CN105538506B - 一种分级连续式搅拌装置及搅拌方法 - Google Patents

一种分级连续式搅拌装置及搅拌方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分级连续式搅拌装置及搅拌方法，包括连续式单卧轴搅拌机和连续式双卧轴搅拌机，所述连续式单卧轴搅拌机和连续式双卧轴搅拌机通过导通机构连接，导通机构包括落料横管和进料带轮；粉状结合料由连续式单卧轴搅拌机的一级搅拌出料口输出，经由导通机构中的落料横管由所述的二级搅拌进料口落入连续式双卧轴搅拌机内；集料由进料带轮传输进入连续式双卧轴搅拌机。本发明的装置将水泥、石灰等粉状结合料与水一起在一级搅拌筒内进行高速搅拌，由于混合物中没有粒径较大的集料，减少了对团粒的屏障作用，同时搅拌叶片高速旋转过程中形成的强烈剪切作用，极易将团粒击碎，使粉状结合料充分水化。

Description

一种分级连续式搅拌装置及搅拌方法
技术领域
本发明属于稳定土搅拌机技术领域，涉及一种分级连续式搅拌装置及搅拌方法。
背景技术
随着我国经济建设的发展，公路上交通荷载愈来愈繁重；同时，公路建设的可持续发展，提升路面结构的耐久性需求也愈来愈迫切。实践表明，提高基层和底基层的施工质量有利于提高路面整体结构的耐久性和延长使用寿命。连续式强制搅拌机作为稳定土厂拌设备的核心部分，其搅拌性能直接关系到稳定土成品料的搅拌质量，影响着路面基础层的施工质量。
现有的稳定土搅拌机普遍采用了连续式双卧轴结构，水泥或者石灰粉状结合料、粗细集料、水等原材料都是经计量后，从搅拌机轴向一端连续投入，在机内经过叶片连续推搅后，从搅拌机轴向另一端连续出料形成混合物。但由于受到搅拌筒长度尺寸的限制，稳定土材料在搅拌机中的停留时间偏短，目前国内外都普遍在10s以内，这样就容易造成生产的稳定土混合料均匀性较差。同时，稳定土各组成材料都是一次性投入搅拌机内，水泥或者石灰粉状结合料遇水后很快形成大小不等的团粒，虽然搅拌过程中由于搅拌叶片的剪切作用以及集料间的摩擦、撞击作用使得部分团粒分解破坏，但处于粗集料和搅拌叶片背后的那部分团粒则不易破坏；此外，由于受到集料离析的限制，搅拌线速度一般需要控制在3.0m/s左右，从而较低的线速度也在很大程度上影响了搅拌叶片对粉状团粒的剪切破坏作用。粉状结合料的这种团聚现象，不但影响结合料的水化以及对集料的裹覆，造成水泥等原材料的浪费，而且还降低了成品料的施工和易性和硬化强度。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题或缺陷，本发明的目的在于，提供一种能够提高成品料的搅拌均匀性，减少结合料的使用量且保证工作效率的分级连续式搅拌装置及搅拌方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分级连续式搅拌装置，包括连续式单卧轴搅拌机和连续式双卧轴搅拌机，连续式单卧轴搅拌机上设置有一级搅拌出料口，连续式双卧轴搅拌机上设置有二级搅拌进料口，所述连续式单卧轴搅拌机包括一级搅拌筒，一级搅拌筒内设置有一级搅拌轴，一级搅拌轴上分布有一级搅拌叶片；连续式双卧轴搅拌机内设置有二级搅拌轴，所述连续式单卧轴搅拌机和连续式双卧轴搅拌机通过导通机构连接，导通机构包括落料横管和进料带轮；粉状结合料由连续式单卧轴搅拌机的一级搅拌出料口输出，经由导通机构中的落料横管由所述的二级搅拌进料口落入连续式双卧轴搅拌机内；集料由进料带轮传输进入连续式双卧轴搅拌机。
具体地，所述落料横管在连续式双卧轴搅拌机的二级搅拌进料口的上方水平设置，落料横管面对连续式双卧轴搅拌机的一侧管壁上沿管壁长度方向设置有多个落料孔
具体地，所述导通机构包括落料竖管，落料竖管顶端与所述的连续式单卧轴搅拌机的一级搅拌出料口连通，落料竖管的底端与所述的落料横管连通。
进一步地，所述导通机构还包括进料罩，进料罩内设置所述的落料横管和进料带轮，进料带轮设置在所述连续式双卧轴搅拌机的二级搅拌进料口的上方。
进一步地，所述搅拌装置还包括支撑架和机架，机架上方设置所述的连续式双卧轴搅拌机，支撑架设置在机架上方，支撑架上方设置所述的连续式单卧轴搅拌机。
具体地，所述一级搅拌叶片包括弧形前壁和后壁，弧形前壁和后壁之间形成两个侧面。
进一步地，所述一级搅拌轴的线速度为二级搅拌轴的线速度的3～5倍。
所述一级搅拌筒与水平面之间的形成夹角，角度为1°～2°。
应用权利要求1所述的分级连续式搅拌装置的搅拌方法，具体包括以下步骤：
(1)粉状结合料进入一级搅拌筒内进行搅拌，一级搅拌筒内的一级搅拌轴的线速度为二级搅拌轴的线速度的3～5倍，搅拌后的粉状结合料由一级搅拌出料口输出；
(2)由一级搅拌出料口输出的粉状结合料由落料横管进入连续式双卧轴搅拌机内，进料带轮将集料输送到连续式双卧轴搅拌机内；
(3)开启连续式双卧轴搅拌机，二级搅拌轴对粉状结合料和集料进行搅拌，搅拌充分后，将搅拌后的物料卸出；
(4)重复步骤(1)～(3)，直至全部物料搅拌完成。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、设置连续式单卧轴搅拌机，泥、石灰等粉状结合料与水一同进入连续式单卧轴搅拌机内进行高速搅拌，由于混合物中没有粒径较大的集料，减少了对团粒的屏障作用，同时搅拌叶片高速旋转过程中形成的强烈剪切作用，极易将团粒击碎，使粉状结合料充分水化。
2、设置导通机构，将由连续式单卧轴搅拌机输送出的粉状结合料和进料带轮输送的集料均输送至连续式双卧轴搅拌机内进行低速搅拌，减少粉状颗粒的团聚现象，改善粉状颗料的分散性，提高水化程度，不但提高了搅拌均匀性，减少了粉状结合料的使用量，而且保证了工作效率。
3、一级搅拌叶片具有两个侧面，增加了物料在一级搅拌筒内的滞留搅拌时间，在相同的搅拌时间下，增加了物料的搅拌次数，使得物料在短时间内得到充分的搅拌，提高了搅拌效果。
4、本发明的搅拌方法将粉状结合料在一级搅拌筒内搅拌，在将搅拌后的粉状结合料与集料在二级搅拌筒内搅拌，由于粉状结合料在搅拌过程中没有粒径较大的集料，减少了对团粒的屏障作用，同时搅拌叶片高速旋转过程中形成的强烈剪切作用，极易将团粒击碎，使粉状结合料充分水化。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的左视图；
图3为连续式单卧轴搅拌机的结构示意图；
图4为一级搅拌叶片的正视图；
图5为一级搅拌叶片的侧视图；
图中标号代表：1—连续式单卧轴搅拌机，1-1—一级搅拌出料口，1-2—一级搅拌筒，1-3—一级搅拌轴，1-4—一级搅拌叶片，1-4-1—弧形前壁，1-4-2—后壁，1-4-3—侧面，1-5—一级电动机，1-6—进料筒，1-7—推料轴，1-8—第一联轴器，1-9—进水口，1-10—一级进料口；
2—连续式双卧轴搅拌机，2-1—二级搅拌进料口，2-2—二级搅拌轴，2-3—二级搅拌筒，2-4—第二联轴器，2-5—二级电动机，2-6—二级搅拌出料口，2-7—卸料板；
3—导通机构，3-1—落料横管，3-2—进料带轮，3-3—落料竖管，3-4—进料罩，3-5—法兰盖，3-6—软管；
4—支撑架，4-1—支腿，4-2—顶板，4-3—加强板，5—机架。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的方案做进一步详细地解释和说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，参见图1-2，本发明的分级连续式搅拌装置，包括连续式单卧轴搅拌机1和连续式双卧轴搅拌机2，连续式单卧轴搅拌机1上设置有一级搅拌出料口1-1，连续式双卧轴搅拌机2上设置有二级搅拌进料口2-1，所述连续式单卧轴搅拌机1包括一级搅拌筒1-2，一级搅拌筒1-2内设置有一级搅拌轴1-3，一级搅拌轴1-3上分布有一级搅拌叶片1-4；连续式双卧轴搅拌机2内设置有二级搅拌轴2-2；所述连续式单卧轴搅拌机1和连续式双卧轴搅拌机2通过导通机构3连接，导通机构3包括落料横管3-1和进料带轮3-2；粉状结合料由连续式单卧轴搅拌机1的一级搅拌出料口1-1输出，经由导通机构3中的落料横管3-1由所述的二级搅拌进料口2-1落入连续式双卧轴搅拌机2内；集料由进料带轮3-2传输进入连续式双卧轴搅拌机2。
其中，参见图3，连续式单卧轴搅拌机1包括一级电动机1-5，进料筒1-6和一级搅拌筒1-2，进料筒1-6与一级搅拌筒1-2连通，进料筒1-6内设置有推料轴1-7，一级搅拌筒1-2内设置有一级搅拌轴1-3，一级电动机1-5通过第一联轴器1-8连接推料轴1-7，推料轴1-7连接一级搅拌轴1-3。进料筒1-6内设置有进水口1-9，水泥、石灰等粉状结合料一同由进料筒1-6上设置的一级进料口1-10进入进料筒1-6内在推料轴1-7的推动作用下进入一级搅拌筒1-2，一级搅拌筒1-2上设置有进水口1-9，水泥、石灰等粉状结合料与水一起在一级搅拌筒1-2内进行高速搅拌，由于混合物中没有粒径较大的集料，减少了对团粒的屏障作用，同时搅拌叶片高速旋转过程中形成的强烈剪切作用，极易将团粒击碎，使粉状结合料充分水化。所述一级搅拌筒1-2与水平面之间的形成夹角，角度为1°～2°，便于物料由连续式单卧轴搅拌机1输出。
粉状结合料由连续式单卧轴搅拌机1的一级搅拌出料口1-1输出，通过导通机构3落入连续式双卧轴搅拌机2内；连续式双卧轴搅拌机2包括二级搅拌筒2-3，二级搅拌筒2-3内平行设置有两个二级搅拌轴2-2，二级搅拌筒2-3上设置有所述的二级搅拌进料口2-1，导通机构3中的落料横管3-1落下的粉状结合料由二级搅拌进料口2-1进入二级搅拌筒2-3内，进料带轮3-2将集料输送到二级搅拌进料口2-1的上方，进入二级搅拌筒2-3内；两个二级搅拌轴2-2的端部均设置有同步齿轮，两个同步齿轮啮合，实现两个二级搅拌轴2-2的同步转动；其中一个二级搅拌轴2-2的另一端通过第二联轴器2-4连接二级电动机2-5；二级电动机2-5转动带动一个二级搅拌轴2-2转动，由于两个二级搅拌轴2-2的啮合作用，另一个二级搅拌轴2-2同步转动，实现集料与粉状混合料的低速搅拌，减少粉状颗粒的团聚现象，改善粉状颗料的分散性，提高水化程度，不但提高了搅拌均匀性，减少了粉状结合料的使用量，而且保证了工作效率。二级搅拌筒2-3上设置有二级搅拌出料口2-6，二级搅拌出料口2-6上设置有卸料板2-7，搅拌均匀的集料与粉状结合料由二级搅拌出料口2-6输出。
连续式单卧轴搅拌机1的搅拌线速度为连续式双卧轴搅拌机2的搅拌线速度的3～5倍，连续式双卧轴搅拌机2的搅拌线速度约为2.5～3.5m/s。水泥和石灰等组成的粉状结合料遇水后很快形成大小不等的团粒，经试验验证，若连续式单卧轴搅拌机1的搅拌线速度低于连续式双卧轴搅拌机2的搅拌线速度的3倍，则不能将形成的团粒充分打碎，只有线速度高于3倍时，才能够明显消除原来二级搅拌由于低速而不能冲锋对团粒剪切破坏的缺点；然而速度过高则会增加能耗，引起装置发热等一系列问题，也会增加机器制造成本，因此将连续式单卧轴搅拌机1的搅拌线速度设置为连续式双卧轴搅拌机2的搅拌线速度的3～5倍。
进一步地，所述落料横管3-1在连续式双卧轴搅拌机2的二级搅拌进料口2-1的上方水平设置，落料横管3-1面对连续式双卧轴搅拌机2的一侧管壁上沿管壁长度方向设置有多个落料孔。落料横管3-1的两端均设置有法兰盖3-5，保证粉状结合料只从落料横管3-1底部落料孔处均匀落料。落料横管3-1与连续式单卧轴搅拌机1的一级搅拌进料口1-10连通，粉状结合料由一级搅拌出料口1-1输出进入落料横管3-1后，由落料孔落入连续式双卧轴搅拌机2的二级搅拌筒2-3内。
具体地，所述导通机构3包括落料竖管3-3，落料竖管3-3垂直于落料横管3-1设置，落料竖管3-3顶端与所述的连续式单卧轴搅拌机1的一级搅拌出料口1-1连通，落料竖管3-3的底端与所述的落料横管3-1连通。
粉状混合料由连续式单卧轴搅拌机1的一级搅拌出料口1-1经由落料竖管3-3进入落料横管3-1内。
进一步地，落料竖管3-3顶端与连续式单卧轴搅拌机1的一级搅拌出料口1-1之间设置有软管3-6，便于落料竖管3-3与连续式单卧轴搅拌机1的一级搅拌出料口1-1之间的连接。
进一步地，所述导通机构3还包括进料罩3-4，进料罩3-4内设置所述的落料横管3-1和进料带轮3-2，进料带轮3-2设置在所述连续式双卧轴搅拌机2的二级搅拌进料口2-1的上方。进料带轮3-2将集料输送至连续式双卧轴搅拌机2内部。
进一步地，所述搅拌装置还包括支撑架4和机架5，机架5上方设置所述的连续式双卧轴搅拌机2，支撑架4设置在机架5上方，支撑架4上方设置所述的连续式单卧轴搅拌机1。
所述支撑架4包括支腿4-1和顶板4-2，支腿4-1顶部设置有加强板4-3，加强板4-3连接顶板4-2，顶板4-2上方支撑所述的连续式单卧轴搅拌机1。
进一步地，参见图4和5，所述一级搅拌叶片1-4包括弧形前壁1-4-1和后壁1-4-2，弧形前壁1-4-1和后壁1-4-2之间形成两个侧面1-4-3，侧面1-4-3近似为三角形结构，一级搅拌轴1-3上相邻的两个一级搅拌叶片1-4之间的物料在搅拌过程中沿搅拌轴方向运动的同时，由于受到两个一级搅拌叶片1-4的两个侧面1-4-3的阻挡作用，在相邻两个一级搅拌叶片1-4之间反复来回运动，因而在相同的搅拌线速度的作用下，增加了物料在一级搅拌筒1-2内的滞留搅拌时间，在相同的搅拌时间下，增加了物料的搅拌次数，使得物料在短时间内得到充分的搅拌，提高了搅拌效果。
本发明的分级连续式稳定土搅拌机的搅拌方法，具体包括以下步骤：
(1)水泥、石灰等粉状结合料由一级进料口1-10进入进料筒1-6内，开启一级电动机1-5，推料轴1-7和一级搅拌轴1-3同时转动，转动线速度为二级搅拌轴2-2的线速度的3～5倍，推料轴1-7将粉状结合料推进传送到一级搅拌筒1-2内，水由一级搅拌筒1-2的进水口注入，一级搅拌轴1-3上的一级搅拌叶片1-4对粉状结合料进行搅拌，并将混合物由一级搅拌出料口1-1输出；
(2)由一级搅拌出料口1-1输出的粉状结合料由落料横管3-1进入二级搅拌筒2-3内，进料带轮3-2将集料输送到二级搅拌筒2-3内；
(3)开启二级电动机2-5，带动二级搅拌轴2-2转动，二级搅拌轴2-2上的二级搅拌叶片对粉状结合料和集料进行搅拌，搅拌充分后，打开卸料板2-7，搅拌后的物料由二级搅拌出料口2-6卸出；
(4)重复步骤(1)～(3)，直至全部物料搅拌完成。
本发明的搅拌方法将粉状结合料在一级搅拌筒内搅拌，在将搅拌后的粉状结合料与集料在二级搅拌筒内搅拌，由于粉状结合料在搅拌过程中没有粒径较大的集料，减少了对团粒的屏障作用，同时搅拌叶片高速旋转过程中形成的强烈剪切作用，极易将团粒击碎，使粉状结合料充分水化。

Claims (5)

1.一种分级连续式搅拌装置，包括连续式单卧轴搅拌机(1)和连续式双卧轴搅拌机(2)，连续式单卧轴搅拌机(1)上设置有一级搅拌出料口(1-1)，连续式双卧轴搅拌机(2)上设置有二级搅拌进料口(2-1)，所述连续式单卧轴搅拌机(1)包括一级搅拌筒(1-2)，一级搅拌筒(1-2)内设置有一级搅拌轴(1-3)，一级搅拌轴(1-3)上分布有一级搅拌叶片(1-4)；连续式双卧轴搅拌机(2)内设置有二级搅拌轴(2-2)，其特征在于，所述连续式单卧轴搅拌机(1)和连续式双卧轴搅拌机(2)通过导通机构(3)连接，导通机构(3)包括落料横管(3-1)和进料带轮(3-2)；粉状结合料由连续式单卧轴搅拌机(1)的一级搅拌出料口(1-1)输出，经由导通机构(3)中的落料横管(3-1)由所述的二级搅拌进料口(2-1)落入连续式双卧轴搅拌机(2)内；集料由进料带轮(3-2)传输进入连续式双卧轴搅拌机(2)；连续式单卧轴搅拌机(1)包括一级电动机(1-5)，进料筒(1-6)和一级搅拌筒(1-2)，进料筒(1-6)与一级搅拌筒(1-2)连通，进料筒(1-6)内设置有推料轴(1-7)，一级搅拌筒(1-2)内设置有一级搅拌轴(1-3)；
所述落料横管(3-1)在连续式双卧轴搅拌机(2)的二级搅拌进料口(2-1)的上方水平设置，落料横管(3-1)面对连续式双卧轴搅拌机(2)的一侧管壁上沿管壁长度方向设置有多个落料孔；
所述一级搅拌叶片(1-4)包括弧形前壁(1-4-1)和后壁(1-4-2)，弧形前壁(1-4-1)和后壁(1-4-2)之间形成两个侧面(1-4-3)；
所述一级搅拌轴(1-3)的线速度为二级搅拌轴(2-2)的线速度的3～5倍；
所述一级搅拌筒(1-2)与水平面之间的形成夹角，角度为1°～2°。
2.如权利要求1所述的分级连续式搅拌装置，其特征在于，所述导通机构(3)包括落料竖管(3-3)，落料竖管(3-3)顶端与所述的连续式单卧轴搅拌机(1)的一级搅拌出料口(1-1)连通，落料竖管(3-3)的底端与所述的落料横管(3-1)连通。
3.如权利要求2所述的分级连续式搅拌装置，其特征在于，所述导通机构(3)还包括进料罩(3-4)，进料罩(3-4)内设置所述的落料横管(3-1)和进料带轮(3-2)，进料带轮(3-2)设置在所述连续式双卧轴搅拌机(2)的二级搅拌进料口(2-1)的上方。
4.如权利要求1—3中任一权利要求所述的分级连续式搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括支撑架(4)和机架(5)，机架(5)上方设置所述的连续式双卧轴搅拌机(2)，支撑架(4)设置在机架(5)上方，支撑架(4)上方设置所述的连续式单卧轴搅拌机(1)。
5.应用权利要求1所述的分级连续式搅拌装置的搅拌方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)粉状结合料进入一级搅拌筒(1-2)内进行搅拌，一级搅拌筒(1-2)内的一级搅拌轴(1-3)的线速度为二级搅拌轴(2-2)的线速度的3～5倍，搅拌后的粉状结合料由一级搅拌出料口(1-1)输出；
(2)由一级搅拌出料口(1-1)输出的粉状结合料由落料横管(3-1)进入连续式双卧轴搅拌机(2)内，进料带轮(3-2)将集料输送到连续式双卧轴搅拌机(2)内；
(3)开启连续式双卧轴搅拌机(2)，二级搅拌轴(2-2)对粉状结合料和集料进行搅拌，搅拌充分后，将搅拌后的物料卸出；
(4)重复步骤(1)～(3)，直至全部物料搅拌完成。
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