CN112207996B - 一种料仓防堵装置和物料搅拌设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种料仓防堵装置和物料搅拌设备，涉及机械技术领域。该料仓防堵装置包括料仓本体以及设置于料仓内的第一偏心振动结构。料仓本体的底部设有出料口，第一偏心振动结构包括第一转轴和多个第一偏心叶片，第一转轴横向连接于料仓本体的内壁并位于出料口上方，多个第一偏心叶片设置于第一转轴的外壁且用于使第一转轴在旋转时产生偏心振动。通过设置上述第一偏心振动结构，能够使第一转轴在旋转时产生偏心振动，物料在料仓本体内被打散，从而可避免物料在出料口堵塞，起到料仓防堵的作用。包括上述料仓防堵装置的物料搅拌设备结构简单，可提高物料的均匀性，具有适宜的出料速度，可确保物料具有稳定的施工质量，延长设备的使用寿命。

Description

一种料仓防堵装置和物料搅拌设备

技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体而言，涉及一种料仓防堵装置和物料搅拌设备。

背景技术

目前常用的水泥稳定碎石拌合站水泥罐无防堵装置至少存在以下缺点：

①在公路工程施工过程中水泥容易结团堵住水泥罐出料口，导致水泥出料速度变慢，从而影响公路工程施工进度。

②在公路工程施工过程中水泥容易结团堵住水泥罐出料口，导致水泥质量称量不准确，影响水泥用量，降低水泥稳定碎石施工质量，减少水泥稳定碎石基层使用寿命。

③在公路工程施工过程中水泥容易结团堵住水泥罐出料口，需要人工清理，耗时费力，增加使用成本和维护费用。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的之一包括提供一种料仓防堵装置，其能够起到良好的料仓防堵的作用，从而克服上述技术问题。

本发明的目的之二包括提供一种包括上述料仓防堵装置的物料搅拌设备，其可提高物料的均匀性，具有适宜的出料速度，可确保物料具有稳定的施工质量，延长设备的使用寿命。

本申请可以这样实现：

第一方面，本申请提供一种料仓防堵装置，包括料仓本体以及设置于料仓本体内的第一偏心振动结构。

料仓本体的底部设有出料口，第一偏心振动结构包括第一转轴和多个第一偏心叶片，第一转轴横向连接于料仓本体的内壁并位于出料口上方，多个第一偏心叶片设置于第一转轴的外壁且用于使第一转轴在旋转时产生偏心振动。

在可选的实施方式中，多个第一偏心叶片沿第一转轴的轴向方向依次设置且相邻两个第一偏心叶片在竖向平面上的投影不重叠。

在可选的实施方式中，多个第一偏心叶片沿第一转轴的轴向方向等距间隔设置。

在可选的实施方式中，每个第一偏心叶片与第一转轴的夹角朝向一致。

在可选的实施方式中，第一偏心叶片与第一转轴之间的夹角角度不超过30°。

在可选的实施方式中，第一偏心叶片为不规则叶片。

在可选的实施方式中，第一转轴内设有第一热水循环结构。

在可选的实施方式中，第一热水循环结构固定连接于第一转轴的内壁。

在可选的实施方式中，第一热水循环结构为热水管。

在可选的实施方式中，第一热水循环结构沿第一转轴的轴向方向盘旋设置于第一转轴内。

在可选的实施方式中，料仓防堵装置还包括第二偏心振动结构。

第二偏心振动结构包括第二转轴和多个第二偏心叶片，第二转轴竖向连接于料仓本体且第二转轴的下端位于出料口上方，多个第二偏心叶片设置于第二转轴的外壁且用于使第二转轴在旋转时产生偏心振动，转动时，第一偏心叶片与第二偏心叶片不接触。

在可选的实施方式中，多个第二偏心叶片沿第二转轴的轴向方向依次设置且相邻两个第二偏心叶片在横向平面上的投影不重叠。

在可选的实施方式中，多个第二偏心叶片沿第二转轴的轴向方向等距间隔设置。

在可选的实施方式中，每个第二偏心叶片与第二转轴的夹角朝向一致。

在可选的实施方式中，第二偏心叶片与第二转轴之间的夹角角度不超过30°。

在可选的实施方式中，第二偏心叶片为不规则叶片。

在可选的实施方式中，第二转轴内设有第二热水循环结构。

在可选的实施方式中，第二热水循环结构固定连接于第二转轴的内壁。

在可选的实施方式中，第二热水循环结构为热水管。

在可选的实施方式中，第二热水循环结构沿第一转轴的轴向方向盘旋设置于第一转轴内。

第二方面，本申请还提供一种物料搅拌设备，其包括上述料仓防堵装置。

在可选的实施方式中，物料搅拌设备还包括控制装置，控制装置与第一转轴的驱动装置电信号连接并用于控制第一转轴的转动状态。

在可选的实施方式中，当料仓防堵装置还包括第二偏心振动结构时，控制装置还与第二转轴的驱动装置电信号连接并用于控制第二转轴的转动状态。

本申请的有益效果包括：

通过设置第一偏心振动结构，能够使第一转轴在旋转时产生偏心振动，物料在料仓本体内被打散，从而可避免物料在出料口堵塞，起到料仓防堵的作用。包括上述料仓防堵装置的物料搅拌设备结构简单，可提高物料的均匀性，具有适宜的出料速度，可确保物料具有稳定的施工质量，延长设备的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1中料仓防堵装置的第一种结构示意图；

图2为实施例1中提及的振动能量传播的波阵面图；

图3为实施例1中提及的能量梯度图；

图4为实施例1中提及的速度梯度图；

图5为实施例1中料仓防堵装置的第二种结构示意图。

图标：1-料仓防堵装置；10-料仓本体；11-第一本体部；12-第二本体部；13-出料口；20-第一偏心振动结构；21-第一转轴；22-第一偏心叶片；30-第一热水循环结构；40-第二偏心振动结构；41-第二转轴；42-第二偏心叶片；50-第二热水循环结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

实施例1

请参考图1，本实施例提供了一种料仓防堵装置1，包括料仓本体10(可理解为拌筒)以及设置于料仓本体10内的第一偏心振动结构20。

料仓本体10的底部设有出料口13。具体的，料仓本体10包括第一本体部11和第二本体部12。第一本体部11的形状不限，优选可呈筒状。第二本体部12优选呈漏斗形，第一本体部11的下端与第二本体部12的上端连通，第二本体部12的下端设置出料口13。也即，上述第一本体部11主要用于混合物料，第二本体部12主要用于出料。

可参考地，本申请的料仓防堵装置1可用于对水泥及碎石等物料进行粉碎和搅拌。当物料为水泥时，该料仓防堵装置1可看作水泥罐。

本实施例中，第一偏心振动结构20包括第一转轴21和多个第一偏心叶片22，第一转轴21横向连接于料仓本体10的内壁并位于出料口13上方。可理解为：第一转轴21横向设置于料仓本体10的第一本体部11。

以常见的第一本体部11为50m为例，第一转轴21的水平位置距离第一本体部11的下端水平位置约0.8-1.2m(优选1m)为佳。

多个第一偏心叶片22设置于第一转轴21的外壁且用于使第一转轴21在旋转时产生偏心振动。

在可选的实施方式中，多个第一偏心叶片22沿第一转轴21的轴向方向依次设置且相邻两个第一偏心叶片22在竖向平面上的投影不重叠。较佳地，多个第一偏心叶片22沿第一转轴21的轴向方向等距间隔设置。

在可选的实施方式中，每个第一偏心叶片22与第一转轴21的夹角朝向一致，在图1中，每个第一偏心叶片22均朝向右倾斜。

在优选地实施方式中，第一偏心叶片22与第一转轴21之间的夹角角度不超过30°，例如可以为5°、10°、15°、20°、25°或30°等，更优为15-30°。值得说明的是，通过将夹角角度设置为15-30°，能够使物料搅拌更为分散及均匀。

在可选的实施方式中，第一偏心叶片22为不规则叶片，以提高偏心效果。上述不规则可理解为非对称(非360°中心对称)叶片。

承上，由于第一偏心叶片22其本身为偏心结构，故其在做圆周运动时会产生偏心振动。具体的原理可参照如下：

振动搅拌技术可以看作是一种周期振动。周期振动是物体或者质点相对于中心位置进行单维度或多维度的往复运动，每经过一定的时间间隔后运动又以相同的运动规律重复进行。振动波形的最短重复时间间隔就是周期。单位时间内振动重复的次数称为频率，周期与频率互为倒数。

简谐振动是最简单的周期运动，其特征符合正弦函数的特征，表达式为：

角速度与频率的关系如下：

ω＝2πf；

因此，简谐振动又可表示为：

简谐振动对时间的导数即为速度的变化规律：

其最大速度为

V＝2πfA；

速度对时间的导数即为加速度的变化规律：

因此，振动源传播的能量可表示为：

2t。

并且振动波在混合料中的传播与地震波在土壤中的传播有着一定的类似，本质上都是在半连续介质中以弹性波的形式传播。假设在半连续介质中有一个波源，即振动源，介质中的质点，即物料颗粒，充满振动源四周，将来自振动圆的冲击力传给与之相邻的粒子，并依次向各个方向传播开去，遂发生振动。由于波源的振动在介质中会产生振动的传播，并逐渐传递到周围的介质中。当波源振动产生的波以一定速度传播时，会形成连续的波振面。所谓的波阵面是指从波源发出的振动波经过同一传播时间而到达各个位相相同的点所组成的面。

图2为振动能量传播的波阵面。由于在混合料中，固相组分大小不一，且物料颗粒空隙中还有气相组分，则导致振动波的传播逐渐衰减，越靠近振动源振动波越强(振幅越大)，越远离振源越弱，所以振动能量在以振动源(振动器)为中心沿着拌筒半径方向上是逐级递减的，类似于一个不连续的能量梯度，如图3，这与图4的速度梯度恰好是相反且互补的。靠近振动器(本申请中为转轴)附近的振动能量强，物料颗粒吸收的振动能量也较多，越靠近筒壁物料颗粒吸收的振动能量越弱，而靠近筒壁的物料颗粒在搅拌叶片的强制作用下被推向振动轴附近，与转轴附近的物料形成对流，进而继续参与振动能量的吸收，如此循环，既有宏观上的对流、剪切运动(即对流运动)，也有微观上的振动能量的吸收和转化作用(即扩散运动)，而振动能量的传播理论上是无死角的，因此这种微观上的扩散运动将更加的充分。

由此可知，振动搅拌的能量传播主要与振幅、频率、时间有关，其中与振幅与频率的相关性更高。但在振动搅拌过程中，受限于拌合设备与拌合效率，振幅与时间的增大也会导致搅拌设备的体积大幅度增加以及拌合效率下降。振动能量在以振动源(转轴)为中心沿着拌筒半径方向上是逐级递减的，类似于一个不连续的能量梯度，振动能量的传播在理论上式近乎无死角的，微观上的扩散运动更加均匀。

当物料(如水泥)进入料仓防堵装置1后，在重力作用下到达第一转轴21的位置，第一转轴21转动后，由第一偏心叶片22产生振动力，将水泥打散搅拌均匀后，进入出料口13，由于水泥被均匀打散，因此可以降低出料口13被水泥堵塞的风险，不仅可提高水泥的均匀性，还能保证水泥的出料速度，进而保证水泥稳定碎石施工质量，延长使用寿命。

进一步地，在可选的实施方式中，第一转轴21内可设置第一热水循环结构30，例如热水管。

该第一热水循环结构30固定连接于第一转轴21的内壁，也即第一热水循环结构30与第一转轴21的位置相对固定，不会因为第一转轴21的转动而出现移动或脱落的现象。

可参考地，第一热水循环结构30沿第一转轴21的轴向方向盘旋设置于第一转轴21内，可理解成呈蛇形延伸。

在可选地实施方式中，第一本体部11与第一转轴21的两端的连接处可分别设置入水口(图未示)和出水口(图未示)，以用于从入水口向第一热水循环结构30注入热水，并从出水口流出换热后的水。

通过设置第一热水循环结构30，可对物料起到保温以及干燥的作用，进一步降低物料成团结块的可能性。

更进一步地，请结合图5，本申请的料仓防堵装置1还可包括第二偏心振动结构40。

参照第一偏心振动结构20，第二偏心振动结构40包括第二转轴41和多个第二偏心叶片42，第二转轴41竖向连接于料仓本体10且第二转轴41的下端位于出料口13上方。可理解为：第二转轴41的上端连接于第一本体部11的上端，其下端沿竖直方向延伸至第一本体部11的下端，也即第二转轴41的下端不超过第二本体部12的上沿，未伸入第二本体部12内。

多个第二偏心叶片42设置于第二转轴41的外壁且用于使第二转轴41在旋转时产生偏心振动。值得说明的是，转动时，第一偏心叶片22与第二偏心叶片42不接触。也即第一转轴21与第二转轴41之间具有足够的间隙以避免二者在转动时第一偏心叶片22与第二偏心叶片42碰撞。

在可选的实施方式中，多个第二偏心叶片42沿第二转轴41的轴向方向依次设置且相邻两个第二偏心叶片42在横向平面上的投影不重叠。较佳地，多个第二偏心叶片42沿第二转轴41的轴向方向等距间隔设置。

在可选的实施方式中，每个第二偏心叶片42与第二转轴41的夹角朝向一致。在图5中，每个第二偏心叶片42均朝向下倾斜。

在优选地实施方式中，第二偏心叶片42与第二转轴41之间的夹角角度不超过30°。例如可以为5°、10°、15°、20°、25°或30°等，更优为15-30°。

同理地，第二偏心叶片42也为不规则叶片。

进一步地，第二转轴41内可设置第二热水循环结构50，如热水管。

该第二热水循环结构50固定连接于第二转轴41的内壁，也即第二热水循环结构50与第二转轴41的位置相对固定，不会因为第二转轴41的转动而出现移动或脱落的现象。

可参考地，第二热水循环结构50沿第二转轴41的轴向方向盘旋设置于第二转轴41内，可理解成呈蛇形盘旋设置。还可参考地，第二热水循环结构50可先沿第二转轴的轴向方向向下设置以用于将热水向下输送，随后再向上设置以将热交换后的水排出。

在可选地实施方式中，第一本体部11与第二转轴41上端的连接处可分别设置入水口(图未示)和出水口(图未示)，以用于从入水口向第二热水循环结构50注入热水，并从出水口流出换热后的水。

通过设置第二热水循环结构50，其可结合第一热水结构对第一本体部11内的物料在各位置均起到一定的保温以及干燥的效果。

值得说明的是，本实施例中第一转轴21和第二转轴41的转动和停止均可由现有常见的控制结构进行控制，具体的结构和控制关系可参照现有技术，在此不做过多赘述。

较佳地，在使用时，本实施例的料仓防堵装置1中物料的装载量不超过该料仓防堵装置1的体积的80％。

承上，本实施例通过设置第一偏心振动结构20和第二偏心振动结构40，可使第一转轴21和第二转轴41在旋转时产生偏心振动，使第一本体部11内的物料能够在不同的位置得到充分搅拌和打散，同时，通过设置第一热水循环结构30和第二热水循环结构50，可对物料起到保温以及干燥的作用，进而有效降低物料成团结块的可能性，避免物料在出料口13堵塞，起到料仓防堵的作用。

以物料为水泥为例，上述料仓防堵装置1在起到料仓防堵作用的基础上，还能够：提高水泥的出料速度，加快公路工程施工进度；提高水泥质量称量(用量)的准确性，提高水泥稳定碎石施工质量，延长水泥稳定碎石基层的使用寿命；避免人工清理，降低使用成本和维护费用等。

实施例2

本实施例提供一种物料搅拌设备，其包括上述料仓防堵装置1。

该物料搅拌设备还包括控制装置，控制装置与第一转轴21的驱动装置(如马达等)电信号连接并用于控制第一转轴21的转动状态。

当料仓防堵装置1还包括第二偏心振动结构40时，控制装置还与第二转轴41的驱动装置(如马达等)电信号连接并用于控制第二转轴41的转动状态。

综上，本申请提供的料仓防堵装置1可避免物料在出料口13堵塞，起到料仓防堵的作用。包括上述料仓防堵装置1的物料搅拌设备结构简单，可提高物料的均匀性，具有适宜的出料速度，可确保物料具有稳定的施工质量，延长设备的使用寿命。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种料仓防堵装置，其特征在于，包括料仓本体以及设置于所述料仓本体内的第一偏心振动结构；

所述料仓本体的底部设有出料口，所述第一偏心振动结构包括第一转轴和多个第一偏心叶片，所述第一转轴横向连接于所述料仓本体的内壁并位于所述出料口上方，多个所述第一偏心叶片设置于所述第一转轴的外壁且用于使所述第一转轴在旋转时产生偏心振动；

多个所述第一偏心叶片沿所述第一转轴的轴向方向依次设置且相邻两个所述第一偏心叶片在竖向平面上的投影不重叠；多个所述第一偏心叶片沿所述第一转轴的轴向方向等距间隔设置；每个所述第一偏心叶片与所述第一转轴的夹角朝向一致；所述第一偏心叶片与所述第一转轴之间的夹角角度不超过30°；所述第一偏心叶片为不规则叶片；

所述料仓防堵装置还包括第二偏心振动结构；所述第二偏心振动结构包括第二转轴和多个第二偏心叶片，所述第二转轴竖向连接于所述料仓本体且所述第二转轴的下端位于所述出料口上方，多个所述第二偏心叶片设置于所述第二转轴的外壁且用于使所述第二转轴在旋转时产生偏心振动，转动时，所述第一偏心叶片与所述第二偏心叶片不接触；

多个所述第二偏心叶片沿所述第二转轴的轴向方向依次设置且相邻两个所述第二偏心叶片在横向平面上的投影不重叠；多个所述第二偏心叶片沿所述第二转轴的轴向方向等距间隔设置；每个所述第二偏心叶片与所述第二转轴的夹角朝向一致；所述第二偏心叶片与所述第二转轴之间的夹角角度不超过30°；所述第二偏心叶片为不规则叶片；

所述第一转轴内设有第一热水循环结构；所述第二转轴内设有第二热水循环结构。

2.根据权利要求1所述的料仓防堵装置，其特征在于，所述第一热水循环结构固定连接于所述第一转轴的内壁。

3.根据权利要求2所述的料仓防堵装置，其特征在于，所述第一热水循环结构为热水管。

4.根据权利要求3所述的料仓防堵装置，其特征在于，所述第一热水循环结构沿所述第一转轴的轴向方向盘旋设置于所述第一转轴内。

5.根据权利要求1所述的料仓防堵装置，其特征在于，所述第二热水循环结构固定连接于所述第二转轴的内壁。

6.根据权利要求5所述的料仓防堵装置，其特征在于，所述第二热水循环结构为热水管。

7.根据权利要求6所述的料仓防堵装置，其特征在于，所述第二热水循环结构沿所述第一转轴的轴向方向盘旋设置于所述第一转轴内。

8.一种物料搅拌设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的料仓防堵装置。

9.根据权利要求8所述的物料搅拌设备，其特征在于，所述物料搅拌设备还包括控制装置，所述控制装置与所述第一转轴的驱动装置电信号连接并用于控制所述第一转轴的转动状态。

10.根据权利要求9所述的物料搅拌设备，其特征在于，当所述料仓防堵装置还包括第二偏心振动结构时，所述控制装置还与所述第二转轴的驱动装置电信号连接并用于控制所述第二转轴的转动状态。

Images