CN108839232A - 混凝土搅拌机防裹轴结构及防裹轴方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土搅拌机防裹轴结构；包括搅拌机的搅拌缸，搅拌缸每条搅拌轴上方均设有一条冲洗水管，各冲洗水管上均间隔安装有多个喷头，各喷头的喷水方向的中心均正对其下方的搅拌轴，各喷头的喷水区域由上向下形成锥形区域，该锥形区域位于同一竖向截面上的两条母线的夹角α为65±2度；搅拌缸外设有冲洗水泵，冲洗水泵的出水口通过出水管连接各冲洗水管；冲洗水泵连接有电控装置；出水管上设有压力水箱，压力水箱上设有压力传感器；压力水箱的工作压力为0.33±0.03MPa。本发明还公开了使用该防裹轴结构的防裹轴方法。本发明使裹轴现象相较以往大幅减少了75%，搅拌效率得到明显提升，节约了用电量、人工费用、维修保养工费用及机械配件维护费。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土施工技术领域，尤其涉及混凝土搅拌机的防裹轴结构及防裹轴方法。
背景技术
近年来，预拌混凝土在城乡已普遍应用。目前，郑州市主城区共有预拌混凝土企业150家，市场出现严重供大于求的现象，各预拌混凝土企业利润低薄，行业竞争激烈。通过降本增效提升竞争力已成为企业生存和发展的重要途径。
目前，在生产过程中，搅拌机生产效率较低，只能达到设计产能的75%，使用成本较高，并影响混凝土的供应。生产效率低造成了搅拌时间延长、设备磨损大且耗电量增加、维修保养频率高，人工费用增加。
影响混凝土搅拌机生产效率的因素较多，如运输车到位慢、投料速度慢、操作不及时等等。但据申请人组织研究后发现，粘料裹轴是影响生产效率的纲领性因素，其对混凝土搅拌机生效效率的影响超过其他所有因素之和，在总影响因素中的占比超过60%。
以往，混凝土搅拌机发生裹轴现象的原因没有得到专门的研究。申请人经过创造性研究，发现并总结了混凝土搅拌机发生裹轴现象的各种原因，并区分了主要原因和次要原因，有针对性地设计了防裹轴的技术方案。
以往，冲洗水管在垂直于搅拌轴的方向上通入搅拌缸，冲洗水管位于搅拌轴上方，冲洗水管的开口方向为水平方向，冲洗水由上向下落在搅拌轴上面非冲击在搅拌轴上进行冲洗，且水压不高于0.18MPa。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止发生裹轴现象的混凝土搅拌机防裹轴结构。
为实现上述目的，本发明的混凝土搅拌机防裹轴结构包括搅拌机的搅拌缸，搅拌缸内在同一水平面并排间隔设有两条搅拌轴，每条搅拌轴上均设有螺旋搅拌叶片；
每条搅拌轴上方均设有一条冲洗水管，各冲洗水管上均间隔安装有多个喷头，各喷头的喷水方向的中心均正对其下方的搅拌轴，各喷头的喷水区域由上向下形成锥形区域，该锥形区域位于同一竖向截面上的两条母线的夹角α为65±2度；
搅拌缸外设有冲洗水泵，冲洗水泵的进水口与外置的水源相连接，冲洗水泵的出水口通过出水管连接各冲洗水管；冲洗水泵连接有电控装置并由电控装置控制启停；所述出水管上设有压力水箱，压力水箱上设有压力传感器，压力传感器与冲洗水泵的电控装置相连接；压力水箱的工作压力为0.33±0.03MPa。
所述喷头为节水器，节水器的安装方式为以下两种方式中的任一种：
①冲洗水管上设有安装孔，节水器直接安装在冲洗水管的安装孔处；
②节水器安装在连接管上，连接管连接在冲洗水管上。
所述电控装置为手动开关或单片机或集成电路。
所述压力水箱上设有压力表，所述搅拌缸轴向两侧外壁上设有振动装置。
本发明的目的还在于提供一种使用上述混凝土搅拌机防裹轴结构的防裹轴方法，按以下步骤进行：
第一是在向混凝土搅拌机的搅拌缸内加入物料时，在加入混凝土骨料之后再加入混凝土粉料；
第二是混凝土搅拌机正常工作中，每间隔2小时，冲洗一次搅拌轴；混凝土搅拌机停机时间超过30分钟后冲洗一次搅拌轴；
冲洗一次搅拌轴的方法是：打开冲洗水泵，将压力水箱处的水压提升至0.36MPa后关闭冲洗水泵；压力水箱处的水压低于0.3MPa时打开冲洗水泵，将压力水箱处的水压保持在0.33±0.03MPa；
高压水经过出水管和冲洗水管到达各喷头，各喷头向下喷水，各喷头的喷水区域涵盖搅拌轴各处，对搅拌轴进行无死角清洗。
所述喷头为节水器；
压力水箱处的压力升高至0.36MPa后，关闭冲洗水泵，在压力水箱处的压力作用下，压力水箱内的水持续通过喷头喷出并对搅拌轴进行冲洗；节水器降低了水流量并提高了水的流速。
在向混凝土搅拌机的搅拌缸内加入物料时，投料方向避开搅拌轴。
混凝土搅拌机所使用的混凝土的坍落度检测小于等于5S。
混凝土粉料投入搅拌缸4秒后再向搅拌缸内注入搅拌所需的水。
在向混凝土搅拌机的搅拌缸中投料之前，混凝土骨料在存放过程中遮阳存放。
本发明具有如下的优点：
应用本发明的混凝土搅拌机防裹轴结构和防裹轴方法后，裹轴现象相较以往大幅减少了75%，以往一台混凝土搅拌机平均发生裹轴现象4次，采用本发明的技术方案后每月平均发生1次裹轴现象，混凝土搅拌机的搅拌效率得到明显提升，每盘混凝土的搅拌时间由50秒降至45秒，节约了用电量。搅拌轴清理次数减少，节约了人工费用。同时还节约了维修保养工费用及机械配件维护费。经统计，一台搅拌机试运行三个月节约费用总计16364元，使得本发明具有明显的经济价值，值得大规模推广应用。节约的费用中，电费的计算方法为：
一条生产线装机功率320KW，每天生产260盘，节约能源为：320*（50-45）*260/3600＝115.6KW/天，每千瓦电费为0.9元，90天节电费用为115.6*0.9*90＝9364元。
其中，一台混凝土搅拌机90天节约的人工清理搅拌轴的清理费用为2250元，节约机械保养费1000元，节约更换搅拌臂的配件维护费3750元（裹轴现象减少后单盘混凝土搅拌时间缩短，搅拌臂磨损减少）。
夹角α为65±2度；这个角度能够保证冲洗到以往冲洗不到的搅拌轴死角，对搅拌轴进行无死角冲洗。提升冲洗压力至0.33±0.03MPa后，本发明能够将搅拌轴上粘附的绝大部分物料冲洗下来。虽然冲洗压力进一步提升，能够起到更好的冲洗效果，但增加的冲洗效果十分有限，同时增加了水泵能耗，对喷头等部件的要求也更严格，因而从成本分析上来讲，进一步提高冲洗压力是不经济的。
经过发明人研究，以往由于粉料投放时间偏早。混凝土骨料投放路径较长，进入搅拌机的搅拌缸的时间晚于混凝土粉料。由于混凝土粉料先进入搅拌缸，因此部分粉料直接落在搅拌轴上，与搅拌轴上的水泥砂浆接触形成裹轴，这是导致裹轴现象的主要原因之一。本方法先加混凝土骨料再加混凝土粉料，避免粉料与搅拌轴上的水泥砂浆接触导致的裹轴现象。经试验，投料次序调整后，混凝土拌合物搅拌均匀，无粉料团现象，粘在搅拌轴上的混凝土大幅减少。
水流速度增加后冲击力增强，起到更好的冲洗效果。水流量降低后，同样容量的压力水箱能够支持更长时间的冲洗，起到节约水资源的作用。
附图说明
图1是混凝土搅拌机防裹轴结构的原理示意图；
图2是混凝土搅拌机内搅拌轴及冲洗水管的布置示意图；
图3是图2的俯视示意图；
图4是图2的左示示意图；
图5是喷头采用节水器时喷头与冲洗水管的安装结构示意图；
图6是电控装置控制冲洗水泵的原理示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明的混凝土搅拌机防裹轴结构包括搅拌机的搅拌缸1，搅拌缸1内在同一水平面并排间隔设有两条搅拌轴2，每条搅拌轴2上均设有螺旋搅拌叶片3；
每条搅拌轴2上方均设有一条冲洗水管4，各冲洗水管4上均间隔安装有多个喷头5，各喷头5的喷水方向的中心均正对其下方的搅拌轴2，各喷头5的喷水区域由上向下形成锥形区域，该锥形区域位于同一竖向截面上的两条母线的夹角α为65±2度；这个角度能够保证冲洗到以往冲洗不到的搅拌轴2死角，对搅拌轴2进行无死角冲洗。
搅拌缸1外设有冲洗水泵6，冲洗水泵6的进水口与外置的水源（如市政自来水供水管网）相连接，冲洗水泵6的出水口通过出水管7连接各冲洗水管4；冲洗水泵6连接有电控装置8并由电控装置8控制启停；所述出水管7上设有压力水箱9，压力水箱9上设有压力传感器10，压力传感器10与冲洗水泵6的电控装置8相连接；压力水箱9的工作压力为0.33±0.03MPa。提升冲洗压力后，本发明能够将搅拌轴2上粘附的绝大部分物料冲洗下来。
所述喷头5为节水器，节水器的安装方式为以下两种方式中的任一种：
①冲洗水管4上设有安装孔，节水器直接安装在冲洗水管4的安装孔处；
②节水器安装在连接管13上，连接管13连接在冲洗水管4上。
所述节水器优选采用金图感应洁具厂生产的JT-5004P型节水器。
所述电控装置8为手动开关或单片机或集成电路。
所述压力水箱9上设有压力表11。压力表11的设置，便于人工观察喷水压力。所述搅拌缸1轴向两侧外壁上设有振动装置，如凸轮振动装置。振动装置的设置，能够使搅拌缸在工作时产生振动，同时在设备清洗时可以震动，避免了人工进入敲打进行清理的问题，提高了清理效率，从而进一步防止发生裹轴现象。振动装置为常规装置，图未示。
本发明还公开了使用上述混凝土搅拌机防裹轴结构的防裹轴方法，按以下步骤进行：
第一是在向混凝土搅拌机的搅拌缸1内加入物料时，在加入混凝土骨料之后再加入混凝土粉料；
经过发明人研究，以往由于粉料投放时间偏早。混凝土骨料投放路径较长，进入搅拌机的搅拌缸1的时间晚于混凝土粉料。由于混凝土粉料先进入搅拌缸1，因此部分粉料直接落在搅拌轴2上，与搅拌轴2上的水泥砂浆接触形成裹轴，这是导致裹轴现象的主要原因之一。本方法先加混凝土骨料再加混凝土粉料，避免粉料与搅拌轴2上的水泥砂浆接触导致的裹轴现象。经试验，投料次序调整后，混凝土拌合物搅拌均匀，无粉料团现象，粘在搅拌轴2上的混凝土大幅减少。
第二是混凝土搅拌机正常工作中，每间隔2小时，冲洗一次搅拌轴2；混凝土搅拌机停机时间超过30分钟后冲洗一次搅拌轴2；
冲洗一次搅拌轴2的方法是：打开冲洗水泵6，将压力水箱9处的水压提升至0.36MPa后关闭冲洗水泵6；压力水箱9处的水压低于0.3MPa时打开冲洗水泵6，将压力水箱9处的水压保持在0.33±0.03MPa；
高压水经过出水管7和冲洗水管4到达各喷头5，各喷头5向下喷水，各喷头5的喷水区域涵盖搅拌轴2各处，对搅拌轴2进行无死角清洗。
所述喷头5为节水器；压力水箱9处的压力升高至0.36MPa后，关闭冲洗水泵6，在压力水箱9处的压力作用下，压力水箱9内的水持续通过喷头5喷出并对搅拌轴2进行冲洗；节水器降低了水流量并提高了水的流速。
水流速度增加后冲击力增强，起到更好的冲洗效果。水流量降低后，同样容量的压力水箱9能够支持更长时间的冲洗，起到节约水资源的作用。
在向混凝土搅拌机的搅拌缸1内加入物料时，投料方向避开搅拌轴2。
经发明人研究，以往投料未避开搅拌轴2，是发生裹轴现象的一个次要原因。投料避开搅拌轴2，有助于减少或避免裹轴现象。
混凝土搅拌机所使用的混凝土的坍落度检测小于等于5S。这里的S指维勃稠度。混凝土粉料投入搅拌缸4秒后再向搅拌缸1内注入搅拌所需的水。
水泵停止状态下，压力水箱处由0.36MPa下降到0MPa所需的时间控制在每盘混凝土的搅拌时间的四分之三。
经发明人研究，以往注水过早是发生裹轴现象的一个次要原因。混凝土粉料投入搅拌缸1四秒后再注水，加水前骨料和粉料已基本分散，不会出现粉料成团现象，有助于减少或避免裹轴现象。注水时间控制在拌和总时间的3/4，有效避免了拌和设备卸料前还在持续加水对混合料形成冲散作用，导致拌和不均匀、混合料质量不合格的现象发生。
在向混凝土搅拌机的搅拌缸1中投料之前，混凝土骨料在存放过程中遮阳存放。
以往混凝土骨料在存放过程中，太阳光能够直接照射混凝土骨料，水分蒸发，造成骨料含水率变化，使得生产变得不稳定。遮阳存放混凝土骨料，可以大幅降低骨料水分蒸发量，使生产过程更加稳定。混凝土搅拌中使用的砂的含泥量小于等于3%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.混凝土搅拌机防裹轴结构，包括搅拌机的搅拌缸，搅拌缸内在同一水平面并排间隔设有两条搅拌轴，每条搅拌轴上均设有螺旋搅拌叶片；
其特征在于：
每条搅拌轴上方均设有一条冲洗水管，各冲洗水管上均间隔安装有多个喷头，各喷头的喷水方向的中心均正对其下方的搅拌轴，各喷头的喷水区域由上向下形成锥形区域，该锥形区域位于同一竖向截面上的两条母线的夹角α为65±2度；
搅拌缸外设有冲洗水泵，冲洗水泵的进水口与外置的水源相连接，冲洗水泵的出水口通过出水管连接各冲洗水管；冲洗水泵连接有电控装置并由电控装置控制启停；所述出水管上设有压力水箱，压力水箱上设有压力传感器，压力传感器与冲洗水泵的电控装置相连接；压力水箱的工作压力为0.33±0.03MPa。
2.根据权利要求1所述的混凝土搅拌机防裹轴结构，其特征在于：所述喷头为节水器，节水器的安装方式为以下两种方式中的任一种：
①冲洗水管上设有安装孔，节水器直接安装在冲洗水管的安装孔处；
②节水器安装在连接管上，连接管连接在冲洗水管上。
3.根据权利要求1所述的混凝土搅拌机防裹轴结构，其特征在于：所述电控装置为手动开关或单片机或集成电路。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混凝土搅拌机防裹轴结构，其特征在于：所述压力水箱上设有压力表，所述搅拌缸轴向两侧外壁上设有振动装置。
5.使用权利要求1所述的混凝土搅拌机防裹轴结构的防裹轴方法，其特征在于按以下步骤进行：
第一是在向混凝土搅拌机的搅拌缸内加入物料时，在加入混凝土骨料之后再加入混凝土粉料；
第二是混凝土搅拌机正常工作中，每间隔2小时，冲洗一次搅拌轴；混凝土搅拌机停机时间超过30分钟后冲洗一次搅拌轴；
冲洗一次搅拌轴的方法是：打开冲洗水泵，将压力水箱处的水压提升至0.36MPa后关闭冲洗水泵；压力水箱处的水压低于0.3MPa时打开冲洗水泵，将压力水箱处的水压保持在0.33±0.03MPa；
高压水经过出水管和冲洗水管到达各喷头，各喷头向下喷水，各喷头的喷水区域涵盖搅拌轴各处，对搅拌轴进行无死角清洗。
6.根据权利要求5所述的防裹轴方法，其特征在于：所述喷头为节水器；
压力水箱处的压力升高至0.36MPa后，关闭冲洗水泵，在压力水箱处的压力作用下，压力水箱内的水持续通过喷头喷出并对搅拌轴进行冲洗；节水器降低了水流量并提高了水的流速。
7.根据权利要求5所述的防裹轴方法，其特征在于：在向混凝土搅拌机的搅拌缸内加入物料时，投料方向避开搅拌轴。
8.根据权利要求5所述的防裹轴方法，其特征在于：混凝土搅拌机所使用的混凝土的坍落度检测小于等于5S。
9.根据权利要求5所述的防裹轴方法，其特征在于：混凝土粉料投入搅拌缸4秒后再向搅拌缸内注入搅拌所需的水。
10.根据权利要求5所述的防裹轴方法，其特征在于：在向混凝土搅拌机的搅拌缸中投料之前，混凝土骨料在存放过程中遮阳存放。
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