CN108437220B - 发泡混凝土搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了发泡混凝土搅拌装置，其包括搅拌筒、搅拌机构和驱动部；搅拌机构包括搅拌轴，搅拌轴上固定有搅拌叶，搅拌轴内设有水流通道，搅拌轴的上端连接有与水流通道连通的水泵，水流通道的下端与搅拌筒的底部连通，水流通道的中部设有喉部，搅拌轴外周固定有进气管，进气管的下端与喉部连通，进气管的上端从搅拌筒顶部伸出；驱动部驱动搅拌筒和搅拌轴转动，且搅拌筒和搅拌轴的转动方向相反，搅拌筒包括上段和下段，搅拌筒的下段为圆筒形，搅拌筒的上段为小端朝向上方的锥形，搅拌筒的下段的内壁上固定螺旋导料片。该装置在搅拌混凝土时，可吸入空气并发泡混凝土。

Description

发泡混凝土搅拌装置

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种发泡混凝土搅拌装置。

背景技术

泡沫混凝土是将发泡剂引入胶凝材料、细集料、水体系中，通过物理或化学发泡法在混凝土内部产生微小密闭的均匀气泡，形成的一种具有良好的轻质、保温、隔热耐火、隔音和抗冻性能的混凝土材料。由于泡沫混凝土具有诸多优异的性能，使得国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发，伴随着泡沫混凝土研究的进一步深入，以及制备技术的不断改进，泡沫混凝土的应用前景将会越来越好。

在常用的方法中，一般是先用机械方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂组成的浆料中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成，这种方法将发泡与搅拌分开，操作繁杂，效率较低。随着科技的不断进步，涌现出了泡沫混凝土制备的新方法，将发泡操作与搅拌操作有机组合在一台搅拌设备上，不但简化了操作步骤，提高了泡沫混凝土的制备效率。但是，这些方法的发泡操作均采用发泡剂发泡，而质量好的发泡剂价格普遍偏高，使得泡沫混凝土的制备成本增加，不利于泡沫混凝土的大范围推广，质量较差的发泡剂产生的气泡尺寸大小不一、稳定性差，从而影响了泡沫混凝土的制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发泡混凝土搅拌装置，以在搅拌混凝土时吸入空气，从而发泡混凝土。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

发泡混凝土搅拌装置包括搅拌筒、搅拌机构和驱动部；所述搅拌机构包括设于搅拌筒内的搅拌轴，搅拌轴的周向固定有搅拌叶，搅拌轴内设有水流通道，搅拌轴的上端连接有与水流通道连通的水泵，水流通道的下端与搅拌筒的底部连通，水流通道的中部设有横截面积小于水流通道两端的喉部，搅拌轴外周固定有进气管，进气管的下端与喉部连通，进气管的上端从搅拌筒顶部伸出；所述驱动部驱动搅拌筒和搅拌轴转动，且搅拌筒和搅拌轴的转动方向相反，所述搅拌筒包括上段和下段，搅拌筒的下段为圆筒形，搅拌筒的上段为小端朝向上方的锥形，搅拌筒的下段的内壁上固定螺旋导料片。

本方案发泡混凝土搅拌装置的原理在于：

搅拌混凝土时，向搅拌筒内加入混合料，并启动驱动部带动搅拌筒和搅拌轴沿相反的方向转动。搅拌轴转动的同时，通过水泵向水流通道内泵入高速水流，高速水流从搅拌轴的下端进入搅拌筒内，从而高速水流与混合料混合；搅拌轴同时带动搅拌叶转动，在搅拌也对高速水流和混合料的搅拌作用下，水和混合料得以充分混合。

设于水流通道中部的喉部的横截面积小于水流通道两端的横截面积，从而使得水流通道形成文丘里管。水流经过文丘里管时，由于水流通道内流量一致，因此水流通道喉部时，水流流速加快；从而喉部将形成负压，则喉部将通过进气管从外部吸入空气，因此在水流通道的下部，水和将空气将混合；即水中会产生大量气泡，然后再进入搅拌筒内与混合料混合，从而使得最终制得的混凝土内含有大量气泡。

在搅拌过程中，与搅拌筒侧壁接触的混合料将随搅拌筒一同转动，从而使得混合料受到离心力的作用，因此混合料将向搅拌筒的侧壁扩散，从而贴紧搅拌筒的侧壁。另外，由于搅拌叶与搅拌筒的转动方向相反，使得搅拌叶会反向推动混合料运动，从而使得混合料和搅拌筒侧壁之间产生相对运动关系；且搅拌筒的侧壁上设有螺旋导料片，从而螺旋导料片可将贴近搅拌筒侧壁的混合料向上推送；由于搅拌筒的上段呈锥形，因此混合料被推送至上段时将被向中部挤压，从而使得混合料在搅拌筒内循环，以充分混合混合料。

本方案产生的有益效果是：

(一)水流通道在向搅拌筒内送入水的同时，还可从外部吸入空气，从而将混合料、水和空气混合，形成带有大量气泡的混凝土；另外水和空气均从搅拌筒的底部送入，从而可避免在搅拌过程中空气与混合料分离，有利于形成气孔。与背景技术中采用发泡剂产生气泡的方法相比，本装置既可节约成本，又有利于形成均匀的气泡。

(二)在搅拌过程中，由于水从搅拌筒的底部送入，因此在搅拌过程中，上部的混料最后与水接触，从而搅拌刚开始时，将产生一定量的灰尘，而进气管不仅能吸入空气，还能将扬起的灰尘吸入，以优化工作环境；另外进气管随搅拌轴一同转动，从而可更充分的吸入搅拌筒顶部开口处的扬起的灰尘。

(三)由于搅拌筒和搅拌轴反向转动，且搅拌筒的内壁上设有螺旋导料片，因此有利于混合料在搅拌筒内循环，从而有利于混合料。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述搅拌筒的底部设有可沿竖直方向滑动的隔板，隔板与搅拌筒的底部之间形成风腔；风腔内设有与隔板相抵的压簧，搅拌筒的侧壁上设有与风腔连通的接口，且接口与抽风机连接；所述水流通道的下端通过设置在搅拌轴侧壁上端排出孔连通，隔板向下滑动后，隔板将位于排出孔的下方。

在向搅拌筒内加入混合料时，搅拌筒的开口处也会扬起大量灰尘；而此时隔板与搅拌筒的底部之间形成风腔，且抽风机与风腔连通，风腔通过排出孔与水流通道连通，因此此时启动抽风机，抽风机将对风腔产生吸力，从而将形成从进气管流向水流通道的气流，因此扬起的灰尘将被进气管吸入。随着加入搅拌筒内的混合料增多，隔板将向下移动，使得排出孔进入隔板上方，排出孔与风腔断开连接，则可停止向搅拌筒内加入混合料。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述隔板的上方和下方分别设有固定在搅拌筒内壁上的上凸棱和下凸棱；隔板与上凸棱相抵时，排出孔与风腔连通，隔板与下凸棱相抵时，隔板将接口封堵；所述抽风机与接口通过第一旋转接头连通。通过下凸棱对隔板进行限位，可确保隔板能封堵能接口；而设置上凸棱对隔板进行限位，可减小隔板上下滑动的形成。抽风机通过第一旋转接头与接口连接，从而在搅拌筒转动时，无需断开抽风机与接口的连接，从而使得操作更方便。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述进气管的上端位于搅拌筒顶部的开口处，且进气管的上端向下弯折。在向搅拌筒内加入混合料或搅拌的过程中，所产生的灰尘大多集中在搅拌筒顶部的开口处，因此进气管的上端位于搅拌筒顶部的开口处；而进气管的上端向下弯折，可避免向搅拌筒内加入混合料时，混合量将进气管封堵。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述水泵与搅拌轴通过第二旋转接头连通；由于水泵向水流通道内送水时搅拌轴在转动，因此通过第二旋转接头连接水泵和搅拌轴，有利于水泵与搅拌轴的连接。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述驱动部包括驱动电机和齿轮箱，齿轮箱包括箱体、与箱体转动连接的太阳轮、行星轮和齿圈，行星轮与太阳轮和齿圈均啮合，搅拌轴与太阳轮固定，搅拌筒与齿圈固定，且太阳轮与驱动电机的输出轴连接。太阳轮、行星轮、齿圈和箱体组成一个行星轮系结构，其中箱体相当于行星架，而太阳轮为输入件，行星轮为输出件，从而输入件与输出件的转动方向相反，且太阳轮和齿圈的转动中心相同，有利于分别连接搅拌轴和搅拌筒。

附图说明

图1为本发明发泡混凝土搅拌装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：搅拌筒10、下段11、上段12、螺旋导料片13、搅拌轴31、搅拌叶32、水流通道33、喉部34、进气管35、第二旋转接头36、排水孔37、太阳轮41、箱体42、行星轮43、风腔50、上凸棱51、下凸棱52、隔板53、压簧54、第一旋转接头55、接口56。

实施例基本如图1所示：

本实施例的发泡混凝土搅拌装置包括搅拌筒10、搅拌机构、驱动部和底座；搅拌筒10转动连接在底座上，搅拌筒10的顶部设有开口。搅拌机构包括设置在搅拌筒10内的搅拌轴31，搅拌轴31的上端从开口伸出，搅拌轴31的下端穿过搅拌筒10并伸向底座，且搅拌轴31与底座同样转动连接，从而使得搅拌筒10与搅拌轴31可相对于底座独立转动。搅拌轴31的周向固定有搅拌叶32，搅拌轴31带动搅拌叶32在搅拌筒10内转动则可对混合料进行搅拌。搅拌轴31内设有水流通道33，搅拌轴31的上端通过第二旋转接头36连接有水泵，使得水泵与水流通道33连通。搅拌轴31下端的侧壁上设有与水流通道33连通的排水孔37，即排水孔37将水流通道33和搅拌筒10连通。水流通道33的中部设有横截面积小于水流通道33两端的喉部34，从而使得水流通道33形成文丘里管，则当水流通道33内有水流通过时，水流经过喉部34时的流速加快，将使喉部34的压强减小。

搅拌轴31外周固定有三根进气管35，进气管35沿搅拌轴31的轴向均匀分布。进气管35的下端与喉部34连通，进气管35的上端延伸至搅拌筒10顶部的开口处，且进气管35的上端向下弯折，从而可以避免向搅拌筒10内投料时，混合料堵塞进气管35。驱动部包括驱动电机和齿轮箱，齿轮箱包括箱体42、太阳轮41、齿圈和行星轮43，齿轮箱的箱体42与底座一体成型，太阳轮41、齿圈和行星轮43均与箱体42转动连接，太阳轮41与齿圈的转动中心相同，行星轮43设于太阳轮41和齿圈之间，且行星轮43与齿圈和太阳轮41均啮合，从而使得齿轮箱的箱体42、太阳轮41、齿圈和行星轮43构成一个行星轮系结构。驱动电机安装在底座上，且驱动电机的输出轴与太阳轮41花键连接，从而使得太阳轮41为主动件，而齿圈为从动件，且太阳轮41和齿圈的转动方向相反。搅拌轴31与太阳轮41固定，搅拌筒10与齿圈固定，从而太阳轮41和齿圈分别驱动搅拌轴31和搅拌筒10转动，且搅拌轴31与搅拌筒10的转动方向相反。

搅拌筒10由上段12和下段11焊接而成，搅拌筒10的下段11为圆筒形，搅拌筒10的上段12为小端朝向上方的锥形。搅拌筒10下段11的内壁上固定有螺旋导料片13，搅拌筒10转动时，螺旋导料片13可将贴近搅拌筒10侧壁的混合料向上推动，当混合料被推上至搅拌筒10的上段12时，混合料将向搅拌筒10的中部聚集，从而增强混合料的循环流动。搅拌筒10的底部设有隔板53，隔板53在搅拌筒10的底部隔出一个风腔，且隔板53可在搅拌筒10内上下滑动。隔板53上下两侧分别设有上凸棱51和下凸棱52，上凸棱51和下凸棱52均焊接在搅拌筒10的内壁上。风腔内设有与隔板53底部相抵的压簧54，压簧54将隔板53抵紧在上凸棱51上时，排水孔37位于隔板53下方，即水流通道33与风腔连通；向搅拌筒10内投料时，混合料将下压隔板53，从而压缩压簧54，则隔板53将与下凸棱52相抵，此时排水孔37位于隔板53的上方，且隔板53将接口56封堵。搅拌筒10的侧壁上设有与风腔连通的接口56，搅拌筒10的外周设有与接口56对接的第一旋转接头55，并设置抽风机通过第一旋转接头55与风腔连通。

本实施例发泡混凝土搅拌装置的具体工作过程为：

向搅拌筒10内加入混合料之前，先打开抽风机；在向搅拌筒10内投入混合料的同时，将扬起灰尘，灰尘大量聚集在搅拌筒10顶部的开口处。而此时排水孔37将水流通道33和风腔连通，且风腔与抽风机连接，因此风腔内将形成吸力，则扬起的灰尘将被进气管35吸入，从而避免灰尘扩散。随着加入搅拌筒10内的混合料增多，隔板53将与下凸棱52接触，此时隔板53将接口56封堵，抽风机负载增大并停止工作，同时也停止向搅拌筒10内加入混合料。

通过水泵向水流通道33内泵入高速水流，由于喉部34将形成负压，喉部34将通过进气管35从外部吸入空气，因此在水流通道33的下部，水将和空气混合，即水中会产生大量气泡，含有气泡的水从排水孔37进入搅拌筒10的底部与混合料混合。搅拌轴31同时带动搅拌叶32转动，从而使水、空气和混合料充分混合。

在搅拌过程中，混合料受到离心力的作用，因此混合料将向搅拌筒10的侧壁扩散，从而贴紧搅拌筒10的侧壁。且搅拌筒10转动时，螺旋导料片13可将贴近搅拌筒10侧壁的混合料向上推送；混合料被推送至上段12时将被向中部挤压，从而使得混合料在搅拌筒10内循环，以充分混合混合料。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.发泡混凝土搅拌装置，包括搅拌筒、搅拌机构和驱动部；所述搅拌机构包括设于搅拌筒内的搅拌轴，搅拌轴的周向固定有搅拌叶，所述驱动部驱动搅拌筒和搅拌轴转动，且搅拌筒和搅拌轴的转动方向相反，所述搅拌筒包括上段和下段，搅拌筒的下段为圆筒形，搅拌筒的上段为小端朝向上方的锥形，搅拌筒的下段的内壁上固定有螺旋导料片；其特征在于：搅拌轴内设有水流通道，搅拌轴的上端连接有与水流通道连通的水泵，水流通道的下端与搅拌筒的底部连通，水流通道的中部设有横截面积小于水流通道两端的喉部，搅拌轴外周固定有进气管，进气管的下端与喉部连通，进气管的上端从搅拌筒顶部伸出。

2.根据权利要求1所述的发泡混凝土搅拌装置，其特征在于：所述搅拌筒的底部设有可沿竖直方向滑动的隔板，隔板与搅拌筒的底部之间形成风腔；风腔内设有与隔板相抵的压簧，搅拌筒的侧壁上设有与风腔连通的接口，且接口与抽风机连接；所述水流通道的下端通过设置在搅拌轴侧壁上的排出孔连通，隔板向下滑动后，隔板将位于排出孔的下方。

3.根据权利要求2所述的发泡混凝土搅拌装置，其特征在于：所述隔板的上方和下方分别设有固定在搅拌筒内壁上的上凸棱和下凸棱；隔板与上凸棱相抵时，排出孔与风腔连通，隔板与下凸棱相抵时，隔板将接口封堵；所述抽风机与接口通过第一旋转接头连通。

4.根据权利要求3所述的发泡混凝土搅拌装置，其特征在于：所述进气管的上端位于搅拌筒顶部的开口处，且进气管的上端向下弯折。

5.根据权利要求4所述的发泡混凝土搅拌装置，其特征在于：所述水泵与搅拌轴通过第二旋转接头连通。

6.根据权利要求5所述的发泡混凝土搅拌装置，其特征在于：所述驱动部包括驱动电机和齿轮箱，齿轮箱包括箱体、与箱体转动连接的太阳轮、行星轮和齿圈，行星轮与太阳轮和齿圈均啮合，搅拌轴与太阳轮固定，搅拌筒与齿圈固定，且太阳轮与驱动电机的输出轴连接。