專利名稱：一種干法噴射混凝土的方法及所用噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴射混凝土的方法及噴槍，特別是用于干法噴射混凝土涂層的方法及所使用的噴槍。
現(xiàn)有的混凝土噴射施工中，有干法和濕法兩種。濕法是將混凝土干料、粘接劑、凝固劑事先摻水?dāng)嚢杈鶆虺蓾{后，用灌漿泵送至噴槍。其缺點是使用的設(shè)備昂貴，且為了防止料漿在送料機構(gòu)內(nèi)凝固，操作與設(shè)備維護都十分復(fù)雜。干法是將混凝土干料加入粘接劑、凝固劑后用氣動裝置送至噴槍，與注入噴槍中的高壓水接觸混合噴至施工表面。干法與濕法相比具有施工設(shè)備簡單、可靠性好、維護方便等優(yōu)點，因此也是最常用的噴射方法。但用于法噴射得到的涂層往往不如濕法的質(zhì)量好，這主要是由于水與混凝土干料在噴槍中接觸時間短，得不到充分均勻的混合所至?，F(xiàn)有技術(shù)中噴槍的供水系統(tǒng)設(shè)計也只是在槍內(nèi)干料輸送管的管壁上開有一至兩組注水孔或環(huán)縫，將高壓水流直接壓入管道中與干料混合。為了得到較好的摻混效果，孔和縫都應(yīng)開得盡量小，一般在2mm左右。由于這種供水方式與設(shè)計方法，使注水孔很容易被物料堵塞，出現(xiàn)干料與水混合不勻，甚至水、料分離的現(xiàn)象，尤其當(dāng)干料較細(如干料為耐火混凝土)時，干料細粉還會包裹水滴，使干料不能濕潤，造成物料回彈率高于60％，不僅浪費原料，同時產(chǎn)生大量粉塵；若過量供水，雖減少了粉塵，又會導(dǎo)致涂層流動。這些都是現(xiàn)有干法噴射施工中存在并一直未能得到根本解決的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種能從根本上解決混凝土干法噴射施工中所遇各種問題的方法和所使用的噴槍。
為完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以霧化后的水替代高壓水流與干料進行混合的方法。該方法包括以下步驟1)將水與壓縮空氣通過一套水霧化裝置將水霧化；2)將霧化后的水與混凝土干料通過噴嘴在噴槍中進行摻混；3)干料與水霧的混合物通過一個或多個混合腔后從噴槍中噴出。
本發(fā)明還涉及采用上述方法所使用的噴槍，它包括進料口、外殼、進水口、延長管和噴槍頭，其特征在于它增設(shè)了至少一套由進氣口、水噴嘴、氣噴嘴、水霧化噴嘴、水霧化腔組成的水霧化裝置，以及干料噴嘴、水霧噴嘴、料-霧噴嘴和混合腔。干料噴嘴置于進料口的前端，并套裝在外殼內(nèi)的后端，干料噴嘴的前端置于外殼內(nèi)的一個腔中并形成水霧化腔，水霧化腔的內(nèi)壁上設(shè)有水霧化噴嘴，在外殼上、與水霧噴嘴同軸開有一個與外部相通的腔室，用于聯(lián)接進水口和安置水噴嘴，在外殼的另一側(cè)開有與腔室垂直相通的孔，用以聯(lián)接進氣口，腔室與水霧化噴嘴間設(shè)有氣噴嘴和水噴嘴，水霧化腔的前端設(shè)有水霧噴嘴，其前端接有料-霧噴嘴，料-霧噴嘴的前端可以連接一個或多個大體積的混合腔，也可直接與延長管相接，噴槍的最終出口設(shè)有帶一個以上噴口的噴槍頭。
由于本發(fā)明采用了霧化水的供水方式，使干料能得到充分均勻的濕潤，不但能得到接近濕法噴射的高質(zhì)量的涂層，還能使噴涂過程中的物料回彈率由原來的60％下降至接近零，從而節(jié)約了大量原料，同時也大大降低了粉塵污染，從根本上解決了現(xiàn)有干法施工中的各種問題。另外還有結(jié)構(gòu)簡單、操作、維修方便，成本低等特點。
本發(fā)明有如下附圖

圖1為本發(fā)明的噴槍結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A—A向剖示圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
現(xiàn)有干法施工中的主要問題大都是由于水的粒度太大不易被干料很好地吸收所致，而解決這一問題的最好方法就是將水滴進一步打碎成更細的顆粒。為此本發(fā)明采用了水霧化處理方法，先將水用壓縮空氣霧化處理后再與干料混合。由于水被霧化后所得顆粒極小，固不易被干料細粉包裹，且與干料的接觸面積加大，更易被干料吸收。為實現(xiàn)該方法，本發(fā)明還根據(jù)流體力學(xué)理論專門設(shè)計了新的噴槍。
如圖1所示，混凝土干料進口17通過法蘭密封聯(lián)接在噴槍后部的外殼1上，其前端設(shè)有一干料噴嘴2，噴嘴2的前端置于外殼1內(nèi)的一個柱面腔室中并形成環(huán)形水霧化腔9。在水霧化腔9的內(nèi)壁上開有一孔作水霧化噴嘴8(如圖2所示)，噴嘴8的另一端通過與其同軸的腔室6與外界相通，用于連接進水口3，在進水口3的前端裝有水噴嘴4，水噴嘴4的前端部分置于比其直徑略大的水霧化噴嘴8內(nèi)，并由此形成一個環(huán)形的氣噴嘴7。在外殼1的另一側(cè)開有與腔室6垂直相通的孔，用于連接進氣口5。壓縮空氣通過進氣口5和腔室6被壓入環(huán)形的氣噴嘴7。在水霧化噴嘴8內(nèi)，壓縮空氣與從水噴嘴4內(nèi)噴出的水流相遇完成了水的初步霧化，繼而被噴入水霧化腔9中加強霧化。為了得到更好的霧化效果，使進入霧化腔9的水霧產(chǎn)生旋流，設(shè)計時將水霧化噴嘴8的軸線垂直偏置于水霧化腔9的軸線一側(cè)，讓水-氣混合物沿水霧化腔9的切線方向進入。
在水霧化腔9的前端開有一沿前進方向收縮的錐孔，錐孔的母線與其軸線的夾角在30°～60°間，該孔與干料噴嘴2的出口外緣間形成一個環(huán)縫式的水霧噴嘴10。這種設(shè)計方法可以迫使從水霧噴嘴10噴出的水霧以30°～60°的角度與從干料噴嘴2噴出的混凝土干料相遇。在水霧噴嘴10的前端接有一個料-霧噴嘴11，為方便設(shè)計，料-霧噴嘴11可以是一個在外殼1內(nèi)與干料噴嘴2同軸的孔，也可以是一個套裝在外殼1內(nèi)的獨立的噴嘴。干料與水霧同時從料-霧噴嘴11噴出完成了第一次混合。
為了進一步加劇料與水霧的摻混，使干料得到更均勻透徹的濕潤，在料-霧噴嘴11的出口連接至少一個與其同軸的大體積混合腔12，該混合腔12可以簡單設(shè)計成一個直徑大于料-霧噴嘴11的柱面腔體，也可以采用本發(fā)明實施例中的擴張-收縮式的混合腔，即腔室依次帶有一個沿前進方向擴張的錐面和一個收縮的錐面。為便于加工，兩個錐面間有一個柱面的轉(zhuǎn)換段。這種混合腔是基于流體力學(xué)理論設(shè)計而成，可以使料、霧在其中產(chǎn)生渦旋，加劇它們的混合。該混合腔的最佳設(shè)計尺寸為其長度是料-霧噴嘴11直徑的3～8倍；其擴張-收縮轉(zhuǎn)換段出現(xiàn)在混合腔長度方向上的三分之一之內(nèi)；其最大的擴張截面與最小的收縮截面的面積比在2～10之間。
為方便施工現(xiàn)場遠距離操作，可以在噴槍頭15與混合腔12出口間螺紋密封或焊接延長管13，其長度可根據(jù)現(xiàn)場條件決定。
現(xiàn)有技術(shù)中噴槍頭15僅設(shè)有一個軸向的噴口18，并設(shè)有用來安裝噴嘴16的螺紋。本發(fā)明在噴槍頭15軸向噴管的一側(cè)增設(shè)了一個與其軸線有15°～60°夾角的支路噴口19，該噴口也設(shè)有安裝噴嘴16的螺紋。使用時，可以根據(jù)施工現(xiàn)場的條件選擇噴口18作直噴或噴口19作斜噴，并將另一個用螺紋或焊接密封。這種設(shè)計帶來了一個優(yōu)點，尤其在使用支路噴口19作料漿的最終噴口時，由于噴口18被密封，自然形成了一個擾流腔14，料漿因在此被強迫拐頭而產(chǎn)生擾動，再一次增強了料-霧的混合。為了達到類似的效果，也可直接將具有一個軸向噴口的噴槍頭前端彎屈15°～60°。
在實際設(shè)計中，為了得到更好的涂層質(zhì)量和降低粉塵污染，在噴槍上的任何位置可增設(shè)一套或更多的霧化水注入裝置及大體積的混合腔。該槍適用于各種混凝土的干法噴射施工，尤其適用于耐火混凝土的噴涂。
權(quán)利要求
1.一種干法噴射混凝土的方法，它是將水與混凝土干料相混合后從噴槍中噴出，其特征在于，它包括以下步驟1)將水與壓縮空氣通過一套水霧化裝置將水霧化；2)將霧化后的水與混凝土干料通過噴嘴在噴槍中進行摻混；3)干料與水霧的混合物通過一個或多個混合腔后從噴槍中噴出。
2.一種為實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的混凝土噴射方法而設(shè)計的噴槍，它包括進料口(17)、外殼(1)、進水口(3)、延長管(13)、噴槍頭(15)和噴嘴(16)，其特征在于它增設(shè)了至少一套由進氣口(5)、水噴嘴(4)、氣噴嘴(7)、水霧化噴嘴(8)、水霧化腔(9)組成的水霧化裝置，以及干料噴嘴(2)、水霧噴嘴(10)、料-霧噴嘴(11)和混合腔(12)，干料噴嘴(2)置于進料口(17)的前端，并套裝在外殼(1)的后端，干料噴嘴(2)的前端置于外殼(1)內(nèi)的一個腔室中并形成水霧化腔(9)，水霧化腔(9)的內(nèi)壁上設(shè)有水霧化噴嘴(8)，在外殼(1)上、與水霧化噴嘴(8)同軸開有一個與外部相通的腔室(6)，用于聯(lián)接進水口(3)和安置水噴嘴(4)，在外殼(1)的另一側(cè)開有與腔室(6)垂直相通的孔，用以聯(lián)接進氣口(5)，腔室(6)與水霧化噴嘴(8)間設(shè)有氣噴嘴(7)和水噴嘴(4)，水霧化腔(9)的前端設(shè)有水霧噴嘴(10)，其前端接有料-霧噴嘴(11)，料-霧噴嘴(11)的前端可以連接一個或多個大體積的混合腔(12)，也可直接與延長管(13)相接，噴槍的最終出口設(shè)有帶一個以上噴口的噴槍頭(15)。
3.如權(quán)利要求2所述的混凝土噴槍，其特征在于所說的水霧噴嘴(10)是一個環(huán)縫式的噴嘴，即在水霧化腔(9)的出口處開有一收縮錐孔，該孔與干料噴嘴(2)出口外緣間形成了一個環(huán)縫并共同構(gòu)成水霧噴嘴(10)。
4.如權(quán)利要求3所述的混凝土噴槍，其特征在于所說的環(huán)縫式水霧化噴嘴(10)的收縮錐孔母線與軸線的夾角在30°～60°間。
5.如權(quán)利要求4所述的混凝土噴槍，其特征在于所說的水霧化噴嘴(8)的軸線垂直偏置于水霧化腔(9)軸線的一側(cè)，使水-氣混合物沿偏心方向射入水霧化腔(9)。
6.如權(quán)利要求2或5所述的混凝土噴槍，其特征在于所說的大體積混合腔(12)為一個擴張-收縮混合腔，即該混合腔至少帶有一個沿料漿前進方向的擴張錐面和一個收縮錐面，兩個錐面間可帶有一個柱面轉(zhuǎn)換段。
7.如權(quán)利要求6所述的混凝土噴槍，其特征在于所說的擴張-收縮混合腔(12)的最佳設(shè)計尺寸為其長度是料-霧噴嘴(11)直徑的3～8倍，其擴張-收縮轉(zhuǎn)換段出現(xiàn)在混合腔長度方向上的三分之一之內(nèi)，其最大的擴張截面與最小的收縮截面之比為2～10之間。
8.如權(quán)利要求2所述的混凝土噴槍，其特征在于所說的噴槍頭(15)僅具有一個與其軸線有15°～60°夾角的噴口，并在噴口處設(shè)有用于安裝噴嘴(16)的螺紋。
9.如權(quán)利要求2所述的混凝土噴槍，其特征在于所說的噴槍頭(15)具有一個軸向的噴口(18)和一個與其軸線有15°～60°夾角的支路噴口(19)，噴嘴(16)可以安裝在噴口(18)、(19)兩者之一上，另一個用螺紋或焊接密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于干法噴射混凝土的方法及其使用的噴槍，其特征在于它先將水霧化處理后再與混凝土干料混合，為此在噴槍內(nèi)增設(shè)了至少一套水霧化裝置和大體積的混合腔，并改進了現(xiàn)有的噴槍頭。使用該方法和噴槍施工不但可獲得接近濕法噴射的高質(zhì)量的涂層，還可使物料回彈率由原來的60％下降至接近零，并大大降低了粉塵污染，克服了現(xiàn)有混凝土干法噴射施工中的所有問題，還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作、維修方便、低成本等特點。
文檔編號E04F21/02GK1118034SQ95108248
公開日1996年3月6日 申請日期1995年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月25日
發(fā)明者王曉宇, 國相杰, 劉建軍, 陳鴻, 卓曦 申請人:王曉宇