CN109877970B - 一种水利工程用混凝土搅拌设备 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种水利工程用混凝土搅拌设备，其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，相邻两刨挖机构呈前后错开设置；还包括驱动构件，其包括一根沿着搅拌桶开口长度方向设置的连杆，连杆上部固定有连接柄，连杆上串联地固定有若干与之垂直的横梁，在横梁的两端分别连接有一根压臂，两压臂在横梁的两端部一前一后错开设置；以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在搅拌桶内的刨挖动作；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设备搅拌均匀，大大提升混凝土拌制质量，尤其针对小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设备

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设备，该水利工程用混凝土搅拌设备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，尤其针对小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设备，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搅拌部，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、左右交叉的方位设置；刨挖机构包括刨臂，所述刨臂一段为L型板状结构且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L型板状结构包括互呈一定夹角的连接段和过渡段，两相对设置的刨挖机构的L型板状结构的夹角相向设置，所述连接段上背对另一刨挖机构的一侧表面沿其长度方向开设有沟槽，所述沟槽横截面呈倒置的T型，所述过渡段与拐弯部直接相连且铰接在固定设置的机架上；

还包括驱动构件，其包括一根沿着搅拌桶开口长度方向设置的连杆，连杆上部固定有连接柄，连杆上串联地固定有若干与之垂直的横梁，在横梁的两端分别连接有一根压臂，两压臂在横梁的两端部一前一后错开设置；所述压臂的自由端处固定有滚轮组件，所述滚轮组件包括两端分别安装有一个可自由滚动的滚轮的芯轴，芯轴沿其径向固定有伸出所述沟槽后与压臂自由端相连的轮腿，以使得滚轮组件可在沟槽内滚动且不脱离沟槽；所述连接柄与驱动其上下移动的驱动装置连接，以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在搅拌桶内的刨挖动作；

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驱动构件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。本发明采用一个连杆上设置多个压臂的方式来同时带动多个刨挖机构运动，精简了动力输入结构，采用一台动力设备输入即可同步实现所有刨挖机构的同步动作，效率较高，结构简单紧凑，在使用中，鉴于同时带动多个刨挖机构的负荷较大，且连杆长度和压臂数量设置宜尽量减少，因此，尤其适用于小型或者混凝土现场制备量较少的项目，对于一次拌制量巨大的工程则会导致整机零部件，例如驱动部件中的连杆部件，结构尺寸极大，不便安装运输，其动力设备功率要求也大，同样不便运输。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为从图1所示结构的右侧看时驱动构件结构示意图。

图3为压臂与刨臂之间的连接结构示意图。

图4为图1中的旋转部件旋转90度时的示意图。

图5为搅拌叶片的一种结构示意图。

图6为搅拌叶片的另一种结构示意图。

图7为滚轮的一种结构示意图。

元件标号说明：横梁1、连杆2、压臂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、滚轮12、芯轴13、轮腿14、连接段401、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—4所示，一种水利工程用混凝土搅拌设备，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搅拌部，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、左右交叉的方位设置；刨挖机构包括刨臂4，所述刨臂4一段为L型板状结构且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L型板状结构包括互呈一定夹角的连接段401和过渡段，两相对设置的刨挖机构的L型板状结构的夹角相向设置，所述连接段401上背对另一刨挖机构的一侧表面沿其长度方向开设有沟槽，所述沟槽横截面呈倒置的T型，所述过渡段与拐弯部5直接相连且铰接在固定设置的机架上。

本实施例还包括驱动构件，如图2所示，其包括一根沿着搅拌桶开口长度方向设置的连杆2，连杆2上部固定有连接柄，连杆2上串联地固定有若干与之垂直的横梁1，在横梁1的两端分别连接有一根压臂3，两压臂3在横梁1的两端部一前一后错开设置。所述压臂3的自由端处固定有滚轮组件，如图3所示，所述滚轮组件包括两端分别安装有一个可自由滚动的滚轮12的芯轴13，滚轮12可绕芯轴13自由转动，芯轴13沿其径向固定有伸出所述沟槽后与压臂3自由端相连的轮腿14，以使得滚轮组件可在沟槽内滚动且不脱离沟槽；所述连接柄与驱动其上下移动的驱动装置连接，以带动刨臂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在搅拌桶内的刨挖动作。

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驱动构件的驱动下做类似于船桨的摇桨动作，具体为连杆的上下移动带动所有压臂同步上下移动，而每个压臂下移时两刨臂的L型板结构相互靠拢，两拐弯部则分开，反之两拐弯部靠近，实现类似剪刀的动作，亦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。本实施例采用一个连杆上设置多个压臂的方式来同时带动多个刨挖机构运动，精简了动力输入结构，采用一台动力设备输入即可同步实现所有刨挖机构的同步动作，效率较高，结构简单紧凑，在使用中，鉴于同时带动多个刨挖机构的负荷较大，且连杆长度和压臂数量设置宜尽量减少，因此，尤其适用于小型或者混凝土现场制备量较少的项目，对于一次拌制量巨大的工程则会导致整机零部件，例如驱动部件中的连杆部件，结构尺寸极大，不便安装运输，其动力设备功率要求也大，同样不便运输，当然，这并不意味着本发明针对体量较大的混凝土制备工程也是可以运用的。

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5所示，所述搅拌叶具体形状为：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6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。

作为优选实施例，为进一步调节压臂3与横梁1的夹角，以便更大幅度地增加或者减缓两相对的刨挖机构的动作频率，如图1所示，特将压臂3与所述横梁1之间通过螺栓(标号未示出)连接，且拧松螺栓后压臂3可绕螺栓旋转一定角度再固定，并且，所述轮腿14 伸出所述沟槽槽口的长度当保证与之相连的压臂3和所述刨臂4的连接段401之间具有足够的间隙，所述间隙是指为调整所述压臂3与横梁1的夹角时压臂3不与刨臂4干涉碰撞而应具有的空间大小。如图7所示，为了优化滚轮12与沟槽之间的配合灵敏度和可靠性，所述滚轮12整体上呈外圆周壁截面曲线为半圆形的算盘珠子结构。

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 (10)

1.一种水利工程用混凝土搅拌设备，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搅拌部，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、左右交叉的方位设置；刨挖机构包括刨臂，所述刨臂一段为L型板状结构且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L型板状结构包括互呈一定夹角的连接段和过渡段，两相对设置的刨挖机构的L型板状结构的夹角相向设置，所述连接段上背对另一刨挖机构的一侧表面沿其长度方向开设有沟槽，所述沟槽横截面呈倒置的T型，所述过渡段与拐弯部直接相连且铰接在固定设置的机架上；

还包括驱动构件，其包括一根沿着搅拌桶开口长度方向设置的连杆，连杆上部固定有连接柄，连杆上串联地固定有若干与之垂直的横梁，在横梁的两端分别连接有一根压臂，两压臂在横梁的两端部一前一后错开设置；所述压臂的自由端处固定有滚轮组件，所述滚轮组件包括两端分别安装有一个可自由滚动的滚轮的芯轴，芯轴沿其径向固定有伸出所述沟槽后与压臂自由端相连的轮腿，以使得滚轮组件可在沟槽内滚动且不脱离沟槽；所述连接柄与驱动其上下移动的驱动装置连接，以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在搅拌桶内的刨挖动作；

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设备，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设备，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设备，其特征在于：所述搅拌叶具体形状为：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设备，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设备，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设备，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设备，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。

9.根据权利要求1所述水利工程用混凝土搅拌设备，其特征在于：所述压臂与所述横梁之间通过螺栓连接，且拧松螺栓后压臂可绕螺栓旋转一定角度再固定，并且，所述轮腿伸出所述沟槽槽口的长度当保证与之相连的压臂和所述刨臂的连接段之间具有足够的间隙，所述间隙是指为调整所述压臂与横梁的夹角时压臂不与刨臂干涉碰撞而应具有的空间大小。

10.根据权利要求1所述水利工程用混凝土搅拌设备，其特征在于：所述滚轮整体上呈外圆周壁截面曲线为半圆形的算盘珠子结构。

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