CN115069730B - 一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机及其筛分方法 - Google Patents

一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机及其筛分方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机及其筛分方法,包括机架,机架上固定有外壳体,外壳体内转动连接有破碎组件和研磨组件,破碎组件包括设置于机体上部的两层倾斜高强度衬板,研磨组件包括设置于机体下部的滚筒、变频电机和轴承,外壳体的上下侧分别设置有进料和出料传送带,出料传送带通过振动给料机对再生骨料进行筛分或继续研磨。该发明通过调整变频电机的转动频率,可以改变再生骨料进入研磨机的外作用力,从而实现再生骨料附着砂浆的去除、再生细骨料的制备、以及再生粗细骨料的筛分。在最佳转动频率下,通过该研磨机回转碰撞可得到粒型更好、强度更高的再生骨料,提高再生骨料的附加值,可用以生产品质更高的再生混凝土。

Description

一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机及其筛分方法
技术领域
本发明涉及混凝土再生骨料技术领域,具体涉及一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机及其筛分方法。
背景技术
从废弃建筑物中提取的再生骨料被认为是天然骨料的一种可行和可持续的替代品。再生混凝土是指将废弃的混凝土经过破碎、清洗、筛分等处理工序后,按一定比例与级配混合成的再生粗骨料全部或部分代替天然粗骨料构成的新型混凝土。再生混凝土可减少天然粗骨料的使用以及垃圾填埋场的数量和面积,有利于环境保护和经济发展。然而,与天然骨料相比,再生骨料的性能较差,主要原因是再生骨料表面存在附大量硬化的附着水泥砂浆,使得再生骨料出现孔隙率大、吸水性高等缺陷。去除再生骨料表面附着砂浆是发展再生混凝土技术的关键,但目前大多数再生骨料除浆技术尚未成熟,相关设备缺乏,导致再生骨料表面附着砂浆去除效果不佳,一定程度上影响到再生混凝土的推广与应用。
通过机械破碎设备获得了大量粒径大于4.75mm的再生粗骨料,但对于粒径小于4.75mm的再生细骨料利用率不高。因此,如何将再生骨料最大限度的回收利用是提高其综合利用率、附加值以及扩大其应用领域的关键技术所在。研究发现,目前已有除浆设备不具备精细筛分工艺,并且生产工艺粗糙,不能快速高效的同时生产高品质再生粗骨料和再生细骨料,经济效益低。
因此,亟需一种能更好的去除再生骨料表面的附着砂浆的研磨机和一套能精细高效筛分再生骨料的方法。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机及其筛分方法,提高了再生骨料附着砂浆的去除效率以及附加值,解决了上述背景技术中提到的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机,所述研磨机机架,所述机架上固定有外壳体,所述外壳体内转动连接有用于破碎废旧混凝土的破碎组件,所述外壳体内转动连接有用于研磨废旧混凝土的研磨组件;
所述外壳体的上侧设置有向所述破碎组件内侧输送废旧混凝土石粒的供料传送带Ⅰ,所述外壳体的下侧设置有向所述研磨组件内侧输出再生骨料的出料传送带,所述出料传送带与振动筛连接,所述振动筛与供料传送带Ⅱ连接,所述供料传送带Ⅱ上端与供料传送带Ⅰ中部连接;
所述的机架上设有竖直放置的滚筒,在滚筒的左下方设置有变频电机。
优选的,所述的破碎组件包括转动连接所述外壳体内侧的高强度衬板;所述研磨组件包括转动连接所述外壳体内侧的叶轮和轴承。
优选的,所述的外壳体包括同步转动的机体顶部、机体上部和机体下部,所述机体顶部与供料传送带Ⅰ连接,所述机体下部与出料传送带连接。
优选的,所述破碎组件的高强度衬板包括同步转动的上衬板和下衬板,所述高强度衬板与研磨组件连接处设置同步转动的吊盘和吊盘护圈,所述上衬板和下衬板通过螺栓固定在机体顶部;所述与研磨组件连接处设置同步转动的吊盘和吊盘护圈通过固定螺栓与机体上部连接。
优选的,所述研磨组件内侧的叶轮包括同步转动的叶轮上转盘和叶轮下转盘,所述叶轮上转盘和叶轮下转盘通过立板和锤座连接,所述立板外侧设置有叶轮冲击块,所述叶轮下转盘通过焊接与轮毂连接,所述轮毂与研磨组件中的轴承连接;
所述研磨组件内侧的轴承包括主轴,所述主轴通过梢栓与叶轮连接,所述主轴外侧设置有轴承定位筒和轴承筒,所述轴承定位筒的上下侧通过梢栓设置有挡油环,所述轴承筒上侧依次设置有轴承筒上端盖和轴承筒上密封盖,所述轴承筒下侧依次设置有轴承筒下端盖和轴承筒下密封盖,所述轴承筒下密封盖下侧设置有与主轴连接的主机带轮,所述主轴和主机带轮下侧设置有锁紧螺母。
优选的,所述的机体下部包括与轴承筒上下端两侧连接的轴承上定位盘和轴承下定位盘,所述机体下部两侧设置有连接架。
优选的,所述的供料传送带Ⅰ倾斜向上设置,所述供料传送带Ⅰ的一端位于进料口上方;所述出料传送带倾斜向上设置,所述出料传送带的一端位于振动筛的上方;所述供料传送带Ⅱ倾斜向上设置,所述供料传送带Ⅱ的一端位于振动筛的下方,所述供料传送带Ⅱ的另一端位于供料传送带Ⅰ的上方。
另外,为实现上述目的,本发明还提供如下技术方案:一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机的再生骨料精细筛分方法,包括以下步骤:
S1、预先给研磨机设定一个转动频率,并调整供料传送带Ⅰ、供料传送带ⅠⅠ的倾斜角度;
S2、原始再生骨料由供料传送带Ⅰ进入到研磨机,通过破碎组件的高强度衬板对再生骨料进行初次破碎,进入到研磨组件时再生骨料之间采用“石打石”的方式进行二次研磨;
S3、在重力的作用下,再生骨料随着滚筒旋转,直至经出料口排料至出料传送带,并将再生骨料传送至振动筛,经振动筛筛分,去除砂浆颗粒物和再生细骨料;
S4、振动筛将剩下的再生粗骨料通过供料传送带Ⅱ输送到供料传送带Ⅰ,再次运送到研磨机;
S5、重复步骤S2 - S4,进行三个循环;
S6、对研磨后的再生骨料进行压碎值、吸水率的测定,并观测整形后的再生骨料形状;
S7、依据步骤S6的测定结果,根据再生骨料的物理特点,调整变频电机转速ω和供料传送带的角度α,优化强化去浆介质数量及尺寸,直至达到预期除浆效果。
优选的,所述筛分后的再生细骨料的粒径小于4.75mm;所述再生粗骨料的粒径为4.75~20mm。
优选的,所述的调整变频电机转速ω的目的是使再生骨料的粒料获得一个外力,当外力介于粗骨料和结合面强度之间时,将会使粗骨料与结合面分离,从而产出较高品质的再生粗骨料;当外力高于粗骨料强度时,研磨机就成了制砂机,用于再生细骨料的生产。
本发明的有益效果是:本发明提供的研磨机,当该研磨机工作时,能通过供料传送带进入到研磨机的再生骨料,首先通过破碎组件的高强度衬板对再生骨料进行初次破碎,进入到研磨组件时再生骨料之间采用“石打石”的方式进行二次研磨,“破碎+研磨”的方式显著提高了附着砂浆去除效率,并达到最佳颗粒整形效果;
当该研磨机工作时,通过调整变频电机转速迫使粒料运动获得一定的初速度,给粒料一个外力。由于粗骨料的强度大于细骨料和结合面的强度,当外力介于粗骨料和结合面的强度时,将会使粗骨料与结合面分离,达到除浆目的,从而产出较高品质的再生粗骨料。使废弃混凝土产生选择性破碎的外力有一个区间,高于这个区间时,粗骨料也会被破坏,研磨机就成了制砂机;
当该研磨机工作时,振动筛既可以当作振动给料机给供料传送带输送再生骨料进行研磨,又可以对研磨后的再生骨料进行筛分,筛分后的再生骨料分为再生细骨料(0 -4.75)mm、再生粗骨料(4.75 - 20)mm,并通过料仓进行分类收集,从而提高再生骨料的综合利用率和附加值,实现开源节流的目的;
本发明通过调整变频电机的转动频率,可以改变再生骨料进入研磨机的外作用力,从而实现再生骨料附着砂浆的去除、再生细骨料的制备、以及再生粗细骨料的筛分。同时,在最佳转动频率下,通过该研磨机回转碰撞可得到粒型更好、强度更高的再生骨料,提高了再生骨料的附加值,并且可用以生产品质更高的再生混凝土。
附图说明
图1是本发明筛分方法的流程图;
图2是本发明筛分方法的整体结构示意图;
图3是研磨机的整体结构示意图;
图4是研磨机的内侧结构示意图;
图5是破碎组件的结构示意图;
图6是高强度衬板的结构示意图;
图7是研磨组件的结构示意图;
图8是研磨组件中滚筒的结构示意图;
图9是研磨组件中叶轮的结构示意图;
图10是研磨组件中轴承的结构示意图;
图中,1-支架;2-外壳体;21-机体顶部;22-机体上部;23-机体下部;231-轴承上定位盘;232-轴承下定位盘;233-连接架;3-破碎组件;31-高强度衬板;313-吊盘;314-吊盘护圈;4-研磨组件;41-叶轮;411-叶轮上转盘;412-叶轮下转盘;413-立板;414-锤座;415-叶轮冲击块;416-轮毂;42-轴承;421-主轴;4211-主机带轮;4212-锁紧螺母;422-轴承定位筒;423-轴承筒;424-挡油环;425-承筒上端盖;426-轴承筒上密封盖;427-轴承筒下端盖;428-轴承筒下密封盖;5-供料传送带Ⅰ;6-出料传送带;7-振动筛;8-供料传送带Ⅱ;9-滚筒;10-变频电机。
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。
请参阅图3-图10,本发明提供一种技术方案:一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机,所述研磨机包括机架1,外壳体2,外壳体2内转动连接有用于破碎废旧混凝土的破碎组件3以及用于研磨废旧混凝土的研磨组件4,外壳体2的上侧设置有供料传送带Ⅰ5,下侧设置有出料传送带6,出料传送带6与振动筛7连接,振动筛7与供料传送带Ⅱ8连接,用于供料或筛分再生细骨料。
所述破碎组件3包括转动连接所述外壳体2内侧的高强度衬板31,所述研磨组件4包括转动连接所述外壳体2内侧的叶轮41和轴承42。
进一步的,所述外壳体2包括同步转动的机体顶部21、机体上部22和机体下部23。破碎组件3的高强度衬板31包括同步转动的上衬板和下衬板,高强度衬板31与研磨组件4连接处设置同步转动的吊盘313和吊盘护圈314,上衬板和下衬板通过螺栓固定在机体顶部21,与研磨组件4连接处设置同步转动的吊盘313和吊盘护圈314通过固定螺栓与机体上部22连接。
进一步的,研磨组件4内侧的叶轮41包括同步转动的叶轮上转盘411和叶轮下转盘412,叶轮上转盘411和叶轮下转盘412通过立板413和锤座414连接,立板413外侧设置有叶轮冲击块415,叶轮下转盘412通过焊接与轮毂416连接,轮毂416与研磨组件4中的轴承42连接;轴承42包括主轴421,主轴421通过梢栓与叶轮41连接,主轴421外侧设置有轴承定位筒422和轴承筒423,轴承定位筒422的上下侧通过梢栓设置有挡油环424,轴承筒上侧依次设置有轴承筒上端盖425和轴承筒上密封盖426,轴承筒下侧依次设置有轴承筒下端盖427和轴承筒下密封盖428,轴承筒下密封盖428下侧设置有与主轴421连接的主机带轮4211,主轴421和主机带轮4211下侧设置有锁紧螺母4212。
所述机体下部23包括与轴承筒423上下端两侧连接的轴承上定位盘231和轴承下定位盘232,所述机体下部23两侧设置有连接架233,所述连接架233通过锥形法兰设置有电机架,所述电机架上侧与电机滑板连接,所述电机架和电机滑板固定在机架1上。
进一步的:供料传送带Ⅰ5倾斜向上设置,其一端位于进料口上方,出料传送带6倾斜向上设置,其一端位于振动筛7的上方,供料传送带Ⅱ8倾斜向上设置,其一端位于振动筛7的下方、另一端位于供料传送带Ⅰ5的上方,设置合适的倾斜角度,避免再生骨料在传输过程中造成浪费。
进一步的,在机架1上设有竖直放置的滚筒9是去除附着砂浆的核心部件,在滚筒9的左下方设置有变频电机10(根据再生骨料物理特点调整合适转速),供料传送带Ⅰ5的倾斜角度、进料量、电机转速等决定附着砂浆去除效率的关键因素。
工作原理:通过供料传送带Ⅰ5进入到研磨机的再生骨料,首先通过破碎组件3的高强度衬板31对再生骨料进行初次破碎,进入到研磨组件4时再生骨料之间采用“石打石”的方式进行二次研磨,二次研磨提高了附着砂浆去除效率,以达到最佳颗粒整形效果。
研磨后的再生骨料输送到振动筛7,既可以当作振动给料机给供料传送带Ⅱ8输送再生骨料进行研磨,又可以对研磨后的再生骨料进行筛分,筛分后的再生骨料分为再生细骨料(0-4.75)mm、再生粗骨料(4.75-20)mm,并通过料仓进行分类收集。通过调整研磨机转速,使得粒料获得一个外力,当外力介于粗骨料和结合面强度之间时,将会使粗骨料与结合面分离,从而产出较高品质的再生粗骨料;当外力高于粗骨料强度时,研磨机就成了制砂机,用于再生细骨料的生产。
实施例
一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机的再生骨料精细筛分方法,如图1和图2所示,是筛分方法的具体流程,包括以下步骤:
S1、预先给研磨机设定一个转动频率,并调整供料传送带供料传送带Ⅰ5、供料传送带Ⅱ8的倾斜角度;
S2、原始再生骨料由供料传送带Ⅰ5进入到研磨机,通过破碎组件3的高强度衬板31对再生骨料进行初次破碎,进入到研磨组件4时再生骨料之间采用“石打石”的方式进行二次研磨;
S3、在重力的作用下,再生骨料随着滚筒旋转,直至经出料口排料至出料传送带6,并将再生骨料传送至振动筛7,经振动筛筛分,去除砂浆颗粒物和再生细骨料;
S4、振动筛将剩下的再生粗骨料通过供料传送带Ⅱ8输送到供料传送带Ⅰ5,再次运送到研磨机;
S5、重复步骤S2 - S4,进行三个循环;
S6、对研磨后的再生骨料进行压碎值、吸水率的测定,并观测整形后的再生骨料形状;
S7、依据步骤S6的测定结果,根据再生骨料的物理特点,调整变频电机转速ω和供料传送带的角度α,优化强化去浆介质数量及尺寸,直至达到预期除浆效果。
进一步的,所述筛分后的再生细骨料的粒径小于4.75mm;所述再生粗骨料的粒径为4.75~20mm。
在最优转速下进行高品质再生粗骨料的生产,相对天然骨料,每立方米再生骨料混凝土造价节约120 - 150元,粒径大于4.75mm的再生骨料可直接用于再生混凝土浇筑。
在高于最优转速下进行再生细骨料的生产,粒径小于4.75mm的骨料可再次粉碎制成砂粒,应用道路基层或底基层修筑,提高了再生骨料的附加值,最终达到废旧混凝土的全部再生利用。
对本发明步骤S5中获得的再生骨料进行压碎值、吸水率测试,以获得电机最佳除浆频率,结果如表1所示,同时,为对比证明本发明的技术效果,对卸除衬板只有研磨组件强化后的再生骨料也进行了压碎值、吸水率测试,结果如表2所示。
表1不同转动频率下“破碎+研磨”方式再生骨料的压碎值与吸水率
频率/赫兹 压碎值/% 吸水率/%
0 14.85 6.52
10 11.50 5.36
12 11.56 5.17
13 10.22 4.41
14 10.99 4.46
15 10.92 4.62
17 11.79 4.98
18 11.11 5.21
表2不同转动频率下单一研磨方式再生骨料的压碎值与吸水率
频率/赫兹 压碎值/% 吸水率/%
0 14.85 6.52
10 14.30 6.33
12 13.68 6.21
13 12.35 5.61
14 11.75 5.22
15 11.63 4.92
17 12.08 5.37
18 12.06 5.35
如表1所示:当电机转动频率为13赫兹时,研磨机的除浆效果最佳,此时,相较于未经研磨的再生骨料,压碎值降低了30.97%,吸水率降低了32.36%。
如表2所示:再生骨料在只有研磨组件单一强化方式时,当电机转动频率为15赫兹时,研磨机的除浆效果最佳,此时,相较于未经研磨的再生骨料,压碎值降低了21.68%,吸水率降低了24.54%。通过表1和表2对比,可知“破碎+研磨”方式比传统单一研磨方式对再生骨料的品质提升效果更优,且具有节能的作用。
当本发明研磨机工作时,通过供料传送带进入到研磨机的再生骨料,首先通过破碎组件的高强度衬板对再生骨料进行初次破碎,进入到研磨组件时再生骨料之间采用“石打石”的方式进行二次研磨,“破碎+研磨”的方式显著提高了附着砂浆去除效率,并达到最佳颗粒整形效果。
当本发明研磨机工作时,通过调整变频电机转速迫使粒料运动获得一定的初速度,给粒料一个外力。由于粗骨料的强度大于细骨料和结合面的强度,当外力介于粗骨料和结合面的强度时,将会使粗骨料与结合面分离,达到除浆目的,从而产出较高品质的再生粗骨料。使废弃混凝土产生选择性破碎的外力有一个区间,高于这个区间时,粗骨料也会被破坏,研磨机就成了制砂机。
当本发明研磨机工作时,振动筛既可以当作振动给料机给供料传送带输送再生骨料进行研磨,又可以对研磨后的再生骨料进行筛分,筛分后的再生骨料分为再生细骨料(0- 4.75)mm、再生粗骨料(4.75 - 20)mm,并通过料仓进行分类收集,从而提高再生骨料的综合利用率和附加值,实现开源节流的目的。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机,其特征在于,研磨机机架(1),所述机架(1)上固定有外壳体(2),所述外壳体(2)内转动连接有用于破碎废旧混凝土的破碎组件(3),所述外壳体(2)内转动连接有用于研磨废旧混凝土的研磨组件(4);
所述外壳体(2)的上侧设置有向所述破碎组件(3)内侧输送废旧混凝土石粒的供料传送带Ⅰ(5),所述外壳体(2)的下侧设置有向所述研磨组件(4)内侧输出再生骨料的出料传送带(6),所述出料传送带(6)与振动筛(7)连接,所述振动筛(7)与供料传送带Ⅱ(8)连接,所述供料传送带Ⅱ(8)上端与供料传送带Ⅰ(5)中部连接;
所述的机架(1)上设有竖直放置的滚筒(9),在滚筒的左下方设置有变频电机(10);
所述的破碎组件(3)包括转动连接所述外壳体(2)内侧的高强度衬板(31);所述研磨组件(4)包括转动连接所述外壳体(2)内侧的叶轮(41)和轴承(42);
所述破碎组件(3)的高强度衬板(31)包括同步转动的上衬板和下衬板,所述高强度衬板(31)与研磨组件(4)连接处设置同步转动的吊盘(313)和吊盘护圈(314),所述上衬板和下衬板通过螺栓固定在机体顶部(21);所述与研磨组件(4)连接处设置同步转动的吊盘(313)和吊盘护圈(314)通过固定螺栓与机体上部(22)连接;
所述的供料传送带Ⅰ(5)倾斜向上设置,所述供料传送带Ⅰ(5)的一端位于进料口上方;所述出料传送带(6)倾斜向上设置,所述出料传送带(6)的一端位于振动筛(7)的上方;所述供料传送带Ⅱ(8)倾斜向上设置,所述供料传送带Ⅱ(8)的一端位于振动筛(7)的下方,所述供料传送带Ⅱ(8)的另一端位于供料传送带Ⅰ(5)的上方;
所述的外壳体(2)包括同步转动的机体顶部(21)、机体上部(22)和机体下部(23),所述机体顶部(21)与供料传送带Ⅰ(5)连接,所述机体下部(23)与出料传送带(6)连接;
所述研磨组件(4)内侧的叶轮(41)包括同步转动的叶轮上转盘(411)和叶轮下转盘(412),所述叶轮上转盘(411)和叶轮下转盘(412)通过立板(413)和锤座(414)连接,所述立板(413)外侧设置有叶轮冲击块(415),所述叶轮下转盘(412)通过焊接与轮毂(416)连接,所述轮毂(416)与研磨组件(4)中的轴承(42)连接;
所述研磨组件(4)内侧的轴承(42)包括主轴(421),所述主轴(421)通过梢栓与叶轮(41)连接,所述主轴(421)外侧设置有轴承定位筒(422)和轴承筒(423),所述轴承定位筒(422)的上下侧通过梢栓设置有挡油环(424),所述轴承筒上侧依次设置有轴承筒上端盖(425)和轴承筒上密封盖(426),所述轴承筒下侧依次设置有轴承筒下端盖(427)和轴承筒下密封盖(428),所述轴承筒下密封盖(428)下侧设置有与主轴(421)连接的主机带轮(4211),所述主轴(421)和主机带轮(4211)下侧设置有锁紧螺母(4212);
所述用于再生骨料附着砂浆去除的研磨机的再生骨料精细筛分方法,包括以下步骤:
S1、预先给研磨机设定一个转动频率,并调整供料传送带Ⅰ(5)、供料传送带Ⅱ(8)的倾斜角度;
S2、原始再生骨料由供料传送带Ⅰ(5)进入到研磨机,通过破碎组件(3)的高强度衬板(31)对再生骨料进行初次破碎,进入到研磨组件(4)时再生骨料之间采用“石打石”的方式进行二次研磨;
S3、在重力的作用下,再生骨料随着滚筒旋转,直至经出料口排料至出料传送带(6),并将再生骨料传送至振动筛(7),经振动筛筛分,去除砂浆颗粒物和再生细骨料;
S4、振动筛将剩下的再生粗骨料通过供料传送带Ⅱ(8)输送到供料传送带Ⅰ(5),再次运送到研磨机;
S5、重复步骤S2 - S4,进行三个循环;
S6、对研磨后的再生骨料进行压碎值、吸水率的测定,并观测整形后的再生骨料形状;
S7、依据步骤S6的测定结果,根据再生骨料的物理特点,调整变频电机转速ω和供料传送带的角度α,优化强化去浆介质数量及尺寸,直至达到预期除浆效果;
筛分后的所述再生细骨料的粒径小于4.75mm;所述再生粗骨料的粒径为4.75~20mm;
所述机体下部(23)包括与轴承筒(423)上下端两侧连接的轴承上定位盘(231)和轴承下定位盘(232),所述机体下部(23)两侧设置有连接架(233);
所述调整变频电机转速ω的目的是使再生骨料的粒料获得一个外力,当外力介于粗骨料和结合面强度之间时,将会使粗骨料与结合面分离,从而产出较高品质的再生粗骨料;当外力高于粗骨料强度时,研磨机就成了制砂机,用于再生细骨料的生产。
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