CN111450945B - 一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于再生混凝土加工的大型机械技术领域，具体公开了一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，包括研磨组件、研磨罐、驱动单元；研磨组件包括叶轮组件以及设置在叶轮组件的搅拌销和楔形部，楔形部位于叶轮组件底部。通过叶轮组件上搅拌销和楔形部的设置，叶轮组件的旋转可实现研磨体的连续混合和垂直运动，另外，楔形部上的翼状突起能够进一步改善研磨体的混合效果，避免研磨体堆积对圆筒形过滤器产生过大的径向压力从而造成过滤狭缝的损坏，可在相当短的时间内实现较高的研磨效率，从而大大提高了再生混凝土的生产效率。

Description

一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置
技术领域
本发明属于再生混凝土加工的大型机械技术领域，具体涉及一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置。
背景技术
我国部分地区处于建设发展阶段，基础建设必不可少，但是城市化进程中，产生的巨量建筑垃圾难以回收利用，且随着建设脚步的进一步扩大，建筑原材料例如砂石、土块之类，价格也居高不下，因此，建筑垃圾回收是一个节约成本的最优方式。
混凝土材料是建筑垃圾的最大组成部分，将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级、研磨后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然集料，再加入水泥、水等配而成的新混凝土，即再生混凝土。再生混凝土可以极大节约资源，减少建筑垃圾堆放，具有环保节能的重大优势。其中，在生产再生混凝土的工艺中，对建筑垃圾的研磨工序是一个必不可少的环节。
现有的研磨装置包括研磨组件，工作状态下其在装有待处理产品的研磨罐中进行研磨，现有的研磨装置的外壳具有基本圆筒形的研磨室，其底部开口并且在顶部通过顶壁封闭，该顶壁设有中心开口，驱动轴的下端插入该中心开口中，中心开口的直径大于驱动轴的直径，以便留下一个环形通道，使产品进入。研磨室通过圆筒形过滤器与中心开口分离，圆筒形过滤器将研磨体保持在研磨室内，同时允许待研磨产品进入研磨室。然而现有的研磨体易于堆积在圆筒形过滤器的周围并卡在圆筒形过滤器的底部空隙中，过滤器径向外侧的狭槽很快就变形，失去了其过滤特性，需频繁更换，导致研磨效率低下，无法实现连续快速的研磨。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，以克服上述技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，包括：支撑结构、研磨组件、容器；
其中，支撑结构由设置在地面上的基座、竖直设置在基座上支撑柱、固定在支撑柱顶部中央的上部横梁构成；在上横梁的一端处垂直设置有一驱动轴，该驱动轴平行于支撑柱向下延伸，通过上轴承和下轴承同轴地支撑在上横梁上的导向凸台内；驱动轴的上端容纳在上横梁内，下端与研磨组件连接；
驱动轴通过电动机驱动旋转，电动机固定在上横梁另一端，通过传动系统连接到驱动轴的上端；传动系统包括分别在电动机的轴和驱动轴的上端键接的两个皮带轮，以及缠绕在所述皮带轮上的皮带；借助于上横梁的降低，研磨组件降低至装满被研磨的产品的容器的内部；
所述研磨组件包括：固定的外壳和内部空腔，内部空腔在侧面和顶部设置有相应的外周壁和顶壁；外壳的顶壁具有中心开口，该中心开口与内部空腔同轴布置，中心开口与驱动轴形成环形通道；
还包括叶轮组件，叶轮组件位于内部空腔的底部；叶轮组件由水平的底壁、从底壁延伸出周壁以及轴套部，轴套部从底壁中心突出朝向中央开口延伸；
叶轮组件和外壳的内部空腔构成环形的研磨室；研磨室通过圆筒形过滤器与中心开口隔开；
中间板相对于轴套部径向突出，并且相对于圆筒形过滤器在研磨室内突出，中间板设置有多个搅拌研磨体的水平和垂直搅拌销；
叶轮组件还可包括多个楔形部；每个楔形部包括位于周壁的内表面与底壁的内表面之间的边缘处的顶点以及相对于叶轮组件的旋转方向位于顶点的后方的后表面；该楔形部还包括四个侧表面：上表面、下表面，外表面和内表面，四个侧表面通过后表面在顶点处汇聚；沿着内表面和上表面之间的边缘部分并靠近后表面处设置有翼状突起。
优选的，所述楔形部的四个侧表面为：下表面，其具有与底壁相对的平坦下表面；外表面，其具有与周壁的内表面基本相同的形状并抵靠该周壁；内表面，面向轴套部相对；以及基本上平坦的上表面，其从顶点开始从底部向上倾斜直到其到达底表面。
优选的，楔形部在叶轮组件的旋转轴线的任何径向平面的横截面中，上表面的轮廓基本上是水平的，内表面的轮廓是稍微拱形的并且从上向下朝着旋转轴线倾斜；内表面具有弯曲的轮廓，其凹面朝向叶轮组件的旋转轴线。
优选的，所述翼状突起在所述边缘部分上纵向延伸，并且从底部向上朝叶轮组件的旋转轴线倾斜。
优选的，支撑柱由液压或机械举升装置制成，其相对于基座放置的平面降低和提升上横梁。
本发明的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，通过叶轮组件上搅拌销和楔形部的设置，叶轮组件的旋转可实现研磨体的连续混合和垂直运动，另外，楔形部上的翼状突起能够进一步改善研磨体的混合效果，避免研磨体堆积对圆筒形过滤器产生过大的径向压力从而造成过滤狭缝的损坏，可在相当短的时间内实现较高的研磨效率，从而大大提高了再生混凝土的生产效率。
附图说明
图1是本发明的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置的立体示意图。
图2是本发明的研磨组件的结构示意图。
图3是本发明的圆筒形过滤器的结构示意图。
图4是本发明的密封环的结构示意图。
图5-6是本发明的楔形部位于底壁的结构示意图。
图7是本发明的楔形部位于底壁的横截面示意图。
图8-9是本发明的楔形部结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置100，包括支撑结构105。支撑结构105由设置在地面上的基座110、竖直设置在基座110上支撑柱115、固定在支撑柱115顶部中央的上部横梁120构成。支撑柱115可以由液压或机械举升装置制成，其允许相对于基座110放置的平面降低和提升上横梁120。
在上横梁120的一端处垂直设置有一驱动轴125，该驱动轴125平行于支撑柱115向下延伸，通过上轴承和下轴承130同轴地支撑在上横梁120上的导向凸台135内。驱动轴125的上端可以容纳在上横梁120内，下端与研磨组件155连接。
驱动轴125通过电动机140驱动旋转，电动机140固定在上横梁120另一端，通过传动系统连接到驱动轴125的上端。具体地，传动系统包括分别在电动机140的轴和驱动轴125的上端上键接的两个皮带轮145，以及缠绕在所述皮带轮145上的皮带150，以便动力从一个皮带轮传递运动到另一个皮带轮。在驱动轴125的下端装有研磨组件155。借助于上横梁120的降低，研磨组件155降低至装满被研磨的产品的容器160的内部，以此方式，研磨组件155被浸没在被研磨的产品中。
如图2所示，研磨组件155包括：固定的外壳165以及刚性地将外壳165连接到研磨装置1的上部的多个竖直杆(未图示)。外壳165内部设置有围绕驱动轴125的竖直轴线的圆筒形的空腔170，内部空腔170底部敞开，在侧面和顶部设置有相应的外周壁175和顶壁180。外周壁175具有环形内部空腔的通道185，通道185通入冷却流体，并在操作期间冷却研磨组件155。外周壁175的内表面被同轴的圆筒形外套187覆盖，该圆筒形外套187由止动环189锁定，该止动环189被拧紧到外周壁175的端部。当圆筒形外套187如果过度磨损，可从外壳165上移除和更换圆筒形外套187。
外壳165的顶壁180具有中心开口190，该中心开口190与内部空腔170同轴，并且适于容纳驱动轴125的同轴下端。该中心开口190的直径大于驱动轴125的直径，两者间形成环形通道195，待研磨的产品从环形通道195进入空腔170。
研磨组件155还包括叶轮组件200，叶轮组件200具有凹部，并封闭外壳165的内部空腔170的底部。叶轮组件200的凹部由水平的底壁210及从底壁210延伸出周壁215构成。如图2所示，周壁215的具有弯曲的横截面轮廓，该弯曲的横截面轮廓与底壁210的水平面的线性轮廓以及圆筒形外套187的内表面相连。在叶轮组件200的周壁215和圆筒形外套187之间可以轴向地插入由聚合材料制成的两个同轴环220，以确保内部空腔170的气密性，同时减小由于叶轮组件200的旋转而产生的摩擦。
叶轮组件200还具有轴套部225，该轴套部225从底壁210中心突出，并沿外壳165的腔体170的轴线方向朝向中央开口190延伸。特别地，轴套段225直接装配到驱动轴125的下端。这样，叶轮组件200和外壳165的内腔170构成环形的研磨室230，该研磨室230填充有多个研磨体(未显示)，通常是氧化铝球或钢。
如图3所示，研磨室230通过圆筒形过滤器235与中心开口190隔开，该圆筒形过滤器235保持研磨体，同时允许待研磨的产品通过进入研磨。圆筒形过滤器235由钢制的圆筒形壁形成，在其中形成有多个狭缝240。优选地，狭缝240被布置成平行于圆筒壁的轴线方向，彼此等角度周向分布在过滤器235的圆筒形壁上。
圆筒形过滤器235的直径大于中心开口190的直径，并且在外壳165内与中心开口190同轴放置。圆筒形过滤器235轴向地插在外壳165的顶壁180和中间板245，中间板245封闭圆筒形过滤器235的底部，使来自中心开口190的待研磨的产品径向流过狭缝240。中间板245设置在叶轮组件200的轴套段225上端并键合到驱动轴125上，从而能够与叶轮组件200一体旋转。中间板245相对于轴套段225径向突出，并且相对于圆筒形过滤器235在研磨室230内突出，中间板245设置有多个搅拌研磨体的水平和垂直搅拌销250。
圆筒形过滤器235直接固定在中间板245上，从而与整个叶轮组件200一体旋转。圆筒形过滤器235的下边缘向中心轴线径向延伸设置有两个水平固定板255。两个水平固定板255置于中间板245上，并设置有中央孔260，螺钉(未示出)穿过中央孔260将圆筒形过滤器235与中间板245固定。尽管这里示出了圆筒形过滤器235包括仅两个位于沿直径相对位置的固定板255，然而根据需求可以设置多个固定板255。
在圆筒形过滤器235和外壳165的顶壁180之间轴向地插入有密封环265，该密封环265防止研磨体进入圆筒形过滤器235和顶壁180之间的狭窄间隙以进行研磨从而阻碍整个叶轮200组件的旋转。该密封环265与圆筒形过滤器235同轴设置，其径向外侧刚性地联接到圆筒形过滤器235随其自由旋转。如图4所示，密封环265具有圆筒形部分265A和环形凸肩265B，环形凸肩265B从圆筒形部分265A的上端径向凸出，该圆筒形部分265A与圆筒形过滤器235235的内部同轴布置，该环形凸肩265B设置于圆筒形过滤器235的上边缘和外壳165的顶壁180之间。密封环265由聚乙烯制成，优选的由密度高或非常高的聚乙烯制成。
在外壳165的内部还包括第二叶轮270，第二叶轮270对应于中心开口190设置在圆筒形过滤器235的内部。该第二叶轮270包括与第二轴套部275，通过叶轮组件200的轴套部225、中间板245以及隔套280抵靠在驱动轴125上，第二轴套部275通过键连接驱动轴125上，第二叶轮270与叶轮组件200一体旋转。在，第二叶轮270的第二轴套部275上固定设置有倾斜叶片285，该倾斜叶片285设置在驱动轴125和中心开口190的之间的环形通道195内，倾斜叶片285的倾斜部分产生轴向推力，该轴向推力将待研磨的产品推向研磨组件155内。
研磨组件155还包括多个输出过滤器290，研磨后的产品过滤后离开研磨室230。这些输出过滤器290中的每一个由钢板制成，该钢板紧密配合并固定在叶轮组件200的底壁210中形成的通槽295中。这些钢板中的每一个均设置有多个通孔300。将待研磨的产品保持在研磨室230内，同时允许排出研磨后的产品。通槽295基本上为腰形孔，并且围绕叶轮200的中心轮毂225角度等距地布置。
如图7和图8所示，叶轮组件200还可包括多个楔形部305，通过叶轮组件200的旋转运动的作用，楔形部305能够将向上的垂直推力传递给研磨的产品，改进混合和研磨作用。楔形部305规格相同，等角度地围绕叶轮组件200的轴套部225布置。每个楔形部305包括位于底壁210的顶点310，该顶点310位于周壁215的内表面与底壁210的内表面之间的边缘处。所述楔形部305还包括后表面315，其基本上位于轴套部225的轴线的径向平面中，并且相对于在研磨期间叶轮组件200的旋转方向位于顶点310的后面。
该楔形部305还包括四个侧表面，其通过底表面315在顶点310处会聚，其中四个侧表面为设置：下表面320，其具有与底壁210相对的平坦下表面；外表面325，其具有与周壁215的内表面基本相同的形状并抵靠该周壁；内表面330，面向轴套部225的相对；以及基本上平坦的上表面335，其从顶点310开始从底部向上倾斜直到其到达底表面315。这样，每个楔形部305的上表面335形成斜坡，该斜坡在叶轮组件200的旋转期间将向上推动容纳在研磨室230中的研磨体。
图9是楔形部305根据叶轮组件200的旋转轴线的任何径向平面的横截面，其中，上表面335的轮廓基本上是水平的，而内表面330的轮廓是稍微拱形的并且从上向下朝着旋转轴线倾斜。这样，楔形部305横截面完全占据了在上表面335下方由叶轮组件200的周壁215和底壁210之间的空间，而不留下间隙。
如图8所示，楔形部305的内表面330具有弯曲的轮廓，其凹面朝向叶轮组件200的旋转轴。这样，上表面335趋向于通过顶点310朝着楔形部305的后表面315逐渐扩展，防止成楔形部305干扰放置在通槽295中的输出过滤器290。
如图7至9所示，每个楔形部305还包括一个翼状突起340，该翼状突起340沿着内表面330和上表面335之间的边缘部分设置，并靠近后表面315。该翼状突起340在所述边缘部分上纵向延伸，并且从底部向上朝叶轮组件200的旋转轴线倾斜。这样，翼状突起340可以能够改善研磨体的混合效果，进而提升产品的研磨效率。楔形部305相对于叶轮组件200分体制造，例如由钢或塑料制成，然后通过螺钉或其他连接装置将其固定至叶轮组件200。这样，当楔形部305磨损时，可以与叶轮组件200的其他部件独立地进行拆卸和更换。
因此，研磨装置100工作原理如下：通过降低上横杆120，将研磨组件155浸入放置在研磨罐160的待研磨的产品中；此时，驱动轴125被电动机140驱动旋转，使叶轮组件200在保持静止的外壳165内同时旋转。该旋转使被研磨的产品在研磨室230内循环流动，并通过圆筒形过滤器235进入并通过输出过滤器290流出。由于搅拌销250和楔形部305，叶轮组件200的旋转导致研磨体的连续混合和垂直运动，以这种方式对在研磨室230中流动的产品进行研磨。研磨装置100在相当短的时间内实现较高的研磨效率。
本发明的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，通过叶轮组件上搅拌销和楔形部的设置，叶轮组件的旋转可实现研磨体的连续混合和垂直运动，另外，楔形部上的翼状突起能够进一步改善研磨体的混合效果，避免研磨体堆积对圆筒形过滤器产生过大的径向压力从而造成过滤狭缝的损坏，可在相当短的时间内实现较高的研磨效率，从而大大提高了再生混凝土的生产效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，包括：支撑结构(105)、研磨组件(155)、容器(160)；其特征在于，
其中，支撑结构(105)由设置在地面上的基座(110)、竖直设置在基座(110)上支撑柱(115)、固定在支撑柱(115)顶部中央的上横梁(120)构成；在上横梁(120)的一端处垂直设置有一驱动轴(125)，该驱动轴(125)平行于支撑柱(115)向下延伸，通过上轴承和下轴承(130)同轴地支撑在上横梁(120)上的导向凸台(135)内；驱动轴(125)的上端容纳在上横梁(120)内，下端与研磨组件(155)连接；
驱动轴(125)通过电动机(140)驱动旋转，电动机(140)固定在上横梁(120)另一端，通过传动系统连接到驱动轴(125)的上端；传动系统包括分别在电动机(140)的轴和驱动轴(125)的上端键接的两个皮带轮(145)，以及缠绕在所述皮带轮(145)上的皮带(150)；借助于上横梁(120)的降低，研磨组件(155)降低至装满被研磨的产品的容器(160)的内部；
所述研磨组件(155)包括：固定的外壳(165)和内部空腔(170)，内部空腔(170)在侧面和顶部设置有相应的外周壁(175)和顶壁(180)；外壳(165)的顶壁(180)具有中心开口(190)，该中心开口(190)与内部空腔(170)同轴布置，中心开口(190)与驱动轴(125)形成环形通道(195)；
还包括叶轮组件(200)，叶轮组件(200)位于内部空腔(170)的底部；叶轮组件(200)由水平的底壁(210)、从底壁（210）延伸出周壁(215)以及轴套部(225)，轴套部(225)从底壁(210)中心突出朝向中心开口(190)延伸；
叶轮组件(200)和外壳(165)的内部空腔(170)构成环形的研磨室(230)；研磨室(230)通过圆筒形过滤器(235)与中心开口(190)隔开；
中间板(245)相对于轴套部(225)径向突出，并且相对于圆筒形过滤器(235)在研磨室(230)内突出，中间板(245)设置有多个搅拌研磨体的水平和垂直搅拌销(250)；
叶轮组件(200)还可包括多个楔形部(305)；每个楔形部(305)包括位于周壁(215)的内表面与底壁(210)的内表面之间的边缘处的顶点(310)以及相对于叶轮组件(200)的旋转方向位于顶点(310)的后方的后表面(315)；该楔形部(305)还包括四个侧表面：上表面(335)、下表面(320)，外表面(325)和内表面(330)，四个侧表面通过后表面(315)在顶点(310)处会聚；沿着内表面(330)和上表面(335)之间的边缘部分并靠近后表面(315)处设置有翼状突起(340)。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，其特征在于，所述楔形部(305)的四个侧表面为：下表面(320)，其具有与底壁(210)相对的平坦下表面；外表面(325)，其具有与周壁(215)的内表面基本相同的形状并抵靠该周壁；内表面(330)，面向轴套部(225)相对；以及基本上平坦的上表面(335)，其从顶点(310)开始从底部向上倾斜直到其到达后表面(315)。
3.根据权利要求2所述的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，其特征在于，楔形部(305)在叶轮组件(200)的旋转轴线的任何径向平面的横截面中，上表面(335)的轮廓基本上是水平的，内表面(330)的轮廓是稍微拱形的并且从上向下朝着旋转轴线倾斜；内表面(330)具有弯曲的轮廓，其凹面朝向叶轮组件(200)的旋转轴线。
4.根据权利要求3所述的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，其特征在于，所述翼状突起(340)在所述边缘部分上纵向延伸，并且从底部向上朝叶轮组件(200)的旋转轴线倾斜。
5.根据权利要求4所述的一种用于生产再生混凝土的建筑垃圾浸入式研磨装置，其特征在于，支撑柱(115)由液压或机械举升装置制成，其相对于基座(110)放置的平面降低和提升上横梁(120)。
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