CN110656650B - 一种自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道及地下空间等岩土双液注浆工程领域，特别是一种自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，旨在解决现有技术中双液注浆混合不均匀的问题。本发明包括三通状的混合仓，混合仓的两侧各设有物料进口，混合仓的底部设有螺旋流道出料管，螺旋流道出料管内设有搅拌机构；物料进口处安装物料进口机构,自转喷头的包括帽状回转体,自其上盲孔的内壁起外部延伸安装螺纹状的导料板，导料板上沿螺纹边缘方向设计圆弧折型喷嘴。优点在于：达到充分混合浆材的目的，完成孔口混合注浆作业，在我国诸多IV级和V级围岩岩土双液注浆工程中具有重要的实用价值和广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及隧道及地下空间等岩土双液注浆工程领域，特别是一种自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置。
背景技术
现阶段，世界各国越来越重视隧道及地下空间的开发和利用，但部分围岩(如IV级和V级围岩)完整性差、破碎、松软，工程稳定性差，易发生坍塌事故，造成施工作业人员的严重伤亡和重大经济损失。
针对破碎围岩稳定性控制难题，利用注浆改性破碎围岩，封堵围岩裂隙，形成围岩整体结构，防止裂隙水浸入与围岩软化，强化围岩力学性能，是开发围岩自身承载能力的有效技术途径，也是阻止锚固岩体遇水劣化的关键手段。水泥-水玻璃、AB料高分子浆材等双液注浆是工程技术人员较多采用的一种方法。双液注浆现场时，普遍采用的三通式混合器存在一个问题：混合不均匀。
在已公开的中国专利文献中，CN101892847A专利设计了一个弹性橡胶套结构，使水玻璃与水泥浆混合液均匀混合；CN102900073A专利设计了一个特殊的芯管，只需要在保证水玻璃的压力大于顶簧的弹性力即可进行水玻璃和水泥浆的混合工作；CN103334436A专利通过加设浆液混合器、搅浆器、注入喷射器以及均匀的出浆孔，实现双液的充分混合。CN107551843A专利同时设计了两种浆材的多个进出浆口，实现了浆材的分流，让两种浆材进行多个层位的立体混合。
综上所述，上述专利为解决双液注浆孔口混合问题提供了各自的解决方案，但仅依靠分流、旋流作用，混合效率较低。在实际的生产中，仍旧面临工作效率低，搅拌效果差的难题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中工作效率低，搅拌效果差的难题。
本发明的具体方案是：设计一种自旋转多重混合的双液注浆口混合装置，包括三通状的混合仓，所述混合仓的两侧各设有物料进口，所述混合仓的底部设有螺旋流道出料管，所述螺旋流道出料管内设有搅拌机构；所述物料进口处安装物料进口机构，所述物料进口机构包括安装在所述混合仓外的输浆管和延伸至所述混合仓内部的自转喷头，密封轴承组的外圈安装在所述输浆管的内壁上，所述密封轴承组的内圈套装于所述自转喷头内，在密封轴承的两侧，设有唇形密封圈和套环，以形成轴承内的密封空间；，进一步在轴承外安装输浆管，所述自转喷头的包括帽状回转体，所述帽状回转体内设有盲孔，自所述盲孔的内壁起外部延伸安装螺纹状的导料板，所述导料板上沿螺纹边缘方向设计圆弧折型喷嘴。
具体实施中，所述搅拌机构包括固定在螺旋流道出料管的螺旋叶片。所述唇形密封圈的一侧与自转喷头相邻，另一侧与混合仓或物料进口相邻。在所述导料板截面方向上，其两端一端连通所述回转体内部，另一端连通所述混合仓。所述帽状回转体的顶部设有叶片，两个物料进口的导料板的旋向相反。
或者，所述螺旋叶片替换为底部连接带动其转动的动力源，所述动力源上安装有密封元件以防渗浆。
具体实施中，所述的圆弧折型喷嘴的旋转直径比混合仓内径小20到50mm。所述叶片的旋转直径比混合仓内径小20-50mm。所述混合仓内径比两侧输浆管外径大20-50mm。所述螺旋叶片的螺旋直径2为5-60mm，螺距为25-60mm，片厚为2-5mm。
本发明的有益效果在于：
本发明设计了一种双液注浆孔口混合装置，创新利用注浆压力，通过改变浆材的流型，在无需增设电机等外部动力条件下，自动旋转搅拌，使双液混合均匀，再具体的优点如下：
1)本发明结构精巧，多重混合效应能够使双液注浆混合均匀，有效控制凝固时间，提高注浆质量；
2)轴承采用唇型密封结构，密封可靠，摩阻力低，使用寿命长。
3)特定实施例中，不需要另外购置电机等动力装置，利用离心力反推作用，喷嘴和叶片作为搅拌器，自动搅拌浆材，降低注浆作业成本。
4)螺旋流道能够充分利用有限的管路空间，使浆材在进入注浆管前，再次混合，保障浆材避免出现错漏混现象，且螺旋结构可以延长浆材的混合时间。
5)本发明尤其适用于水泥-水玻璃类等初始黏度低于100mPa·s的双液浆材。尤其适用于注浆压力0.5MPa以上的中压和高压双液注浆工程。
附图说明
图1是本发明的一种自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置的剖视示意图；
图2是本发明的密封轴承的局部放大图。
图中：图中：1、混合仓，2、A液的带叶片自旋转喷头，3、B液的带叶片自旋转喷头，4、A液输浆管，5、B液输浆管，6、螺旋流道出料管，7、密封轴承组，8、圆弧折型喷嘴，9、叶片，10、唇形密封圈，11、套环，12、螺旋叶片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种自旋转多重混合的双液注浆口混合装置，参见图1至图2，设计包括三通状的混合仓1，混合仓1的两侧各设有物料进口，混合仓1的底部设有螺旋流道出料管6，螺旋流道出料管6内设有搅拌机构；物料进口处安装物料进口机构，物料进口机构包括安装在混合仓1外的输浆管和延伸至混合仓内部的自转喷头，密封轴承组7的外圈安装在输浆管的内壁上，密封轴承组7的内圈套装于自转喷头内，在密封轴承的两侧，设有唇形密封圈10和套环11，以形成轴承内的密封空间；进一步在轴承外安装输浆管，自转喷头的包括帽状回转体，帽状回转体内设有盲孔，自盲孔的内壁起外部延伸安装螺纹状的导料板，导料板上沿螺纹边缘方向设计圆弧折型喷嘴8。
具体实施中，搅拌机构包括固定在螺旋流道出料管6的螺旋叶片12。唇形密封圈的一侧与自转喷头相邻，另一侧与混合仓1或物料进口相邻。在导料板截面方向上，其两端一端连通回转体内部，另一端连通混合仓。帽状回转体的顶部设有叶片，两个物料进口的导料板的旋向相反。
本实施例中，唇形密封圈10的一侧与输浆管相邻，另一侧与混合仓或自转喷头相邻。在导料板截面方向上，其两端一端连通回转体内部，另一端连通混合仓。帽状回转体的顶部设有叶片。圆弧折型喷嘴8的旋转直径比混合仓内径小20到50mm。叶片9的旋转直径比混合仓内径小20-50mm。混合仓内径比两侧输浆管外径大20-50mm搅拌机构包括电机带动的螺旋叶片。的螺旋叶片的螺旋直径为25-60mm，螺距为25-60mm，片厚为2-5mm。
本发明的一种自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置在结构上如图1所示，本实施例中，两侧的输浆管各自定为A液输浆管、B液输浆管，包括混合仓1、A液的带叶片自旋转喷头2、B液的带叶片自旋转喷头3、A液输浆管4、B液输浆管5和螺旋流道6组成。
混合仓1为中空三通结构，内径100mm，壁厚10mm，长度150mm；两端分别连接A液的带叶片自旋转喷头2、A液输浆管4、B液的带叶片自旋转喷头3和B液输浆管5，A液输浆管4和B液输浆管5的外径均为50mm。
带叶片自旋转喷头由1个密封轴承7、4个圆弧折型喷嘴8和4个叶片9组成。圆弧折型喷嘴5的旋转直径为70mm，叶片9的旋转直径为70mm，均作为搅拌器。A液的圆弧折型喷嘴和叶片为正时针旋转方向结构，B液的圆弧折型喷嘴和叶片为逆时针旋转方向结构。A液和B液在圆弧折型喷嘴8喷出后，A液的带叶片自旋转喷头2和B液的带叶片自旋转喷头3相向旋转，圆弧折型喷嘴8和叶片9不断搅拌混合浆材。
A液的带叶片自旋转喷头2与A液输浆管4由聚四氟乙烯材质的唇形密封圈10密封，B液的带叶片自旋转喷头3与B液输浆管5由聚四氟乙烯材质的唇形密封圈10密封，防止浆材侵入损伤轴承7；唇形密封圈10的基本宽度为7mm，均由一个宽度3mm的套环11固定。
螺旋流道6由1个内壁连接螺旋叶片12的钢管组成，螺旋叶片12的螺旋直径为60mm，螺距为30mm，片厚为3mm。A液和B液在螺旋流道6中再次混合，螺旋结构可以延长浆材的混合时间，保障浆材避免出现错漏混现象。
使用本发明时，A液输浆管4和B液输浆管5连接双液注浆泵，螺旋流道6外接注浆管，即可开始注浆作业。
实施例2,
本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，螺旋叶片12底部连接有带动其转动的动力源，动力源上安装有密封元件以防渗浆。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)
1.一种自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：包括三通状的混合仓(1)，所述混合仓(1)的两侧各设有物料进口，所述混合仓(1)的底部设有螺旋流道出料管(6)，所述螺旋流道出料管(6)内设有搅拌机构；
所述物料进口处安装物料进口机构，所述物料进口机构包括安装在所述混合仓(1)外的输浆管和延伸至所述混合仓(1)内部的自转喷头，密封轴承组(7)的外圈安装在所述输浆管的内壁上，所述密封轴承组(7)的内圈套装于所述自转喷头内，在密封轴承的两侧，设有唇形密封圈(10)和套环(11)，以形成轴承内的密封空间，进一步在轴承外安装输浆管；
所述自转喷头包括帽状回转体，所述帽状回转体内设有盲孔，自所述盲孔的内壁起外部延伸安装螺纹状的导料板，所述导料板上沿螺纹边缘方向设计圆弧折型喷嘴(8)，两个物料进口的导料板的旋向相反。
2.如权利要求1所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：所述搅拌机构包括固定在螺旋流道出料管(6)的螺旋叶片(12)。
3.如权利要求1所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：所述唇形密封圈的一侧与自转喷头相邻，另一侧与混合仓(1)或物料进口相邻。
4.如权利要求1所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：在所述导料板截面方向上，其两端一端连通所述回转体内部，另一端连通所述混合仓(1)。
5.如权利要求4所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：所述帽状回转体的顶部设有叶片(9)。
6.如权利要求1所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：所述的圆弧折型喷嘴(8)的旋转直径比混合仓(1)内径小20-50mm。
7.如权利要求5所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：所述的叶片(9)的旋转直径比混合仓(1)内径小20-50mm。
8.如权利要求1所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：所述的混合仓(1)内径比两侧输浆管外径大20-50mm。
9.如权利要求2所述的自旋转多重混合的双液注浆孔口混合装置，其特征在于：所述的螺旋叶片(12)的螺旋直径为25-60mm，螺距为25-60mm，片厚为2-5mm。
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