[发明专利]利用铰接臂将刚性喷枪引入混凝土搅拌车的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用包括具有铰接臂的喷枪装置的系统将冷却流体注入混凝土搅拌(或混合)容器的设备和方法。

背景技术

在由Air Liquide提交的WO 2006/100550中提供了关于低温混凝土冷却领域的状况的资料。如WO 2006/100550所述，在制备混凝土时，经常有必要冷却混凝土拌和物，因为所得到的混凝土的结构完整性取决于混凝土的凝固温度。通常，浇筑时混凝土的温度越低，它凝固后强度就越高。在高温下浇筑的混凝土经常不能满足最低的强度要求，特别是在温暖的气候下。

过去，以多种方式来解决这个问题，包括：1)利用在搅拌混凝土之前与水混合的制冷单元、冰、或低温液体来冷却在搅拌混凝土时所使用的水；和2)当在常规的旋转搅拌器中搅拌混凝土时将低温液体直接注入车的混凝土搅拌筒。发现第一种方法在成本、及时性、劳动强度、附加设备、安全问题和最终产品问题等方面存在问题。发现第二种方法也存在问题，因为对车的搅拌筒有潜在的损害。

此外，现有技术的系统基本上属于两个主要分类之一：手动操作的系统和自动系统。每一种(系统)都在制造成本、制造时间、组建/分解困难、操作(可达到的产量、安全性、所需的培训、易用性，等)、维护、贮存、使用寿命等方面有自己的优点和缺点。人工密集型系统通常成本更低，但产量和安全性较低。这些系统涉及在允许低温液体(例如，氮)流动之前将喷枪手动定位和夹紧在混凝土搅拌筒上。当冷却工序完成时，有必要再一次通过人工松开和移除喷枪。高度自动化系统更高产且操作更安全，但它们需要更高的费用来制造和维护。利用这些系统，定位和低温液体的流动由不同的电和/或气动致动器控制，从而不需要手动干预。

尽管多个现有技术的系统已经寻求通过提供调整成适应给定容器的有关位置和特定参数而没有如此多的手动干预的相对便宜的系统来克服与这些系统相关联的问题，但这些系统仍然存在问题。例如，如WO 2006/100550中所公开的那些系统由于所需的行程长度为约五(5)英尺或更多而使用气压缸来控制喷枪的插入和缩回。该气压缸可以控制为完全伸出或完全缩回，但不能够部分地伸出/缩回。一旦给出使喷枪伸出的信号，则操作员只能通过启动紧急制动而使该喷枪停止。如果喷枪或车定位成有发生碰撞的危险，那么操作员常常没有足够的反应时间来防止碰撞。这种碰撞常导致喷枪或搅拌器损坏以及常导致喷枪从气压缸分离。当喷枪分离时，必须手动使其返回到适当位置，这造成了显著的停歇时间。使喷枪返回初始位置的操作非常复杂，因为它常常需要更多的人力和设备来完成任务。

还有，尽管如WO2006/100550中所公开的那些系统确实公开了一种提供了能够以确定的自由度运动的喷枪的系统，但这种自由是通过使用作用于喷枪的多个致动器来实现的，在所述多个致动器工作时必须使它们协调以提供必要的运动程度而不损害喷枪和/或搅拌筒。

因此，存在着对一种系统的需要，所述系统包括全自动化系统的好处，包括喷枪的大的运动自由度，同时简化了总体设计。使用自动化注入系统的混凝土冷却是所希望的，因为其更安全并能够提高生产力。然而，装置越复杂，则该装置的制造和维护也越贵。另外，复杂性负面地影响制造、安装和移除的时间提前量(lead time)，这增加了操作成本。因此本发明的目的是提供一种设计简单、制造便宜和易于安装、移除及维护的系统。另一个目的是提供一种系统，在混凝土搅拌车在完成冷却流体的注入之前改变位置的情况下该系统不损害喷枪装置、特别是刚性喷枪。

发明内容

本发明提供一种将冷却流体注入混凝土搅拌(或混合)容器的系统。该系统包括支承结构和优选地可动地安装在该支承结构上的喷枪装置。该系统中使用的喷枪装置包括铰接臂和作用于该铰接臂以致使刚性喷枪运动的装置，所述刚性喷枪是铰接臂的组成部分。作用于铰接臂的装置可以是一单独的电致动器或者一单独的电动机。作用于铰接臂的装置提供了准确定位刚性喷枪的能力并减少了刚性喷枪与混凝土搅拌容器发生破坏性碰撞的机会。作用于铰接臂的装置允许刚性喷枪相对于支承机构和混凝土搅拌容器发生枢轴的非线性运动。这种枢轴的非线性运动由铰接臂的不同部件关于彼此的枢转运动(包括同时关于X和Z轴的组合运动的运动)造成。更特别地，致动器的伸出或缩回或者电动机的旋转控制允许在控制刚性喷枪插入混凝土搅拌容器和从其缩回的运动的同时控制刚性喷枪的角度。本发明还涉及一种利用本发明的系统将冷却流体注入混凝土搅拌容器的方法。

附图说明

图1示出本发明一实施例的注入系统的侧视图。

图2示出图1所示的根据本发明实施例的注入系统的正视图。