CN114833948A - 一种供给装置和使用该装置的粘性土改性装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粘性土供给装置，用于将从装置外部供给的粘性土定量供给到供应用输送机上；包括：上下开口且粘性土从上侧被供给的容纳体、形成容纳体的内壁的一部分并围绕下端侧旋转以按压容器中的粘性土的转子，以及随着旋转将容器中的粘性土的底部剪切到供应用输送机上的转子。本发明还提供了一种粘性土改质装置，包括如上所述的粘性土供给装置、向定量供给的粘性土供给改性材料的改性材料供给装置、混合从供给用输送机投入的粘性土和改性材料的混合装置、接收从混合装置落下的粘性土并输送到装置外部的搬出用输送机；改性材料供给装置具备输送从供给源定量供给的改性材料的添加用输送机。

Description

一种供给装置和使用该装置的粘性土改性装置

技术领域

本发明涉及以河川堆积土、湖沼底土及疏浚土等含水比高的粘性土为对象的装置。

背景技术

一般来说，像河川体积土、湖沼底土以及疏浚土等含水比高的粘性土，由于支撑力非常弱，不能直接用于建筑构造物的地基等。因此，在施工发生土的改良和地基改良等土质改良中，在上述粘性土中混合水泥和石灰等改性材料，需要通过固化粘性土来实现支撑力的强化。将土质改良等过程中回收的土类供给处理工程的装置，在以高含水比的粘性土为对象时，很难定量供给粘性土。这里所说的粘性土，例如包括被称为蜂窝结构的土结构，其含水比(水分重量以土颗粒实质部分重量的百分比表示)约为50～200％，当使用电铲进行投放时，倒铲也不易将粘性土全部落下的特性。但是，为了进行粘性土的改性，有必要混合一定量的粘性土和一定量的改性材料，使改性均匀，重要的是对改性工程定量供应回收的粘性土。另外，作为定量供给土类的传统供给装置，可以将从上侧投入的土类用传送带拉出，通过校准(调整皮带速度和开口部断面)决定的尺寸的开口部，连续定量供给。

发明内容

传统的供应装置虽然能够定量供应泥沙等土类，但难以定量供应高含水比的粘性土。也就是说，在以往的供给装置中投入粘性土后，粘性土会附着在装置内壁上，使一定量的粘性土无法从开口部连续下落，而且，在粘性土逐渐下降的过程中，粘性土内部会产生空洞，其上部会出现拱形残留的现象，因此，由于上述空洞的存在，定量供给粘性土比较困难。

本发明是鉴于上述传统情况而形成的，本发明提供一种粘性土供给装置，用于将从装置外部供给的粘性土定量供给到供应用输送机上；包括：上下开口且粘性土从上侧被供给的容纳体、形成容纳体的内壁的一部分并围绕下端侧旋转以按压容器中的粘性土的转子，以及随着旋转将容器中的粘性土的底部剪切到供应用输送机上的转子。

在一较佳实施例中：所述容纳体由框架支撑，并包括方圆柱形主体部分、导入部分、以及转子容纳部分；

所述导入部分与主体部分的上部连续且相对的两个表面向外倾斜；所述转子容纳部分连接于主体部分的下部；

所述导入部分中的两个倾斜表面内安装有按压板，所述按压板形成导入部分的内壁的一部分，按压板的下端部通过铰链可旋转地连接到主体部分；所述按压板的背面通过液压缸连接至框架。

在一较佳实施例中：所述转子为两组；各转子包括以预定间隔布置在旋转轴的轴线上且与旋转轴一起旋转的多个支承体，和以预定间隔布置在各支承体的旋转方向上且架设在各支承体之间的多个棒状切割器；

两组转子布置在同一水平面内，以使彼此的旋转轴平行地横穿容纳体的内部，并且由设置在容纳体的外侧的马达旋转驱动。

在一较佳实施例中：所述支承体以120度的间隔设置三个腿片，腿片的尖端支撑棒状切割器；所述棒状切割器在至少一侧具有切削刃。

本发明还提供了一种粘性土改质装置，包括如上所述的粘性土供给装置、向定量供给的粘性土供给改性材料的改性材料供给装置、混合从供给用输送机投入的粘性土和改性材料的混合装置、接收从混合装置落下的粘性土并输送到装置外部的搬出用输送机；

改性材料供给装置具备输送从供给源定量供给的改性材料的添加用输送机。

在一较佳实施例中：所述供应用输送机、搬出用输送机和添加用输送机是带式输送机，它们的驱动轴彼此平行；其中供应用输送机位于混合设备的反输送方向的一侧，添加输送机位于混合设备的上侧和输送方向的一侧；

所述供给用输送机除了一端的驱动轮和另一端的从动轮之外，还在下侧设置第二从动轮，在两个从动轮和之间形成倾斜部分；

所述添加用输送机除一端部的驱动轮和另一端部的从动轮外，还设置有与下侧的从动轮一对保持轮；所述添加用输送机的水平部的一侧与混合装置的上侧相对，垂直部与混合装置的另一侧相对；

所述输出输送机位于供应输送机、添加输送机和混合设备的下侧，并且输出侧延伸到设备外部；所述供给用输送机的下部和添加用输送机的水平部设置有刮板。

在一较佳实施例中：所述改性材料供应装置通过供给装置的尖头左右切开输送中的粘性土的至少上层部分，并通过圆柱形部分定量地将改性材料供应到切开的粘性土之间。

在一较佳实施例中：所述供给装置包括壳体，管状部以及从管状部的下端部向供给用输送机的反输送方向延伸的尖头；

所述壳体覆盖添加用输送机的搬出侧的端部并成为改性材料的下落引导件；所述管状部的内部作为改性材料的下落通道；管状部与壳体的下端部连续，并且朝向供应输送机垂下，并且在输送机的上表面之间形成间隙。

在一较佳实施例中：所述管状部分的下端形成有切口，用于使落下的改性材料通过供应输送机的反输送侧。

在一较佳实施例中：所述混合设备包括两组旋转轴和搅拌构件；其中，各旋转轴的轴线平行于所述供应用输送机、搬出用输送机和添加用输送机驱动轴，并且两组旋转轴彼此以相反的方向被驱动旋转，使得粘性土在其中之间向下移动；

所述供应输送机的倾斜部分、添加输送机的水平部分和垂直部分布置成面对混合设备的旋转圆周面。

附图说明

图1是示出根据本发明的粘性土壤供给装置的一个实施例的剖视图(a)和透视图(b)、转子的透视图(c)和转子的另一个实施例的透视图(d)。

图2是表示在图1所示的粘性土供给装置中，粘性土中产生空洞的状态的剖视图(a)，表示使按压板转动的状态的剖视图(b)，以及表示返回按压板的状态的剖视图(c)。

图3是说明使用图1或图3所示的粘性土供给装置的粘性土改质装置的一个实施例的侧视图。

图4是表示改性材料的供给部分及其周围的剖视图(a)、供给部的立体图(b)以及供给部的侧视图(c)。

图中各个标号的含义为：A粘性土；B改性材料；C1供应用输送机；C2搬出输送机；C3添加输送机；1a粘性土供给装置；1b粘性土供给装置；2容纳体；3按压板；4转子；5框架；6铰链；7液压缸；8旋转轴(转子的旋转轴)；9支承体；10棒状切割器；11马达；21改性材料供给装置；22混合装置；23改性材料的供给源；24、25驱动轮；26～28刮刀；29供给装置；30壳体；31筒状部分；32尖头；33切口；34外墙；35旋转轴(混合装置的旋转轴)；36搅拌构件；49支承体。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是示出根据本发明的粘性土供给装置的一个实施例的图。图1(a)和1(b)所示的粘性土供给装置1A将从装置外部供给的粘性土A定量供给到供应用输送机C1上，包括上下开口且粘性土A从上侧被供给的容纳体2、形成容纳体2的内壁的一部分并围绕下端侧旋转以按压容器2中的粘性土A的转子4，以及随着旋转将容器2中的粘性土A的底部剪切到供应用输送机C1上的转子4。其中容纳体2由框架5支撑，并包括方圆柱形主体部分2a，导入部分2b，其使与主体部分2a的上部连续且相对的两个表面向外倾斜，以及转子容纳部分2C，该转子容纳部分2C连续于主体部分2a的下部。在本实施例中使用两个按压板3。每个按压板3分别设置在导入部分2b中的两个倾斜表面内，形成容纳体2的内壁的一部分，下端部通过铰链6可旋转地连接到容纳体2。此外，安装在框架5上的各个液压缸7连接在每个按压板3的背面，通过拉伸驱动液压缸7而向容纳体2的中心侧旋转，并且通过收缩驱动液压缸7而返回到原始位置。在容纳体2的导入部分2b中形成有开口，每个按压板3和液压缸7通过开口连接，并且当按压板3转动时，液压缸7的上部从开口向内进入。

如图1(c)所示，在本实施例中使用了两组转子4,各转子4包括以预定间隔布置在大致水平的旋转轴8的轴线上且与旋转轴8一起旋转的多个支承体9和以预定间隔布置在各支承体9的旋转方向上且架设在各支承体9之间的多个棒状切割器10。支承体9以1200度的间隔设置三个腿片，腿片的尖端支撑棒状切割器10。棒状切割器10在至少一侧具有切削刃，并且优选地具有扁平的横截面形状。在本实施例中，三个支承体9以等间距布置在旋转轴8的轴线上，并且三个棒状切割器10以等间距布置在各支承体9的旋转方向上。

两组转子4布置在同一水平面内，以使彼此的旋转轴8平行地横穿容纳体2的内部，并且由设置在容纳体2的外侧的马达11旋转驱动。此时，以使棒状切割器10在容纳体2的中心侧向下移动的方式，两组转子4相互反向旋转驱动，并且各棒状切割器10的相位被设定为交替进行粘性土a的剪切。供应输送机C1是带式输送机，几乎水平地安装在框架5内，并且由转子4切割的粘性土a被输送到下一步骤。

如图1(d)所示，根据本发明的粘性土供给装置例如可以使用具有盘状支撑件49的转子4。在这种情况下，多个切割器安装部分可以设置在支撑件49的外周部分上，并且可以选择性地使用这些切割器安装部分，从而可以任意地改变棒状切割器10的数量。

如图2中所示，在具有上述结构的粘性土供给装置1a中，使用电铲p将粘性土a输入到容纳体2中，投入容纳体2中的粘性土a随着自身重量逐渐下降，但在转子4停止的状态下，下降被转子4抑制。然后，粘性土供给装置1a通过旋转两组转子4，利用棒状切割器10依次切断粘性土a的底部，同时驱动供应用输送机C1，从而连续定量供给粘性土a用于下一步骤。此时，在粘性土供给装置1a中，由于转子4由多个支承体9和多个棒状切割器10构成，因此具有简单的结构，并且棒状切割器10在切割粘性土A时的电阻小，因此可以容易且可靠地切割粘性土A，并且转子4不担心会干扰粘性土A的下落。

如图2(a)所示，当上述粘性土a的切割进行时，容纳体2内的粘性土a逐渐下降时，，粘性土A的内部会产生空洞H，其上部会形成拱形残留。如图2(b)所示，在该粘性土供给装置1a中，通过各液压缸7使两块按压板3向收纳体中心侧旋转，压紧粘性土A，打破拱形部分，使粘性土A下降，从而能够稳定地继续通过转子4进行定量的剪切。另外，粘性土A中的空洞H的产生，可以通过观察粘性土A的上表面的位移来间接地检测，也可以在检测到空洞H的产生时使按压板3工作，但是，在继续定量供给的情况下，无论有无空洞H的产生，按压板3当然可以定期地工作。如图2(b)所示，在通过按压板3按压粘性土A结束之后，按压板3返回到其原始位置，使得粘性土A更容易投入到容纳体2中。如图2(c)所示可以通过观察粘性土A的上表面的位移来间接地检测，也可以在检测到空洞H的产生时使按压板3工作，但是，在继续定量供给的情况下，无论有无空洞H的产生，按压板3当然可以定期地工作。

图3是说明使用上述粘性土供给装置1a(或1b)的粘性土改质装置的一个实施例的图,是对从粘性土供给装置1a(或1b)定量供给的粘性土a进行改性的装置，具备向定量供给的粘性土A供给水泥或石灰等改性材料B的改性材料供给装置21、混合从供给用输送机C1投入的粘性土A和改性材料B的混合装置22、接收从混合装置22落下的粘性土a并输送到装置外部的搬出用输送机C2，改性材料供给装置2具备输送从供给源23定量供给的改性材料B的添加用输送机C3。

供应用输送机C1、搬出用输送机C2和添加用输送机C3都是带式输送机，它们的驱动轴彼此平行，布置成部分地上下重叠的状态。参考图3中的向右的输送输送机C2的输送方向，供应用输送机C1位于混合设备22的反输送方向的一侧(图3左侧)，添加输送机C3位于混合设备22的上侧和输送方向的一侧(图3右侧)。供给用输送机C1除了一端的驱动轮24a和另一端的从动轮24b之外，还在下侧设置第二从动轮24C，在两个从动轮24b和24C之间形成倾斜部分Ck。另外，添加用输送机C3除一端部的驱动轮25a和另一端部的从动轮25b外，还设置有与下侧的从动轮25C一对保持轮25d、25e，形成大致t形状，该添加用输送机C3的水平部Ch的一侧与混合装置22的上侧相对，垂直部Cv与混合装置22的另一侧相对。输出输送机C2位于供应输送机C1，添加输送机C3和混合设备22的下侧，并且输出侧延伸到设备外部。与此相对，在供给用输送机C1的下部和添加用输送机C3的水平部Ch处设置有刮板26、27，刮板26、27将混合装置2混合时附着的粘性土a刮到搬出用输送机C2上。如图所示，当另一输送机C4布置在搬出输送机C2的搬出侧时，刮刀28也可以设置在搬出输送机C2的下部。改性材料供应装置21包括添加用输送机C3，用于输送如上所述从供应源23定量供应的改性材料B；供给装置29，用于从添加用输送机C3向供应用输送机C1上的粘性土A供应改性材料B。添加用输送机C3的搬出侧的端部延伸到供应用输送机C1的上侧。

如图4所示，在每个输送机C1～C3和混合设备22的两侧，粘土改性装置设有外墙34，其中混合设备22位于由每个输送机C1～C3和外墙34包围的大致封闭空间中。此外，粘性土改性装置除上述结构外，还设有控制各输送机C1～C3、粘性土供给装置1a(或1b)、改性材料供给装置21和混合装置22的控制装置，可以根据需要任意设定驱动部分的动作和速度。

改性材料供应装置2通过供给装置29的尖头32左右切开输送中的粘性土A的至少上层部分，并通过管状部31定量地将改性材料B供应到切开的粘性土A之间。此外，通过管状部31两侧的粘性土A向内倾倒以锁定改性材料B。因此，可以可靠地将一定量的粘性土A和一定量的改性材料B投入到混合装置22中，同时防止改性材料B的飞散。在混合装置22中，旋转轴35在50～100rpm转速旋转，从供应输送机C1落下的粘性土A和改性材料B与垂直高速旋转的搅拌构件36碰撞，粘性土A和改性材料B精细地分散，使两者充分混合。在低旋转下，粘性土A容易附着到搅拌构件36上，并且随着粘性土A的固化，附着量增加，混合装置22的每个结构部分上的负载增加。因此，在粘性土改性装置中，通过将旋转轴35的旋转数设定为约50～100rpm，可以使粘性土A充分分散，以提高改性后的质量，并且使粘性土A不容易附着在搅拌构件36上，以防止混合装置22的过载。另外，旋转轴35的转速越高，粘性土A相对于搅拌构件36的粘附防止效果越好。然而，由于盲目高转速只需要电机的大型化和结构部件的增强，混合性能没有太大差异，因此最好将上限设定为约100rpm。

搅拌构件36是可沿旋转方向变形的构件，并且链可以作为其示例。在本实施例中，搅拌构件36在旋转轴35的圆周方向上以等间距设置在八个位置，在旋转轴35的轴线方向上以等间距设置在六个位置，共计四十八个。如上所述，通过使用可沿旋转方向变形的构件，搅拌构件36能够以鞭打的方式打击粘性土A和改性材料B，从而进一步提高两者的混合性能。通过使用链条，搅拌构件36具有能够以相对便宜的价格获得实现充分混合性能的结构的优点。另外，电动机设置在框架的上部，传动带缠绕在电动机和旋转轴之间，并且旋转轴和每个搅拌构件由电动机旋转驱动。

另外，在上述混合装置22中，当然含有改性材料B的粘性土A在混合时飞散，附着在其周围是不可避免的。此时，如果混合设备22仅被壳体覆盖，则附着在壳体内壁上的粘性土A随着固化而增大，因此，该装置中的粘性土A可能会丢失，并且固化的粘性土A可能与旋转的搅拌构件36发生干涉。在该粘性土改性装置中，供给用输送机C1和添加用输送机C3被布置成包围混合装置22的旋转圆周面，由于在两个输送机C1和C3上设置了刮板26、27，因此在混合装置22中飞散的粘性土A附着在供给用输送机C1和添加用输送机C3上，粘性土A可以通过刮板26、27刮落到搬出用输送机C2上，输送到装置外部。因此，通过用刮板26和27去除粘性土A的输送机输送面依次送入混合设备22，从而可以防止附着在供应用输送机C1和添加输送机C3上的粘性土A与搅拌构件36发生干涉，并且可以极大地减少设备中粘性土A的损失。

如图4所示，供给装置29包括壳体30，壳体30覆盖添加用输送机C3的搬出侧的端部并成为改性材料B的下落引导件；管状部31，其内部作为改性材料B的下落通道；以及从管状部31的下端部向供给用输送机C1的反输送方向延伸的尖头32。管状部31与壳体30的下端部连续，并且朝向供应输送机C1垂下，并且在输送机C1的上表面之间形成适当的间隙。此外，在管状部分31的下端，形成有切口33，用于使落下的改性材料B通过供应输送机C1的反输送侧。根据本实施例的混合设备2包括两组旋转轴35和搅拌构件3的结构，其中，各旋转轴35的轴线平行于各传送带C1至C3的驱动轴，并且混合设备22彼此以相反的方向被驱动旋转，使得粘性土A在其中之间向下移动。因此，上述供应输送机C1的倾斜部分Cs、添加输送机C3的水平部分Ck和垂直部分Cv布置成面对混合设备22的旋转圆周面。在本实施例中，尖头32具有三棱锥形状，并且在输送输送机C1的上表面之间形成适当的间隙，并且输送过程中的粘性土A的至少上层被分成左右部分，使其通过管状部31的两侧。另外，由于粘性土A具有高含水比，因此不会维持被尖头32切开的状态，而是在通过筒状部分31后向内侧倒下。

综上所述，使用上述实施例的粘性土供给装置1a(或1b)的粘性土改性装置，充分混合一定量的粘性土A和一定量的改性材料B，能够实现粘性土A的均匀改性，并且能够通过一个装置连续地进行从粘性土A的回收到改性后的粘性土A的输出的一连串工序。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，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，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种粘性土供给装置，用于将从装置外部供给的粘性土定量供给到供应用输送机上；其特征在于包括：上下开口且粘性土从上侧被供给的容纳体、形成容纳体的内壁的一部分并围绕下端侧旋转以按压容器中的粘性土的转子，以及随着旋转将容器中的粘性土的底部剪切到供应用输送机上的转子。

2.根据权利要求1所述的一种粘性土供给装置，其特征在于：所述容纳体由框架支撑，并包括方圆柱形主体部分、导入部分、以及转子容纳部分；

所述导入部分与主体部分的上部连续且相对的两个表面向外倾斜；所述转子容纳部分连接于主体部分的下部；

所述导入部分中的两个倾斜表面内安装有按压板，所述按压板形成导入部分的内壁的一部分，按压板的下端部通过铰链可旋转地连接到主体部分；所述按压板的背面通过液压缸连接至框架。

3.根据权利要求2所述的一种粘性土供给装置，其特征在于：所述转子为两组；各转子包括以预定间隔布置在旋转轴的轴线上且与旋转轴一起旋转的多个支承体，和以预定间隔布置在各支承体的旋转方向上且架设在各支承体之间的多个棒状切割器；

两组转子布置在同一水平面内，以使彼此的旋转轴平行地横穿容纳体的内部，并且由设置在容纳体的外侧的马达旋转驱动。

4.根据权利要求3所述的一种粘性土供给装置，其特征在于：所述支承体以120度的间隔设置三个腿片，腿片的尖端支撑棒状切割器；所述棒状切割器在至少一侧具有切削刃。

5.一种粘性土改质装置，其特征在于包括权利要求1-4中任一项所述的粘性土供给装置、向定量供给的粘性土供给改性材料的改性材料供给装置、混合从供给用输送机投入的粘性土和改性材料的混合装置、接收从混合装置落下的粘性土并输送到装置外部的搬出用输送机；

改性材料供给装置具备输送从供给源定量供给的改性材料的添加用输送机。

6.根据权利要求5所述的一种粘性土改质装置，其特征在于：所述供应用输送机、搬出用输送机和添加用输送机是带式输送机，它们的驱动轴彼此平行；其中供应用输送机位于混合设备的反输送方向的一侧，添加输送机位于混合设备的上侧和输送方向的一侧；

所述供给用输送机除了一端的驱动轮和另一端的从动轮之外，还在下侧设置第二从动轮，在两个从动轮和之间形成倾斜部分；

所述添加用输送机除一端部的驱动轮和另一端部的从动轮外，还设置有与下侧的从动轮一对保持轮；所述添加用输送机的水平部的一侧与混合装置的上侧相对，垂直部与混合装置的另一侧相对；

所述输出输送机位于供应输送机、添加输送机和混合设备的下侧，并且输出侧延伸到设备外部；所述供给用输送机的下部和添加用输送机的水平部设置有刮板。

7.根据权利要求6所述的一种粘性土改质装置，其特征在于：所述改性材料供应装置通过供给装置的尖头左右切开输送中的粘性土的至少上层部分，并通过圆柱形部分定量地将改性材料供应到切开的粘性土之间。

8.根据权利要求7所述的一种粘性土改质装置，其特征在于：所述供给装置包括壳体，管状部以及从管状部的下端部向供给用输送机的反输送方向延伸的尖头；

所述壳体覆盖添加用输送机的搬出侧的端部并成为改性材料的下落引导件；所述管状部的内部作为改性材料的下落通道；管状部与壳体的下端部连续，并且朝向供应输送机垂下，并且在输送机的上表面之间形成间隙。

9.根据权利要求8所述的一种粘性土改质装置，其特征在于：所述管状部分的下端形成有切口，用于使落下的改性材料通过供应输送机的反输送侧。

10.根据权利要求9所述的一种粘性土改质装置，其特征在于：所述混合设备包括两组旋转轴和搅拌构件；其中，各旋转轴的轴线平行于所述供应用输送机、搬出用输送机和添加用输送机驱动轴，并且两组旋转轴彼此以相反的方向被驱动旋转，使得粘性土在其中之间向下移动；

所述供应输送机的倾斜部分、添加输送机的水平部分和垂直部分布置成面对混合设备的旋转圆周面。

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