CN109675796A - 一种振动搅拌型集料筛分装置 - Google Patents
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Abstract
一种振动搅拌型集料筛分装置,包括筛分主体结构,所述筛分主体结构包括至少一个筛框,所述筛框内设置有至少一层呈中间略高、两边略低的倒V字型筛网及与所述筛网配合的搅拌装置,所述搅拌装置设置在所述筛网上方,所述搅拌装置包括搅拌轴、连接轴以及梳子状搅拌齿,所述搅拌齿通过所述连接轴与所述搅拌轴固连,所述搅拌齿也呈中间略高、两边略低的倒V字型结构。通过上述结构,能够有效地提高筛分效率并避免卡筛和堆积现象。
Description
技术领域
本发明属于道路工程领域,特别是一种振动搅拌型集料筛分装置。
背景技术
2018年底,中国已建成通车高速公路14.25万公里,居世界第一位。伴随着公路交通事业的蓬勃发展,公路工程相关的试验技术得到了广泛的推广和应用。一些重要的材料性能及参数测试方法被纳入试验规程,成为路面原材料选择、路面结构设计时必须采用的强制性测试方法。通常,道路工作者在进行原材料选择和路面结构设计时,会在室内按拟定的路面结构层的材料成型试件,并对试件的强度、刚度等各项性能指标进行测试,以评价原材料是否设计规范的要求。
在成型试件时,首先要得到不同粒径的集料,然后按照一定的配合比与胶结料(如沥青、水泥)拌和并压实成型。一般而言,需要将天然集料破碎后筛分成不同粒径,再将各种粒径的集料按一定比例混合,才能得到所需的级配。因此,得到不同粒径的集料,是混合料设计及测试的基础。目前,实验室常用的获取集料的方法主要为试验人员手动摇筛与实验室小型电动筛分机筛分。但是,手动摇筛效率低、劳动强度大,易扬尘,筛分后试验人员一身是灰,对其健康与周围环境会造成不良影响。小型电动筛分机的筛分能力也非常有限,需要频繁的上料及拿出筛网下料;因此同样有着手动摇筛存在的问题,在实验室及工程实践中应用较少。当细集料潮湿时,还需要将集料放入烘箱或放在有太阳及通风的地方晾干后才能进行筛分,影响着筛分效率。而筛分效率低下又会影响后续试件成型及试验的效率。尤其是在试验任务紧的情况下,筛分效率的问题更是突出。若购买工地的大型筛分设备,一方面价格昂贵,体积较大,实验室一般难以满足其占地要求;另一方面换筛网等过程较也为复杂,设备也需要维护人员定期维护;此外,也会对周边造成噪音及环境的污染。因此,如何高效地得到各种粒径的集料已成为道路领域一线试验人员及科研工作者关注的问题。
目前,集料筛分主要有旋转螺旋滚动式筛分机、直线振动筛分机和复频筛等。旋转螺旋滚动筛结构复杂,筛网破坏后难以维修,不便于推广应用。直线振动筛分机使集料在电机产生的振动作用下在筛面上做直线运动,从而达到筛分的目的,但是集料的运动轨迹简单、且振幅难以调整,筛分过程中集料容易卡筛,导致筛分效率不高,筛分精度低,且换网不方便。复频筛采用低频和高频两种激振器,其中,低频激振器以低频、大激振力激振筛箱和振动系统;高频激振器激振振动系统,使振动系统发生共振,即筛分机利用高低两种不同的振动激振频率的叠加和交叉变化来达到频率变化的目的。复频筛与传统筛分方式的筛箱整体振动不同,其筛分过程中仅筛子筛面振动,但是工作时变化频率的目的是使振动系统共振,这种方式并不节能,而且噪声较大,且改变筛分频率对提高筛分效率的影响并不明显。
综上所述,目前常用的旋转螺旋滚动式筛分机、直线振动筛分机和复频筛各有缺点,且多应用于工地生产阶段,其占地面积大、耗能高、噪声大,也易出现集料堆积、卡筛、筛分不充分的缺点,并不适合实验室使用。
发明内容
本发明为解决上述相关技术中的一种或多种不足而提出。根据本发明的技术方案,可以解决目前筛分效率低且容易卡筛和/或集料运动轨迹调节不便和/或无法有效地筛分湿料等技术问题。
为解决上述问题,本发明提供一种振动搅拌型集料筛分装置,包括筛分主体结构,所述筛分主体结构包括至少一个筛框,所述筛框内设置有至少一层呈中间略高、两边略低的倒V字型筛网及与所述筛网配合的搅拌装置,所述搅拌装置设置在所述筛网上方,所述搅拌装置包括搅拌轴、连接轴以及梳子状搅拌齿,所述搅拌齿通过所述连接轴与所述搅拌轴固连,所述搅拌齿也呈中间略高、两边略低的倒V字型结构。
优选地,还包括激振器结构,所述激振器结构设置所述筛框下方并与所述筛框固连,所述激振器结构包括上重锤、下重锤、电机及附加电阻,所述电机设置在上重锤、下重锤之间,所述附加电阻为包括多个并联的电阻的模块化电阻,所述模块化电阻与所述电机串联,通过调节所述模块化电阻的大小来改变通过所述电机的电流的大小,从而调节所述激振器结构的振幅。
优选地,所述筛网中心设有一小孔,所述搅拌轴穿过所述小孔与一马达连接,通过马达调节所述搅拌轴的转速,进而调节搅拌速度。
优选地,位于最上方的所述筛框设置有防尘盖,所述防尘盖上方设有进料口,所述筛网周边设置有至少一个出料口。
优选地,所述激振器结构与所述筛框通过弹簧固连。
优选地,包括多个依次排列的筛框,相邻的所述筛框之间设置有束环。
优选地,所述筛网为圆形结构,包括通过对钢板铣孔而成的筛网和/或由高强度钢丝网编制而成的筛网,所述筛网的孔径为0.075mm~75mm。
优选地,还包括清洗、烘干结构,所述清洗、烘干结构包括通过传动带装置串联的清洗桶和烘干桶,所述清洗桶包括入料口、进水口和出水口,所述烘干桶包括出料口和出气口,清洗后的物料通过传动带装置运送至烘干桶内。
优选地,所述烘干桶包括鼓风机和电热丝。
优选地,所述传动带装置包括转动轴、与转动轴套接的传动带以及位于传动带下方的底座。
优选地,所述上重锤上还设置有配重块。
优选地,所述激振器结构设置在机座内。
优选地,还包括用于固定所述筛网的网架。
优选地,还包括用于冲击筛网的橡胶垫块。
优选地,还包括位于所述上重锤、下重锤之间的筛盘。
与现有技术相比,本发明包括但不限于以下有益效果:
本发明提供的振动搅拌型集料筛分装置的筛分主体结构中,筛网呈中间略高,两边略低的倒V字型,使得集料在振动时能由中部缓慢向周围运动,防止出现堆积;还包括与筛网配合的、呈中间略高,两边略低的倒V字型的梳子状搅拌齿,优选搅拌齿之间距离为相应筛网孔径的4倍,通过搅拌齿的搅拌,能使集料均匀地分布在筛网表面,防止集料卡在筛网或搅拌齿之间,能有效的提高筛分效率;激振器结构中的附加电阻为可拆卸的模块化组装方式,并具有断电保护功能,若单一电阻损坏后其余电阻可正常工作,且模块化的电阻通过旋钮的档位控制电阻的大小,易于控制电流;通过调节电流和/或上下重锤及其相位角调节筛分曲线,从而调节集料的运动轨迹,实现高效筛分;还设计了清洗、烘干结构,清洗结构主要针对粗集料,通过一排可调节喷水大小的喷水器对集料表面进行清洗,当细集料不需要清洗时,可以关闭清洗装置直接进入烘干结构,烘干结构为滚筒型,在滚筒周围有加热器,温度可调,最高可达到240℃,烘干结构还具有加热、鼓风、转动的功能,从而实现快速烘干集料,当集料不需要烘干时,可以关闭烘干结构直接将集料放置在筛分主体结构中进行筛分,解决了需要人工清洗集料的问题,减轻了劳动强度、提高了筛分效率以及传统筛分机不能直接处理湿料的问题;同时本发明提供的筛分装置坚固耐用、成本低廉、占地面积小、筛分精度高;
本发明的筛分装置筛分得到集料粒径准确,误差不会超过5%,得到的集料既可用于实验室成型混合料试件,以解决人工及小型摇筛机筛分效率低下的问题;也适合于小型和大型加速加载试槽、桥面系铺装等场合的精细化铺筑,减少由于工地常用的几档粒径的集料掺配得到的集料与目标级配之间误差较大、易造成集料离析的问题,能从原材料控制的角度提高沥青混凝土的质量及沥青路面结构的耐久性。
附图说明
图1是本发明提供的振动搅拌型集料筛分装置的清洗、烘干结构示意图;
图2是图1右侧烘干装置的侧视图;
图3是传送带装置结构示意图;
图4是本发明提供的振动搅拌型集料筛分装置的筛分主体结构示意图;
图5是本发明提供的振动搅拌型集料筛分装置的筛网结构示意图;
图6是本发明提供的振动搅拌型集料筛分装置的筛网及搅拌结构配合示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-6所述,本发明提供的一种振动搅拌型集料筛分装置,包括筛分主体结构,所述筛分主体结构包括至少一个筛框17,所述筛框17内设置有至少一层呈中间略高、两边略低的倒V字型筛网31及与所述筛网31配合的搅拌装置,所述搅拌装置设置在所述筛网31上方,所述搅拌装置包括搅拌轴34、连接轴32以及梳子状搅拌齿33,所述搅拌齿33通过所述连接轴32与所述搅拌轴34固连,所述搅拌齿33也呈中间略高、两边略低的倒V字型结构。
优选地,还包括激振器结构,所述激振器结构设置所述筛框17下方并与所述筛框17固连,所述激振器结构包括上重锤21、下重锤26、电机25及附加电阻27,所述电机25设置在上重锤21、下重锤26之间,所述附加电阻27为包括多个并联的电阻的模块化电阻,所述模块化电阻与所述电机25串联,通过调节所述模块化电阻的大小来改变通过所述电机25的电流的大小,从而调节所述激振器结构的振幅。
优选地,所述筛网31中心设有一小孔,所述搅拌轴34穿过所述小孔与一马达(图未示)连接,通过马达调节所述搅拌轴34的转速,进而调节搅拌速度。
优选地,位于最上方的所述筛框17设置有防尘盖13,所述防尘盖13上方设有进料口12,所述筛网31周边设置有至少一个出料口18。
优选地,所述激振器结构与所述筛框17通过弹簧24固连。
优选地,包括多个依次排列的筛框17,相邻的所述筛框17之间设置有束环19。
优选地,所述筛网31为圆形结构,包括通过对钢板铣孔而成的筛网和/或由高强度钢丝网编制而成的筛网,所述筛网的孔径为0.075mm~75mm,优选75mm、63mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm。
优选地,还包括清洗、烘干结构,所述清洗、烘干结构包括通过传动带装置6串联的清洗桶4和烘干桶9,所述清洗桶4包括入料口1、进水口2和出水口3,所述烘干桶9包括出料口7和出气口8,清洗后的物料通过传动带装置6运送至烘干桶9内。
优选地,所述烘干桶9包括鼓风机10和电热丝11。
优选地,所述传动带装置6包括转动轴29、与转动轴29套接的传动带30以及位于传动带30下方的底座28。
优选地,所述上重锤21上还设置有配重块20。
优选地,所述激振器结构设置在机座25内。
优选地,还包括用于固定所述筛网31的网架16。
优选地,还包括用于冲击筛网31的橡胶垫球座14。
优选地,还包括位于所述上重锤21、下重锤26之间的筛盘22。
为了将本发明的筛分装置与传统筛分方式或筛分机进行比较,分别进行了筛分试验。
1、将集料在工地筛分设备进行初步筛分,得到不同粒径混合的集料,然后运回实验室继续进行筛分试验。由于工地现场筛网粒径固定,难以更换筛网,故分别采用手动摇筛,实验室常规的小型集料筛分机及本发明提供的振动搅拌型集料筛分装置,以粒径为26.5mm、19mm、16mm的集料为例,对这三种粒径混合的集料进行筛分,得到单一粒径的集料用于集料力学性能测试及混合料成型:
1)按待需要筛分的粒径26.5mm、19.5mm、16mm选装筛网,根据筛孔的粒径选装梳子状拌合齿,装配好筛网及筛分装置。
2)根据试筛,确定筛分装置的振幅调整为2cm,相位角为118°时,该档料的筛分效率最高。
3)由于集料干燥、表面清洁,关闭清洗、烘干结构直接向筛分主体结构中上料,上料的速度为23kg/min;筛分时开动梳子状搅拌齿,其转速为每分钟10转。筛分完毕后打开出料口,由传送带将筛分好的集料运送至料池子,10分钟共计完成230kg的集料筛分;筛分完成后对其粒径进行验证,误差不超过5%。
4)作为对比例的手动摇筛,10min的产量不足40kg,而且易扬尘,容易对筛分人员健康造成损害。实验室的小型筛分机同样存在类似的问题,其10min的产量不足60kg,且筛分粒径的准确率为90%左右,其精度不及本发明的筛分机。
可见,本筛分机筛分效率及精度高,同时采用橡胶底座及筛网间使用扣装,筛分装置的噪声小,且不易扬尘。由于集料的运动轨迹为空间曲线,并且筛网为中间略高,两边略低的倒V字型,使得集料容分散。而且梳子状搅拌齿的搅拌进一步避免了集料的堆积及卡筛,使得集料在筛网面上分布均匀,从而大幅提高了筛分效率。
2、某试验室从现场运回30吨集料用于室内试验,由于室内料池容量有限,将粗集料放置于在实验室周围的空地上。适逢天气下雨,粗集料全部淋湿。若采用手动筛分和室内小型筛分机摇筛,则首先需要将集料放置在烘箱和空地上晾干。由于烘箱容量有限,且频繁的放料、取料会导致其温度降低,烘干效率不高,也容易烫伤人。而将集料放置在空地上晾干需要的面积较大,而且平摊集料的时间较长,也容易因为下雨难以晾干。为此,采用本发明的集料筛分装置进行筛分:
1)按待需要筛分的粗集料粒径13.2mm、9.5mm、4.75mm,选装筛网及梳子状搅拌齿,装配好筛网及筛分装置。
2)将粗集料放入传送带上,开启清洗结构清洗集料表面,并让清洗后的集料通过烘干结构,烘干结构的温度设置为185℃,并开启鼓风机。并通过调整放入传送带的集料的量与传送带的速度,使得集料的入料速度与烘干的速度相匹配。
3)将筛分装置的振幅设置为1cm,梳子状搅拌轴速度设置为每分钟10转,开启集料筛分装置进行筛分,由于筛网为中间略高,两边略低的倒V字型且搅拌轴会将集料搅拌开,因此基本没有出现集料卡在筛孔的现象。
4)10分钟后得到19mm、16mm、13.2mm三种粒径的集料共计180kg,且通过手动摇筛进行验证,各筛网筛分的精度达到95%以上。较之于手动摇筛和小型筛分机直接筛分潮湿料还需要进行人工清洗及晾干等步骤,无疑大大提高了筛分效率。
本发明提供的振动搅拌型集料筛分装置的筛分主体结构中,筛网呈中间略高,两边略低的倒V字型,使得集料在振动时能由中部缓慢向周围运动,防止出现堆积;还包括与筛网配合的、呈中间略高,两边略低的倒V字型的梳子状搅拌齿,优选搅拌齿之间距离为相应筛网孔径的4倍,通过搅拌齿的搅拌,能使集料均匀地分布在筛网表面,防止集料卡在筛网或搅拌齿之间,能有效的提高筛分效率;激振器结构中的附加电阻为可拆卸的模块化组装方式,并具有断电保护功能,若单一电阻损坏后其余电阻可正常工作,且模块化的电阻通过旋钮的档位控制电阻的大小,易于控制电流;通过调节电流和/或上下重锤及其相位角调节筛分曲线,从而调节集料的运动轨迹,实现高效筛分;还设计了清洗、烘干结构,清洗结构主要针对粗集料,通过一排可调节喷水大小的喷水器对集料表面进行清洗,当细集料不需要清洗时,可以关闭清洗装置直接进入烘干结构,烘干结构为滚筒型,在滚筒周围有加热器,温度可调,最高可达到240℃,烘干结构还具有加热、鼓风、转动的功能,从而实现快速烘干集料,当集料不需要烘干时,可以关闭烘干结构直接将集料放置在筛分主体结构中进行筛分,解决了需要人工清洗集料的问题,以及传统筛分机不能直接处理湿料的问题,减轻了劳动强度、提高了筛分效率;同时本发明提供的筛分装置坚固耐用、成本低廉、占地面积小、筛分精度高。
在完成筛分后,将各种粒径的集料通过传送带分送至指定的料池,各个料池之间有隔断,可避免集料之间相混料导致的污染,用手动摇筛检验可知,通过本发明筛分装置筛分得到集料粒径准确,误差不会超过5%,得到的集料既可用于实验室成型混合料试件,以解决人工及小型摇筛机筛分效率低下的问题;也适合于小型和大型加速加载试槽、桥面系铺装等场合的精细化铺筑,减少由于工地常用的几档粒径的集料掺配得到的集料与目标级配之间的误差较大,易造成集料离析的问题,能从原材料控制的角度提高沥青混凝土的质量及沥青路面结构的耐久性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,或者对其中部分技术特征进行等同替换,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,包括筛分主体结构,所述筛分主体结构包括至少一个筛框(17),所述筛框(17)内设置有至少一层呈中间略高、两边略低的倒V字型筛网(31)及与所述筛网(31)配合的搅拌装置,所述搅拌装置设置在所述筛网(31)上方,所述搅拌装置包括搅拌轴(34)、连接轴(32)以及梳子状搅拌齿(33),所述搅拌齿(33)通过所述连接轴(32)与所述搅拌轴(34)固连,所述搅拌齿(33)也呈中间略高、两边略低的倒V字型结构。
2.如权利要求1所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,还包括激振器结构,所述激振器结构设置所述筛框(17)下方并与所述筛框(17)固连,所述激振器结构包括上重锤(21)、下重锤(26)、电机(25)及附加电阻(27),所述电机(25)设置在上重锤(21)、下重锤(26)之间,所述附加电阻(27)为包括多个并联的电阻的模块化电阻,所述模块化电阻与所述电机(25)串联,通过调节所述模块化电阻的大小来改变通过所述电机(25)的电流的大小,从而调节所述激振器结构的振幅。
3.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,所述筛网(31)中心设有一小孔,所述搅拌轴(34)穿过所述小孔与一马达连接,通过马达调节所述搅拌轴(34)的转速,进而调节搅拌速度。
4.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,位于最上方的所述筛框(17)设置有防尘盖(13),所述防尘盖(13)上方设有进料口(12),所述筛网(31)周边设置有至少一个出料口(18)。
5.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,所述激振器结构与所述筛框(17)通过弹簧(24)固连。
6.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,包括多个依次排列的筛框(17),相邻的所述筛框(17)之间设置有束环(19)。
7.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,所述筛网(31)为圆形结构,包括通过对钢板铣孔而成的筛网和/或由高强度钢丝网编制而成的筛网,所述筛网的孔径为0.075mm~75mm。
8.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,还包括清洗、烘干结构,所述清洗、烘干结构包括通过传动带装置(6)串联的清洗桶(4)和烘干桶(9),所述清洗桶(4)包括入料口(1)、进水口(2)和出水口(3),所述烘干桶(9)包括出料口(7)和出气口(8),清洗后的物料通过传动带装置(6)运送至烘干桶(9)内。
9.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,所述烘干桶(9)包括鼓风机(10)和电热丝(11)。
10.如前述任一权利要求所述的振动搅拌型集料筛分装置,其特征在于,所述传动带装置(6)包括转动轴(29)、与转动轴(29)套接的传动带(30)以及位于传动带(30)下方的底座(28)。
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