YS-труба переключается, и отведенный цилиндр находится в состоянии покоя, пока нагнетающий цилиндр не доходит до 75% сигнального отверстия (4), и цикл повторяется.

- Для жидкого цементного раствора и бетона с мелким заполнителем очень популярны бетононасосы с шаровыми клапанами. В них могут использоваться как гидравлические, так и механические нагнетающие цилиндры. Опять-таки, тот факт, что оба нагнетающих поршня начинают свой ход нагнетания до того, как другой поршень заканчивает свой ход нагнетания, обеспечит действительно непрерывный поток.

Как показано в примерах, приведенных в настоящем документе, использование гидравлических и/или механических органов управления для привода цилиндров насосов может принимать разные формы. В пределах объема настоящего изобретения предположение, что эти гидравлические/механические органы управления могут быть компьютеризованными и управляться машинными командами, считываемыми с машиночитаемого носителя. Таким образом, при помощи надлежащей конфигурации машинного управления может осуществляться целый ряд циклов насоса, содержащего трапециевидную очковую плиту, для поддержки самых разных технологий доставки материала, консистенций материала, конфигураций бетоноводов и конкретных требований по месту укладки. Это может позволить запрограммировать единственную конфигурацию аппаратных средств для бетононасоса для поддержки самых разных материалов и производственных условий без необходимости значительных аппаратных модификаций машинного оборудования.

Краткое описание предпочтительного варианта осуществления системы

Предпочтительный иллюстративный вариант осуществления предлагаемой системы предполагает самые разные вариации основной темы конструкции, но может быть обобщен как система бетононасоса, содержащая:

(a) бункер для материала (БДМ);

(b) трапециевидную очковую плиту (ТОП);

(d) трапециевидное отрезное кольцо (ТОК); и

(e) выпускной канал (шибер);

причем

ТОП прикреплена к БДМ и предназначена для подачи бетона из БДМ в гидравлический насос через ПТВО и ВТВО;

ППГН предназначен для приема бетона через ПТВО;

ВПГН предназначен для приема бетона через ВТВО;

ТВОП предназначен для направления бетона из ПТВО и ВТВО в выпускной канал;

гидравлический насос предназначен для введения бетона из БДМ в ППГН, когда ТВОП находится в положении, в котором покрывает ВТВО.

Это общее краткое описание системы может быть дополнено различными элементами, описанными в настоящем документе, для получения самых разных вариантов осуществления изобретения, согласующихся с этим общим описанием конструкции.

Краткое описание предпочтительного варианта осуществления способа

Предпочтительный иллюстративный вариант осуществления предлагаемого способа предполагает внесение самых различных изменений в основную идею, но может быть обобщен как способ функционирования бетононасоса, причем способ осуществляют в отношении системы бетононасоса, содержащей:

(a) бункер для материала (БДМ);

(b) трапециевидную очковую плиту (ТОП);

(d) трапециевидное отрезное кольцо (ТОК); и

(e) выпускной канал (шибер);

причем

ТОП прикреплена к БДМ и предназначена для подачи бетона из БДМ в гидравлический насос через ПТВО и ВТВО;

ППГН предназначен для приема бетона через ПТВО;

ВПГН предназначен для приема бетона через ВТВО;

ТВОП предназначено для направления бетона из ПТВО и ВТВО в выпускной канал;

причем способ предусматривает следующие стадии:

(1) центрирование ТВОП на ТОП для открытия ТВОП в ППГН и ВПГН;

(2) выталкивание материала с использованием ППГН и ВПГН в ТВОП;

(3) переключение ТВОП на ППГН и блокирование ВПГН;

(4) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН;

(5) переключение ТВОП на ППГН и открытие ВПГН в БДМ;

(6) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и введение материала из БДМ с использованием ВПГН;

(7) переключение ТВОП на ППГН и открытие ВПГН в БДМ;

(8) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и введение материала из БДМ с использованием ВПГН (факультативно со скоростью, в два раза превышающей скорость выталкивания ППГН);

(9) переключение ТВОП на ППГН и блокирование ВПГН;

(10) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и остановка ВПГН, когда он полностью загружен;

(11) центрирование ТВОП на ТОП для открытия ТВОП в ППГН и ВПГН;

(12) выталкивание материала в ТВОП с использованием ППГН и ВПГН;

(13) переключение ТВОП на ВПГН и блокирование ППГН;

(14) выталкивание материала в ТВОП с использованием ВПГН и остановка ППГН, когда он полностью вытолкнут;

(15) переключение ТВОП на ВПГН и открытие ППГН в БДМ;

(16) выталкивание материала в ТВОП с использованием ВПГН и введение материала из БДМ с использованием ППГН (факультативно со скоростью, в два раза превышающей скорость выталкивания ВПГН);

(17) переключение ТВОП на ВПГН и блокирование ППГН;

(18) выталкивание материала в ТВОП с использованием ВПГН и остановка ППГН, когда он полностью загружен; и

(19) возврат к стадии (1) для повторения операций нагнетания материала.

Специалисту в данной области техники, станет ясно, что указанные выше стадии способа могут быть изменены или дополнены без ограничения объема настоящего изобретения. Это краткое описание способа может быть дополнено различными элементами, описанными в настоящем документе, для получения самых разных вариантов осуществления изобретения, согласующихся с этим общим описанием способа.

Изменения системы/способа

Настоящее изобретение предполагает самые разные изменения основной конструкции. Примеры, приведенные выше, не представляют полный объем возможных применений. Они призваны показать лишь некоторые из почти безграничных возможностей.

Базовые система и способ могут быть дополнены самыми разными вспомогательными вариантами осуществления, включая без ограничения:

- вариант осуществления, в котором ТОК содержит передаточную полость, имеющую геометрическую форму, выбранную из группы, состоящей из следующего:

(1) четырехсторонние многоугольники, две стороны которых параллельны друг другу;

(2) четырехсторонние многоугольники, имеющие две пары сторон, являющихся параллельными;

(3) четырехсторонние многоугольники, в которых противоположные боковые стороны имеют одинаковую длину, а углы у основания имеют одинаковый размер (равнобедренная трапеция);

(4) четырехсторонние многоугольники, у которых два смежных угла внутри многоугольника являются прямыми углами (прямоугольная трапеция);

(5) четырехсторонние многоугольники, имеющие вписанную окружность (трапеция, каждая сторона которой соприкасается в одной точке с вписанной окружностью);

(6) четырехсторонние параллелограммы; и

(7) кольцевые секторы, включающие один или несколько секторов кругового кольца, аппроксимирующих равнобедренную трапецию.

- вариант осуществления, в котором ТОП содержит передаточные полости, имеющие геометрическую форму, выбранную из группы, состоящей из следующего:

(1) четырехсторонние многоугольники, две стороны которых параллельны друг другу;

(2) четырехсторонние многоугольники, имеющие две пары сторон, являющихся параллельными;

(6) четырехсторонние параллелограммы; и

- вариант осуществления, в котором материал вводят из БДМ с использованием ВПГН со скоростью, вдвое превышающей скорость выталкивания ППГН;

- вариант осуществления, в котором материал вводят из БДМ с использованием ППГН со скоростью, вдвое превышающей скорость выталкивания ВПГН;

- вариант осуществления, в котором ПТВО дополнительно содержит переходной канал, переходящий от цилиндрического ППГН в трапециевидную полость в ТОП;

- вариант осуществления, в котором ВТВО дополнительно содержит переходной канал, переходящий от цилиндрического ВПГН в трапециевидную полость в ТОП;

- вариант осуществления, в котором ТОК дополнительно содержит трапециевидные уплотняющие лепестки, предназначенные для уплотнения ПТВО и ВТВО при их расположении на ПТВО и ВТВО;

- вариант осуществления, в котором ТОК содержит сектор кругового кольца, имеющий площадь, в три раза превышающую площадь поперечного сечения ПТВО и ВТВО;

- вариант осуществления, в котором сектор ТОК характеризуется углом охвата приблизительно 90 градусов.

Специалисту в данной области техники, станет ясно, что возможны и другие варианты осуществления, основанные на комбинациях элементов, описанных в вышеприведенном описании настоящего изобретения.

Заключение

Раскрыты система бетононасоса/способ его использования для обеспечения по существу постоянного потока бетонного или цементного материала. Система содержит трапециевидные отрезное кольцо и очковую плиту в сочетании с приподнятыми переходными зонами сопряжения с плунжерами цилиндров гидравлического насоса и выпускным каналом для обеспечения того, что нагнетаемый бетонный материал не потеряет давление и не потечет обратно в бункер - источник материала. Трапециевидное отрезное кольцо предназначено для полного блокирования трапециевидных отверстий очковой плиты при его плавных переходах между впускными отверстиями гидравлического насоса во время изменения циклов, создавая, таким образом, более равномерный выходной поток бетона, исключая при этом обратный поток в бункер и гидравлический удар. Система управления предназначена для координации работы плунжеров цилиндров гидравлического насоса и отрезного кольца, чтобы обеспечить поддержание давления на выходе шибера и потока материала на относительно постоянном уровне на протяжении всех частей цикла нагнетания.

Хотя на прилагаемых фигурах проиллюстрирован и в приведенном выше подробном описании описан один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, будет понятно, что настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, и что возможны многочисленные перестановки, модификации и замены в пределах объема настоящего изобретения, изложенного и определенного в последующей формуле изобретения.

В контексте последующей формулы изобретения, ограничительная часть пункта должна рассматриваться как ограничивающая объем заявленного изобретения. В контексте последующей формулы изобретения выражение «в которой(в котором)» должно рассматриваться как ограничивающее объем заявленного изобретения.

1. Система бетононасоса, содержащая:

(a) бункер для материала (БДМ);

(b) трапециевидную очковую плиту (ТОП);

(d) трапециевидное отрезное кольцо (ТОК); и

(e) выпускной канал;

в которой

указанная ТОП содержит первое трапециевидное впускное отверстие (ПТВО) и второе трапециевидное впускное отверстие (ВТВО);

указанная ТОП прикреплена к указанному БДМ и предназначена для подачи бетона из указанного БДМ в указанный гидравлический насос через указанное ПТВО и указанное ВТВО;

указанный гидравлический насос содержит первый плунжер гидравлического насоса (ППГН) и второй плунжер гидравлического насоса (ВПГН);

указанный ППГН предназначен для приема бетона через указанное ПТВО;

указанный ВПГН предназначен для приема бетона через указанное ВТВО;

указанное ТОК содержит трапециевидное выпускное отверстие приемника (ТВОП), предназначенное для попеременного перемещения между положениями, в которых оно покрывает указанное ПТВО и указанное ВТВО;

указанное ТВОП предназначено для полного покрытия указанного ПТВО и указанного ВТВО во время указанного попеременного перемещения между указанными положениями, в которых оно покрывает указанное ПТВО и указанное ВТВО;

указанное ТВОП предназначено для направления бетона из указанного ПТВО и указанного ВТВО в указанный выпускной канал;

указанный гидравлический насос предназначен для выталкивания бетона из указанного ППГН в указанное ТВОП, когда указанное ТВОП находится в положении, в котором покрывает указанное ПТВО;

указанный гидравлический насос предназначен для введения бетона из указанного БДМ в указанный ВПГН, когда указанное ТВОП находится в положении, в котором покрывает указанное ПТВО;

указанный гидравлический насос предназначен для выталкивания бетона из указанного ВПГН в указанное ТВОП, когда указанное ТВОП находится в положении, в котором покрывает указанное ВТВО; и

указанный гидравлический насос предназначен для введения бетона из указанного БДМ в указанный ППГН, когда указанное ТВОП находится в положении, в котором покрывает указанное ВТВО.

2. Система бетононасоса по п. 1, в которой указанное ТОК содержит передаточную полость, имеющую геометрическую форму, выбранную из группы, состоящей из следующего:

(1) четырехсторонние многоугольники, две стороны которых параллельны друг другу;

(2) четырехсторонние многоугольники, имеющие две пары сторон, являющихся параллельными;

(3) четырехсторонние многоугольники, у которых боковые стороны имеют одинаковую длину, а углы у основания имеют одинаковый размер (равнобедренная трапеция);

(5) четырехсторонние многоугольники, каждая сторона которых соприкасается в одной точке с вписанной окружностью (трапеция с вписанной окружностью);

(6) четырехсторонние параллелограммы; и

(7) кольцевые секторы, содержащие один или несколько секторов кругового кольца, аппроксимирующих равнобедренную трапецию.

3. Система бетононасоса по п. 1, в которой указанная ТОП содержит передаточные полости, имеющие геометрическую форму, выбранную из группы, состоящей из следующего:

(1) четырехсторонние многоугольники, две стороны которых параллельны друг другу;

(2) четырехсторонние многоугольники, имеющие две пары сторон, являющихся параллельными;

(6) четырехсторонние параллелограммы; и

4. Система бетононасоса по п. 1, в которой материал введен из указанного БДМ с использованием ВПГН со скоростью, вдвое превышающей скорость выталкивания указанного ППГН.

5. Система бетононасоса по п. 1, в которой материал введен из указанного БДМ с использованием ППГН со скоростью, вдвое превышающей скорость выталкивания указанного ВПГН.

6. Система бетононасоса по п. 1, в которой указанное ПТВО дополнительно содержит переходной канал, переходящий от цилиндрического ППГН в трапециевидную полость в указанной ТОП.

7. Система бетононасоса по п. 1, в которой указанное ВТВО дополнительно содержит переходной канал, переходящий от цилиндрического ВПГН в трапециевидную полость в указанной ТОП.

8. Система бетононасоса по п. 1, в которой указанное ТОК дополнительно содержит трапециевидные уплотняющие лепестки, предназначенные для уплотнения указанного ПТВО и указанного ВТВО при их расположении на указанном ПТВО и указанном ВТВО.

9. Система бетононасоса по п. 1, в которой указанное ТОК содержит сектор кругового кольца, имеющий площадь, в три раза превышающую площадь поперечного сечения указанного ПТВО и указанного ВТВО.

10. Система бетононасоса по п. 9, в которой указанный сектор ТОК характеризуется углом охвата приблизительно 90 градусов.

11. Способ функционирования бетононасоса, причем способ осуществляют в отношении системы бетононасоса, содержащей:

(a) бункер для материала (БДМ);

(b) трапециевидную очковую плиту (ТОП);

(d) трапециевидное отрезное кольцо (ТОК); и

(e) выпускной канал (шибер);

причем

указанный ППГН предназначен для приема бетона через указанное ПТВО;

указанный ВПГН предназначен для приема бетона через указанное ВТВО;

при этом указанный способ предусматривает следующие стадии:

(1) центрирование указанного ТВОП на указанной ТОП для открытия указанного ТВОП в указанный ППГН и указанный ВПГН;

(2) выталкивание материала с использованием указанного ППГН и указанного ВПГН в указанное ТВОП;

(3) переключение указанного ТВОП на указанный ППГН и блокирование указанного ВПГН;

(4) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ППГН;

(5) переключение указанного ТВОП на указанный ППГН и открытие указанного ВПГН в указанный БДМ;

(6) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ППГН и введение материала из указанного БДМ с использованием указанного ВПГН;

(7) переключение указанного ТВОП на указанный ППГН и открытие указанного ВПГН в указанный БДМ;

(8) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ППГН и введение материала из указанного БДМ с использованием указанного ВПГН;

(9) переключение указанного ТВОП на указанный ППГН и блокирование указанного ВПГН;

(10) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ППГН и остановка указанного ВПГН, когда он полностью загружен;

(11) центрирование указанного ТВОП на указанной ТОП для открытия указанного ТВОП в указанный ППГН и указанный ВПГН;

(12) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ППГН и указанного ВПГН;

(13) переключение указанного ТВОП на указанный ВПГН и блокирование указанного ППГН;

(14) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ВПГН и остановка указанного ППГН, когда он полностью вытолкнут;

(15) переключение указанного ТВОП на указанный ВПГН и открытие указанного ППГН в указанный БДМ;

(16) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ВПГН и введение материала из указанного БДМ с использованием указанного ППГН;

(17) переключение указанного ТВОП на указанный ВПГН и блокирование указанного ППГН;

(18) выталкивание материала в указанное ТВОП с использованием указанного ВПГН и остановка указанного ППГН, когда он полностью загружен; и

(19) возврат к стадии (1) для повторения операций нагнетания материала.

12. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором указанное ТОК содержит передаточную полость, имеющую геометрическую форму, выбранную из группы, состоящей из следующего:

(1) четырехсторонние многоугольники, две стороны которых параллельны друг другу;

(2) четырехсторонние многоугольники, имеющие две пары сторон, являющихся параллельными;

(6) четырехсторонние параллелограммы; и

13. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором указанная ТОП содержит передаточные полости, имеющие геометрическую форму, выбранную из группы, состоящей из следующего:

(1) четырехсторонние многоугольники, две стороны которых параллельны друг другу;

(2) четырехсторонние многоугольники, имеющие две пары сторон, являющихся параллельными;

(6) четырехсторонние параллелограммы; и

14. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором материал вводят из указанного БДМ с использованием ВПГН со скоростью, вдвое превышающей скорость выталкивания указанного ППГН.

15. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором материал вводят из указанного БДМ с использованием ППГН со скоростью, вдвое превышающей скорость выталкивания указанного ВПГН.

16. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором указанное ПТВО дополнительно содержит переходной канал, переходящий от цилиндрического ППГН в трапециевидную полость в указанной ТОП.

17. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором указанное ВТВО дополнительно содержит переходной канал, переходящий от цилиндрического ВПГН в трапециевидную полость в указанной ТОП.

18. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором указанное ТОК дополнительно содержит трапециевидные уплотняющие лепестки, предназначенные для уплотнения указанного ПТВО и указанного ВТВО при их расположении на указанном ПТВО и указанном ВТВО.

19. Способ функционирования бетононасоса по п. 11, в котором указанное ТОК содержит сектор кругового кольца, имеющий площадь, в три раза превышающую площадь поперечного сечения указанного ПТВО и указанного ВТВО.

20. Способ функционирования бетононасоса по п. 19, в котором указанный сектор ТОК характеризуется углом охвата приблизительно 90 градусов.

Похожие патенты:

Поршневой насос // 2620926

Изобретение относится к области насосостроения для применения преимущественно в медицинской технике. Поршневой насос 10 для перекачки текучей среды содержит по меньшей мере один цилиндр 11; 11' с поршнем 16; 16', перемещающийся 11; 11' с помощью привода.

Способ перекачивания текучей среды и насос для его осуществления // 2610166

Группа изобретений относится к способам и устройствам для перекачивания текучих сред и может быть использована в промышленности, на транспорте, в быту при перекачивании жидкостей, а также иных несжимаемых и сжимаемых текучих сред, в том числе при эксплуатации скважин в нефтедобывающей промышленности.

Стеклянная пластина для насоса для подачи бетона // 2565124

Изобретение относится к насосам для подачи бетона. Пластина выполнена стеклянной.

Способ управления бетононасосом для возобновления подачи бетонной смеси и для обратного откачивания бетонной смеси после остановки // 2564738

Изобретение относится к области бетононасосов. Способ управления бетононасосом для возобновления подачи бетонной смеси после остановки включает следующие шаги.

Бетононасос и способ регулирования величины давления качательного привода в бетононасосе // 2557815

Изобретение касается бетононасоса и способа регулирования величины давления качательного привода в бетононасосе. Бетононасос содержит качательный привод и S-образный распределительный клапан (17), причем качательный привод приводится в действие гидравлическим контуром качания для управления качанием S-образного распределительного клапана.

Способ, устройство и средство привода возвратно-поступательного линейного насоса двустороннего действия // 2554703

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для перекачивания жидких и тестообразных продуктов. Способ управления средством привода, механически соединенным с возвратно-поступательным линейным насосом двустороннего действия, заключается в том, что осуществляют регулирование частоты вращения на стадии, на которой поршень движется только в одном направлении вверх (109) или вниз (102), и осуществляют регулирование крутящего момента сразу после изменения (107, 114) направления хода на обратное.

Устройство и способ для нагнетания текучих масс // 2540025

Изобретение относится к устройству для нагнетания текучей массы, в частности, пищевого продукта. Устройство имеет основное тело (3) с полым пространством (7), которое через входное отверстие (7а) соединено по текучей среде с источником (6) массы и через выходное отверстие (7b) - с местом назначения массы вне основного тела.

Гидравлическая система // 2538351

Система предназначена для бетононасосов и других мобильных машин. Система содержит: первый гидравлический цилиндр (210) и второй гидравлический цилиндр (220), каждый из которых имеет бесштоковую камеру (211, 221) и штоковую камеру (212, 222); переключающий клапан; и первый канал, проходящий между бесштоковой камерой (211) первого гидравлического цилиндра и бесштоковой камерой (221) второго гидравлического цилиндра.

Способ транспортировки пастообразных масс и насосное устройство для транспортировки пастообразных масс // 2477813

Изобретение относится к способу транспортировки пастообразных масс с помощью насосного устройства, которое имеет поршневой насос, содержащий по меньшей мере два цилиндра, каждый из которых имеет поршень.

Рабочая машина с несущей рамой и кожухом // 2446312

Изобретение относится к рабочей машине, в частности к передвижному насосу для густой массы или насосу для бетона. .