CN110281384A - 一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，包括用于将普通黄粘土制取粘土粗浆的粘土制浆机、用于将粘土制浆机制得的粗浆进一步制成粘土精浆的振动除砂机；用于将粘土精浆、水泥和/或粉煤灰制取粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆的涡流高速制浆机；所述粘土制浆机、振动除砂机、涡流高速制浆机依次连接。本发明制浆系统能够实现把普通黄粘土与水泥和/或粉煤灰合理配比制成粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆，利用涡流产生的漩涡把浮在水面的粉煤灰吸入漩涡后进入到制浆桶底部，制得的产品质量好，且不需要复杂昂贵的设备，能耗低系统使用寿命长，具有巨大的经济价值和广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于煤层底板承压水害质量技术中的粘土制浆设备技术领域，具体涉及一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统。
背景技术
传统的注浆材料制浆方法都是用水泥粉煤灰作为注浆材料。水泥粉煤灰浆液的其主要不足是凝固后结石体体积有收缩，注入到与酸性水环境中不凝固，水泥颗粒微是粘土颗粒的5-10倍，微裂隙不能有效充填，浆液流动性差，扩散半径小于粘土精浆或粘土水泥精浆，水泥浆凝固体遇二次变形后会产生新的裂隙，粘土精浆或粘土水泥精浆结实体则有明显的塑形变形特点，在二次变形时不会产生新的裂隙。然而现有技术和文献尚未记载有如何采用普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，另粉煤灰干灰的比重比水轻，常常漂浮在水面，很难制浆，一般是采用干灰洒水后变成湿灰再制浆的方法，这种方法制浆过程复杂，干灰变湿灰的过程中污染空气，制浆过程也不好实现工业控制。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提供一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，能够实现把普通黄粘土与水泥合理配比制成粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆，而且能够利用涡流产生的漩涡把浮在水面的粉煤灰吸入漩涡后进入到池底制浆，减少水泥用量、降低生产成本、提高注浆效果、减少环境污染、节约资源。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：包括用于将普通黄粘土制取粘土粗浆的粘土制浆机、用于将粘土制浆机制得的粗浆进一步制成粘土精浆的振动除砂机；用于将粘土精浆、水泥和/或粉煤灰制取粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆的涡流高速制浆机；所述粘土制浆机、振动除砂机、涡流高速制浆机依次连接；
所述粘土制浆机包括料斗、电机、制浆机构，所述料斗设置有进料口、进水管、上箱体进料调节板，所述制浆机构包括挡板、粉碎装置、过滤装置、粗浆出液口，所述上箱体进料调节板设置在所述料斗的一侧，所述挡板设置在所述上箱体进料调节板的末端，可以调节进料口大小，所述挡板的末端与粉碎装置、过滤装置、粗浆出液口依次连接，所述粉碎装置与所述电机电连接；
所述振动除砂机包括振动电机、支撑架、减震弹簧、除砂机筛网、除砂机筛框、出砂簸箕口、粗浆进料口、精浆积液槽，所述粗浆进料口通过潜污泵与所述粗浆出液口连接，所述精浆积液槽垂直设置在所述除砂机筛网的下方，所述精浆积液槽设置有精浆出浆口，所述粗浆进料口位于所述除砂机筛框上方，所述除砂机筛框位于所述支撑架上方，所述除砂机筛框的重心平衡点焊接有一平衡棒，所述振动电机朝所述精浆出浆口方向倾斜30°安装在所述平衡棒上，所述支撑架上方的四角分别设置有固定卡座，所述除砂机筛网的前后两端分别设置有筛网卷轴和筛网固定轴，所述筛网卷轴和筛网固定轴分别通过固定卡座固定在所述支撑架的前后两端，所述减震弹簧通过连接件分别与所述筛网卷轴的两端、筛网固定轴的两端连接，所述出砂簸箕口设置在所述除砂机筛网末端；
所述涡流高速制浆机包括制浆桶、中转机构、具有分散刀头的制浆泵，所述制浆桶顶部设置有液态物料入口、固态物料入口，所述中转机构包括浆液抛射管、出液管、换向阀和气缸，所述液态物料入口通过供浆泵与所述振动除砂机的精浆出浆口连接，所述液态物料入口还通过供水泵与外部的蓄水池连接；所述制浆桶的底部设置有弧形的导流通道，所述导流通道的末端与所述具有分散刀头的制浆泵的一端连通，所述具有分散刀头的制浆泵的另一端通过管道与所述换向阀连接，所述浆液抛射管和出液管分别设置在所述换向阀的两端，所述浆液抛射管与所述制浆桶的上方连通，所述气缸作用于换向阀，通过换向阀使制取得到的合格粘土水泥精浆或粘土水泥粉煤灰精浆或粘土粉煤灰精浆沿出液管输送到外部的储浆池，不合格的粘土水泥精浆或粘土水泥粉煤灰精浆或粘土粉煤灰精浆通过浆液抛射管再次回到制浆桶。
进一步的，所述粉碎装置包括转子、铰刀，所述转子可转动的方式固定在挡板末端的制浆机机壳内壁上，所述铰刀通过螺栓呈圆周均布设置在转子上且可通过螺栓调节所述铰刀的伸缩长度。
进一步的，所述粉碎装置还包括搓板、颚板，所述搓板通过螺栓呈弧形固定在所述转子下方的制浆机机壳内壁上，且与所述转子处于同一圆心，所述颚板通过螺栓安装在所述搓板的下方且末端与所述过滤装置连接，所述搓板和颚板通过螺栓调节与所述铰刀之间的缝隙，所述搓板和颚板用于转子转动时对粘土的粉碎。
进一步的，所述粘土制浆机还包括收集槽、操作杆，所述收集槽位于所述搓板和颚板的下方，所述收集槽的底部设置有活动式封闭门，所述操作杆通过铰接件与所述收集槽的活动式封闭门连接并控制其开合，所述收集槽用于收集散落的大于1mm的砂石。
进一步的，所述过滤装置包括粗浆集液室，所述粗浆集液室位于所述转子相对挡板的一侧，且所述粗浆集液室靠近所述转子的一侧设置有粗浆过滤筛网，所述粗浆出液口位于粗浆集液室的斜下方。
进一步的，还包括供料系统，所述供料系统包括水泥罐和/或粉煤灰罐以及螺旋输送机、粘土输送机，所述螺旋输送机的一端与水泥罐和/或粉煤灰罐连接，另一端与所述涡流高速制浆机的固态物料入口连接，所述粘土输送机与所述料斗的进料口连接。供料系统能满足连续运转的要求，符合环保要求，运行时保证不对周围环境产生污染。
进一步的，所述水泥罐设置有下料口、空气冷干机，所述下料口的内壁上设置有气旋装置，所述空气冷干机通过压气管路与所述气旋装置连通。保证上料时空气冷干机将潮湿的空气除水后变成干燥的气体，通过气旋装置可以把迟滞的水泥或灰吹起来，成旋流的状态，这样就可以流动了，流动的灰就容易下料，采用先进的破拱和物料流化技术，打入储料体内的空气为除水后的干燥空气，以保证出料流畅，不出现结块、堵塞现象。
进一步的，还包括粗浆池和精浆池，所述粗浆池与粘土制浆机的粗浆出液口连接，所述精浆池与所述振动除砂机的精浆出浆口连接，且所述粗浆池和精浆池均配备有搅拌机。
进一步的，所述涡流高速制浆机还包括支架、称重传感器、控制器，所述制浆桶和所述称重传感器均设置在所述支架上，且所述称重传感器与所述制浆桶的底部贴合，所述称重传感器与所述控制器电连接，所述控制器还与供水泵、供浆泵、水泥罐和/或粉煤灰罐电连接。
进一步的，所述振动除砂机为直接振动源，激振力为0～16000N，功率为1.5KW，且所述振动除砂机可更换不同目数的除砂机筛网，除砂机筛网目数为10-20目筛、40～200目筛。
综上所述，本发明由于采用了上述方案，具有以下有益效果：
（1）本发明所采用的粘土制浆机集破碎、磨削、混合、搅拌、过滤于一体，可以把粉状、湿块状、干块状的粘土直接制成粗浆，连续式制浆，使用简便、安全可靠，制浆能力大，可以根据需要调节供水量、供料量，制造不同密度的浆液，制造的浆液最大密度可达1.5 t/ m3。
（2）本发明所采用的涡流高速制浆机制浆比重范围为1.1～1.7，确保粘土水泥精浆中的水泥与粘土精浆的比例在10:1到0.65:1（比重1.1-1.7）之间时均能顺利制浆，单台制浆能力比重1.5时不低于20m3/h。涡流高速制浆机是在封闭状态下把注浆材料（粘土浆精浆、水泥或粉煤灰等）按所需比例混合后，制成高质量的浆液。涡流高速制浆机具有高速分散效能，集分散、抛摔和涡流泵于一体，利用近1000r/min分散刀头和抛摔技术对物料进行强烈的剪切、粉碎、分散、撞击、抛摔，达到迅速混合、溶解、分散、细化的功能，制成的浆液具有高分散性、高流动性、高稳定性，大约1.5～3.0min即可制成合格的浆液，所制浆液颜色均匀，颗粒分散，浆液没有水包灰或灰包水现象，流动性好。
（3）供水、排水实现闭路循环：制浆完毕后，通过水泵从蓄水池取水对粘土制浆机、粗浆池、振动除砂机、精浆池、涡流高速制浆机、储浆池进行冲洗，冲洗后的水最后全部汇集到储浆池内，再通过水泵将冲洗后的水排至粗浆池，经振动除砂机中进行过滤，除去污水中的杂物沙粒，过滤后的水可继续供制浆使用，供水及排水过程按零排放，实现闭路循环。
（4）本发明制浆系统把水泥、粘土精浆分别称重计量后送入涡流高速制浆机，经高速分散、旋流和抛摔将水泥、粘土精浆充分的分散混合制成高流动性、高分散性、良好可注性的高质量浆液。且由于是封闭式制浆，无粉尘、无污染，可以满足比重1.1～1.7的制浆用浆需要，适用范围宽，兼容底板注浆改造、堵水、充填制浆，其制浆能力满足“3.5注浆堵水和底板注浆加固水泥浆材料配比及分级”和“3.6底板注浆改造粘土水泥浆材料配比及分级”。
（5）本发明制浆系统能够将普通黄粘土与水泥合理配比制成合乎要求的粒径可控制的粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆，结构简单，绿色环保，不污染地下水，而且不需要复杂昂贵的设备，能耗低，制备出来的粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆质量好，对低泵量管路输送性能优异，复钻时间短，抗酸性水腐蚀性能优异，系统使用寿命长，具有巨大的经济价值和广泛的应用前景。
（6）干的粉煤灰比水轻，浮在水面无法制浆，本发明通过将干粉煤灰打入储灰罐存储，密闭环保，不污染空气，还可以实现工业化输送，制浆过程利用涡流高速制浆机的涡流产生的漩涡把浮在水面的粉煤灰吸入漩涡后进入到制浆桶底制浆，这种方法工艺简单，制浆过程可以实现可控操作，实现了干粉煤灰制浆的工业化应用，解决了粉煤灰制浆难的问题，同时可以大量注浆，改变过去在遭遇到陷落柱等大型溶洞充填注浆时就常常填注2-8万吨水泥干料做法，改为注粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆，减少水泥用量，注浆成本显著降低，更有利于环境保护。
（7）制浆过程中的除砂工艺对粘土浆液质量有着重要的决定作用，本发明采用专用粘土振动除砂机是制取粘土精浆的关键设备，常选用20、40、60、80目，150-200的除砂机筛网，振动除砂机筛网支撑架是个抛物线曲线结构，振动电机朝精浆出浆口方向倾斜30°安装在平衡棒上，使得除砂机筛网的运动是一个正弦波的曲线运动，除砂机筛网的抛物线+正弦曲线的运动后，留在除砂机筛网上的沙子就会沿着-30到-45°方向向出砂簸箕口方向运动，这样除砂机筛网上不会堆积筛子，也就不会出现堵塞网孔的问题，除砂机筛网始终保持清洁干净的筛面，过滤过程就会持续快速进行，振动除砂机的粗浆除沙能力为40-80m3/h。
附图说明
图1是实施例2的工作运行流程图。
图2是实施例1的工作运行流程图。
图3是粘土制浆机的剖视图。
图4是振动除砂机的结构示意图。
图5是涡流高速制浆机的结构示意图。
图6的水泥罐的结构示意图。
图中零件名称和序号：
1-进料口，2-粗浆出液口，3-收集槽，4-转子，5-搓板，6-颚板，7-粗浆集液室，8-粗浆过滤筛网，9-反射板，10-料斗，11-进水管，12-挡板，13-上箱体进料调节板，14-电机，15-底座，16-操作杆，17-铰刀，18-粗浆进料口，19-振动电机，20-平衡棒，21-除砂机筛框，22-除砂机筛网，23-筛网卷轴，24-筛网固定轴，25-减震弹簧，26-出砂簸箕口，27-精浆积液槽，28-精浆出浆口，29-支撑架，30-水泥罐或粉煤灰罐，31-螺旋输送机，32-固态物料入口，33-液态物料入口，34-制浆桶，35-浆液抛射管，36-气缸，37-换向阀，39-具有分散刀头的制浆泵，40-出液管，41-称重传感器，42-支架，43-空气冷干机，44-压气管路，45-气旋装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，作进一步说明。
实施例1
参见附图2、附图3、附图4，一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，包括粘土输送机、用于将普通黄粘土制取粘土粗浆的粘土制浆机、用于收集粘土粗浆的粗浆池、用于将粘土制浆机制得的粗浆进一步制成粘土精浆的振动除砂机、用于收集粘土精浆的精浆池；
其中，粘土制浆机由料斗10、电机14、挡板12、粉碎装置、粗浆集液室7、粗浆出液口2、收集槽3、操作杆16等部件组成，粉碎装置由转子4、铰刀17、搓板5、颚板6等部件组成，料斗10设置有进料口1、进水管11、上箱体进料调节板13，进料口1与粘土输送机连接，上箱体进料调节板13设置在料斗10的一侧，挡板12以铰接的方式安装在上箱体调节板13的末端；转子4可转动的方式固定在挡板12末端的制浆机机壳内壁上，铰刀17通过螺栓呈圆周均布设置在转子4上且可通过螺栓调节所述铰刀17的伸缩长度，搓板5通过螺栓呈弧形固定在转子4下方的制浆机机壳内壁上，且与转子4处于一个圆心上，弧形设置的搓板5与铰刀17的运动弧线平行，铰刀17通过螺栓呈圆周均布设置在转子4上且可通过螺栓调节铰刀17的伸缩长度，以调节铰刀与搓板间的距离，来实现粗浆浆液的磨细；颚板6通过螺栓安装在搓板5的下方且末端与粗浆集液室7连接，搓板5和颚板6通过螺栓调节与所述铰刀17之间的缝隙，所述搓板5和颚板6用于转子4转动时对粘土的粉碎；收集槽3底板的下方，操作杆16与所述收集槽3连接，收集槽3用于收集散落的大于1mm的砂石，操作杆16用于控制收集槽3的开合，转子4与电机14电连接，从而带动粉碎装置工作；粗浆集液室7位于转子4相对挡板12的一侧，且粗浆集液室7靠近转子4的一侧设置有粗浆过滤筛网8，粗浆出液口2位于粗浆集液室7的斜下方；普通黄粘土由进料口1沿挡板12进入制浆机内，同时用水泵从外部的蓄水池按制浆配比将水沿进水管11输送到粘土制浆机内，制成的粘土粗浆经粗浆过滤筛网8进入粗浆集液室7，最后由粗浆出液口2流向外部的粗浆池。
振动除砂机由振动电机19、支撑架29、减震弹簧25、除砂机筛网22、除砂机筛框21、出砂簸箕口26、粗浆进料口18、精浆积液槽27等部件组成，粗浆进料口18通过潜污泵与粗浆池连接，精浆积液槽27垂直设置在除砂机筛网22的下方，精浆积液槽27设置有精浆出浆口28，粗浆进料口18位于除砂机筛框21上方，除砂机筛框21位于支撑架29上方，除砂机筛框21的重心平衡点焊接有一平衡棒20，振动电机19朝精浆出浆口28方向倾斜30°安装在平衡棒20上，支撑架29上方的四角分别设置有固定卡座，除砂机筛网22的前后两端分别设置有筛网卷轴23和筛网固定轴24，筛网卷轴23和筛网固定轴24分别通过固定卡座固定在支撑架29的前后两端，减震弹簧25通过连接件分别与筛网卷轴23的两端、筛网固定轴24的两端连接，出砂簸箕口26设置在除砂机筛网22末端；粘土粗浆由潜污泵抽送到粗浆进料口18，经振动电机19、减震弹簧25、除砂机筛网22共同作用，由除砂机筛网22过滤后的砂石沿出砂簸箕口26流出，过滤后的液体为粘土精浆进入到除砂机筛网22下的精浆积液槽27，再由精浆积液槽27经管道进入外部的精浆池。
优选的，在粘土制浆机的料斗10与转子4的连接处设置有一反射板9，用于将粗浆往粗浆集液室7的方向集中，防止粗浆反射到料斗10。
优选的，粘土制浆机的底部设置有底座15，用于固定粘土制浆机，保证其制浆过程机器内部部件的稳定运行。
优选的，粗浆池和精浆池均配备有搅拌机。
优选的，粘土制浆机和涡流高速制浆机制浆造浆能力均大于15m3/h。
优选的，振动除砂机为直接振动源，激振力为0～16000N，功率为1.5KW，且所述振动除砂机可更换不同目数的除砂机筛网22，除砂机筛网22目数为10-20目筛、40～200目筛。
实施例2
参见附图1、附图2、附图3、附图4、附图5，一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，包括水泥罐和/或粉煤灰罐30、螺旋输送机31、用于将普通黄粘土制取粘土粗浆的粘土制浆机、用于收集粘土粗浆的粗浆池、用于将粘土制浆机制得的粗浆进一步制成粘土精浆的振动除砂机、用于收集粘土精浆的精浆池、用于将粘土精浆、水泥和/或粉煤灰制取粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆的涡流高速制浆机、储浆池；
其中，粘土制浆机由料斗10、电机14、挡板12、粉碎装置、粗浆集液室7、粗浆出液口2、收集槽3、操作杆16等部件组成，粉碎装置由转子4、铰刀17、搓板5、颚板6等部件组成，料斗10设置有进料口1、进水管11、上箱体进料调节板13，进料口1与粘土输送机连接，上箱体进料调节板13设置在料斗10的一侧，挡板12以铰接的方式安装在上箱体调节板13的末端；转子4可转动的方式固定在挡板12末端的制浆机机壳内壁上，铰刀17通过螺栓呈圆周均布设置在转子4上且可通过螺栓调节所述铰刀17的伸缩长度，搓板5通过螺栓呈弧形固定在转子4下方的制浆机机壳内壁上，且与转子4处于一个圆心上，弧形设置的搓板5与铰刀17的运动弧线平行，铰刀17通过螺栓呈圆周均布设置在转子4上且可通过螺栓调节铰刀17的伸缩长度，以调节铰刀与搓板间的距离，来实现粗浆浆液的磨细；颚板6通过螺栓安装在搓板5的下方且末端与粗浆集液室7连接，搓板5和颚板6通过螺栓调节与所述铰刀17之间的缝隙，所述搓板5和颚板6用于转子4转动时对粘土的粉碎；收集槽3底板的下方，操作杆16与所述收集槽3连接，收集槽3用于收集散落的大于1mm的砂石，操作杆16用于控制收集槽3的开合，转子4与电机14电连接，从而带动粉碎装置工作；粗浆集液室7位于转子4相对挡板12的一侧，且粗浆集液室7靠近转子4的一侧设置有粗浆过滤筛网8，粗浆出液口2位于粗浆集液室7的斜下方；普通黄粘土由进料口1沿挡板12进入制浆机内，同时用水泵从外部的蓄水池按制浆配比将水沿进水管11输送到粘土制浆机内，制成的粘土粗浆经粗浆过滤筛网8进入粗浆集液室7，最后由粗浆出液口2流向外部的粗浆池。
振动除砂机由振动电机19、支撑架29、减震弹簧25、除砂机筛网22、除砂机筛框21、出砂簸箕口26、粗浆进料口18、精浆积液槽27等部件组成，粗浆进料口18通过潜污泵与粗浆池连接，精浆积液槽27垂直设置在除砂机筛网22的下方，精浆积液槽27设置有精浆出浆口28，粗浆进料口18位于除砂机筛框21上方，除砂机筛框21位于支撑架29上方，除砂机筛框21的重心平衡点焊接有一平衡棒20，振动电机19朝精浆出浆口28方向倾斜30°安装在平衡棒20上，支撑架29上方的四角分别设置有固定卡座，除砂机筛网22的前后两端分别设置有筛网卷轴23和筛网固定轴24，筛网卷轴23和筛网固定轴24分别通过固定卡座固定在支撑架29的前后两端，减震弹簧25通过连接件分别与筛网卷轴23的两端、筛网固定轴24的两端连接，出砂簸箕口26设置在除砂机筛网22末端；粘土粗浆由潜污泵抽送到粗浆进料口18，经振动电机19、减震弹簧25、除砂机筛网22共同作用，由除砂机筛网22过滤后的砂石沿出砂簸箕口26流出，过滤后的液体为粘土精浆进入到除砂机筛网22下的精浆积液槽27，再由精浆积液槽27经管道进入外部的精浆池。
涡流高速制浆机由制浆桶34、浆液抛射管35、出液管40、换向阀37、气缸36、具有分散刀头的制浆泵39、支架42、称重传感器41、控制器等部件组成，制浆桶34上半部分为柱形，下半部分为锥形，呈上宽下窄的结构；制浆桶34顶部设置有液态物料入口33、固态物料入口32，液态物料入口33通过供浆泵与精浆池连接，液态物料入口33还通过供水泵与外部的蓄水池连接；制浆桶34的底部设置有弧形的导流通道，导流通道的末端与具有分散刀头的制浆泵39的一端连通，导流通道的设置使制浆过程产生涡流，具有分散刀头的制浆泵39的另一端通过管道与换向阀37连接，浆液抛射管35和出液管40分别设置在换向阀37的两端，浆液抛射管35与制浆桶34的上方连通，气缸36作用于换向阀37；制浆桶34和称重传感器41均安装在支架42上，以使得自身位置能够被固定；称重传感器41设置在制浆桶34的底部，并使得称重传感器41与制浆桶34贴合，以能够检测制浆桶34内水、水泥和/或粉煤灰、粘土精浆及其结合的混合物的重量。控制器内预先设置有制浆桶34内需要依次加入的水、粘土精浆、水泥和/或粉煤灰的重量信息，当开启自动制浆模式时，控制器能够通过分析称重传感器41发出的信号，来控制水泥罐和/或粉煤灰罐30、供水泵、供浆泵的启停，使得制浆桶34内的水、水泥和/或粉煤灰、粘土精浆的配比能够符合要求，进而，能够为制造出高质量的粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土煤灰精浆创造条件。当选择手动制浆模式时，上述加料过程由人工操作完成。
螺旋输送机31的一端与水泥罐和/或粉煤灰罐30连接，另一端与涡流高速制浆机的固态物料入口32连接，水泥和/或粉煤灰沿螺旋输送机31进入固态物料入口32，粘土精浆由供浆泵抽送到液态物料入口33，同时水由水泵抽送到液态物料入口33，水泥和/或粉煤灰、粘土精浆、水三者按配比进入制浆桶34经浆液抛射管35、具有分散刀头的制浆泵39共同作用后，通过气缸36调节换向阀37，使制取得到的合格粘土水泥精浆沿出液管40输送到外部的储浆池，不合格的粘土水泥精浆通过浆液抛射管35再次回到制浆桶34与水泥和/或粉煤灰混合进行制浆，形成循环回路。
优选的，水泥罐30设置有下料口、空气冷干机43，下料口的内壁上设置有气旋装置45，气旋装置45由多孔板制成，呈圆锥形结构，空气冷干机43通过压气管路44与气旋装置45连通，可以把迟滞的水泥或灰吹起来，成旋流的状态，使得水泥或灰可以流动，流动的水泥或灰就容易下料，以保证出料流畅，不出现结块、堵塞现象。
优选的，在粘土制浆机的料斗10与转子4的连接处设置有一反射板9，用于将制浆过程弹射出来的粗浆往粗浆集液室7的方向集中，防止粗浆反射到料斗10。保证上料时上出气孔不飞出水泥粉尘，空气冷干机将空气除水后送入罐体，防止潮湿的空气进入罐体，且干燥后的气体通过多孔板可以把迟滞的水泥或灰吹起来，成旋流的状态，这样就可以流动了，流动的灰就容易下料，采用先进的破拱和物料流化技术，打入储料体内的空气为除水后的干燥空气，以保证出料流畅，不出现结块、堵塞现象。
优选的，粘土制浆机的底部设置有底座15，用于固定粘土制浆机，保证其制浆过程机器内部部件的稳定运行。
优选的，粗浆池和精浆池均配备有搅拌机。
优选的，粘土制浆机和涡流高速制浆机制浆造浆能力均大于15m3/h。
优选的，振动除砂机为直接振动源，激振力为0～16000N，功率为1.5KW，且所述振动除砂机可更换不同目数的除砂机筛网22，除砂机筛网22目数为10-20目筛、40～200目筛。并不限于此。
实施例1的工作原理：
参见附图2、附图3、附图4，先送水，打开粘土制浆机开关。将普通黄粘土由进料口1沿挡板12进入制浆机内，同时用供水泵从外部的蓄水池按制浆配比将水沿进水管11输送到粘土制浆机内，通过上箱体进料调节板13控制普通黄粘土流向转子4的流速和流量，通过螺栓调节铰刀的伸缩长度，通过调节螺栓从而调节搓板5和颚板6与铰刀17之间的缝隙，此时大于1mm的砂石落入收集槽3，而普通黄粘土与水由电机14带动转子4使铰刀17圆周运动对普通黄粘土进行粉碎制浆，搓板5和颚板6同时在转子4转动时作用于粘土对其进行粉碎，普通黄粘土经粉碎制浆后由于转子4的圆周运动被推向粗浆集液室7，经靠近转子4一侧的粗浆过滤筛网8过滤后从粗浆集液室7斜下方的粗浆出液口2流出，即得到粘土粗浆。
将制成的粘土粗浆存入粗浆池，打开振动除砂机，然后用潜污泵把粘土粗浆经粗浆进料口18抽送到振动除砂机内，振动电机19由于是倾斜30°安装在平衡棒20上，其振动带动减震弹簧25和除砂机筛网22呈正弦波的曲线运动，除砂机筛网22同时呈抛物线+正弦曲线运动，粘土粗浆从粗浆进料口18流向除砂机筛网22，经除砂机筛网22的过滤除砂作用，砂石经振动沿出砂簸箕口26流出，过滤除砂后得到的粘土精浆垂直落入除砂机筛网22下的精浆积液槽27，再由精浆积液槽27经管道进入外部的精浆池。
粘土粗浆由粗浆池经潜污泵抽向振动除砂机的过程中，要打开粗浆池内的搅拌机搅拌浆液，以保持浆液均匀，方便粘土粗浆的顺利输送。具体工作流程如图1所示。
此系统的优势是采用专用振动除砂机，这是制取粘土精细浆液的最关键的设备，使用此专用除砂机，振动除砂机支撑架的是个抛物线曲线结构，振动电机朝精浆出浆口方向倾斜30°安装在平衡棒上，使得除砂机筛网的运动是一个正弦波的曲线运动，除砂机筛网的抛物线+正弦曲线的运动后，留在除砂机筛网上的沙子就会沿着-30到-45°方向向出砂簸箕口方向运动，这样除砂机筛网上不会堆积筛子，也就不会出现堵塞网孔的问题，除砂机筛网始终保持清洁干净的筛面，过滤过程就会持续快速进行，振动除砂机的粗浆除沙能力为40-80m3/h，使得普通黄粘土制取粘土精浆变的非常容易实现，真正实现了普通黄粘土精细除沙工业化应用，市面上现有的旋流除沙器除沙是根本不能除沙，所以也制取不了合格的精细化粘土精浆。
实施例2的工作原理：
参见附图1、附图2、附图3、附图4、附图5，打开涡流高速制浆机和称重传感器、控制器，进入自动制浆模式，控制器通过分析称重传感器41发出的信号，自动把实施例1制取的粘土精浆由供浆泵沿液态物料入口33进入制浆桶34，水按制浆重量比由供水泵抽沿液态物料入口33进入制浆桶34，同时水泥罐和/或粉煤灰罐30的下料口及螺旋输送机31自动打开，按制浆重量由沿螺旋输送机31沿固态物料入口32进入制浆桶34，配料完成后进入制浆状态，此时由于制浆桶34的底部设置有弧形的导流通道，导流通道的末端设置具有分散刀头的制浆泵39，气缸36作用于换向阀37，调节换向阀37使制浆桶34内的水泥和/或粉煤灰、粘土精浆、水三者充分混合分散后的浆液，由制浆泵39另一端经管道进入浆液抛射管35，再由浆液抛射管35进入制浆桶34抛射到制浆桶34桶壁上形成抛摔效应，抛摔过程产生的漩涡把浮在液面的水泥、粉煤灰等吸入漩涡，再进入到制浆桶34底部，从而能够进行充分混合制浆，制浆2～3min后再通过气缸36调节换向阀37，使制取得到的合格粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土煤灰精浆沿出液管40输送到外部的储浆池。同时由于浆液抛射管35设置在制浆桶34的上方，不合格的粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土煤灰精浆经浆液抛射管35抛射时可以迅速与水泥和/或粉煤灰包裹、混合，不让其漂浮在水面，减少水泥和/或粉煤灰的飞扬，使后续的涡流制浆更充分彻底。具体工作流程如图2所
此系统的优势是：1、浆液中的分散性、均匀性，以及浆液的流动性和密度稳定性好，塑性强度高，制备得到的浆液不易沉淀，其流动阻力低，相同压力条件下浆液能扩散到更远的地方。通过本方案制浆能使浆液中的粘土精浆和水泥颗粒和/或粉煤灰混合制浆后，其在浆液中的分散性、均匀性、流动性和密度稳定性达到了一个较为理想的状态，从而更有利于对含水层裂隙及洞穴的充填注浆。2、由于粉煤灰干灰的比重比水轻，常常漂浮在水面，很难制浆，一般是采用干灰洒水后变成湿灰再制浆的方法，这种方法制浆过程复杂，干灰变湿灰的过程中污染空气，制浆过程也不好实现工业控制，本方案通过将干灰打入储灰罐存储，密闭环保，不污染空气，还可以实现工业化输送，制浆过程利用涡流产生的漩涡把浮在水面的粉煤灰吸入漩涡后进入到池底制浆，这种方法工艺简单，制浆过程可以实现可控操作，解决了粉煤灰制浆难的问题。
以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：包括用于将普通黄粘土制取粘土粗浆的粘土制浆机、用于将粘土制浆机制得的粗浆进一步制成粘土精浆的振动除砂机；用于将粘土精浆、水泥和/或粉煤灰制取粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆的涡流高速制浆机；所述粘土制浆机、振动除砂机、涡流高速制浆机依次连接；
所述粘土制浆机包括料斗（10）、电机（14）、制浆机构，所述料斗（10）设置有进料口（1）、进水管（11）、上箱体进料调节板（13），所述制浆机构包括挡板（12）、粉碎装置、过滤装置、粗浆出液口（2），所述上箱体进料调节板（13）设置在所述料斗（10）的一侧，所述挡板（12）设置在所述上箱体进料调节板（13）的末端，所述挡板（12）的末端与粉碎装置、过滤装置、粗浆出液口（2）依次连接，所述粉碎装置与所述电机（14）电连接；
所述振动除砂机包括振动电机（19）、支撑架（29）、减震弹簧（25）、除砂机筛网（22）、除砂机筛框（21）、出砂簸箕口（26）、粗浆进料口（18）、精浆积液槽（27），所述粗浆进料口（18）通过潜污泵与所述粗浆出液口（2）连接，所述精浆积液槽（27）垂直设置在所述除砂机筛网（22）的下方，所述精浆积液槽（27）设置有精浆出浆口（28），所述粗浆进料口（18）位于所述除砂机筛框（21）上方，所述除砂机筛框（21）位于所述支撑架（29）上方，所述除砂机筛框（21）的重心平衡点焊接有一平衡棒（20），所述振动电机（19）朝所述精浆出浆口（28）方向倾斜30°安装在所述平衡棒（20）上，所述支撑架（29）上方的四角分别设置有固定卡座，所述除砂机筛网（22）的前后两端分别设置有筛网卷轴（23）和筛网固定轴（24），所述筛网卷轴（23）和筛网固定轴（24）分别通过固定卡座固定在所述支撑架（29）的前后两端，所述减震弹簧（25）通过连接件分别与所述筛网卷轴（23）的两端、筛网固定轴（24）的两端连接，所述出砂簸箕口（26）设置在所述除砂机筛网（22）末端；
所述涡流高速制浆机包括制浆桶（34）、中转机构、具有分散刀头的制浆泵（39），所述制浆桶（34）顶部设置有液态物料入口（33）、固态物料入口（32），所述中转机构包括浆液抛射管（35）、出液管（40）、换向阀（37）和气缸（36），所述液态物料入口（33）通过供浆泵与所述振动除砂机的精浆出浆口（28）连接，所述液态物料入口（33）还通过供水泵与外部的蓄水池连接；所述制浆桶（34）的底部设置有弧形的导流通道，所述导流通道的末端与所述具有分散刀头的制浆泵（39）的一端连通，所述具有分散刀头的制浆泵（39）的另一端通过管道与所述换向阀（37）连接，所述浆液抛射管（35）和出液管（40）分别设置在所述换向阀（37）的两端，所述浆液抛射管（35）与所述制浆桶（34）的上方连通，所述气缸（36）作用于换向阀（37），通过换向阀（37）使制取得到的合格粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆沿出液管（40）输送到外部的储浆池，不合格的粘土水泥精浆/粘土水泥粉煤灰精浆/粘土粉煤灰精浆通过浆液抛射管（35）再次回到制浆桶（34）。
2.根据权利要求1所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：所述粉碎装置包括转子（4）、铰刀（17），所述转子（4）可转动的方式固定在挡板（12）末端的制浆机机壳内壁上，所述铰刀（17）通过螺栓呈圆周均布设置在转子（4）上且可通过螺栓调节所述铰刀（17）的伸缩长度。
3.根据权利要求2所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：所述粉碎装置还包括搓板（5）、颚板（6），所述搓板（5）通过螺栓呈弧形固定在所述转子（4）下方的制浆机机壳内壁上，且与所述转子（4）处于同一圆心，所述颚板（6）通过螺栓安装在所述搓板（5）的下方且末端与所述过滤装置连接，所述搓板（5）和颚板（6）通过螺栓调节与所述铰刀（17）之间的缝隙，所述搓板（5）和颚板（6）用于转子（4）转动时对粘土的粉碎。
4.根据权利要求1所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：所述粘土制浆机还包括收集槽（3）、操作杆（16），所述收集槽（3）位于所述搓板（5）和颚板（6）的下方，所述收集槽（3）的底部设置有活动式封闭门，所述操作杆（16）通过铰接件与所述收集槽（3）的活动式封闭门连接并控制其开合，所述收集槽（3）用于收集散落的大于1mm的砂石。
5.根据权利要求1所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：所述过滤装置包括粗浆集液室（7），所述粗浆集液室（7）位于所述转子（4）相对挡板（12）的一侧，且所述粗浆集液室（7）靠近所述转子（4）的一侧设置有粗浆过滤筛网（8），所述粗浆出液口（2）位于粗浆集液室（7）的斜下方。
6.根据权利要求1所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：还包括供料系统，所述供料系统包括水泥罐和/或粉煤灰罐（30）以及螺旋输送机（31）、粘土输送机，所述螺旋输送机（31）的一端与水泥罐和/或粉煤灰罐（30）连接，另一端与所述涡流高速制浆机的固态物料入口（32）连接，所述粘土输送机与所述料斗（10）的进料口（1）连接。
7.根据权利要求6所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的方法，其特征在于：所述水泥罐（30）设置有下料口、空气冷干机（43），所述下料口的内壁上设置有气旋装置（45），所述空气冷干机（43）通过压气管路（44）与气旋装置（45）连通。
8.根据权利要求1所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：还包括粗浆池和精浆池，所述粗浆池与粘土制浆机的粗浆出液口（2）连接，所述精浆池与所述振动除砂机的精浆出浆口（28）连接，且所述粗浆池和精浆池均配备有搅拌机。
9.根据权利要求1所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：所述涡流高速制浆机还包括支架（42）、称重传感器（41）、控制器，所述制浆桶（34）和所述称重传感器（41）均设置在所述支架（42）上，且所述称重传感器（41）与所述制浆桶（34）的底部贴合，所述称重传感器（41）与所述控制器电连接，所述控制器还与供水泵、供浆泵、水泥罐和/或粉煤灰罐（30）电连接。
10.根据权利要求1所述的一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统，其特征在于：所述振动除砂机为直接振动源，激振力为0～16000N，功率为1.5KW，且所述振动除砂机可更换不同目数的除砂机筛网（22），除砂机筛网（22）目数为10-20目筛、40～200目筛。
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| CN201910698535.3A Pending CN110281384A (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112497484A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-16 | 山东科技大学 | 一种防火浆体自动配料装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101172372A (zh) * | 2007-11-20 | 2008-05-07 | 浙江杭钻机械制造股份有限公司 | 自动配料制浆系统 |
| CN101392657A (zh) * | 2008-10-22 | 2009-03-25 | 河北金牛能源股份有限公司葛泉矿 | 一种防治煤炭自燃的制浆系统 |
| CN201723240U (zh) * | 2010-07-14 | 2011-01-26 | 河北新概念矿山设备有限公司 | 黄土、粉煤灰制浆系统 |
| CN202185978U (zh) * | 2011-04-14 | 2012-04-11 | 傅志红 | 一种自动连续粘土制浆机 |
| US20170259457A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-14 | Schlumberger Technology Corporation | Mixing System for Cement and Fluids |
| CN210850785U (zh) * | 2019-07-31 | 2020-06-26 | 介休鑫峪沟集团企业管理有限公司 | 一种普通黄粘土制取粘土水泥精浆的制浆系统 |
-
2019
- 2019-07-31 CN CN201910698535.3A patent/CN110281384A/zh active Pending
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