CN108162185A - 一种自落式搅拌机 - Google Patents

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卢国文
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Abstract

本发明提供一种自落式搅拌机，包括搅拌筒体，该搅拌筒体上设置有进料口，所述搅拌筒体内设置有多个搅拌叶片，在搅拌筒体的轴线方向的中心位置两侧分布的搅拌叶片的倾斜方向相反；所述搅拌筒体在转动过程中，该搅拌筒体的两端交替升高和降低；由所述进料口进入到所述搅拌筒体内的物料在搅拌叶片的作用下沿搅拌筒体的轴向作往复运动；通过上述技术方案，能够强化混凝土的搅拌过程，提高搅拌质量和效率，而且降低搅拌功率消耗和叶片磨损。

Description

一种自落式搅拌机
技术领域
本发明属于混凝土搅拌机技术领域，涉及一种自落式搅拌机。
背景技术
搅拌机是生产混凝土的关键设备和必需设备，主要用于搅拌按照配比要求的水泥、砂、石和水等原材料，使之成为均匀且符合质量要求的混凝土混合料。自落式搅拌机是目前常用的一类搅拌机型，主要通过旋转拌筒内壁上固定的搅拌叶片对旋转拌筒内物料进行提升，并在物料与物料之间、物料与搅拌叶片之间的摩擦力小于物料下滑的重力分力时，物料靠自身重力跌落，从而实现物料的相互位置不断重新分布而得到均匀搅拌。这类搅拌机工作时，搅拌叶片与拌筒之间没有相对运动，混凝土物料仅依靠自身的重力作用进行搅拌，功率消耗和易损件的磨损均较小，因而实际施工中使用广泛；但同时也导致搅拌叶片对混凝土材料机械作用的搅拌强度不够剧烈，搅拌时间长，使得混凝土的生产质量和效率难以保证，而且材料适应性差，一般只适用于搅拌水泥用量较少、强度较低、流动性较大的普通塑性混凝土。
随着基础建设的大力发展，施工质量和混凝土的要求都不断提高，不但对搅拌机的搅拌均匀性、生产率等指标越来越严格，而且混凝土材料也不断向高强度和高性能的方向发展。这些混凝土的水泥等粉料用量大且粘度高，需要机器的搅拌强度高。由于物料在自落式搅拌机拌筒内转动时受离心力的作用，旋转拌筒有临界转速限制，因此，传统的自落式搅拌机无法通过增大搅拌转速来提高搅拌强度，从而造成搅拌时水泥等粉料团聚难以分散均匀，并且混凝土的强度越高，粉料用量越大，这种现象就越明显。这些团聚颗粒的表面力阻止它们破坏，不但降低混凝土的生产效率，而且增大了水泥和水的消耗，严重影响了成品混凝土的施工和易性和硬化强度。
在普通搅拌的同时，通过激振器施加一定频率振动的振动搅拌技术，是一种搅拌混凝土的新技术。通过该技术，能够使混凝土材料颗粒处于颤振状态，破坏水泥等粉料的团聚颗粒，并使颗粒间的内摩擦力和粘聚力在短时间内急剧减小，因而改变了混凝土的流变特性和结构形成过程，提高了搅拌质量和效率。现有的振动搅拌机械多采用安装在拌筒内部或者外部的惯性激振器，通过支撑在轴承上的偏心质量高速旋转产生激振力。为保证良好的振动搅拌效果，偏心质量需要1500r/min以上的旋转速度。这么高的旋转速度不但增加了支撑轴承的润滑和散热的要求，而且也给轴承带来了更大的动载荷，降低了其工作可靠性和使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种自落式搅拌机，能够强化混凝土的搅拌过程，提高搅拌质量和效率，而且降低搅拌功率消耗和叶片磨损。
为实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种自落式搅拌机，包括搅拌筒体，该搅拌筒体上设置有进料口，所述搅拌筒体内设置有多个搅拌叶片，在搅拌筒体的轴线方向的中心位置两侧分布的搅拌叶片的倾斜方向相反；所述搅拌筒体在转动过程中，该搅拌筒体的两端交替升高和降低；由所述进料口进入到所述搅拌筒体内的物料在搅拌叶片的作用下沿搅拌筒体的轴向作往复运动。
可选地，所述自落式搅拌机还包括两个平置筒体，两个平置筒体的轴线一致，该两个平置筒体分别连接所述搅拌筒体的两端；搅拌筒体的轴线与两个平置筒体的轴线之间形成有夹角。
可选地，所述两个平置筒体内均设置有推进叶片，位于两个平置筒体内的推进叶片的倾斜方向相反。
可选地，所述自落式搅拌机还包括多个振动件，搅拌筒体在转动过程中能够在振动件的作用下发生振动。
可选地，所述自落式搅拌机还包括多个振动件，所述平置筒体与至少一个振动件相接触。
可选地，所述振动件包括至少一个振动轮，振动轮固定安装在振动支架上，振动支架活动安装在固定台上。
可选地，所述搅拌叶片通过弹性件安装在所述搅拌筒体的内壁上。
可选地，所述弹性件包括弹簧和螺栓，弹簧套装在螺栓上；螺栓的一端安装在所述搅拌筒体的内壁上，螺栓的另一端穿过所述搅拌叶片。
可选地，所述自落式搅拌机还包括两个支撑壳体，所述两个平置筒体分别安装在两个支撑壳体内。
可选地，所述平置筒体的端部与支撑壳体之间设置有密封件。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：在搅拌筒体的转动过程中，物料在搅拌叶片的作用下沿轴线方向运动，由于搅拌筒体的两端交替升高和降低，使得物料能够在自身重力的作用下跌落，从而实现自落式搅拌；跌落的物料重新在搅拌叶片的作用下沿轴线方向运动，从而实现物料在周向和轴向的复合运动，使得物料得到充分搅拌。
下面结合附图和实施例对本发明的方案作进一步详细地解释和说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为平置筒体与连接件的结构示意图；
图3为搅拌筒体与平置筒体连接示意图；
图4为振动件结构示意图；
图5为搅拌叶片与弹性件安装结构示意图；
图6为物料运动轨迹图；
图7为离心力示意图；其中(a)为状态1下的示意图；(b)为状态2下的示意图；
附图标记说明：1搅拌筒体；2搅拌叶片；3平置筒体；4推进叶片；5振动件；51振动轮；52振动支架；53固定台；6弹性件；61弹簧；62螺栓；63叶片安装板；64预紧螺母；65垫片；7支撑壳体；8进料通道；9料斗；10电机；11液力耦合器；12皮带轮；13连接件，14转轴。
具体实施方式
本发明提供一种自落式搅拌机，参见图1，包括搅拌筒体1，该搅拌筒体1上设置有进料口，搅拌筒体1内设置有多个搅拌叶片2，在搅拌筒体1的轴线方向的中心位置两侧分布的搅拌叶片2的倾斜方向相反；搅拌筒体1在转动过程中，该搅拌筒体1的两端交替升高和降低；由进料口进入到搅拌筒体1内的物料在搅拌叶片2的作用下沿搅拌筒体1的轴向作往复运动。通过上述技术方案，在搅拌筒体1的转动过程中，物料在搅拌叶片2的作用下沿轴线方向运动，由于搅拌筒体1的两端交替升高和降低，使得物料能够在自身重力的作用下跌落，从而实现自落式搅拌；跌落的物料重新在搅拌叶片2的作用下沿轴线方向运动，从而实现物料在周向和轴向的复合运动，使得物料得到充分搅拌。另外，在搅拌筒体1的轴线方向的中心位置两侧分布的搅拌叶片2的倾斜方向相反，且每一侧的搅拌叶片2呈螺旋布置，使得物料的料流方向相反，促使物料向搅拌筒体1的中心位置移动，进一步保证物料能够在搅拌筒体1内往复运动，避免物料长时间的聚集在搅拌筒体1的一端底部，充分混合物料，提高搅拌效率，改善搅拌效果。
可选地，搅拌叶片2相对搅拌筒体1有20°～25°的安装角并且以搅拌筒体1轴向呈左右对称分布，因而在搅拌叶片2的推动下，一方面混凝土物料不断地沿着圆周方向被向上提升，并在达到一定高度后，当物料与物料之间、物料与搅拌叶片之间的摩擦力小于物料下滑的重力分力时，物料靠自身重力跌落而实现自落式搅拌。进一步地，搅拌叶片2的厚度为4mm～6mm，前端最大宽度为250mm～270mm，后端最大宽度为400mm～450mm，叶片长度为290mm～330mm。
进一步地，在又一实施例中，自落式搅拌机还包括两个平置筒体3，两个平置筒体3的轴线一致，该两个平置筒体3分别连接搅拌筒体1的两端；搅拌筒体1的轴线与两个平置筒体3的轴线之间形成有夹角。本实施中，通过设置两个平置筒体3，连接搅拌筒体1，平置筒体3和搅拌筒体1形成一个整体，一起转动，因搅拌筒体1的轴线与两个平置筒体3的轴线之间形成有夹角，实现搅拌筒体1的两端交替升高和降低的目的。可选地，搅拌筒体1的轴线与两个平置筒体3的轴线之间形成的夹角为10°～20°，参见图3,。在本实施例中，一个平置筒体3上设置有进料口，两个平置筒体3上均设置有出料口。在搅拌筒体1内作往复运动的物料在搅拌均匀后可从两个平置筒体3的出料口卸料。
进一步地，在又一实施例中，两个平置筒体3内均设置有推进叶片4，位于两个平置筒体3内的推进叶片4的倾斜方向相反。推进叶片4用于将平置筒体3内部的物料推进到搅拌筒体1内，实现物料的搅拌；位于两个平置筒体3内的推进叶片4的倾斜方向相反，保证物料能够在搅拌筒体1内往复运动，实现物料的均匀搅拌。物料进入搅拌筒体1后，运动轨迹如图6所示。搅拌过程中，物料在推料叶片4的作用下从平置筒体3进入搅拌筒体1内部，并在左右对称分布的搅拌叶片2作用下，物料沿N1和N2两个方向往搅拌筒体1的中心做轴向运动，连续地周向和轴向的复合运动，得到均匀搅拌，同时也避免了搅拌过程中物料由重力而在搅拌筒体1底侧聚集。
进一步地，在又一实施例中，自落式搅拌机包括多个振动件5，，搅拌筒体1在转动过程中能够在振动件5的作用下发生振动。本实施例，设置振动件5，目的在于，使搅拌筒体1产生低频的受迫振动，提高搅拌质量和效率，降低搅拌功率和叶片磨损。其具体工作原理如下：由于搅拌筒体1在转动过程中，其两端交替升高和降低，导致处于较低位置的搅拌筒体1的一端的物料较为集中，因搅拌筒体1的旋转轴线与搅拌筒体1的轴线不一致，从而形成相对于旋转轴线的偏心质量，以致搅拌筒体1在旋转过程中产生离心力，且该离心力随之搅拌筒体1的转动而不断改变。由于搅拌筒体1以自身轴线左右对称，因此其在旋转过程中，在搅拌筒体1两端出现的离心力相对于轴线中心对称。振动件5收到交替离心力的作用，振动件5使得搅拌筒体1产生低频的受迫振动。因此，物料在搅拌筒体1内作轴向和周向搅拌的同时，收到低频振动作用，使得混凝土材料颗粒处于颤振状态，破坏水泥等粉料的团聚颗粒，并使颗粒间的内摩擦力和粘聚力在短时间内急剧减小，提高了搅拌质量和效率，而且降低了搅拌功率消耗和叶片磨损。
进一步地，在又一实施例中，自落式搅拌机还包括多个振动件5，所述平置筒体3与至少一个振动件5相接触。本实施例中，振动件5与平置筒体3直接接触，将振动通过平置筒体3传递到搅拌筒体1。本实施例，设置振动件5，目的在于，使搅拌筒体1和平置筒体3一起产生低频的受迫振动，提高搅拌质量和效率，降低搅拌功率和叶片磨损。其具体工作原理如下：由于搅拌筒体1在两个平置筒体3之间倾斜设置，在转动过程中，搅拌筒体1的两端交替升高和降低，导致处于较低位置的搅拌筒体1的一端的物料较为集中，因搅拌筒体1的旋转轴线与搅拌筒体1的轴线不一致，从而形成相对于旋转轴线的偏心质量，以致搅拌筒体1在旋转过程中产生离心力，且该离心力随之搅拌筒体1的转动而不断改变。由于搅拌筒体1以自身轴线左右对称，因此其在旋转过程中，在搅拌筒体1两端出现的离心力相对于轴线中心对称。如图7所示，物料在搅拌筒体1内循环运动的过程中，由于搅拌筒体1斜置而使得下侧筒体及集中在筒内的部分物料相对于旋转轴线形成偏心质量，以致在搅拌筒体1旋转过程中产生离心力。当搅拌筒体1在状态1时，此时产生的离心力为F1，状态2产生的离心力为F2，由此分析可知该离心力随搅拌筒体1转动在搅拌筒体1两端交替出现。振动件5收到交替离心力的作用，振动件5使得搅拌筒体1产生低频的受迫振动。因此，物料在搅拌筒体1内作轴向和周向搅拌的同时，收到低频振动作用，使得混凝土材料颗粒处于颤振状态，破坏水泥等粉料的团聚颗粒，并使颗粒间的内摩擦力和粘聚力在短时间内急剧减小，提高了搅拌质量和效率，而且降低了搅拌功率消耗和叶片磨损。
具体地，在又一实施例中，参见图4，振动件5包括至少一个振动轮51，振动轮51固定安装在振动支架52上，振动支架52活动安装在固定台53上。在本实施例中，振动轮51设置有2个，均与平置筒体3的外壁接触。振动支架52通过支撑轴承安装在固定台53上，因振动轮51与平置筒体3的外壁接触，当平置筒体3转动时，振动支架52和振动轮51能够相对于固定台53转动，从而使得平置筒体3产生低频振动。本实施例中的振动件5的振动结构简单，不需要额外驱动，并且支撑轴承的旋转速度低，不但轴承润滑和散热要求低，使用维护方便，而且有良好的工作可靠性和使用寿命。可选地，振动轮51采用橡胶轮。
进一步地，在又一实施例中，搅拌叶片2通过弹性件6安装在所述搅拌筒体1的内壁上。本实施例中，搅拌叶片2与搅拌筒体1弹性安装，目的在于，搅拌筒体1发生低频振动的同时，搅拌叶片2受到物料的反作用力，迫使搅拌叶片2产生频率较高且振幅较大的二次振动，从而进一步地使得混凝土材料颗粒处于颤振状态。
具体地，在又一实施例中，参见图5，弹性件6包括弹簧61和螺栓62，弹簧61套装在螺栓62上；螺栓62的一端安装在所述搅拌筒体1的内壁上，螺栓62的另一端穿过所述搅拌叶片2。具体地，搅拌筒体1的内壁上设置有叶片安装板63，螺栓62的一端穿过叶片安装板63，并套装弹簧61，弹簧61通过预紧螺母64和垫片65预紧，螺栓的另一端穿过搅拌叶片2，本实施例通过弹簧61和预紧螺母64将搅拌叶片2和叶片安装板63安装在一起；在本实施例中，当搅拌筒体1发生低频振动时，带动搅拌筒体1内壁上的搅拌叶片2拉动螺栓一起与叶片安装板63之间产生相对位移，同时弹簧被压缩，从而使得搅拌叶片2发生二次振动，进一步地使得混凝土材料颗粒处于颤振状态。
进一步地，在又一实施例中，自落式搅拌机还包括两个支撑壳体7，两个平置筒体3分别安装在两个支撑壳体7内。在本实施例中，平置筒体3的两端开口，两个支撑壳体7中的一个支撑壳体7上设置有进料口，进料口外部通过进料通道8连接料斗9；物料从料斗9加入，通过进料通道8经由进料口进入平置筒体3内。本实施例，设置支撑壳体7，用于支撑平置筒体3；同时，平置筒体3能够相对于支撑壳体7旋转。在本实施例中，自落式搅拌机还包括电机10，电机10连接液力耦合器11，液力耦合器11通过皮带轮12连接有转轴14，转轴14的一端伸入支撑壳体7内通过连接件13连接搅拌筒体1，参见图2。可选地，连接件13为多个端部在中心汇聚并连接在一起的连接杆，连接杆的另一端连接搅拌筒体1的内壁；当电机10转动时，通过转轴14带动搅拌筒体1和两个支撑壳体7一起转动。本实施例中，设置液力耦合器11能够减少搅拌过程中产生的冲击和振动对电机10的影响，延长电机10使用寿命，同时可以改善启动性能，可实现搅拌机有负载起动，加快起动速度，消除电机10起动转矩小的弱点。另外，在本实施例中，两个支撑壳体7与平置筒体1的出料口对应位置设置有开口，用于卸料。采用本实施例的自落式搅拌机，当搅拌达到预定的时间后，电机10反向旋转，使得搅拌筒体1反转，从而物料在两侧平置筒体3内部推料叶片4的推动作用下，由两侧的出料口快速卸料。本实施例可通过更换橡胶轮以及弹簧来获得不同的振动参数，对于不同的材料选用合适的弹性件6和振动件5，保证良好的振动搅拌效果，提高搅拌效率。
进一步地，在又一实施例中，平置筒体3的端部与支撑壳体7之间设置有密封件。在该实施例中，平置筒体3与支撑壳体7之间具有相对运动，为了避免平置筒体1在搅拌过程中，物料由平置筒体3端部和支撑壳体7之间的间隙漏出，在平置筒体3的端部与支撑壳体7之间设置有密封件。可选地，该密封件采用橡胶密封圈，支撑壳体7内设置有环形密封槽，橡胶密封圈能够嵌入该环形密封槽内，能够有效避免物料撒漏情况的发生。

Claims (10)

1.一种自落式搅拌机，包括搅拌筒体(1)，该搅拌筒体(1)上设置有进料口，其特征在于，所述搅拌筒体(1)内设置有多个搅拌叶片(2)，在搅拌筒体(1)的轴线方向的中心位置两侧分布的搅拌叶片(2)的倾斜方向相反；所述搅拌筒体(1)在转动过程中，该搅拌筒体(1)的两端交替升高和降低；由所述进料口进入到所述搅拌筒体(1)内的物料在搅拌叶片(2)的作用下沿搅拌筒体(1)的轴向作往复运动。
2.如权利要求1所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述自落式搅拌机还包括两个平置筒体(3)，两个平置筒体(3)的轴线一致，该两个平置筒体(3)分别连接所述搅拌筒体(1)的两端；搅拌筒体(1)的轴线与两个平置筒体(3)的轴线之间形成有夹角。
3.如权利要求2所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述两个平置筒体(3)内均设置有推进叶片(4)，位于两个平置筒体(3)内的推进叶片(4)的倾斜方向相反。
4.如权利要求1所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述自落式搅拌机还包括多个振动件(5)，搅拌筒体(1)在转动过程中能够在振动件(5)的作用下发生振动。
5.如权利要求2所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述自落式搅拌机还包括多个振动件(5)，所述平置筒体(3)与至少一个振动件(5)相接触。
6.如权利要求4或5所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述振动件(5)包括至少一个振动轮(51)，振动轮(51)固定安装在振动支架(52)上，振动支架(52)活动安装在固定台(53)上。
7.如权利要求6所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述搅拌叶片(2)通过弹性件(6)安装在所述搅拌筒体(1)的内壁上。
8.如权利要求7所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述弹性件(6)包括弹簧(61)和螺栓(62)，弹簧(61)套装在螺栓(62)上；螺栓(62)的一端安装在所述搅拌筒体(1)的内壁上，螺栓(62)的另一端穿过所述搅拌叶片(2)。
9.如权利要求2所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述自落式搅拌机还包括两个支撑壳体(7)，所述两个平置筒体(3)分别安装在两个支撑壳体(7)内。
10.如权利要求9所述的自落式搅拌机，其特征在于，所述平置筒体(3)的端部与支撑壳体(7)之间设置有密封件。
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