CN218933085U - 一种多维搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种多维搅拌装置。包括支架；动力箱，其上端通过升降机构与所述支架顶部连接，动力箱内设有旋转动力单元，旋转动力单元分别通过传动组件将旋转动力传输至同轴布置的内杆和/或外管；所述内杆一端与所述传动组件连接，另一端穿过一齿轮箱与所述齿轮箱内的锥齿轮副连接，锥齿轮副中的两个被动锥齿轮上分别连接有搅拌轴，两根搅拌轴呈夹角设置；外管同轴套接在所述内杆的外部，外管的一端与所述传动组件连接，外管另一端与所述齿轮箱固定连接；喷浆管，连接在所述外管外部。本实用新型能够形成多维回转搅拌切土，土体搅拌更均匀。隔离墙施工时候，得到等厚的连续搅拌隔离墙体，节约了施工设备投入成本，节约施工造价。

Description

一种多维搅拌装置

技术领域

本实用新型涉及环境工程技术领域，具体公开了一种多维搅拌装置。

背景技术

污染土原位修复就是针对场地污染性质，有针对性对污染场地注入化学药剂同时进行充分搅拌，达到化学药剂处理污染土的目的。 污染土修复施工专用搅拌设备很少，特别是原位修复搅拌设备，目前市场上使用的几乎都是利用软土地基处理设备的搅拌桩机进行的。常规的搅拌桩机主要是根据软土地基处理目的要求设计的，如图5和图6所示，垂直搅拌轴下端设置几组搅拌翼，搅拌翼呈水平状态，搅拌轴边下沉边带动搅拌翼旋转搅拌，搅拌轴垂直向下移动，带动搅拌翼水平回转切割搅拌。空间形式上，每个搅拌翼呈螺旋状态运动，由搅拌翼回转搅拌形成的螺旋面很容易造成高压喷射浆液沿着整个面向上移动而溢出地面形成化学药剂的浪费，从而也造成搅拌混合不均匀。软土地基搅拌桩施工也是如此。常规搅拌桩施工工地基本都会产生这种水泥浆大量溢出地面的现象。

另外，无论是污染土修复还是很多建筑行业的软土地基处理都涉及到在施工范围边缘先施工一定深度和厚度的防水隔离墙。常规的手段很多是用搅拌桩施工工艺将一个个搭接相连的搅拌桩组成一个搅拌隔离墙体（见图示4），这种搭接的隔离墙最窄的位置是搭接位置，理论上防水隔离效果和隔离墙厚度成正比，隔离墙厚度越大防水效果越好，所以在防水设计的时候，技术人员只能以搭接处宽度作为隔离墙厚度来计算防水效果，这样就会造成宽出部分墙体多余防水材料的浪费。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提出一种多维搅拌装置，该搅拌装置的两根搅拌轴呈一定夹角，搅拌轴上的搅拌翼在搅拌下沉时形成不了螺旋面，且搅拌轴在各自轴向上自传带动搅拌翼回转切土，同时内杆搅拌轴围绕中垂线轴做公转运动，从而形成多维回转搅拌切土，使得土体搅拌更均匀。能够做到在施工隔离墙时候，快速得到等厚的连续搅拌隔离墙体，大大节约了施工设备投入成本，节约施工造价。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多维搅拌装置，包括：

支架；

动力箱，其上端通过升降机构与所述支架顶部连接，动力箱内设有旋转动力单元，所述旋转动力单元通过传动组件将旋转动力分别传输至同轴布置的内杆和/或外管；

所述内杆一端与所述传动组件连接，另一端穿过一齿轮箱与所述齿轮箱内的锥齿轮副传动连接，所述锥齿轮副包括一个主动锥齿轮和两个被动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述内杆连接，两个所述被动锥齿轮对称连接在主动锥齿轮两侧，每个所述被动锥齿轮上连接有一个搅拌轴，每个搅拌轴上均连接有搅拌翼，两根搅拌轴的轴线呈夹角设置；

所述外管同轴套接在所述内杆的外部，外管的一端与所述传动组件连接，外管另一端与所述齿轮箱固定连接；

喷浆管，连接在所述外管外部，所述齿轮箱的底部设有与所述喷浆管连通设置的喷浆口；

所述传动组件为齿轮传动组件，包括：

外管动力传动轴，其通过第一齿轮传动副与第一马达的输出轴连接；

内杆动力传动轴，其通过第二齿轮传动副与第二马达的输出轴连接；

所述内杆动力传动轴的一端通过内杆对接法兰与所述内杆同轴连接，所述外管动力传动轴的一端通过外管对接法兰与所述外管同轴连接；

位于齿轮箱两侧的搅拌轴向下倾斜布置，夹角范围在大于90度小于180度；

或者，位于齿轮箱两侧的搅拌轴向上倾斜布置，夹角范围在大于180度小于360度；

喷浆管顶部设置回转密封联通喷浆头，喷浆头连接泵。

所述支架包括竖向立架部分和固定在所述竖向立架部分顶部一侧的横架部分，所述横架部分的底部通过所述升降机构与所述动力箱连接；

还包括导向部件，所述导向部件用于当升降机构带动所述动力箱以及搅拌轴整体上下移动时对所述动力箱进行导向，包括：

支撑杆，其一端与所述动力箱外壁固定连接，另一端与所述竖向立架部分滑动连接；

所述竖向立架部分上设有供所述支撑杆滑动的竖向滑槽。

所述升降机构包括：

钢丝绳驱动单元，其固定在所述支架底部一侧；

第一定滑轮，其固定在所述支架的底部；

第二定滑轮，其固定在所述支架顶部，并且位于所述第一定滑轮的正上方；

第三定滑轮，其固定在所述支架顶部，并且位于所述动力箱的正上方；

动滑轮，固定在所述动力箱的顶部；

钢丝绳一端与钢丝绳驱动单元连接，另一端依次绕过所述第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、动滑轮后与第三定滑轮的轮架连接。

所述支架为挖机臂前端，挖机臂的上下动作作为多维搅拌装置的升降运动。

所述喷浆管为多通道喷浆管，与之相适应的喷浆口为多通道喷浆口。

齿轮箱内两侧搅拌轴分别为一组平行的两根搅拌轴组成，每组两根搅拌轴转动方向相反，搅拌轴上的搅拌翼间隔交叉分布。

内杆穿过齿轮箱体，在穿出长度范围内设置搅拌翼。

有益效果：

第一．本实用新型两个搅拌轴呈夹角设置，而不是完全水平设置，既起到水平搅拌更均匀特征，又消除搅拌死角问题。两根搅拌轴呈一定夹角，这样两个搅拌轴最靠近齿轮箱位置的搅拌翼在回转搅拌时候形成的回转圆可以最大程度的靠近，使呈矩形的搅拌投影面范围得以充分搅拌。常规搅拌轴都是垂直的，搅拌轴上的搅拌翼是水平的，在边喷浆搅拌边下沉搅拌轴的情况下每个搅拌翼都会形成螺旋状的搅拌软弱面，喷出的浆液很大部分会沿着这个软弱面溢出地面形成浪费（见图5、6）。本实用新型就是打破常规的搅拌方式，将搅拌轴设置成卧式，无论是是搅拌均匀性还是控制浆液上冒功能上和常规搅拌方式相比都是质的飞跃。为什么左右两根搅拌轴不是完全水平设置而要成一个夹角呢，因为中部齿轮箱占据一定的空间，如果搅拌轴水平设置，搅拌翼垂直于搅拌轴，两根搅拌轴的搅拌范围永远搅拌不到齿轮箱下部位置，当两根搅拌轴呈一定夹角设置时，左右两根搅拌轴上的搅拌翼也呈一定夹角，最相邻的两个搅拌翼在齿轮箱下方就会形成相交，从而会将齿轮箱下方的土体充分搅拌（见图8、图9）。

第二．本实用新型搅拌装置在外管不转，搅拌体投影面是矩形的时候施工的隔离搅拌是等厚的，避免了现有搅拌装置以圆形交叉搭接处宽度作为隔离墙厚度来计算防水效果，造成宽出部分墙体多余防水材料的浪费，大大节约了施工成本。一般意义的搅拌防渗墙都具有一定深度和厚度，墙体的防渗性能与厚度有很大的关系。常规的搅拌防渗墙都是有一个个圆柱状搅拌桩搭接形成的，设计计算抗渗效果只计算搭接宽度，很大部分墙体不参与计算而形成浪费。固化材料的浪费和搅拌动力浪费。本技术形成的搅拌防渗墙是等厚度的，大大节约了施工成本。

第三．本实用新型搅拌装置在原位修复时，外管和内杆同时转动，所有搅拌翼做全方位的喷浆转动搅拌，形成多维搅拌，相比原来的搅拌翼水平回转切割搅拌装置来说具有搅拌更加均匀。我们来分析搅拌轴上搅拌翼每个点的切割搅拌运动轨迹就会很容易理解这个效果。搅拌轴上搅拌翼的各个点在围绕搅拌轴回转切割搅拌同时，在外管的转动带动下同时还在围绕外管做回转运动，自传加公转形成多维切土搅拌。所以搅拌均匀性就有了质的提高。

第四．本实用新型内杆穿出齿轮箱一定长度，并在穿出长度范围内设置搅拌翼，内杆转动带动搅拌翼切土搅拌，使得箱体下方土体充分搅拌，另外，齿轮箱体下方土体的搅拌松动，齿轮箱下沉阻力降低使得整个下沉搅拌施工难度大大降低，可以达到的施工深度更深。

第五.当齿轮箱两侧搅拌轴分别为一组平行的两根转轴，且相互转动方向相反，两组搅拌轴上的搅拌翼相互交叉设置，转轴上的各自搅拌翼分别做切土搅拌，交叉设置的搅拌翼搅拌范围扩展至相对搅拌轴搅拌翼搅拌范围，且搅拌方向相反，不但使搅拌土体搅拌更均匀，其反向搅拌还能完全阻止了粘土包裹搅拌轴上的搅拌翼而失去搅拌功能现象的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型多维搅拌装置实施例1中搅拌轴向下倾斜布置的结构示意图；

图2为本实用新型多维搅拌装置实施例1中搅拌轴向上倾斜布置的结构示意图；

图3为本实用新型多维搅拌装置整体结构示意图；

图4为利用本实用新型搅拌装置进行连续搅拌墙施工步骤图；

图5为现有搅拌桩施工工艺将一个个搭接相连的搅拌桩组成一个搅拌隔离墙体的结构示意图；

图6为常规的搅拌桩机中搅拌装置的结构示意图；

图7为常规的搅拌桩机中搅拌装置搅拌翼回转搅拌形成的螺旋面；

图8为本实用新型多维搅拌装置的工作示意图；

图9为本实用新型多维搅拌装置搅拌投影面（大圆）范围；

图10为本实用新型实施例2的结构示意图；

图11为本实用新型实施例3齿轮箱两侧搅拌轴分别一组平行且转动方向相反转轴示意图；

图12为本实用新型实施例4内杆穿过整个齿轮箱一定长度，并在超出长度位置设置搅拌翼示意图；

图13为齿轮箱两侧平行搅拌轴上搅拌翼间隔交叉设置俯视示意图；

图 14为动力箱内部结构示意图；

图中：1齿轮箱，2主动锥齿轮，3第一被动锥齿轮，4第二被动锥齿轮，5内杆，6外管，7喷浆管，8喷浆口，9第一搅拌轴，10第二搅拌轴，11搅拌翼，12竖向立架部分，13支撑杆，14钢丝绳，15动力箱，16齿轮箱两侧搅拌轴夹角，17外管动力马达，18内杆动力马达，19外管动力传动轴，20内杆动力传动轴，2内杆被动传动齿轮，22外管被动传动齿轮，23外管主动传动齿轮，24内杆主动传动齿轮，25动力箱中间轴承支板，26内杆传动轴，27外管传动轴，28内杆对接法兰，29外管对接法兰，30动力箱外壳。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

实施例1

如图1~2所示，一种多维搅拌装置，包括：

支架；

动力箱，其上端通过升降机构与所述支架顶部连接，动力箱内设有旋转动力单元，所述旋转动力单元通过传动组件将旋转动力分别传输至同轴布置的内杆和/或外管；

所述内杆一端与所述传动组件连接，另一端穿过一齿轮箱与所述齿轮箱内的锥齿轮副传动连接，所述锥齿轮副包括一个主动锥齿轮和两个被动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述内杆连接，每个所述被动锥齿轮上连接有一个搅拌轴，每个搅拌轴上均连接有搅拌翼，两根搅拌轴呈夹角设置；

位于齿轮箱两侧的搅拌轴向下倾斜布置，夹角范围在大于90度小于180度；

或者，位于齿轮箱两侧的搅拌轴向上倾斜布置，夹角范围在大于180度小于360度。

所述外管同轴套接在所述内杆的外部，外管的一端与所述传动组件连接，外管另一端与所述齿轮箱固定连接；

喷浆管，连接在所述外管外部，所述齿轮箱的底部设有与所述喷浆管连通设置的喷浆口。

作为实施例1的优选技术方案，所述支架包括竖向立架部分和固定在所述竖向立架部分顶部一侧的横架部分，所述横架部分的底部通过所述升降机构与所述动力箱连接；

还包括导向部件，所述导向部件用于当升降机构带动所述动力箱以及搅拌轴整体上下移动时对所述动力箱进行导向，包括：

支撑杆，其一端与所述动力箱外壁固定连接，另一端与所述竖向立架部分滑动连接；

所述竖向立架部分上设有供所述支撑杆滑动的竖向滑槽。

所述升降机构包括：

钢丝绳驱动单元，其固定在所述支架底部一侧；

第一定滑轮，其固定在所述支架的底部；

第二定滑轮，其固定在所述支架顶部，并且位于所述第一定滑轮的正上方；

第三定滑轮，其固定在所述支架顶部，并且位于所述动力箱的正上方；

动滑轮，固定在所述动力箱的顶部；

钢丝绳一端与钢丝绳驱动单元连接，另一端依次绕过所述第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、动滑轮后与第三定滑轮的轮架连接。

喷浆管顶部设置常规的回转密封联通喷浆头，喷浆头连接泵。

实施例2

如图10所示，实施例2与实施例1的区别在于，所述支架为挖机臂前端，旋转动力单元有挖机自身动力驱动，挖机臂的上下动作作为多维搅拌装置的升降运动。

实施例3

如图11和图13所示，齿轮箱内两侧搅拌轴分别为一组平行的两根搅拌轴组成，每组两根搅拌轴转动方向相反，搅拌轴上的搅拌翼间隔交叉分布。交叉设置的搅拌翼搅拌范围扩展至相对搅拌轴搅拌翼搅拌范围，且搅拌方向相反，不但使搅拌土体搅拌更均匀，其反向搅拌还能完全阻止了粘土包裹搅拌轴上的搅拌翼而失去搅拌功能现象的有益效果。

实施例4

如图12所示，内杆穿过齿轮箱体，在穿出长度范围内设置搅拌翼，本实施例内杆穿出齿轮箱一定长度，并在穿出长度范围内设置搅拌翼，内杆转动带动搅拌翼切土搅拌，使得箱体下方土体充分搅拌，另外，齿轮箱体下方土体的搅拌松动，齿轮箱下沉阻力降低使得整个下沉搅拌施工难度大大降低，可以达到的施工深度更深。

本实用新型一种多维搅拌装置进行污染土修复施工的方法，

外管6在传动动力作用下带动主动锥齿轮2转动，主动锥齿轮2转动带动第一被动锥齿轮3和第二被动锥齿轮4转动，第一被动锥齿轮3和第二被动锥齿轮4分别带动第一搅拌轴9和第二搅拌轴10转动，第一搅拌轴9和第二搅拌轴10分别驱动各自上面设置的搅拌翼11转动，实现对污染土的搅拌，搅拌同时，化学药剂或固化剂沿着喷浆管7从喷浆口8喷出，同时外管6在转动动力驱动下转动带动整个搅拌器转动，从而实现多维搅拌，搅拌器自升降机构控制下自上而下搅拌。

如图4所示，连续搅拌墙施工步骤图，外管6不转，搅拌器搅拌同时在升降机构控制下自上而下喷浆搅拌，其搅拌范围投影面是一个矩形，完成一个矩形面积自上而下的喷浆搅拌，向矩形长轴方向移动小于矩形长度距离再进行下一个回次的搅拌喷浆施工，以此类推往复往下进行，就形成一个一定宽度和深度的搅拌墙体，这就完成了连续搅拌墙的施工，污染土修复施工前往往要先在施工场地四周进行这种搅拌墙施工，搅拌墙施工形成一种场地内和场地外相隔离的一个墙体，整个墙体是一个相对密封的隔离墙，避免污染物外泄。

场地内的地下水或一些化学物质在隔离墙的阻断下不至于跑出场地以外。搅拌隔离墙施工后再进行场地内的污染土修复搅拌。

本实用新型多维搅拌装置即方法可以在污染土修复项目中做到一机多用，另外由于搅拌方式的新颖性，也可以用在软土地基处理领域。

Claims (7)

1.一种多维搅拌装置，其特征在于，包括：

支架；

动力箱，其上端通过升降机构与所述支架顶部连接，动力箱内设有旋转动力单元，所述旋转动力单元通过传动组件将旋转动力分别传输至同轴布置的内杆和/或外管；

所述内杆一端与所述传动组件连接，另一端穿过一齿轮箱与所述齿轮箱内的锥齿轮副传动连接，所述锥齿轮副包括一个主动锥齿轮和两个被动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述内杆连接，两个所述被动锥齿轮对称连接在主动锥齿轮两侧，每个所述被动锥齿轮上连接有一个搅拌轴，每个搅拌轴上均连接有搅拌翼，两根搅拌轴的轴线呈夹角设置；

所述外管同轴套接在所述内杆的外部，外管的一端与所述传动组件连接，外管另一端与所述齿轮箱固定连接；

喷浆管，连接在所述外管外部，所述齿轮箱的底部设有与所述喷浆管连通设置的喷浆口；

所述传动组件为齿轮传动组件，包括：

外管动力传动轴，其通过第一齿轮传动副与第一马达的输出轴连接；

内杆动力传动轴，其通过第二齿轮传动副与第二马达的输出轴连接；

所述内杆动力传动轴的一端通过内杆对接法兰与所述内杆同轴连接，所述外管动力传动轴的一端通过外管对接法兰与所述外管同轴连接；

位于齿轮箱两侧的搅拌轴向下倾斜布置，夹角范围在大于90度小于180度；

或者，位于齿轮箱两侧的搅拌轴向上倾斜布置，夹角范围在大于180度小于360度；

喷浆管顶部设置回转密封联通喷浆头，喷浆头连接泵。

2.根据权利要求1所述的多维搅拌装置，其特征在于，所述支架包括竖向立架部分和固定在所述竖向立架部分顶部一侧的横架部分，所述横架部分的底部通过所述升降机构与所述动力箱连接；

还包括导向部件，所述导向部件用于当升降机构带动所述动力箱以及搅拌轴整体上下移动时对所述动力箱进行导向，包括：

支撑杆，其一端与所述动力箱外壁固定连接，另一端与所述竖向立架部分滑动连接；

所述竖向立架部分上设有供所述支撑杆滑动的竖向滑槽。

3.根据权利要求1所述的多维搅拌装置，其特征在于，所述升降机构包括：

钢丝绳驱动单元，其固定在所述支架底部一侧；

第一定滑轮，其固定在所述支架的底部；

第二定滑轮，其固定在所述支架顶部，并且位于所述第一定滑轮的正上方；

第三定滑轮，其固定在所述支架顶部，并且位于所述动力箱的正上方；

动滑轮，固定在所述动力箱的顶部；

钢丝绳一端与钢丝绳驱动单元连接，另一端依次绕过所述第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、动滑轮后与第三定滑轮的轮架连接。

4.根据权利要求1所述的多维搅拌装置，其特征在于，所述支架为挖机臂前端，挖机臂的上下动作作为多维搅拌装置的升降运动。

5.根据权利要求1所述的多维搅拌装置，其特征在于，所述喷浆管为多通道喷浆管，与之相适应的喷浆口为多通道喷浆口。

6.根据权利要求1所述的多维搅拌装置，其特征在于，齿轮箱内两侧搅拌轴分别为一组平行的两根搅拌轴组成，每组两根搅拌轴转动方向相反，搅拌轴上的搅拌翼间隔交叉分布。

7.根据权利要求1所述的多维搅拌装置，其特征在于，内杆穿过齿轮箱体，在穿出长度范围内设置搅拌翼。

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