CN109719847B - 一种水利工程用混凝土搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种水利工程用混凝土搅拌装置，包括搅拌桶，搅拌桶为开口朝上的立式搅拌桶，在搅拌桶内安装有用于搅拌的搅拌部件，所述搅拌桶为长方体状结构，刨挖搅拌部包括若干个刨挖机构，所有刨挖机构沿搅拌桶的开口的长度方向排成一列，且相邻两刨挖机构呈一前一后一左一右的方位设置；刨挖机构包括电机驱动的转臂、刨臂，相邻两刨挖机构上的电机转动方向相反；在每相邻两个刨挖机构的拐弯部的正下方均安装有一个所述旋转部件，四列搅拌叶片分别安装在转筒截面圆的四个象限点上，每支搅拌叶片均沿转筒的径向设置。该水利工程用混凝土搅拌装置搅拌均匀，大大提升混凝土拌制质量，尤其针对中型水利工程混凝土制备的适用性更强。

Description

一种水利工程用混凝土搅拌装置

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，尤其涉及一种水利工程中使用的混凝土制备装置。

背景技术

混凝土在各种土木工程中均有运用，而对于一些特殊的工程类别有要求具有不一般的性能，在水利工程中，由于经常需要野外作业，而交通极其不便，混凝土若是从搅拌站直接运输过来不但耗时极长，而且也难以运输，因此很多时候对于一些中小型的水利项目其实不适用从搅拌站直接运送，宜选择现场配制，且水利项目通常作为关乎估计民生的公益性项目，其影响涉及面大，对于混凝土的要求自然较高，长途跋涉的运输使得混凝土容易失效，越是接近其终凝时间性能越是不佳，因此需要现场拌制。目前对于现场拌制混凝土的设备通常是如图1所示的搅拌设备，即一个开口朝上的圆柱筒，内部同轴地安装有可转动的搅拌轴，该搅拌轴设有径向方向的一圈叶片以便进行圆周搅拌，这种设备在搅拌时混凝土均朝一个方向连续旋转，搅拌容易不均匀，且由于自重，混凝土会自然沉降下来，尤其是骨料，导致在搅拌桶底部的骨料较多，上下混凝土其实从一定程度上出现了分层现象，大大影响了混凝土的制备质量，导致部分混凝土配比精度不合格。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种水利工程用混凝土搅拌装置，该水利工程用混凝土搅拌装置通过多维度的关联性配合搅拌，使得搅拌均匀，大大提升混凝土拌制质量，尤其针对中型水利工程混凝土制备的适用性更强。

本发明的技术方案如下：

一种水利工程用混凝土搅拌装置，包括用于混合混凝土各种原材料的搅拌桶，所述搅拌桶为开口朝上的立式搅拌桶，在搅拌桶内安装有用于搅拌的搅拌部件，所述搅拌桶为长方体状结构，其开口沿其长度方向设置；所述搅拌部件由上至下包括刨挖搅拌部和旋转部件，其中，

刨挖搅拌部包括若干个刨挖机构，所有刨挖机构沿搅拌桶的开口的长度方向排成一列，且相邻两刨挖机构呈一前一后一左一右的方位设置；刨挖机构包括电机驱动的转臂、刨臂，转臂靠自由端处垂直于转臂固定有滑柱，所述刨臂一段为直线状的条板结构且该条板结构的自由端处沿其长度方向具有一个条形矩孔，另一段为整体朝下弯曲并伸入到搅拌桶内的拐弯部，所述拐弯部包括两个对称设置呈“八”字形的钩指；所述刨臂的条板结构上的某处铰接在固定设置的机架上，所述滑柱伸入所述条形矩孔内且可在条形矩孔内滑动，以使得电机驱动转臂旋转时，滑柱带动刨臂以其在机架上的铰接点为支点做杠杆运动来实现拐弯部的刨挖动作；所述相邻两刨挖机构上的电机转动方向相反；

在每相邻两个刨挖机构的拐弯部的正下方均安装有一个所述旋转部件，所述旋转部件包括沿所述搅拌桶宽度方向设置的转轴，转轴上同轴地固定有转筒，转筒的外壁上设有四列搅拌叶片，每一列搅拌叶片在转筒的外壁上沿其轴向设置，四列搅拌叶片分别安装在转筒截面圆的四个象限点上，每支搅拌叶片均沿转筒的径向设置；位于同一直径方向两端处的其中两列搅拌叶片长度须满足以下条件：每一列搅拌叶片从该列的中间朝两头长度递减，位于同一直径方向两端处的另两列搅拌叶片长度须满足以下条件：每一列搅拌叶片从该列的中间朝两头长度递增；相邻两个刨挖机构的刨臂的拐弯部相背运动至最远位置时，其所对应的转筒上搅拌叶片长度从中间朝两头递减的一列刚好转动至两拐弯部的正下方，相邻两个刨挖机构的刨臂的拐弯部相向运动至最近位置时，其所对应的转筒上搅拌叶片长度从中间朝两头递增的一列刚好转动至两拐弯部的正下方。

本发明的有益效果：本发明一改传统的轴向设置的搅拌部件结构，使得原先的单一圆周方向的往复搅拌变成多维度的配合性联合搅拌，在使用时，先是前后、左右交叉设置的两个刨挖机构在各自电机的驱动下做类似于船桨的摇桨动作，间歇性地将搅拌桶内的混凝土从中间朝两侧刨开，然后又推回、回填，如此往复之，以充分实现混凝土的多维度搅拌，使得混凝土运动轨迹更加立体，混凝土更为均匀；并且刨挖机构与旋转部在相应的转动位置时能够根据混凝土的运动情况相互配合，同时使得混凝土上涌或者下移，进行相同效果的辅助叠加，使得混凝土搅拌混合非常均匀，不会集中在某个运动方向上，也不会因为自重而主要集中在搅拌桶的底部。此外，本发明由于采用单独的电机驱动，相当于每个刨挖机构有一个单独的驱动模块，因此可以实现较大的搅拌驱动力，还可以对电机进行编程控制，根据具体需求进行刨挖机构的相应差异化动作控制，根据混凝土在搅拌桶内的具体分布来人工调整各区域的搅拌频率，尽量使得搅拌桶内各部分的混凝土均匀稳定，尤其适用于中型或者混凝土现场制备量较大的项目。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中的旋转部件旋转90度时的示意图。

图3为搅拌叶片的一种结构示意图。

图4为搅拌叶片的另一种结构示意图。

元件标号说明：电机1、转臂2、滑柱3、刨臂4、拐弯部5、转轴6、转筒7、搅拌叶片8、第一套管9、连接管10、弹簧11、钩指501、腰的曲线801、膨大部901。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1—2所示，一种水利工程用混凝土搅拌装置，其具体包括用于混合混凝土各种原材料的搅拌桶，所述搅拌桶为开口朝上的立式搅拌桶，在搅拌桶内安装有用于搅拌的搅拌部件，所述搅拌桶为长方体状结构，其开口沿其长度方向设置；所述搅拌部件由上至下包括刨挖搅拌部和旋转部件，对于这几个部件的具体结构说明如下：

对于刨挖搅拌部，刨挖搅拌部包括若干个刨挖机构，所有刨挖机构沿搅拌桶的开口的长度方向排成一列，且相邻两刨挖机构呈一前一后一左一右的方位设置；刨挖机构包括电机1驱动的转臂2、刨臂4，转臂2靠自由端处垂直于转臂2固定有滑柱3，所述刨臂4一段为直线状的条板结构且该条板结构的自由端处沿其长度方向具有一个条形矩孔，另一段为整体朝下弯曲并伸入到搅拌桶内的拐弯部5，所述拐弯部5包括两个对称设置呈“八”字形的钩指501；所述刨臂4的条板结构上的某处铰接在固定设置的机架上，所述滑柱3伸入所述条形矩孔内且可在条形矩孔内滑动，以使得电机1驱动转臂2旋转时，滑柱3带动刨臂4以其在机架上的铰接点为支点做杠杆运动来实现拐弯部5的刨挖动作；所述相邻两刨挖机构上的电机1转动方向相反。

在每相邻两个刨挖机构的拐弯部5的正下方均安装有一个所述旋转部件，所述旋转部件包括沿所述搅拌桶宽度方向设置的转轴6，转轴6上同轴地固定有转筒7，转筒7的外壁上设有四列搅拌叶片8，每一列搅拌叶片8在转筒7的外壁上沿其轴向设置，四列搅拌叶片8分别安装在转筒7截面圆的四个象限点上，每支搅拌叶片8均沿转筒7的径向设置；位于同一直径方向两端处的其中两列搅拌叶片8长度须满足以下条件：每一列搅拌叶片8从该列的中间朝两头长度递减，位于同一直径方向两端处的另两列搅拌叶片8长度须满足以下条件：每一列搅拌叶片8从该列的中间朝两头长度递增；相邻两个刨挖机构的刨臂4的拐弯部5相背运动至最远位置时，其所对应的转筒7上搅拌叶片8长度从中间朝两头递减的一列刚好转动至两拐弯部5的正下方，相邻两个刨挖机构的刨臂4的拐弯部5相向运动至最近位置时，其所对应的转筒7上搅拌叶片8长度从中间朝两头递增的一列刚好转动至两拐弯部5的正下方。

工作原理：本实施例提供的搅拌装置在使用时，先是前后、左右交叉设置的两个刨挖机构在各自电机1的驱动下做类似于船桨的摇桨动作，即单个刨挖机构执行的是类似刨土的刨挖动作，将搅拌桶内的混凝土进行翻搅，避免单一运动时的分层或者集中成块，两刨挖机构配合则形成了划船的摇桨动作，间歇性地将搅拌桶内的混凝土从中间朝两侧刨开，然后又推回、回填，如此往复之，以充分实现混凝土的多维度搅拌，使得混凝土运动轨迹更加立体，混凝土更为均匀。并且，在此基础上，由于两交叉设置的刨挖机构在彼此远离时基于拐弯部5的钩状结构，会在二者之间形成一个相对低压的空间带，使得下方的混凝土迅速向上涌入，而此时旋转部件的叶片旋转至其中间朝两头长度递减的一列刚好也转至两交叉刨挖机构拐弯部5远离的极限位置，即此时两刨挖机构之间形成的压力最小(类比于负压)，混凝土涌入趋势最大，辅以此时该列搅拌叶片8向上甩动混凝土的作用，使得底部的混凝土进一步加大上涌的速度，越是中央区域压力越小，而恰好位于中央的该列搅拌叶片8中部的叶片最长，产生的朝上的甩动力最大，二者配合，与两刨挖机构朝上的刨挖作用相辅相成，促进混凝土向上的迅速涌动、混合，避免混凝土由于自重朝下方连续沉积。而在两交叉的刨挖机构的拐弯部5相互靠拢最近时，两拐弯部5之间的压力增大，对其下方的混凝土有一个朝下的推力作用，使得其周围的混凝土朝下涌动，而此时搅拌叶片8长度朝两头递减的一列刚好转至拐弯部5的正下方，由于其搅拌叶片8的递减规律形成的中部凹陷的特征，使得底部混凝土在被旋转部搅动形成一个低压区，配合此时刨挖机构对混凝土朝下的推力作用使得混凝土进一步加快其朝下涌动的速度，该阶段，二者同样相辅相成，促进混合效果的进一步提升。需说明的是，附图中的旋转部件上的搅拌叶片8仅示例性地画出了几个搅拌叶片8，具体数量应以搅拌叶片8尽量密集为原则，以提升带动混凝土涌动的能力，关于以上旋转部件形成的压力差大小可根据调节搅拌叶片8每列上的设置间隙以及高度变化率来控制，变化率越大、越密集，压力差变化越大，效果月明显，但是变化率和密集度需要根据具体的安装尺寸和混凝土骨料尺寸来选择，不能使得混凝土在搅动时过大地成团集中移动，更不能间隙大小不能供单个骨料穿过，也不能对刨挖机构运动造成干涉或者限制。

本实施例的刨挖机构与旋转部在相应的转动位置时能够根据混凝土的运动情况相互配合，进行相同效果的辅助叠加，使得混凝土搅拌混合非常均匀，不会集中在某个运动方向上，也不会因为自重而主要集中在搅拌桶的底部。此外，本发明由于采用单独的电机1驱动，相当于每个刨挖机构有一个单独的驱动模块，因此可以实现较大的搅拌驱动力，还可以对电机1进行编程控制，根据具体需求进行刨挖机构的相应差异化动作控制，例如两个交叉配合的刨挖机构的驱动电机1转速并不相同，或者前后排列呈一列的驱动电机1的某些电机1转速不同，这对于中型工程项目中较大搅拌桶的大批量混凝土制备来说，可以根据混凝土在搅拌桶内的具体分布来人工调整各区域的搅拌频率，尽量使得搅拌桶内各部分的混凝土均匀稳定。

优选地，所述拐弯部5的每个钩指501均为不锈钢网板，所述网板的孔径不小于混凝土所选用骨料的最大直径且不大于所选用骨料的最大直径的5倍，以避免某部分混凝土被钩指501整块刨出，降低混合均匀度；还可设计呈耙状结构来克服这个问题。

优选地，所述搅拌叶片8呈勺子状且勺柄固定于所述转筒7上，搅拌叶片8的勺子结构的凹部在旋转时与混凝土迎面接触。该结构主要针对骨料直径大的混凝土，提升对混凝土的挖刨带动作用，更好地甩动混凝土。

优选地，如图3所示，所述搅拌叶片8具体形状为：通过一个类梯形的截面曲线沿着转筒7的外壁上的母线直线扫略而成，所述类梯形的截面曲线包括相互平行的上底和下底且上底长度大于下底，在两底的两端分别通过一根作为腰的曲线801相连，两侧腰的曲线801均朝类梯形的截面曲线内部凹陷，以使得搅拌叶片8呈上大下小的倒堤坝状结构。该种搅拌叶片8可以使得转筒7旋转时混凝土更好地附着在搅拌叶片8上，混凝土顺着搅拌叶片8的两侧曲面移动并最终甩出，提升混合均匀度和混合效率。

优先地，所述两侧腰的曲线801的曲率由下至上逐步增大但最大不能使得其最顶部处的点的切线为水平方向，曲率增大可以使得混凝土分散更广泛，而切线呈水平方向时会影响混凝土的上移，所以不宜采纳这种情况。

优先地，如图4所示，所述搅拌叶片8为伸缩式叶片，且其最大伸长长度不能在旋转时与所述拐弯部5相接触，以便调节转筒7的转速来实现叶片的伸长度调节，以适应具体搅拌要求，调节搅拌范围。为进一步优化该效果，所述搅拌叶片8包括第一套管9和第二套管，连接管10两端分别伸入第一套管9和第二套管的开口内且与开口内底通过弹簧11连接，连接管10伸入套管的一端为膨大端且该膨大端在开口内滑动时可被开口口缘处的一圈止口阻挡而不能完全滑出开口。

优先地，为避免转轴6转动时被卡滞，提升转动灵活度，所述转轴6两端均开设有横截面呈“V”型的凹槽且凹槽的槽底倒圆角，所述搅拌桶宽度方向的两相对侧壁上分别开设有一个圆孔，圆孔孔壁为朝空心凸起的圆弧面，所述转轴6设有凹槽的部分安装在所述圆孔内且圆孔的内壁插入契合所述凹槽且可相对自由转动。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种水利工程用混凝土搅拌装置，包括用于混合混凝土各种原材料的搅拌桶，所述搅拌桶为开口朝上的立式搅拌桶，在搅拌桶内安装有用于搅拌的搅拌部件，其特征在于，所述搅拌桶为长方体状结构，其开口沿其长度方向设置；所述搅拌部件由上至下包括刨挖搅拌部和旋转部件，其中，

刨挖搅拌部包括若干个刨挖机构，所有刨挖机构沿搅拌桶的开口的长度方向排成一列，且相邻两刨挖机构呈一前一后一左一右的方位设置；刨挖机构包括电机驱动的转臂、刨臂，转臂靠自由端处垂直于转臂固定有滑柱，所述刨臂一段为直线状的条板结构且该条板结构的自由端处沿其长度方向具有一个条形矩孔，另一段为整体朝下弯曲并伸入到搅拌桶内的拐弯部，所述拐弯部包括两个对称设置呈“八”字形的钩指；所述刨臂的条板结构上的某处铰接在固定设置的机架上，所述滑柱伸入所述条形矩孔内且可在条形矩孔内滑动，以使得电机驱动转臂旋转时，滑柱带动刨臂以其在机架上的铰接点为支点做杠杆运动来实现拐弯部的刨挖动作；所述相邻两刨挖机构上的电机转动方向相反；

在每相邻两个刨挖机构的拐弯部的正下方均安装有一个所述旋转部件，所述旋转部件包括沿所述搅拌桶宽度方向设置的转轴，转轴上同轴地固定有转筒，转筒的外壁上设有四列搅拌叶片，每一列搅拌叶片在转筒的外壁上沿其轴向设置，四列搅拌叶片分别安装在转筒截面圆的四个象限点上，每支搅拌叶片均沿转筒的径向设置；位于同一直径方向两端处的其中两列搅拌叶片长度须满足以下条件：每一列搅拌叶片从该列的中间朝两头长度递减，位于同一直径方向两端处的另两列搅拌叶片长度须满足以下条件：每一列搅拌叶片从该列的中间朝两头长度递增；相邻两个刨挖机构的刨臂的拐弯部相背运动至最远位置时，其所对应的转筒上搅拌叶片长度从中间朝两头递减的一列刚好转动至两拐弯部的正下方，相邻两个刨挖机构的刨臂的拐弯部相向运动至最近位置时，其所对应的转筒上搅拌叶片长度从中间朝两头递增的一列刚好转动至两拐弯部的正下方。

2.根据权利要求1所述水利工程用混凝土搅拌装置，其特征在于：所述拐弯部的每个钩指均为不锈钢网板，所述网板的孔径不小于混凝土所选用骨料的最大直径且不大于所选用骨料的最大直径的5倍。

3.根据权利要求1所述水利工程用混凝土搅拌装置，其特征在于：所述搅拌叶片呈勺子状且勺柄固定于所述转筒上，搅拌叶片的勺子结构的凹部在旋转时与混凝土迎面接触。

4.根据权利要求1所述水利工程用混凝土搅拌装置，其特征在于：所述搅拌叶片具体形状为：通过一个类梯形的截面曲线沿着转筒的外壁上的母线直线扫略而成，所述类梯形的截面曲线包括相互平行的上底和下底且上底长度大于下底，在两底的两端分别通过一根作为腰的曲线相连，两侧腰的曲线均朝类梯形的截面曲线内部凹陷，以使得搅拌叶片呈上大下小的倒堤坝状结构。

5.根据权利要求4所述水利工程用混凝土搅拌装置，其特征在于：所述两侧腰的曲线的曲率由下至上逐步增大但最大不能使得其最顶部处的点的切线为水平方向。

6.根据权利要求1所述水利工程用混凝土搅拌装置，其特征在于：所述搅拌叶片为伸缩式叶片，且其最大伸长长度不能在旋转时与所述拐弯部相接触。

7.根据权利要求6所述水利工程用混凝土搅拌装置，其特征在于：所述搅拌叶片包括第一套管和第二套管，连接管两端分别伸入第一套管和第二套管的开口内且与开口内底通过弹簧连接，连接管伸入套管的一端为膨大端且该膨大端在开口内滑动时可被开口口缘处的一圈止口阻挡而不能完全滑出开口。

8.根据权利要求1所述水利工程用混凝土搅拌装置，其特征在于：所述转轴两端均开设有横截面呈“V”型的凹槽且凹槽的槽底倒圆角，所述搅拌桶宽度方向的两相对侧壁上分别开设有一个圆孔，圆孔孔壁为朝空心凸起的圆弧面，所述转轴设有凹槽的部分安装在所述圆孔内且圆孔的内壁插入契合所述凹槽且可相对自由转动。

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