CN113304672A - 无土喷涂覆盖材料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及环境治理材料领域，具体公开了无土喷涂覆盖材料的生产方法，包括如下步骤：(1)选择如下质量比的原料组分：1‑2份防水剂、4‑8份增稠剂、0.1‑0.2份生物菌剂、110‑130份植物纤维、700‑800份阻燃剂；(2)将以上原料投入搅拌装置，并加入适量的水搅拌均匀，其中植物纤维经过打碎后分批投入搅拌罐内；各原料组分搅拌均匀后，即可将获得的无土喷涂覆盖材料从搅拌罐内排出，并喷涂在待修护的土壤表面。该方法可解决无土喷涂覆盖材料生产过程中，植物纤维与其他原料组分混合效率低的问题。

Description

无土喷涂覆盖材料的生产方法

技术领域

本发明涉及环境治理材料领域，具体涉及无土喷涂覆盖材料的生产方法。

背景技术

土壤是人类最基本的生产资料，是人类赖以生存的基本物质基础。我国北方有近4.95亿亩的土地沙漠化，约13.05亿亩草原退化。在我国，因成土因素或人为因素导致具有障碍因子的土壤还存在相当的比例，其中包括侵蚀、质地不良、结构或耕性差、盐碱、酸化、有毒物质污染等。针对恶劣环境下的土壤治理现已成为我国的主要课题，特别是针对高海拔、低温、干旱、荒漠等地区土壤环境的修复和稳定。

我公司之前已推出了一种垃圾填埋纤维覆盖材料，该垃圾填埋纤维覆盖材料在使用干化后，其覆盖涂层具有透气、导水双重主要功效，并添加有针对生活垃圾有机污染物起到快速降解作用的核心微生物技术，能迅速长期有效除臭和灭蝇，同时具有必须具备的物理强度与阻燃性；还通过添加功能性添加剂及草籽，能将除臭、灭蝇、绿化等作业在喷涂覆盖过程中一步完成。后续公司在垃圾填埋纤维覆盖材料的基础上，针对材料在土壤改良、修复的特性上做了延伸性研究，用以改善高海拔、低温、干旱、荒漠等恶劣环境下的土壤存在的问题；其原材料的组成主要包括防水剂、增稠剂、生物菌剂、植物纤维和阻燃剂，防水剂、增稠剂、生物菌剂和阻燃剂均呈粉末状，在进行搅拌混合时，较为容易混合均匀；而植物纤维是呈细纤维状，且其密度较小、表面积大，且投料时植物纤维也是最后投放，因此各组分原料在与水混合后，植物纤维容易浮于物料的表面，从而植物纤维不易均匀分布到混合物料中，因此为了将植物纤维均匀分布到混合料中，就需要延长搅拌时间，从而搅拌效率较低；而搅拌时间延长，又容易将植物纤维打散，则将其覆盖在土壤表面后，在风吹、水冲刷的影响下，覆盖材料不易成品以实现对土壤的修复作用。

其次，植物纤维直接购入费用较高，且购入的植物纤维呈袋包装，为了减小其占地面积，植物纤维是被压缩包装，从而植物纤维较硬较紧，更不易于分散到混合材料中，则获得的无土喷涂覆盖材料中植物纤维易结团。

发明内容

本发明的目的在于提供无土喷涂覆盖材料的生产方法，以解决无土喷涂覆盖材料生产过程中，植物纤维与其他原料组分混合效率低，搅拌形式不合理的问题。

无土喷涂覆盖材料的生产方法包括如下步骤：

(1)选择如下质量比的原料组分：

1-2份防水剂、4-8份增稠剂、0.1-0.2份生物菌剂、110-130份植物纤维、700-800份阻燃剂；

(2)将以上原料投入搅拌装置，并加入适量的水搅拌均匀，其中植物纤维经过打碎后分批投入搅拌罐内；各原料组分搅拌均匀后，即可将获得的无土喷涂覆盖材料从搅拌罐内排出，并喷涂在待修护的土壤表面；

所述搅拌装置包括搅拌罐、设于搅拌罐内的植物纤维投放部以及设于搅拌罐上方的动力部；植物纤维投放部包括从下至上依次设置于搅拌罐底部的密封部、设于搅拌罐中部并可升降的粉碎筒体以及设于粉碎筒体上方的搅拌器；

所述密封部包括固定在搅拌罐底部的座体和与座体滑动配合的密封体，座体上设有轴向沿竖直方向的安装腔，密封体设于安装腔内，且安装腔内设有与密封体相抵的第一弹簧；

所述粉碎筒体连接升降机构，以通过升降机构驱动粉碎筒体上下运动，粉碎筒体向下运动密封部将进入粉碎筒体并将粉碎筒体的下端密封；粉碎筒体的上端设有活塞，活塞与粉碎筒体构圆柱凸轮结构，活塞上设有第一单向阀，第一单向阀的进气端与外部连通，第一单向阀的排气端与粉碎筒体的下端连通；活塞的底部固定有若干沿竖直方向设置的破碎针；

所述搅拌器包括搅拌轴，搅拌轴的周向上固定有搅拌杆，搅拌杆分布在粉碎筒体的外周；所述搅拌轴的下端与活塞连接并可驱动活塞转动。

本基础方案的有益效果在于：

在本基础方案中，植物纤维原料不与其他原料同时投入搅拌罐中，而是将植物纤维原料逐步投入到粉碎筒体内，经粉碎筒体处理后再进入到搅拌罐内与其他原料混合。由于在粉碎筒体内的活塞的底部固定有破碎针，搅拌轴驱动活塞在粉碎筒体内转动，则搅拌针将对植物纤维原料起到破碎作用，以将植物纤维细化、柔化，同时可以使植物纤维之间形成纠缠关系，从而在植物纤维分布到混合原料中后，有利于提升无土喷涂覆盖材料的粘接性，而柔化后的植物纤维更有利于分散到混合原料中。

其次，搅拌器转动过程中，搅拌器将同时带动搅拌轴和搅拌杆转动，搅拌轴带动活塞转动起到细化、柔化植物纤维的作用；而搅拌杆则起到搅拌混合原料的作用，从而实现两个步骤的同时工作，提高了植物纤维与其他原料组分混合效率。

此外，活塞在粉碎筒体内转动的过程中，设于活塞内的第一单向阀还可将外部空气逐渐供入粉碎筒体，从而使得粉碎筒体内呈现出高压状态；当粉碎筒体内的植物纤维细化、柔化到设定时间后，通过上移粉碎筒体，粉碎筒体内的高压气体将迅速喷出并将植物纤维带出粉碎筒体。由于粉碎筒体的下端靠近与搅拌罐的底部，即当气流带出植物纤维时，粉碎筒体的周围被混合原料环绕，从而将推动植物纤维分布到混合原料中。由于密封体与座体呈可伸缩状态，因此当密封体嵌入粉碎筒体时，密封体处于伸出状态；从而在密封部封闭粉碎筒体最初时，粉碎筒体的内部空间处于最小状态；而当粉碎筒体内部的气压增大后，密封体将被压缩，粉碎筒体内部空间增大，从而可以避免过多的混合原料填充粉碎筒体，以此通过对植物纤维的粉碎细化，可以使植物纤维在粉碎筒体内呈现出松散状态，以避免植物纤维分布到混合原料中后结团。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述搅拌轴可以上下伸缩，所述搅拌轴的下端与活塞花键连接，且搅拌轴插入活塞内形成配合后，搅拌轴将粉碎筒体的上端密封。通过上下伸缩搅拌轴可以使搅拌轴与活塞脱离配合，而当搅拌轴与活塞脱离配合后，设于活塞上的花键孔则与粉碎筒体的下部连通，则通过活塞上的花键孔可进行植物纤维的原料投放，使得投料更加方便。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述升降机构为设置在搅拌罐底部的气缸，所述气缸的缸体固定在搅拌罐的底部，气缸的伸缩杆与粉碎筒体固定。通过气缸控制粉碎筒体的升降，其控制结构和方式更加简单，且将气缸的缸体设置在搅拌罐的底部，气缸不会与搅拌杆的运动形成干涉。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述搅拌罐的内壁上设有液位线，所述密封部嵌入粉碎筒体时，粉碎筒体的上端超出液位线10-20cm。液位线是搅拌搅拌罐内液面的上限位置，而粉碎筒体的上端超出搅拌罐内液面上限位置10-20cm可以避免混合原料从粉碎筒体的上端进入粉碎筒体内。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述粉碎筒体下端的内壁上设有阶梯槽，密封体嵌入粉碎筒体时，所述密封部的座体嵌入一级阶梯槽，所述座体的底部设有与外部连通的第一气流通道和第二气流通道，座体内沿轴向滑动连接有可阻断气流通道的阻断杆，阻断杆延伸出座体的侧壁；座体嵌入一级阶梯槽时，粉碎筒体将挤压阻断杆使阻断杆缩回座体内并将第一气流通道阻断，所述第二气流通道内设有第二单向阀，第二单向阀的进气端与座体内部连通，第二单向阀的排气端与外部连通。

在优选方案四中，密封部的座体与阶梯槽形成配合具有封闭粉碎筒体的作用，密封体与粉碎筒体的侧壁之间设有间隙，以便于挤压出进入粉碎筒体内的混合原料。当密封部的座体与阶梯槽配合后，阻断杆将气流通道阻断，则外部空气将无法进入座体内；随着粉碎筒体内的压力增大，密封体将被向下压缩，则座体内的空气将通过第二气流通道排出。而当向上推开粉碎筒体后，密封体将在第一弹簧的作用下向上运动，此时第一气流通道也导通，第一气流通道的直径将限制气流进入速度，从而也将使得密封体向上移动的速度缓慢；即粉碎筒体与密封部分离时，由于密封体上移速度相对迟缓，从而粉碎筒体的高压空气快速排出，以推动植物纤维进入混合原料中，而使得密封体不会阻挡植物纤维的排出。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述气流通道内设有电控节流阀。通过调节节流阀的开度，可以调节空气通过第一气流通道进入座体的速度，从而可以调节粉碎筒体与密封部分离时密封体上移的速度。

优选方案六：作为对优选方案四的进一步优化，优选方案五：作为对优选方案五的进一步优化，所述植物纤维原料采用杂草、树皮或二者的组合，可以降低植物纤维获得的成本。

附图说明

图1为本发明实施例1的示意图；

图2为图1中A部分的放大图。

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：搅拌罐10、密封部20、座体21、密封体22、第一弹簧23、第一气流通道24、阻断杆25、第二单向阀26、粉碎筒体30、活塞31、粉碎针32、第一单向阀33、阶梯槽35、搅拌轴41、搅拌杆42。

实施例1：

无土喷涂覆盖材料的生产方法包括如下步骤：

(1)选择如下质量比的原料组分：

1kg防水剂、6kg增稠剂、0.2kg生物菌剂、110kg植物纤维、800kg阻燃剂；其中防水剂采用甲基硅酸钠防水剂，增稠剂采用卡拉胶，生物菌剂采用生物修复菌剂，植物纤维原料采用杂草和树皮的混合物，阻燃剂采用无卤阻燃聚酰胺。

(2)将以上原料投入搅拌装置，并加入适量的水搅拌均匀，加入水量使混合物料呈粘稠状的膏体即可，本实施例中加入水量为300L，其中植物纤维经过打碎后分批投入搅拌罐10内；各原料组分搅拌均匀后，即可将获得的无土喷涂覆盖材料从搅拌罐10内排出，并喷涂在待修护的土壤表面。

其中植物纤维原料的打碎及各原料组分的搅拌均在搅拌装置中完成。如附图1所示，搅拌装置包括搅拌罐10、设于搅拌罐10内的植物纤维投放部以及设于搅拌罐10上方的动力部；植物纤维投放部包括从下至上依次设置于搅拌罐10底部的密封部20、设于搅拌罐10中部并可升降的粉碎筒体30以及设于粉碎筒体30上方的搅拌器。

密封部20包括固定在搅拌罐10底部的座体21和与座体21滑动配合的密封体22，座体21呈圆柱状，座体21内设有轴向沿竖直方向的安装腔，从而使座体21呈圆筒状；密封体22设于安装腔内，密封体22可在安装腔内沿竖直方向上下滑动，且密封体22将安装腔封闭。在座体21的上沿和密封体22的下沿设有可相互配合的凸沿，以避免密封体22向上滑动时脱离座体21；安装腔内设有与密封体22相抵的第一弹簧23，从而向密封体22施加向下的挤压力，则可克服第一弹簧23使密封体22向下滑动，卸去该挤压力后，在第一弹簧23的作用下密封体22将向上复位。在座体21的侧壁上设有第一气流通道24，第一气流通道24设计成U形，第一气流通道24的一端与安装腔的底部连通，第一气流通道24的另一端从搅拌罐10的另一端穿出并与外部连通，且在座体21的侧壁上设有可以阻断第一气流通道24的滑阀；另外，在座体21的底部设有两端分别连通密封腔和外部的第二气流通道，第二气流通道内设有第二单向阀26，第二单向阀26的进气端与密封腔连通，第二单向阀26的排气端与外部连通。在滑阀关闭的情况下，向下挤压密封体22，安装腔内的空气将通过第二单向阀26排出；卸去对密封体22的压力，由于外部空气无法进入安装腔内，因此密封体22无法完全复位；而通过打开滑阀后，外部空气可以通过第一气流通道24进入安装腔内，则密封体22才能复位。另外，在第一气流通道24与安装腔连通处设有电控节流阀，调节电控节流阀的开度，可以控制外部空气通过第一气流通道24进入安装腔的速度，以达到控制密封体22延长复位时长的目的。

粉碎筒体30设于密封部20的上方，粉碎筒体30上端和下端均开口形成圆筒状，粉碎筒体30连接升降机构，以通过升降机构驱动粉碎筒体30上下运动；在本实施例中，升降机构为分布在粉碎筒体30两侧的气缸，气缸的缸体固定在搅拌罐10的底部，气缸的伸缩杆连接在固定于粉碎筒体30侧壁的连壁上，从而通过气缸的伸缩可以推动粉碎筒体30上下移动。粉碎筒体30向下运动则密封部20将进入粉碎筒体30并将粉碎筒体30的下端密封，粉碎筒体30下端的内壁上设有阶梯槽35，密封部20的座体21的上沿嵌入阶梯槽35内，从而实现对粉碎筒体30的密封，同时可以限制粉碎筒体30下移的位置。粉碎筒体30的上端设有活塞31，活塞31与粉碎筒体30构成圆柱凸轮结构，即活塞31在粉碎筒体30内相对于粉碎筒体30转动时，活塞31还会相对于粉碎筒体30上下移动；活塞31、粉碎筒体30和密封部20构成一个粉碎空间，在活塞31相对于粉碎筒体30转动时，粉碎空间的容积将往复增大、缩小。活塞31上设有第一单向阀33，第一单向阀33的进气端与外部连通，第一单向阀33的排气端与粉碎筒体30的下端连通；从而在活塞31上下运动的过程中，粉碎空间内的压力将不断增大，且粉碎空间的压力增大将向下压缩密封体22，通过安装空间内的空气将从第二单向阀26排出。活塞31的底部固定有若干沿竖直方向设置的破碎针，植物纤维的原料杂草及树皮投入粉碎空间内，通过破碎针相对于其运动，可将杂草、树皮撕裂、揉碎、细化、软化，从而使其形成柔软、相互纠缠的植物纤维，以便于分布到植物纤维中。

另外，密封体22的周向侧壁与粉碎筒体30之间设有间隙，则在密封体22伸入粉碎筒体30时，密封体22相对于座体21处于伸出状态，则密封体22可挤压出部分进入粉碎筒体30内的混合物料；而在破碎植物纤维的过程中，密封体22将被压缩，从而使得粉碎空间内不会被大量的混合物料占据。

动力部采用常规电机，电机安装在搅拌罐10上方的支架上或直接固定在天花板上。搅拌器包括搅拌轴41，搅拌轴41的周向上固定有搅拌杆42，搅拌杆42分布在粉碎筒体30的外周。活塞31的中部设有贯穿活塞31的花键孔，搅拌轴41伸入花键孔与活塞31行程花键配合，从而搅拌轴41可以驱动活塞31转动，同时，搅拌轴41的下端与活塞31连接并可驱动活塞31转动，且搅拌轴41与活塞31花键配合后可将粉碎空间密封。另外，搅拌轴41与电机的输出轴也采用键连接的方式连接，从而使得搅拌轴41可上下伸缩，且在搅拌轴41的上端设有可上提搅拌轴41的把手，从而通过把手上拉搅拌轴41，可使搅拌轴41与活塞31脱离，则通过活塞31的花键孔，可向粉碎空间内投入杂草及树皮。电机驱动搅拌轴41转动，搅拌轴41带动活塞31转动，而搅拌杆42则对搅拌罐10内的混合物料进行搅拌。

搅拌罐10的内壁上设有液位线，密封部20嵌入粉碎筒体30时，粉碎筒体30的上端超出液位线15cm，以避免搅拌混合物料时，混合物料进入粉碎筒体30内。如图2所示，滑阀包括与座体21滑动连接的阻断杆25，阻断杆25沿第一气流通道24的轴向运动，阻断杆25的末端设有第二弹簧与其相抵，阻断杆25的前端延伸出座体21的侧壁，且阻断杆25的前端设置为楔面，楔面朝上设置；当粉碎筒体30向下运动时，粉碎筒体30挤压楔面，则阻断杆25将缩回座体21并将第一气流通道24封堵；而当粉碎筒体30与密封部20脱离配合后，在第二弹簧的作用下，阻断杆25将伸出座体，则第一气流通道将安装腔与外部连通。

实施例2、实施例3和实施例4相对于实施例1的区别主要在于原料配比的不同，其具体配比见下表：

在上述实施例中，实施例2的混合物过于粘稠，而实施例3和实施例4的粘度又偏低，实施例1获得的无土喷涂覆盖材料的粘度适中，其喷涂相关最好。

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 (7)

1.无土喷涂覆盖材料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选择如下质量比的原料组分：

1-2份防水剂、4-8份增稠剂、0.1-0.2份生物菌剂、110-130份植物纤维、700-800份阻燃剂；

(2)将以上原料投入搅拌装置，并加入适量的水搅拌均匀，其中植物纤维经过打碎后分批投入搅拌罐内；各原料组分搅拌均匀后，即可将获得的无土喷涂覆盖材料从搅拌罐内排出，并喷涂在待修护的土壤表面；

所述搅拌装置包括搅拌罐、设于搅拌罐内的植物纤维投放部以及设于搅拌罐上方的动力部；植物纤维投放部包括从下至上依次设置于搅拌罐底部的密封部、设于搅拌罐中部并可升降的粉碎筒体以及设于粉碎筒体上方的搅拌器；

所述密封部包括固定在搅拌罐底部的座体和与座体滑动配合的密封体，座体上设有轴向沿竖直方向的安装腔，密封体设于安装腔内，且安装腔内设有与密封体相抵的第一弹簧；

所述粉碎筒体连接升降机构，以通过升降机构驱动粉碎筒体上下运动，粉碎筒体向下运动密封部将进入粉碎筒体并将粉碎筒体的下端密封；粉碎筒体的上端设有活塞，活塞与粉碎筒体构圆柱凸轮结构，活塞上设有第一单向阀，第一单向阀的进气端与外部连通，第一单向阀的排气端与粉碎筒体的下端连通；活塞的底部固定有若干沿竖直方向设置的破碎针；

所述搅拌器包括搅拌轴，搅拌轴的周向上固定有搅拌杆，搅拌杆分布在粉碎筒体的外周；所述搅拌轴的下端与活塞连接并可驱动活塞转动。

2.根据权利要求1所述的无土喷涂覆盖材料的生产方法，其特征在于：所述搅拌轴可以上下伸缩，所述搅拌轴的下端与活塞花键连接，且搅拌轴插入活塞内形成配合后，搅拌轴将粉碎筒体的上端密封。

3.根据权利要求2所述的无土喷涂覆盖材料的生产方法，其特征在于：所述升降机构为设置在搅拌罐底部的气缸，所述气缸的缸体固定在搅拌罐的底部，气缸的伸缩杆与粉碎筒体固定。

4.根据权利要求3所述的无土喷涂覆盖材料的生产方法，其特征在于：所述搅拌罐的内壁上设有液位线，所述密封部嵌入粉碎筒体时，粉碎筒体的上端超出液位线10-20cm。

5.根据权利要求4所述的无土喷涂覆盖材料的生产方法，其特征在于：所述粉碎筒体下端的内壁上设有阶梯槽，密封体嵌入粉碎筒体时，所述密封部的座体嵌入一级阶梯槽，所述座体的底部设有与外部连通的第一气流通道和第二气流通道，座体内沿轴向滑动连接有可阻断气流通道的阻断杆，阻断杆延伸出座体的侧壁；座体嵌入一级阶梯槽时，粉碎筒体将挤压阻断杆使阻断杆缩回座体内并将第一气流通道阻断，所述第二气流通道内设有第二单向阀，第二单向阀的进气端与座体内部连通，第二单向阀的排气端与外部连通。

6.根据权利要求5所述的无土喷涂覆盖材料的生产方法，其特征在于：所述气流通道内设有电控节流阀。

7.根据权利要求6所述的无土喷涂覆盖材料的生产方法，其特征在于：所述植物纤维原料采用杂草、树皮或二者的组合。

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