CN112959500B - 一种流化式混料设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流化式混料设备，涉及水泥生产设备技术领域，包括搅拌箱、风机、机械搅拌装置，所述机械搅拌装置包括搅拌轴、搅拌电机，所述搅拌箱内设有所述搅拌轴，所述搅拌轴穿过所述搅拌箱并与所述搅拌电机动力连接，所述搅拌轴下方设有充气箱，所述风机与所述充气箱连通，所述充气箱的顶部与所述搅拌箱连通，所述搅拌箱的顶部设有进料口，所述搅拌箱的底部远离所述进料口的一侧设有出料口，所述机械搅拌装置共有两组并呈对称设置，所述充气箱的顶部设有高压对流帽，所述充气箱通过所述高压对流帽与所述搅拌箱连通，所述搅拌箱的顶部内侧为曲面，本发明用于水泥与矿渣高细粉混料，具有流化效果稳定、产品质量均一的优点，并能够提高水泥的易磨性。

Description

一种流化式混料设备
技术领域
本发明涉及水泥生产设备技术领域，具体为一种流化式混料设备。
背景技术
随着材料科技的不断进步，建材行业的新技术也不断涌现，矿渣高细粉作为水泥行业的一个亮点，已经引起全行业的重视,正在迅速改变原有的粉磨工艺，向水泥中复掺高细粉工艺，熟料分与高细粉勾兑工艺等技术应运而生。
矿渣高细粉掺和在水泥中可以产生多方面的有益效果，如可提高水泥的早期强度以用于生产超高强度水泥混凝土，可以有效抑制水泥混凝土的碱骨料反应，并提高水泥混凝土的耐久性、抗海水浸蚀性能、致密性等多项性能，并显著减少水泥混凝土的泌水量以及水化热。
向水泥中掺和矿渣高细粉后需要进行充分搅拌，目前通常使用水泥混料机进行搅拌，水泥混料机分为机械式和气动式，以及兼顾机械搅拌和气动搅拌的气力混合式混料机，气力混合式搅拌机的搅拌箱底部设有充气箱，通过风机向充气箱中充气，充气箱顶部设有透气层，气体透过透气层后将搅拌箱中的水泥和矿渣高细粉吹起，使其呈现流体状态，再经过搅拌轴的搅拌，使矿渣高细粉与水泥充分混合，但是，由于水泥和矿渣高细粉的粒径一般介于10-80µm，经过长时间使用后，粒径较小的颗粒逐渐渗入透气层，导致透气层透过能力下降，进入搅拌箱的气流压力、流速大幅降低，导致流化效果变差，混合不均匀，影响水泥的质量。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种流化式混料设备，采用气力混合式搅拌，具有流化效果稳定的优点，以解决现有技术中透气层容易堵塞导致流化效果变差的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种流化式混料设备，包括搅拌箱、风机、机械搅拌装置，所述机械搅拌装置包括搅拌轴、搅拌电机，所述搅拌箱内设有所述搅拌轴，所述搅拌轴穿过所述搅拌箱并与所述搅拌电机动力连接，所述搅拌轴下方设有充气箱，所述风机与所述充气箱连通，所述充气箱的顶部与所述搅拌箱连通，所述搅拌箱的顶部设有进料口，所述搅拌箱的底部远离所述进料口的一侧设有出料口，所述机械搅拌装置共有两组并呈对称设置，所述充气箱的顶部设有高压对流帽，所述充气箱通过所述高压对流帽与所述搅拌箱连通，所述搅拌箱的顶部内侧为曲面。
进一步的，所述搅拌轴的叶片边缘位于所述高压对流帽的正上方，所述高压对流帽包括竖管、支管、顶板，所述支管沿水平方向设置，所述竖管的侧面通过所述支管与所述搅拌箱连通，所述竖管的上端使用所述顶板密封，所述支管位于所述顶板的正投影范围内。
进一步的，所述曲面为椭圆柱面，所述椭圆柱面的导线对应的椭圆离心率为1/2。
进一步的，所述出料口内侧设有溢流板，所述溢流板用于使所述搅拌箱中的物料从溢流板上方通过。
进一步的，所述溢流板上方设有活动盖板，所述活动盖板用于挡住所述溢流板上方的缺口。
进一步的，所述充气箱下方设有重金属存储装置，所述重金属存储装置的入口位于所述充气箱、溢流板之间，所述重金属存储装置远离其入口的一端设有重金属排渣口。
进一步的，所述搅拌箱外侧设有电动推杆，所述电动推杆的活动端穿过所述搅拌箱并与所述活动盖板固定连接，所述电动推杆的固定端与所述搅拌箱的外壳固定连接。
进一步的，所述重金属存储装置内设有斜板，所述斜板靠近所述重金属存储装置的入口的一端高于所述斜板的另一端。
进一步的，所述重金属存储装置上设有吹渣口，所述吹渣口与所述风机连通，所述吹渣口与所述风机的连通处设有吹渣阀。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
（1）使用高压对流帽代替透气层，能够将充气箱的高压空气均匀输到密闭箱内，解决了水泥和矿渣高细粉中粒径较低的颗粒堵塞透气层的问题，高压对流帽通过水平方向的支管与搅拌箱连通，从进料口向搅拌箱加料时可避免水泥等物料堵住高压对流帽；
（2）搅拌箱的顶部内侧为曲面，气流从高压对流帽流出后，一部分气流沿着搅拌箱的内壁上升至搅拌箱的顶部，并沿着该曲面形成稳定的对流，从而促进搅拌箱内的混合物料流态化，使物料能够充分混合；
（3）出料口内侧设有溢流板，使搅拌箱中的物料从溢流板上方通过，使设备内始终保持一定的存料量，从而保证了物料混合时间，同时这种传输方式会使，密度相对较大的重金属颗粒逐渐集聚到物料下层，物料随着搅拌轴的转动向出料口移动时，下层重金属含量高的物料便进入到重金属存储装置，并沿着重金属存储装置内的斜板下行，最终从重金属排渣口排出，从而减少了水泥中金属等比重大的颗粒的含量，有利于后续对水泥进行粉磨工序，提高粉磨效率。
（4）重金属存储装置上设有吹渣口，可通入高压空气对重金属存储装置中的物料进行吹扫，减少其中的轻组分含量，使重金属发生富集。
（5）溢流板上方设有活动盖板，向空的搅拌箱第一次加入物料后可关闭活动盖板，使活动盖板与溢流板之间形成狭小的缝隙，降低出料速度，延长搅拌箱中的物料的搅拌时间，待物料充分混匀后完全打开活动盖板即可持续大量出料，避免第一次投料时空搅拌箱没有存料导致产品成分在出料过程中产生剧烈波动。
附图说明
图1为本发明的主视结构图。
图2为本发明的俯视结构图。
图3为本发明的右视图。
图4为图1中的A处放大图。
图5为图1中的B处放大图。
图6为图1中的C处放大图。
图7为图2中的D处放大图。
图8为图1中的E-E剖面图。
图9为图1中的F-F剖面图，箭头方向为搅拌轴的转动方向，图中a、b分别为椭圆的长轴、短轴长度。
图10为高压对流帽的仰视图。
图11为本发明的主视结构图，图中活动盖板已移动至距溢流板最远处。
图中标记：1-搅拌箱、2-风机、3-搅拌轴、4-搅拌电机、5-充气箱、6-进料口、7-出料口、8-高压对流帽、9-溢流板、10-活动盖板、11-重金属存储装置、12-重金属排渣口、13-电动推杆、14-斜板、15-吹渣口、16-吹渣阀、17-第一轴承、18-第一支撑台、19-第二支撑台、20-第二轴承、21-闸阀、81-竖管、82-支管、83-顶板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-10所示，一种流化式混料设备，包括搅拌箱1、风机2、机械搅拌装置，机械搅拌装置共有两组并在搅拌箱1内呈对称设置，且两组机械搅拌装置的搅拌方向相反，机械搅拌装置包括搅拌轴3、搅拌电机4，搅拌箱1内设有搅拌轴3，搅拌轴3的两端穿过搅拌箱1，搅拌轴3与搅拌箱1的连接处设有第一轴承17，通过第一轴承17允许搅拌轴3相对于搅拌箱1旋转，搅拌箱1的两侧设有第一支撑台18、第二支撑台19，第一轴承17的外侧设有第二轴承20，第二轴承20在搅拌轴3的两端各设有一个，且第二轴承20的外圈分别与第一支撑台18、第二支撑台19固定连接，通过第一轴承17、第二轴承20的支撑作用，使搅拌轴3具有良好的稳定性。
第二支撑台19上设有搅拌电机4，搅拌轴3的一端穿过第二轴承20后与搅拌电机4动力连接，使搅拌电机4带动搅拌轴3旋转，通过搅拌轴3的叶片使搅拌箱1中的物料进行混合，搅拌轴3下方设有充气箱5，风机2通过管道与充气箱5连通，风机2与充气箱5连接处的管道呈几字形，可防止搅拌箱1中的颗粒进入风机2，充气箱5的顶部与搅拌箱1连通，搅拌箱1的顶部设有进料口6，进料口6的上端设有闸阀21，搅拌箱1的底部远离进料口6的一侧设有出料口7，充气箱5的顶部设有高压对流帽8，充气箱5通过高压对流帽8与搅拌箱1连通，搅拌轴3的叶片边缘位于高压对流帽8的正上方，高压对流帽8包括竖管81、支管82、顶板83，支管82共有6个，并在同一水平面内对称设置，能够向高压对流帽8的四周吹出气流，以防止物料在搅拌箱1底部发生沉积，竖管81的侧面通过支管82与搅拌箱1连通，竖管81的上端使用顶板83密封，支管82位于顶板83的正投影范围内，防止从上方落下的物料通过高压对流帽8进入充气箱5。
如图9所示，搅拌箱1的顶部内侧为曲面，该曲面为椭圆柱面，该椭圆柱面的导线对应的椭圆离心率为1/2，即[√（a2-b2）]/a=1/2，高压对流帽8吹出的一部分气流沿着搅拌箱1的内壁上升至搅拌箱1的顶部后，沿着该曲面继续上升，该过程中气流的方向被逐渐改变，减小了气流对搅拌箱1顶部的冲击，气流到达搅拌箱1内壁的最高点后汇合，再从两个搅拌轴3之间下沉至搅拌箱1的底部，从而形成环绕搅拌轴3运动的对流，在该对流的作用下，搅拌轴3的叶片扬起的物料流态化，以实现物料的充分混合。
出料口7内侧设有溢流板9，用于使搅拌箱1中的物料从溢流板9上方通过，混合后的物料随搅拌轴3的叶片前进，到达溢流板9后，若物料的量不足以通过溢流板9，则继续被搅拌轴3搅拌，直至物料在溢流板9前堆积至足够的高度，越过溢流板9并从出料口7排出，溢流板9上方设有活动盖板10，活动盖板10用于挡住溢流板9上方的缺口，搅拌箱1外侧设有电动推杆13，电动推杆13的活动端穿过搅拌箱1并与活动盖板10固定连接，电动推杆13的固定端与搅拌箱1的外壳固定连接，电动推杆13的最大行程为50cm，通过电动推杆13可控制活动盖板10进行水平移动，以挡住或打开溢流板9上方的缺口，当物料在搅拌箱1中停留时间不足或未充分搅拌时，可通过活动盖板10阻止物料从溢流板9上方溢出，从而延长物料在搅拌箱1中的搅拌时间，搅拌轴3穿过溢流板9的部位使用轴承连接。
充气箱5下方设有重金属存储装置11，重金属存储装置11的入口位于充气箱5、溢流板9之间，重金属存储装置11远离其入口的一端设有重金属排渣口12，重金属存储装置11内设有斜板14，斜板14靠近重金属存储装置11的入口的一端高于斜板14的另一端，重金属存储装置上设有吹渣口15，吹渣口15与风机2连通，吹渣口15与风机2的连通处设有吹渣阀16，在混料过程中，金属等高比重颗粒会沉积在设备底部，进入重金属存储装置11，有利于水泥品质提升及后续粉磨等流程。
风机2选用罗茨风机，风量2-6m3/min，搅拌电机4为减速电机，减速比1500:1，输出转速30-120rpm。
操作方式：
按照配料比例从进料口6投入一定量的水泥及矿渣高细粉，关闭闸阀21，启动电动推杆13使活动盖板10与溢流板9产生5cm的水平间距，以使搅拌箱1中的气体能够流出，平衡搅拌箱1与外界的压力，此时启动风机2使充气箱5逐渐升压，然后启动两个搅拌电机4，通过搅拌轴的叶片带动搅拌箱1中的物料向溢流板9的方向移动，在该过程中，充气箱5中的高压气体从高压对流帽8侧面的支管吹出，与搅拌轴3的叶片扬起的物料混合，到达搅拌箱1侧壁的气流沿着搅拌箱1的内壁上升，到达搅拌箱1的顶部后沿着曲面的内壁逐渐改变方向，气流到达搅拌箱1内壁的最高点后汇合，再从两个搅拌轴3之间下沉至搅拌箱1的底部，从而形成环绕搅拌轴3运动的对流，在该对流的作用下，搅拌轴3的叶片扬起的物料流态化，以实现物料的充分混合，混合后的物料在搅拌轴3的作用下继续向溢流板9移动，并在溢流板9处发生堆积，直至物料从溢流板9的上方溢出，并从出料口7排出。
有物料从出料口7排出时，观察物料排出是否连续稳定，若有物料连续稳定地从出料口7排出时，开启电动推杆13使活动盖板10与溢流板9的间距逐渐增大，直至活动盖板10移动到距溢流板9最远处。
混料开始前，需关闭重金属排渣口12处的闸阀21，打开吹渣阀16，使高压气流进入重金属存储装置11，此时进入重金属存储装置11的气流与固体物料流向相反，气流对固体物料进行吹扫，将其中的密度较小的颗粒带回搅拌箱1，留下重金属含量高的颗粒，促进重金属在重金属存储装置11中富集。
当出料口7不再有稳定的物料连续排出时，混料及出料过程结束，此时关闭风机2、搅拌电机4，打开重金属排渣口12上的闸阀21，使重金属存储装置11中的物料在重力作用下自动排出。
经过一年的实际运行，粉磨后出磨水泥细度合格率达到97%以上，粉磨设备台时提高3.2t/h，粉磨综合电耗降低0.8kwh/t，效果较好。
以上所述仅为本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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种流化式混料设备，包括搅拌箱（1）、风机（2）、机械搅拌装置，所述机械搅拌装置包括搅拌轴（3）、搅拌电机（4），所述搅拌箱（1）内设有所述搅拌轴（3），所述搅拌轴（3）穿过所述搅拌箱（1）并与所述搅拌电机（4）动力连接，所述搅拌轴（3）下方设有充气箱（5），所述风机（2）与所述充气箱（5）连通，所述充气箱（5）的顶部与所述搅拌箱（1）连通，所述搅拌箱（1）的顶部设有进料口（6），所述搅拌箱（1）的底部远离所述进料口（6）的一侧设有出料口（7），其特征在于，所述机械搅拌装置共有两组并呈对称设置，所述充气箱（5）的顶部设有高压对流帽（8），所述充气箱（5）通过所述高压对流帽（8）与所述搅拌箱（1）连通，所述搅拌箱（1）的顶部内侧为曲面；
所述出料口（7）内侧设有溢流板（9），所述溢流板（9）用于使所述搅拌箱（1）中的物料从溢流板（9）上方通过，所述充气箱（5）下方设有重金属存储装置（11），所述重金属存储装置（11）的入口位于所述充气箱（5）、溢流板（9）之间，所述重金属存储装置（11）远离其入口的一端设有重金属排渣口（12），所述重金属存储装置（11）内设有斜板（14），所述斜板（14）靠近所述重金属存储装置（11）的入口的一端高于所述斜板（14）的另一端；
所述溢流板（9）上方设有活动盖板（10），所述活动盖板（10）用于挡住所述溢流板（9）上方的缺口；
所述搅拌箱（1）外侧设有电动推杆（13），所述电动推杆（13）的活动端穿过所述搅拌箱（1）并与所述活动盖板（10）固定连接，所述电动推杆（13）的固定端与所述搅拌箱（1）的外壳固定连接；
所述重金属存储装置上设有吹渣口（15），所述吹渣口（15）与所述风机（2）连通，所述吹渣口（15）与所述风机（2）的连通处设有吹渣阀（16）。
2.根据权利要求1所述的一种流化式混料设备，其特征在于，所述搅拌轴（3）的叶片边缘位于所述高压对流帽（8）的正上方，所述高压对流帽（8）包括竖管（81）、支管（82）、顶板（83），所述支管（82）沿水平方向设置，所述竖管（81）的侧面通过所述支管（82）与所述搅拌箱（1）连通，所述竖管（81）的上端使用所述顶板（83）密封，所述支管（82）位于所述顶板（83）的正投影范围内。
3.根据权利要求1所述的一种流化式混料设备，其特征在于，所述曲面为椭圆柱面，所述椭圆柱面的导线对应的椭圆离心率为1/2。
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