CN111716538B - 一种制备气泡混凝土的搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及气泡混凝土技术领域，具体公开了一种制备气泡混凝土的搅拌装置，包括第一箱体和第二箱体，第一箱体内部滑动密封连接有推板，推板可沿着第一箱体左右往复滑动；第一箱体上端固定有第二箱体，第一箱体的底部和第一箱体的顶部各自开设有一个通孔，两个通孔上下对齐并且密封连接；上方的通孔内部设置有第一自动阀；第一箱体上固定有充气泵，充气泵连接有氮气源，充气泵与上方的通孔内部连通；第一箱体上固定有真空泵，真空泵的进口端通过抽气管与第二箱体的顶部连通；第一箱体和第二箱体的侧壁内部设置有电加热丝。本专利的目的在于解决加气混凝土成品中的含气量不便于控制导致加气混凝土的质量不可控的问题。

Description

一种制备气泡混凝土的搅拌装置

技术领域

本发明涉及气泡混凝土技术领域，特别涉及一种制备气泡混凝土的搅拌装置。

背景技术

气泡混凝土，是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量气孔的新型轻质保温材料，气泡混凝土具有良好的应用前景。气泡混凝土具有轻质性、整体性、低弹减震性、抗压性、耐水性、耐久性、环保性以及经济性等优点。这些特性主要与气泡混凝土中的气泡的大小和分布有关，现有的气泡混凝土的制备方法主要是蒸压法，通过添加能够受热膨胀的外加剂来形成气泡，这些气泡混凝土中，气泡大小和分布不均匀，容易产生贯通气泡，极大影响了气泡混凝土的性能。而现有的一些拌制方法由于搅拌设备的限制，拌制气泡混凝土时在投料口直接加入气泡或掺气发泡液，往往会导致大量空气掺入气泡混凝土中，导致混凝土品质下降，保温隔热、吸声降噪等效果大打折扣。

授权公告号为CN107311550B的中国专利公开了一种气泡混凝土拌制方法，包括以下步骤：生成气泡：将稳定型气体冲入发泡液，制成气泡；拌制混凝土浆液；气泡与混凝土浆液混合：将气泡从混凝土浆液下部连续通入，边通入的气泡边搅拌使气泡分布在混凝土浆液中。

上述方案中采用气泡由混凝土浆液的下部通入的方法，气泡在浮力的作用下具有上升的趋势，在气泡连续通入和搅拌的过程中能够使气泡在混凝土中均匀分布，防止气泡与空气混合的同时，也能降低搅拌强度，减少空气掺入混凝土中以及气泡破裂，保证气泡中稳定性气体的纯度处于较高水平，保证气泡混凝土的质量。

JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》关于混凝土含气量的规定如下：按石子粒径含气量在4.5～7％之间(体积分数)。

GB50164-2011《混凝土质量控制标准》关于混凝土含气量规定如下：按石子粒径含气量≤5.5％。

含气量水平过低和过高均会影响加气混凝土的产品质量。

上述方案中虽然解决了空气混入混凝土中以及气泡破裂的问题，但是还存在加气混凝土成品中的含气量不便于控制导致加气混凝土的质量不可控的问题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是提供一种制备气泡混凝土的搅拌装置，解决加气混凝土成品中的含气量不便于控制导致加气混凝土的质量不可控的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种制备气泡混凝土的搅拌装置包括第一箱体和第二箱体，第一箱体沿水平方向布置，第一箱体的左端开口，第一箱体内部滑动密封连接有推板，推板在往复驱动机构的驱动下沿着第一箱体左右往复滑动，第一箱体上开设有加料口，加料口处连接有第一旋塞，第一箱体的底部开设有排料口，排料口处连接有第二旋塞；第一箱体上远离开口的一端的顶部固定有第二箱体，第一箱体的底部和第一箱体的顶部各自开设有一个通孔，两个通孔上下对齐并且密封连接；上方的通孔内部设置有第一自动阀；第一箱体上固定有充气泵，充气泵连接有氮气源，充气泵与氮气源之间设置有流量计，充气泵的出口端通过吹气管与第一箱体顶部的通孔内部连通，吹气管与第一通孔连接的一端设置有第一单向阀；第一箱体上固定有真空泵，真空泵的进口端通过抽气管与第二箱体的顶部连通，抽气管与第二箱体连接的一端设置有第二自动阀；第一箱体和第二箱体的侧壁内部设置有电加热丝。

本技术方案的技术原理为：取下第一旋塞，通过加料口向第一箱体内部加入混合均匀的混凝土，塞上第一旋塞，打开第一自动阀，当推板在往复驱动机构的驱动下向第一箱体内部远离开口的一端运动时，推板将第一箱体中的混凝土挤压使混凝土中的空气溢出并且使混凝土进入第二箱体内部，混凝土中被挤压出来的空气被真空泵抽走；当第一箱体内部的混凝土全部进入第二箱体中后，推板在往复驱动机构的驱动下向第一箱体内部靠近开口的一端运动时，第一箱体内部产生负压，第二箱体内部的混凝土在自身重力下向下掉落回到第一箱体中，重复多次完成混凝土中空气的排出后，此时混凝土全部位于第二箱体中，推板在往复驱动机构的驱动下向第一箱体内部靠近开口的一端运动时，第二箱体内部的混凝土经自动阀掉落进入第一箱体中，同时打开充气泵，当混凝土经过通孔时，充气泵充入的氮气经第一单向阀吹向混凝土，然后氮气和混凝土一同进入第一箱体中，根据混凝土的体积和所要达到的含气量计算出需充入氮气的量，当第二箱体中的混凝土全部掉落进入第一箱体中并且充气完成后，关闭第一自动阀，第一箱体内部仅有混凝土和氮气，由于一部分氮气未被混凝土吸收以及被混凝土吸收的氮气也还未完全与混凝土混合均匀，因此利用往复运动驱动机构驱动推板多次往复运动，当推板向第一箱体的开口靠近时，混凝土平铺在箱体下部，当推板向远离第一开口的方向运动时，混凝土位于第一箱体内远离开口的一端，推板往复运动使氮气被混凝土吸收并且使混凝土和氮气混合均匀，待氮气被混凝土完全吸收并且混凝土和氮气混合均匀后，取下第二旋塞，通过往复驱动机构驱动推板向第一箱体内部远离开口的一端缓慢运动，推板将加气混凝土从排料口排出，得到加气混凝土。

为了避免混凝土中的氮气被挤压出，混凝土与氮气混合的过程中当第一箱体中混凝土的高度达到第一箱体的内侧壁的高度时，推板立马返回。

本方案产生的有益效果是：与现有的加气混凝土装置相比，现有的加气混凝土装置通过搅拌桨旋转搅拌的同时向装置内部通入氮气或者惰性气体，现有的加气混凝土成品中的含气量不便于控制导致加气混凝土的质量不可控，并且搅拌桨容易使加气混凝土中的气泡破裂；而本申请方案中根据混凝土的体积计算出需加入氮气的体积，向混凝土中定量充气氮气，在充气完成后，关闭第一自动阀，第一箱体内部形成密闭空间，通过推板往复运动对混凝土进行搅拌并且使氮气完全进入混凝土中，从而方便控制加气混凝土中的含气量，确保加气混凝土的质量，且与现有的搅拌方式相比，本方案中利用推板对混凝土进行搅拌不易使加气混凝土中的气泡破裂，使加气混凝土的结构更加稳定。

进一步，所述往复驱动机构为气缸，气缸的轴线沿水平方向布置，气缸的伸缩轴上固定有推杆，推杆远离气缸的一端与推板固定。

气缸的伸缩轴伸缩的过程中通过推杆带动推板往复运动。

进一步，所述第二箱体外形为梯形柱状，第二箱体沿水平方向布置，梯形柱的横截面的短边所在的面与第一箱体的顶部固定且平行，方便第二箱体内部的混凝土在自身重力下向下掉落进入第一箱体中。

进一步，所述第一单向阀的数量设置为4-8个，所有的第一单向阀关于通孔的轴线周向均匀分布在通孔的内侧壁上，所有的第一单向阀的进口端均通过同一个矩形框状的连通管与吹气管连通。

设置4-8个第一单向阀，均匀向混凝土中加气。

进一步，所述第二箱体内部位于第一自动阀的外周固定密封套设有超声波振动管，超声波振动管电性连接有超声波发生器，超声波振动管沿竖直方向布置并且延伸至第二箱体的上部，超声波振动管的下部设置有贯穿超声波振动管侧壁的第二单向阀，第二单向阀的出口端与超声波振动管内部的空腔连通。

推板向第一箱体内部远离开口的一端运动，第一箱体内部的混凝土被推板挤压进入第二箱体的过程中，混凝土首先进入超声波振动管中，超声波振动管使混凝土振动并且将混凝土中的空气排出，接受过超声波振动的混凝土从超声波振动管的上端掉落进入第二箱体中；第一箱体内部的混凝土全部进入第二箱体中后，推板向第一箱体内部靠近开口的一端运动，第二箱体内部的混凝土在自身重力下经第二单向阀进入超声波振动管的底部并且经第一自动阀掉落回到第一箱体中；重复多次后，完成混凝土中空气的排出。

进一步，所述第一箱体上开口所在的侧壁上设置有气缸的启动开关，所述第一箱体上远离开口的侧壁上设置有气缸的停止开关，所述推板上远离气缸的一侧面的上端内嵌有温度传感器，温度传感器通过控制器与气缸电性连接，温度传感器与气缸的停止开关电性连接有同一个温度传感器开关，温度传感器开关固定在第一箱体外侧壁上，温度传感器通过控制器与气缸的停止开关之间设置成互锁电路，按下温度传感器开关，温度传感器工作并且气缸的停止开关停止工作，再按下温度传感器开关，温度传感器停止工作并且气缸的停止开关开始工作；当温度传感器工作时，温度传感器检测到的温度达到35-42℃时，温度传感器通过控制器控制气缸停止工作。

排空气的过程中，按下温度传感器开关使温度传感器停止工作并且气缸的停止开关开始工作，气缸的启动开关与气缸的停止开关配合使气缸间歇性伸长和收缩；加入氮气后，再次按下温度传感器开关使温度传感器开始工作并且气缸的停止开关停止工作，温度传感器与气缸的启动开关配合使气缸间歇性伸长和收缩。加入氮气后，当混凝土将推板与第一箱体远离开口的侧壁之间的空间填满，使温度传感器与混凝土接触，温度传感器检测到混凝土的温度 (35-42℃)后通过控制器控制气缸收缩。实现自动调节气缸的行程的自动调节，避免将混凝土中的氮气挤压出来，只需使用普通气缸即可实现气缸行程的调节，且不受混凝土量的多少的限制，气缸的行程可在气缸的最小行程和最大行程之间任意调节。

附图说明

图1为整体结构剖视图。

图2为第一箱体顶部局部俯视剖视图。

图3为图1中A部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一 箱体10、气缸的启动开关101、气缸的停止开关102、推板11、温度传感器111、推杆12、气缸13、加料口14、第一旋塞15、排料口16、第二旋塞17、第二箱体20、倾斜板21、通孔22、第一自动阀23、第一单向阀24、连通管241、超声波振动管25、第二单向阀251、真空泵30、抽气管31、第二自动阀32、充气泵40、吹气管41。

实施例基本如附图1-附图3所示：一种制备气泡混凝土的搅拌装置，包括第一箱体10 和第二箱体20。

如图1所示，第一箱体10的外形为长方体形状，第一箱体10的轴线沿水平方向布置，第一箱体10的左端设置有开口，第一箱体10内部滑动密封连接有正方形的推板11，推板11沿竖直方向布置，推板11的左端同轴固定有推杆12，推杆12由气缸13驱动，推杆12 的左端与气缸13的伸缩轴的右端固定连接，

推板11在气缸13的驱动下沿着第一箱体10左右往复滑动。

如图1所示，第一箱体10右侧壁上端开设有圆形的加料口14，加料口14处连接螺纹连接有第一旋塞15，第一箱体10的底部开设有圆形的排料口16，排料口16处螺纹连接有第二旋塞17。加料口14和排料口16的设置方便加料和排料。

如图1所示，第一箱体10右顶部固定有第二箱体20，第二箱体20的外形为直角梯形柱状，第二箱体10的左侧面为向右下方倾斜的倾斜板21，第二箱体20的上底面和下底面沿水平方向布置，梯形柱的横截面的较短的底边所在的面与第一箱体10的顶部固定且平行，梯形柱的横截面的直角边所在的侧面与第一箱体10的右侧面平行，第一箱体10的底部和第一箱体10的顶部各自开设有一个通孔22，两个通孔22上下对齐并且密封连接。将第二箱体20设置为梯形柱状的目的是方便第二箱体20内部的混凝土在自身重力下向下掉落进入第一箱体10中。

如图3所示，上方的通孔22内部设置有第一自动阀23，下方的通孔22的内侧壁上设置有第一单向阀24，如图2所示，第一单向阀24的数量设置为4个，4个第一单向阀24关于通孔22的轴线周向均匀分布在下方的通孔22的内侧壁上，4个第一单向阀24的进口端均通过同一个矩形框状的连通管241连接有吹气管41。

如图1所示，吹气管41的左端连接有固定于第一箱体10顶部的充气泵40，充气泵40连接有氮气源(图中未示出)，充气泵40与氮气源之间设置有流量计(图中未示出)。

打开充气泵40可通过吹气管41和第一单向阀24向通孔22内部吹入氮气，设置4个第一单向阀24可均匀向通孔22中吹气。

如图1所示，第一箱体10顶部固定有真空泵30，真空泵30的进口端通过抽气管31与第二箱体20的顶部连通，抽气管31与第二箱体20连接的一端设置有第二自动阀32。真空泵30用于抽第二箱体20内部的空气。

第一箱体10和第二箱体20的侧壁内部设置有电加热丝，用于对混凝土进行保温，避免混凝土凝固。本实施例中混凝土的温度为40℃。

如图3所示，第二箱体20内部位于第一自动阀23的外周固定密封套设有超声波振动管 25，超声波振动管25电性连接有超声波发生器(图中未示出)，超声波振动管25沿竖直方向布置并且延伸至第二箱体20的上部，超声波振动管25的下部设置有贯穿超声波振动管25 左侧壁的第二单向阀251，第二单向阀251的出口端与超声波振动管25内部的空腔连通。

推板11向右端运动，第一箱体10内部的混凝土被推板11挤压进入第二箱体20的过程中，混凝土首先进入超声波振动管25中，超声波振动管25使混凝土振动并且将混凝土中的空气排出，接受过超声波振动的混凝土从超声波振动管25的上端掉落进入第二箱体20中；第一箱体10内部的混凝土全部进入第二箱体20中后，推板11向左端运动，第一箱体10内部产生负压，并且第一箱体10内部位于推板11的右侧的部分形成可容纳混凝土的空间，第二箱体20内部的混凝土在自身重力下经第二单向阀251进入超声波振动管25的底部并且经第一自动阀23掉落回到第一箱体10中；重复多次后，完成混凝土中空气的排出。超声波振动管25还可起到加速混凝土从第二箱体20中掉落进入第一箱体10中的速度，提升混凝土的排气速率，避免混凝土将通孔22堵塞。

如图1所示，第一箱体10上的左内侧壁上设置有气缸的启动开关101，气缸的启动开关101的触点水平朝右设置，第一箱体10右侧壁上设置有气缸的停止开关102，气缸的停止开关102的触点水平朝左设置。气缸的启动开关101被按下后，气缸13伸长；气缸的停止开关102被按下后，气缸13收缩。

推板11的右侧面的上端内嵌有温度传感器111，温度传感器111通过控制器与气缸13 电性连接，温度传感器111与气缸的停止开关102电性连接有同一个温度传感器开关(图中未示出)，温度传感器开关固定在第一箱体10外侧壁上，温度传感器111通过控制器与气缸的停止开关102之间设置成互锁电路，按下温度传感器开关，温度传感器开关通过控制器使温度传感器111工作并且气缸的停止开关102停止工作，再按下温度传感器开关，温度传感器开关通过控制器使温度传感器111停止工作并且气缸的停止开关102开始工作；当温度传感器111工作时，温度传感器111检测到的温度达到40℃时，温度传感器111通过控制器控制气缸13停止工作。

具体实施过程如下：

初始状态下，推板11位于左侧的极限位置。打开电加热丝对第一箱体10和第二箱体20 内部进行加热至40℃并且保持。取下第一旋塞15，通过加料口14向第一箱体10内部加入混合均匀的混凝土，塞上第一旋塞15，打开第一自动阀23，启动真空泵30，将气缸13接通电源，按下温度传感器开关，温度传感器开关通过控制器使温度传感器111停止工作并且气缸的停止开关102开始工作；气缸13的伸缩轴伸长带动推板11向右运动，推板11将第一箱体10中的混凝土挤压使混凝土中的空气溢出并且使混凝土进入第二箱体20内部，混凝土中被挤压出来的空气被真空泵30抽走；当第一箱体10内部的混凝土全部进入第二箱体20 中后，气缸的停止开关102被推板11按压，气缸13的伸缩轴收缩带动推板11向左端运动，第一箱体10内部产生负压，并且第一箱体10内部位于推板11的右侧的部分形成可容纳混凝土的空间，第二箱体20内部的混凝土在自身重力下向下掉落回到第一箱体10中，重复多次完成混凝土中空气的排出后，此时混凝土全部位于第二箱体20中，推板11再次向左端运动时，第二箱体20内部的混凝土在超声波振动器的振动下快速经第一自动阀23掉落进入第一箱体10中，同时打开充气泵40，当混凝土经过通孔22时，充气泵40充入的氮气快速经第一单向阀24吹向混凝土，然后氮气和混凝土一同进入第一箱体10中，预先根据混凝土的体积和所要达到的含气量计算出需充入氮气的量，当第二箱体20中的混凝土全部掉落进入第一箱体10中并且充氮气完成后，推板11恰好处于左侧的极限位置，关闭真空泵30、充气泵40以及第一自动阀23，并且按下温度传感器开关，温度传感器开关通过控制器使温度传感器111开始工作并且气缸的停止开关102停止工作；第一箱体10内部仅有混凝土和氮气，由于一部分氮气未被混凝土吸收以及被混凝土吸收的氮气也还未完全与混凝土混合均匀，因此再次利用气缸13驱动推板11多次左右往复运动，当推板11向左运动时，混凝土平铺在箱体10下部，当推板11向右运动时，混凝土位于第一箱体10内右部，推板11往复运动使氮气被混凝土吸收并且使混凝土和氮气混合均匀，待氮气被混凝土完全吸收并且混凝土和氮气混合均匀后，取下第二旋塞17，通过气缸13驱动推板11向第一箱体10内部右端缓慢运动，推板11将加气混凝土从排料口16排出，得到加气混凝土。

混凝土与氮气混合的过程中当第一箱体10中混凝土的高度达到第一箱体10的内侧壁的高度时，温度传感器111可检测到混凝土的温度为40℃，温度传感器111通过控制器使气缸 13停止工作并且带动推板11立马返回，避免混凝土中的氮气被挤压出去。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种制备气泡混凝土的搅拌装置，其特征在于：包括第一箱体和第二箱体，第一箱体沿水平方向布置，第一箱体的左端开口，第一箱体内部滑动密封连接有推板，推板在往复驱动机构的驱动下沿着第一箱体左右往复滑动，第一箱体上开设有加料口，加料口处连接有第一旋塞，第一箱体的底部开设有排料口，排料口处连接有第二旋塞；第一箱体上远离开口的一端的顶部固定有第二箱体，第一箱体的底部和第一箱体的顶部各自开设有一个通孔，两个通孔上下对齐并且密封连接；上方的通孔内部设置有第一自动阀；第一箱体上固定有充气泵，充气泵连接有氮气源，充气泵与氮气源之间设置有流量计，充气泵的出口端通过吹气管与第一箱体顶部的通孔内部连通，吹气管与第一通孔连接的一端设置有第一单向阀；第一箱体上固定有真空泵，真空泵的进口端通过抽气管与第二箱体的顶部连通，抽气管与第二箱体连接的一端设置有第二自动阀；第一箱体和第二箱体的侧壁内部设置有电加热丝；所述第二箱体内部位于第一自动阀的外周固定密封套设有超声波振动管，超声波振动管电性连接有超声波发生器，超声波振动管沿竖直方向布置并且延伸至第二箱体的上部，超声波振动管的下部设置有贯穿超声波振动管侧壁的第二单向阀，第二单向阀的出口端与超声波振动管内部的空腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种制备气泡混凝土的搅拌装置，其特征在于：所述往复驱动机构为气缸，气缸的轴线沿水平方向布置，气缸的伸缩轴上固定有推杆，推杆远离气缸的一端与推板固定。

3.根据权利要求1所述的一种制备气泡混凝土的搅拌装置，其特征在于：所述第二箱体外形为梯形柱状，第二箱体沿水平方向布置，梯形柱的横截面的短边所在的面与第一箱体的顶部固定且平行。

4.根据权利要求1所述的一种制备气泡混凝土的搅拌装置，其特征在于：所述第一单向阀的数量设置为4-8个，所有的第一单向阀关于通孔的轴线周向均匀分布在通孔的内侧壁上，所有的第一单向阀的进口端均通过同一个矩形框状的连通管与吹气管连通。

5.根据权利要求1所述的一种制备气泡混凝土的搅拌装置，其特征在于：所述第一箱体上开口所在的侧壁上设置有气缸的启动开关，所述第一箱体上远离开口的侧壁上设置有气缸的停止开关，所述推板上远离气缸的一侧面的上端内嵌有温度传感器，温度传感器通过控制器与气缸电性连接，温度传感器与气缸的停止开关电性连接有同一个温度传感器开关，温度传感器开关固定在第一箱体外侧壁上，温度传感器通过控制器与气缸的停止开关之间设置成互锁电路，按下温度传感器开关，温度传感器工作并且气缸的停止开关停止工作，再按下温度传感器开关，温度传感器停止工作并且气缸的停止开关开始工作；当温度传感器工作时，温度传感器检测到的温度达到35-42℃时，温度传感器通过控制器控制气缸停止工作。

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