CN101757866B - 卧式四轴搅拌机 - Google Patents

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Abstract

卧式四轴搅拌机，涉及一种具有绕水平或基本水平轴线运转的高粘性材料或水泥和其它轻质材料的搅拌器。提供一种物料在搅拌机内流动更为顺畅，搅拌更高效，能耗更低，适用范围更广的卧式四轴搅拌机。设有机体、左搅拌系统和右搅拌系统；左搅拌系统设有一个水平放置的左外搅拌机构和左内搅拌机构，左内搅拌机构内置于左外搅拌机构并与左外搅拌机构同轴线；右搅拌系统设有一个水平放置的右外搅拌机构和右内搅拌机构，右内搅拌机构内置于右外搅拌机构并与右外搅拌机构同轴线。左外搅拌机构和右外搅拌机构沿轴向相反方向交叉布置，转动方向相反，转动速度一致。

Description

卧式四轴搅拌机
技术领域
本发明涉及一种具有绕水平或基本水平轴线运转的高粘性材料或水泥和其它轻质材料的搅拌器，尤其是涉及一种卧式四轴搅拌机。
背景技术
现有的与本发明类似的搅拌装置有以下2种：
第一种：双卧轴搅拌机。双卧轴搅拌机包括搅拌机体，水平设置在搅拌机体内的两平行搅拌轴，设置在搅拌轴上的进给、搅拌、返回单元，各个单元均包括固设在搅拌轴上的搅拌臂以及连接在搅拌臂的叶片。由于各个单元是分立式结构，对搅拌机内物料的搅拌是通过单个叶片单独铲动实现的，因此物料不能产生整体连续循环流动，尤其针对高粘性材料、泡沫混凝土砂浆等稀砂浆、粘稠砂浆的工业化生产，采用现有的双卧轴搅拌机，搅拌的速度、效果、适用能力均有待改进。
第二种：双卧轴双螺旋混凝土搅拌机(公告号为CN2696799Y的实用新型专利)。如图1所示，双卧轴双螺旋混凝土搅拌机包括搅拌机体20，以及水平设置在搅拌机体内的两平行搅拌轴2a、2b。搅拌轴上具有外螺旋进给单元21、内螺旋进给单元22、单叶片外进给单元23、单叶片内进给单元24、内螺旋返回单元25、外螺旋返回单元26。两搅拌轴上各个单元以相同顺序沿轴向相反方向布置。所述外螺旋进给、返回单元均具有多个长搅拌臂和连接在长搅拌臂端部呈连续排列的螺旋状叶片组。所述内螺旋进给、返回单元均具有多个短搅拌臂和连接在短搅拌臂端部呈连续排列的螺旋状叶片组。所述单叶片外、内进给单元包括单个长、短搅拌臂和连接在长、短搅拌臂端部的单个搅拌叶片。双卧轴双螺旋搅拌机搅拌效率比双卧轴搅拌机高，但加剧了搅拌过程中的抱轴问题，不但无法对高粘性材料分离分散，相反加剧了粘性材料的粘结成团程度，无法适用此类材料的搅拌工艺要求。基于上述类似原因，该搅拌机也不适用于粘稠砂浆搅拌作业。对泡沫混凝土等稀砂浆搅拌作业，因稀砂浆中的物料密度存在较大的区别，密度小的物料浮在相对密度较大的物料上，据此该型搅拌机叶片形状难以起到拍压翻腾的作用，只能作循环推挤的搅拌动作，因此该型搅拌机难以达到搅拌工艺要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种物料在搅拌机内流动更为顺畅，搅拌更高效，能耗更低，适用范围更广的卧式四轴搅拌机。
本发明设有机体、左搅拌系统和右搅拌系统；
左搅拌系统设有一个水平放置的左外搅拌机构和左内搅拌机构，左内搅拌机构内置于左外搅拌机构并与左外搅拌机构同轴线；
右搅拌系统设有一个水平放置的右外搅拌机构和右内搅拌机构，右内搅拌机构内置于右外搅拌机构并与右外搅拌机构同轴线。
所述左外搅拌机构和右外搅拌机构沿轴向相反方向交叉布置，转动方向相反，转动速度一致。所述左内搅拌机构和右内搅拌机构转动方向与转动速度可依不同的搅拌对象或搅拌工况作调节。
所述左外搅拌机构可设有左螺旋轴进给单元和左螺旋轴返回单元，所述左螺旋轴进给单元可设有至少1根左进给螺旋轴和至少1片左进给螺旋轴叶片，所述左进给螺旋轴叶片设在左进给螺旋轴上；所述左螺旋轴返回单元可设有至少1根左返回螺旋轴和至少1片左返回螺旋轴叶片，左返回螺旋轴叶片设在左返回螺旋轴上；所述左进给螺旋轴与左返回螺旋轴的螺旋方向相反，左进给螺旋轴与左返回螺旋轴通过左中间连接臂连接。
所述右外搅拌机构可设有右螺旋轴进给单元和右螺旋轴返回单元，所述右螺旋轴进给单元可设有至少1根右进给螺旋轴和至少1片右进给螺旋轴叶片，所述右进给螺旋轴叶片设在右进给螺旋轴上；所述右螺旋轴返回单元可设有至少1根右返回螺旋轴和至少1片右返回螺旋轴叶片，右返回螺旋轴叶片设在右返回螺旋轴上；所述右进给螺旋轴与右返回螺旋轴的螺旋方向相反，右进给螺旋轴与右返回螺旋轴通过右中间连接臂连接。
所述左进给螺旋轴与左返回螺旋轴通过左中间连接臂连接，是左进给螺旋轴一端与左返回螺旋轴一端通过左中间连接臂连接。
所述右进给螺旋轴与右返回螺旋轴通过右中间连接臂连接，是右进给螺旋轴一端与右返回螺旋轴一端通过右中间连接臂连接。
所述左外搅拌机构的轴头上可设有返回轴端连接座，左返回螺旋轴一端与返回轴端连接座连接；所述左外搅拌机构的轴头上可设有进给轴端连接座，左进给螺旋轴一端与进给轴端连接座连接。
所述右外搅拌机构的轴头上可设有进给轴端连接座，右进给螺旋轴一端与进给轴端连接座连接；所述右外搅拌机构的轴头上可设有返回轴端连接座，右返回螺旋轴一端与返回轴端连接座连接。
所述左外搅拌机构的进给轴端连接座可由上进给轴端连接座和下进给轴端连接座组成，上进给轴端连接座与下进给轴端连接座可通过螺栓或其它方式连接；左外搅拌机构的返回轴端连接座可由上返回轴端连接座和下返回轴端连接座组成，上返回轴端连接座与下返回轴端连接座可通过螺栓或其它方式连接。
所述右外搅拌机构的进给轴端连接座可由上进给轴端连接座和下进给轴端连接座组成，上进给轴端连接座与下进给轴端连接座可通过螺栓或其它方式连接；右外搅拌机构的返回轴端连接座可由上返回轴端连接座和下返回轴端连接座组成，上返回轴端连接座与下返回轴端连接座可通过螺栓或其它方式连接。
所述左外搅拌机构的左进给螺旋轴和左返回螺旋轴与左中间连接臂最好分体；所述右外搅拌机构的右进给螺旋轴和右返回螺旋轴与右中间连接臂最好分体。
所述左进给螺旋轴叶片与左进给螺旋轴最好分体，左返回螺旋轴叶片与左返回螺旋轴最好分体。
所述右进给螺旋轴叶片与右进给螺旋轴最好分体，右返回螺旋轴叶片与右返回螺旋轴最好分体。
所述左内搅拌机构可设有1个水平放置的左内搅拌轴、至少1个左内搅拌臂、至少1个左内搅拌叶片，左内搅拌臂固接在左内搅拌轴上，方向位置均可作调节，左内搅拌叶片固设在左内搅拌臂上。
所述右内搅拌机构可设有1个水平放置的右内搅拌轴、至少1个右内搅拌臂、至少1个右内搅拌叶片，右内搅拌臂固接在右内搅拌轴上，方向位置均可作调节，右内搅拌叶片固设在右内搅拌臂上。
所述左内搅拌臂最好通过螺栓固定在左内搅拌轴上，左内搅拌叶片最好通过螺栓固设在左内搅拌臂上。
所述右内搅拌臂最好通过螺栓固定在右内搅拌轴上，右内搅拌叶片最好通过螺栓固设在右内搅拌臂上。
通过内外搅拌机构之间和左右搅拌系统之间剧烈的剪切搅拌，物料在搅拌机进行循环流动、翻滚、铲刮、推挤、揉和等一系列复杂的混合运动，做到物料的高效混合。内外搅拌机构之间的差速既加剧了搅拌时的剪切作用，又能有效刮除外搅拌机构上的粘料。
本发明的工作原理如下：外搅拌机构上，螺旋轴叶片直接固设在螺旋轴上，在螺旋轴进给单元与螺旋轴返回单元综合旋转运动的作用下，搅拌缸两侧的物料向搅拌机体中部搅动，增加了物料在缸体内的流动性。因为有两个外搅拌机构，而且又是反向布置，搅拌物料的流动除了径向运动以外，还伴有轴向运动。物料沿这两个运动方向全方位进行充分的接触与循环混合，形成整体连续的物料外循环流，产生剧烈、均匀、迅速的搅拌效果。螺旋轴结构可以接触到缸体的各个边角，不致使物料堆积或存在搅拌死角。
由于内搅拌机构和外搅拌机构没有设中间连接轴，仅通过中间连接臂以及轴端连接座进行固接，因此物料不会出现抱轴现象。
内搅拌机构工作原理：内搅拌机构的内搅拌轴固接多个内搅拌臂，所述内搅拌臂呈一定规律固接在内搅拌轴上，方向位置均可作调节，内搅拌叶片固接在内搅拌臂上，内搅拌叶片固设在上述的内搅拌臂上，该叶片可根据不同生产工况要求更换各种不同内搅拌叶片。1)在搅拌高粘性材料时，本发明依据其不易分离打碎的特点，通过配备适合的内搅拌叶片和调整内搅拌机构的运转速度，对高粘性材料进行切割、翻动、铲刮等动作，产生相当于刀切的效果，使高粘性材料迅速分离打散。当高粘性材料被分离打散后，高粘性材料被大部分传输到内搅拌机构外，进入其它搅拌系统进行搅拌。打碎后重新粘合的物料，内搅拌叶片又将其在新的位置重新分离打碎。周而复始，达到搅拌均匀的效果。2)在搅拌粘稠砂浆时，安装相匹配的内搅拌叶片，在适当的搅拌速度控制下，对砂浆中的料团强有力的切割、破碎，并迅速推动料浆向轴向、径向和外螺旋系统移动，使其达到搅拌均匀的效果。3)在搅拌稀砂浆时，安装相匹配的内搅拌叶片，调整内搅拌机构的内搅拌臂及内搅拌叶片的排列布局，在适当的搅拌速度控制下，将浮在料浆上的小密度物料迅速压入料浆，使大小密度的物料进行充分的溶合，并迅速推动料浆向轴向、径向和外螺旋系统流动，从而实现稀砂浆高速、高质量的搅拌。4)内搅拌机构的内搅拌叶片的剪切和搅拌轴高速旋转，产生的冲击力和离心力，使物料无法粘附在内搅拌机构上。总之，内搅拌机构对上述物料进行复杂的切割、翻滚、推动和拍压等搅拌动作，将物料往系统外部传送，形成了强烈的物料循环流。
在内外搅拌机构的综合作用下，形成了由四个搅拌系统组成的机体内的大物料循环流。外搅拌机构的复杂的搅拌运动过程中物料源源不断地送到机体的中部，内搅拌机构对从外搅拌机构传送过来的物料进行剪切、翻滚、拍压等搅拌动作，左右搅拌系统将对方传送过来的物料在各自的内外搅拌机构搅拌动作后又传送到对方搅拌系统，周而复始，所有在机体内的物料充分完全地得到复杂的搅拌作用，实现高性能、高效率的搅拌。而且，由于有了外搅拌机构的配合，搅拌缸内不存在死角，没有未搅拌均匀物料沉积。
外搅拌机构的螺旋轴采用的是无中间轴设计，大大减少粘轴抱轴的可能性，在即使是搅拌高粘性材料时，内搅拌机构与外搅拌机构间的差速，使左右搅拌系统的具备自我清洁能力，也让最易粘轴的外螺旋系统的内圆周面不粘物料。
附图说明
图1为现有的双卧轴双螺旋搅拌机的结构组成示意图。
图2为本发明实施例的结构组成示意图。
图3为本发明实施例的俯视结构组成示意图。
具体实施方式
参见图2和图3，卧式四轴搅拌机设有机体P、左搅拌系统A与右搅拌系统B，左搅拌系统A设有一个水平放置的左外搅拌机构C和一个内置于左外搅拌机构C并与左外搅拌机构C同轴线的左内搅拌机构D；右搅拌系统B设有一个水平放置的右外搅拌机构E和一个内置于右外搅拌机构E并与右外搅拌机构E同轴线的右内搅拌机构F。
左外搅拌机构C设有螺旋轴进给单元和螺旋轴返回单元，右外搅拌机构E设有螺旋轴进给单元和螺旋轴返回单元，左外搅拌机构C与右外搅拌机构E沿轴向相反方向交叉布置。
左内搅拌机构D设有两个水平放置的内搅拌轴107、多个内搅拌臂108和多个内搅拌叶片109，右内搅拌机构F设有两个水平放置的内搅拌轴202、多个内搅拌臂204和多个内搅拌叶片203，左内搅拌机构D与右内搅拌机构F彼此不交叉布置。
左外搅拌机构C与右外搅拌机构E之间的转动方向相反，转动速度一致。左内搅拌机构D与右内搅拌机构F转动方向与转动速度可依不同的搅拌对象作调节。
左外搅拌机构C设置的螺旋轴进给单元、螺旋轴返回单元均包括单根螺旋轴，以及多片螺旋轴叶片，两根螺旋轴(进给螺旋轴和返回螺旋轴)的螺旋方向相反，通过中间连接臂104以及进给轴端连接座110、返回轴端连接座101进行固接。所述螺旋轴分为外进给轴105和外返回轴102，外进给轴105和外返回轴102上固设有与之旋向相同的外进给螺旋轴叶片106和外返回螺旋轴叶片103，外进给螺旋轴叶片106和外返回螺旋轴叶片103磨损后可更换。
右外搅拌机构E设置的螺旋轴进给单元、螺旋轴返回单元均包括单根螺旋轴，以及多片螺旋轴叶片，两根螺旋轴(进给螺旋轴和返回螺旋轴)的螺旋方向相反，通过中间连接臂207以及进给轴端连接座201、返回轴端连接座210进行固接。所述螺旋轴分为外进给轴205和外返回轴208，外进给轴205和外返回轴208上固设有与之旋向相同的外进给螺旋轴叶片206和外返回螺旋轴叶片209，外进给螺旋轴叶片206和外返回螺旋轴叶片209磨损后可更换。
左内搅拌机构D设有一个水平放置的内搅拌轴107、多个内搅拌臂108和多个内搅拌叶片109。所述内搅拌臂108固接在内搅拌轴107上，方向位置均可作调节。所述内搅拌叶片109固设在上述的内搅拌臂108上，内搅拌叶片109可根据不同生产工况要求更换各种不同内搅拌叶片109，内搅拌叶片109磨损后可更换。
右内搅拌机构F设有一个水平放置的内搅拌轴202、多个内搅拌臂204和多个内搅拌叶片203。所述内搅拌臂204固接在内搅拌轴202上，方向位置均可作调节。所述内搅拌叶片203固设在上述的内搅拌臂204上，内搅拌叶片203可根据不同生产工况要求更换各种不同内搅拌叶片203，内搅拌叶片203磨损后可更换。
通过内外搅拌机构之间和左右搅拌系统之间剧烈的剪切搅拌，物料在搅拌机进行循环流动、翻滚、铲刮、推挤、揉和等一系列复杂的混合运动，做到物料的高效混合。内外搅拌机构之间的差速既加剧了搅拌时的剪切作用，又能有效刮除外搅拌机构上的粘料。
另外，外搅拌机构没有中间连接轴，通过中间连接臂以及轴端连接座进行固接，物料不会出现抱轴现象，达到物料充分混合搅拌的目的。
内搅拌机构的工作原理：
因内搅拌机构F的具体实施例与内搅拌机构D完全一致。以内搅拌机构D为例，内搅拌机构D的内搅拌轴107固接多个内搅拌臂108，所述内搅拌臂108呈一定规律固接在内搅拌轴107上，方向位置均可作调节，内搅拌叶片109固接在内搅拌臂108上，内搅拌叶片109固设在上述的内搅拌臂108上，该叶片可根据不同生产工况要求更换各种不同内搅拌叶片109。
1)当搅拌高粘性材料时，本发明依据其不易分离打碎的特点，通过配备适合的内搅拌叶片109和调整内搅拌机构D的运转速度，对高粘性材料进行切割、翻动、铲刮等动作，产生相当于刀切的效果，使高粘性材料迅速分离打散。当高粘性材料被分离打散后，高粘性材料被大部分传输到内搅拌机构D外，进入其它搅拌系统进行搅拌。打碎后重新粘合的物料，内搅拌叶片109又将其在新的位置重新分离打碎。周而复始，达到搅拌均匀的效果。
2)当搅拌粘稠砂浆时，安装相匹配的内搅拌叶片109，在适当的搅拌速度控制下，对砂浆中的料团强有力的切割、破碎，并迅速推动料浆向轴向、径向和外螺旋系统移动，使其达到搅拌均匀的效果。
3)当搅拌稀砂浆时，安装相匹配的内搅拌叶片109，调整内搅拌机构D的内搅拌臂108及内搅拌叶片109的排列布局，在适当的搅拌速度控制下，将浮在料浆上的小密度物料迅速压入料浆，使大小密度的物料进行充分的溶合，并迅速推动料浆向轴向、径向和外螺旋系统流动，从而实现稀砂浆高速、高质量的搅拌。
4)内搅拌机构D的内搅拌叶片109的剪切和搅拌轴高速旋转，产生的冲击力和离心力，使物料无法粘附在内搅拌机构上。总之，内搅拌机构对上述物料进行复杂的切割、翻滚、推动和拍压等搅拌动作，将物料往系统外部传送，形成了强烈的物料循环流。
在内外搅拌机构的综合作用下，形成了由四个搅拌系统组成的机体内的大物料循环流。外搅拌机构的复杂的搅拌运动过程中物料源源不断地送到机体的中部，内搅拌机构对从外搅拌机构传送过来的物料进行剪切、翻滚、拍压等搅拌动作，左右搅拌系统将对方传送过来的物料在各自的内外搅拌机构搅拌动作后又传送到对方搅拌系统，周而复始，所有在机体内的物料充分完全地得到复杂的搅拌作用，实现高性能、高效率的搅拌。而且，由于有了外搅拌机构C的配合，搅拌缸内不存在死角，没有未搅拌均匀物料沉积。
外搅拌机构的螺旋轴采用的是无中间轴设计，大大减少粘轴抱轴的可能性，在即使是搅拌高粘性材料时，内搅拌机构与外搅拌机构间的差速，使左右搅拌系统的具备自我清洁能力，也让最易粘轴的外螺旋系统的内圆周面不粘物料。
由此可见，本发明达到提供一种令物料在搅拌机内流动更为顺畅，搅拌更高效，能耗更低，适用范围更广的新型搅拌机的目的。

Claims (8)

1.卧式四轴搅拌机，其特征在于设有机体、左搅拌系统和右搅拌系统；
左搅拌系统设有一个水平放置的左外搅拌机构和左内搅拌机构，左内搅拌机构内置于左外搅拌机构并与左外搅拌机构同轴线；
右搅拌系统设有一个水平放置的右外搅拌机构和右内搅拌机构，右内搅拌机构内置于右外搅拌机构并与右外搅拌机构同轴线；
所述左外搅拌机构和右外搅拌机构沿轴向相反方向交叉布置，转动方向相反，转动速度一致；
所述左外搅拌机构设有左螺旋轴进给单元和左螺旋轴返回单元，所述左螺旋轴进给单元设有至少1根左进给螺旋轴和至少1片左进给螺旋轴叶片，所述左进给螺旋轴叶片设在左进给螺旋轴上；所述左螺旋轴返回单元设有至少1根左返回螺旋轴和至少1片左返回螺旋轴叶片，左返回螺旋轴叶片设在左返回螺旋轴上；所述左进给螺旋轴与左返回螺旋轴的螺旋方向相反，左进给螺旋轴与左返回螺旋轴通过左中间连接臂连接；
所述右外搅拌机构设有右螺旋轴进给单元和右螺旋轴返回单元，所述右螺旋轴进给单元设有至少1根右进给螺旋轴和至少1片右进给螺旋轴叶片，所述右进给螺旋轴叶片设在右进给螺旋轴上；所述右螺旋轴返回单元设有至少1根右返回螺旋轴和至少1片右返回螺旋轴叶片，右返回螺旋轴叶片设在右返回螺旋轴上；所述右进给螺旋轴与右返回螺旋轴的螺旋方向相反，右进给螺旋轴与右返回螺旋轴通过右中间连接臂连接。
2.如权利要求1所述的卧式四轴搅拌机，其特征在于：
所述左进给螺旋轴与左返回螺旋轴通过左中间连接臂连接，是左进给螺旋轴一端与左返回螺旋轴一端通过左中间连接臂连接；
所述右进给螺旋轴与右返回螺旋轴通过右中间连接臂连接，是右进给螺旋轴一端与右返回螺旋轴一端通过右中间连接臂连接。
3.如权利要求1所述的卧式四轴搅拌机，其特征在于：
所述左外搅拌机构的轴头上设有返回轴端连接座，左返回螺旋轴一端与返回轴端连接座连接；所述左外搅拌机构的轴头上设有进给轴端连接座，左进给螺旋轴一端与进给轴端连接座连接；
所述右外搅拌机构的轴头上设有进给轴端连接座，右进给螺旋轴一端与进给轴端连接座连接；所述右外搅拌机构的轴头上设有返回轴端连接座，右返回螺旋轴一端与返回轴端连接座连接。
4.如权利要求3所述的卧式四轴搅拌机，其特征在于：
所述左外搅拌机构的进给轴端连接座由上进给轴端连接座和下进给轴端连接座组成，上进给轴端连接座与下进给轴端连接座通过螺栓连接；左外搅拌机构的返回轴端连接座由上返回轴端连接座和下返回轴端连接座组成，上返回轴端连接座与下返回轴端连接座通过螺栓连接；
所述右外搅拌机构的进给轴端连接座由上进给轴端连接座和下进给轴端连接座组成，上进给轴端连接座与下进给轴端连接座通过螺栓连接；右外搅拌机构的返回轴端连接座由上返回轴端连接座和下返回轴端连接座组成，上返回轴端连接座与下返回轴端连接座通过螺栓连接。
5.如权利要求1所述的卧式四轴搅拌机，其特征在于：
所述左外搅拌机构的左进给螺旋轴和左返回螺旋轴与左中间连接臂分体；所述右外搅拌机构的右进给螺旋轴和右返回螺旋轴与右中间连接臂分体。
6.如权利要求1所述的卧式四轴搅拌机，其特征在于：
所述左进给螺旋轴叶片与左进给螺旋轴分体，左返回螺旋轴叶片与左返回螺旋轴分体；
所述右进给螺旋轴叶片与右进给螺旋轴分体，右返回螺旋轴叶片与右返回螺旋轴分体。
7.如权利要求1所述的卧式四轴搅拌机，其特征在于：
所述左内搅拌机构设有1个水平放置的左内搅拌轴、至少1个左内搅拌臂、至少1个左内搅拌叶片，左内搅拌臂固接在左内搅拌轴上，方向位置均可作调节，左内搅拌叶片固设在左内搅拌臂上；
所述右内搅拌机构设有1个水平放置的右内搅拌轴、至少1个右内搅拌臂、至少1个右内搅拌叶片，右内搅拌臂固接在右内搅拌轴上，方向位置均可作调节，右内搅拌叶片固设在右内搅拌臂上。
8.如权利要求7所述的卧式四轴搅拌机，其特征在于：
所述左内搅拌臂通过螺栓固定在左内搅拌轴上，左内搅拌叶片通过螺栓固设在左内搅拌臂上；
所述右内搅拌臂通过螺栓固定在右内搅拌轴上，右内搅拌叶片通过螺栓固设在右内搅拌臂上。
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