专利名称：高效水工型双卧轴混凝土搅拌机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于具有搅拌器的混凝土生产设备技术领域，具体涉及水利工程用双 卧轴强制式混凝土搅拌机。
技术背景双卧轴搅拌机的搅拌机构由两根搅拌轴组成，两根轴相向运转，通过固定在轴上 的搅拌叶片组的强制搅动，实现各种物料的混合。如附图图1所示，物料大部分集中在两根 轴的中间，是搅拌机的中央主搅拌区，该区是搅拌机内搅拌作用最强的区域。如附图2a和图2b所示，双卧轴搅拌机的叶片通常呈螺旋形排列，其中一根轴的叶 片将物料往前推，另一根轴的叶片将物料往后送，同时，两根轴的螺旋叶片前端，各布置有 反向叶片，用来阻止往前流动的物料挤推搅拌缸端板，同时将物料送往另一根轴，从而使物 料在整个搅拌缸内形成围合循环流，保证物料能够在整个搅拌缸内被拌勻。并且，两轴上螺 旋布置的搅拌叶片，推动物料的轴向流动分量和径向流动分量的方向是相反的，在中央搅 拌区，物料将产生高频次的逆流，物料内部发生强烈的搓揉和剪切运动，实现物料的快速拌 勻。如果以I、II表示轴的序号，以η表示叶片的序号，则图2b所示的In-IIlri或 In-IIn+1之间的物料运动就称为逆流。相互产生逆流的叶片到达中央搅拌区的次序有先后， 存在一个相位差，相位差太大，造成作用时间上的延迟，逆流作用的强度较弱；相位差太小， 甚至为零时，由于二者对物料的推动方向相反，将在周向形成一堵“墙”，料流的大循环被阻 断，搅拌质量恶化。单根轴上叶片排列有正排列和反排列两种。当逆着料流方向看，顺序排列的叶片 形成的螺旋方向与搅拌轴转向相同，称为正排列，如图2a和图2b中I轴；两者方向相反，则 为反排列，如图2a中II轴。从图2a和图2b可见，对于正排列，搅拌轴旋转60°，就能将物 料从一个叶片位置推到下一个叶片位置处，而对于反排列，搅拌轴需要旋转300°，才能将 物料推到下一个叶片处。显然，在搅拌时间、叶片数和单轴相位角一定的条件下，正排列要 比反排列推搅的快，物料获得的大循环次数更多。普通城建混凝土搅拌机的叶片一般采用交错排列的方式，如图1和图3a和图3b 所示。由于交错排列的叶片之间的间距较小，而水工混凝土的骨料粒径又很大，这样，在叶 片间就容易卡石头，引起石头破碎，影响实际混凝土级配，甚至发生搅拌臂断裂的事故，因 此，水工型双卧轴混凝土搅拌机两根搅拌轴上的叶片必须采用平行布置的方式，即正反平 行布置和正正平行布置。图2a和图2b所示即为一种正反平行布置方式，图中I轴为正排列，II轴为反排 列。显然，I轴侧的物料轴向流动速度是II轴侧的5倍，物料在整个搅拌缸内的大环流不 是很流畅，综合效果不理想。如图4a和图4b所示为一种连续正正平行布置方式，叶片在两根轴上均为正排列。 从图中可以看到，随着两搅拌轴旋转一周，轴I3-II2和I6-II5将同时到达中央搅拌区，即发生逆流的两相邻搅拌叶片相位差为“0”，两叶片间的物料在周向将被挤死，严重阻碍了物料 的大循环流动，搅拌效果非常不好。
发明内容本实用新型要解决的现有技术的上述的缺陷，提供一种具有总体逆流作用强烈、 搅拌质量高、物料的大循环流动流畅、搅拌轴磨损小的高效水工型双卧轴混凝土搅拌机的 叶片结构为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种高效水工型双卧轴混凝土搅拌机，包括料筒、两根平行设置于料筒内的搅拌 轴和与搅拌轴连接的搅拌叶片，相邻搅拌叶片沿搅拌轴的周向相互错开，其特征在于每根 搅拌轴上垂直设置有10支搅拌叶片，第一搅拌轴上的搅拌叶片与第二搅拌轴的安装形式 完全相同，安装方向相反即翻转180°后安装；第二搅拌轴的第1-6个搅拌叶片沿搅拌轴的轴向沿正向螺线形分布，第1-6搅拌 叶片间隔60°设置，从第7叶片向前调整120°，相位与第3叶片相同，第8-10为反向螺旋 叶片，其相位分别与第4、第1、第6叶片相位相同。作为本实用新型的一种改进，所述叶片端部辅助支臂用螺栓抱箍于搅拌轴上。搅 拌叶片径向位置可微调，可控制叶片外端与搅拌缸壁间的间隙。进一步，上述搅拌轴的横截 面为正六边形。与现有技术双卧轴混凝土搅拌机相比，本实用新型的有益效果在于(1)由于两根轴上叶片均采用正排列，根据前述分析，搅拌轴每旋转一周，物料将 顺轴向前进6个叶片距，因此搅拌效率很高，并且经过检验，其最小叶片间隙满足水工混凝 土最大骨料粒径150mm的要求。而且由两轴上叶片的相位关系可知，物料在叶片15-114和 17-116之间形成60°的相位差逆流，在叶片14-113、16-115、18-117之间形成180°的相 位差逆流，总体逆流作用强烈，搅拌质量高。(2)本实用新型第一搅拌轴在前端共布置了三个反叶片。反叶片13延后60°将 正向叶片14推送过来的料送往II轴，而正向叶片112延后13叶片60°将物料往前送，也就 是说，在此处随着搅拌轴每旋转60°，物料也前进一个叶片距，与正正排列的正向叶片相配 合，大循环效率非常高。而且叶片“和“分别落后112和113叶片60°相位角，即112和 113叶片刚把物料送出，叶片L和12就将堵到I轴前端的物料补过来了。因此物料在搅拌 缸内的大循环流是非常流畅的。(3)本实用新型搅拌叶片的布置是对称的，搅拌轴上由叶片的搅拌力形成的应力 大部分都互相抵消了，这对搅拌轴的刚性和强度非常有利，并提高了整机运行的平稳性。
图1为现有技术双卧轴搅拌机搅拌示意图；图2a和图2b为现有技术60°正反平行排列形式的搅拌叶片示意图，图2b是图 2a的侧向相位图；图3为现有技术60°交错排列形式的搅拌叶片示意图；图4a和图4b为60°正正平行连续螺旋排列形式的搅拌叶片示意图；图4b是图4a的侧向相位图；图5a和图5b为本实用新颖搅拌叶片排列形式的示意图，图5b是图5a的侧向相 位图；图6a和图6b为本实用新型应用实例结构示意图；图6a为图6b的侧向视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。叶片相位差合理，因此逆流频次越多、作用越强，搅拌效果就越好。但逆流是以不 破坏物料的大循环流动为前提的，比较完善的搅拌过程，物料位移必须由良好配合的轴向 大循环运动和轴间逆流运动来共同完成，双轴搅拌臂的布置应以此为依据。本实用新型高效叶片排列方式采用60°正正平行非连续螺旋排列方式，搅拌叶片 的排列顺序及其相位关系如图5所示。从图中第二搅拌轴可以看出，单根轴上有10个搅拌 叶片，前六个叶片，即第1 6叶片呈正向连续螺旋形排列，第7叶片向前调整120°，相位 与第3叶片相同，第8 10为反向叶片，其相位分别与第4、第1、第6叶片相位相同。如果 倒过来看，I轴的叶片排列方法与II轴的相同。由于两根轴上叶片均采用正排列，搅拌轴每旋转一周，物料将顺轴向前进6个叶 片距，因此搅拌效率很高，并且经过检验，其最小叶片间隙满足水工混凝土最大骨料粒径 150mm的要求。从图5a中可以看出，I轴的叶片15 I1Q和II轴的叶片 116呈连续正螺旋 排列，叶片14和117因发生干涉调整了 120°，构成非连续螺旋。分析两轴上叶片的相位关 系可知，物料在叶片15_114和17_116之间形成60°的相位差逆流，在叶片14_113、16_115、 18_117之间形成180°的相位差逆流，总体逆流作用强烈，搅拌质量高。由于水工混凝土的坍落度很低，流动性差，螺旋布置叶片推动物料前进，容易在前 端搅拌缸端板处挤死，因此，在前端共布置了三个反叶片。由图5b可见，反叶片13延后60° 将正向叶片14推送过来的料送往II轴，而正向叶片112延后13叶片60°将物料往前送，也 就是说，在此处随着搅拌轴每旋转60°，物料也前进一个叶片距，与正正排列的正向叶片相 配合，大循环效率非常高。从图中还可发现，叶片“和“分别落后112和113叶片60°相 位角，即112和113叶片刚把物料送出，叶片L和12就将堵到I轴前端的物料补过来了。综 上分析，物料在搅拌缸内的大循环流非常流畅的。从图5b的相位视图还可看出，其搅拌叶片的布置是对称的，搅拌轴上由叶片的搅 拌力形成的应力大部分都互相抵消了，这对搅拌轴的刚性和强度非常有利，并提高了整机 运行的平稳性。应用实例图6a和图6b为5m3大型双卧轴强制式混凝土搅拌机的搅拌叶片总成图，其叶片 排列方式与图5所示完全一致，即60°正正平行非连续螺旋排列。叶片组包括中间叶片组 合件(D_J)3、反向叶片组合件(A-C)4、正向端叶片组合件5(K)。搅拌轴6截面为六边形，搅 拌叶片组合件3、4、5和辅助支臂2用螺栓抱箍在搅拌轴上，搅拌叶片径向位置可微调，以控 制叶片外端与搅拌缸壁7间的间隙，搅拌护板1用来保护轴端密封。该搅拌臂及叶片排列方式适应拌制水工混凝土的要求，不仅能使物料顺着两根轴的方向形成流畅的大循环流，而且在两轴间可形成充分且合理的逆流运动，物料在搅拌缸 内始终呈现一种立体三维运动轨迹，在这种状态下，搅拌机将具有很好的搅拌效率和搅拌 质量。试验后表明，在搅拌水工常态混凝土和碾压混凝土时，其搅拌效率和搅拌质量均非常 优秀。 本实用新型并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替 代，仍属于本实用新型权利要求所要求保护的范围。
权利要求一种高效水工型双卧轴混凝土搅拌机，包括料筒、两根平行设置于料筒内的搅拌轴和与搅拌轴连接的搅拌叶片，相邻搅拌叶片沿搅拌轴的轴向相互错开，其特征在于每根搅拌轴上垂直设置有10支搅拌叶片，第一搅拌轴上的搅拌叶片与第二搅拌轴的安装形式完全相同，安装方向相反即翻转180°后安装；第二搅拌轴的第1-6个搅拌叶片沿搅拌轴的轴向沿正向螺线形分布，第1-6搅拌叶片间隔60°设置，从第7叶片向前调整120°，相位与第3叶片相同，第8-10为反向螺旋叶片，其相位分别与第4、第1、第6叶片相位相同。
2.如权利要求1所述高效水工型双卧轴混凝土搅拌机，其特征在于叶片端部设辅助支 臂以螺栓抱箍于搅拌轴上。
3.如权利要求1或2所述高效水工型双卧轴混凝土搅拌机，其特征在于，上述搅拌轴的 横截面为正六边形。
专利摘要一种高效水工型双卧轴混凝土搅拌机，属于混凝土搅拌设备技术领域，包括料筒、两根平行设置于料筒内的搅拌轴和与搅拌轴连接的搅拌叶片，相邻搅拌叶片沿搅拌轴的周向相互错开，每根搅拌轴上垂直设置有10支搅拌叶片，第一搅拌轴上的搅拌叶片与第二搅拌轴的安装形式完全相同，安装方向相反即翻转180°后安装；第二搅拌轴的第1-6个搅拌叶片沿搅拌轴的轴向沿正向螺线形分布，第1-6搅拌叶片间隔60°设置，从第7叶片向前调整120°，相位与第3叶片相同，第8-10为反向螺旋叶片，其相位分别与第4、第1、第6叶片相位相同。本实用新型能耗小、搅拌能力强特别适用水工混凝土的搅拌，能明显提高拌制水工混凝土的效率和质量。
文档编号B28C5/14GK201613593SQ20092029564
公开日2010年10月27日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者张俊, 徐晓立, 方勇, 王竹青, 蒋超, 陆学富 申请人:水利部杭州机械设计研究所;杭州江河机电装备工程有限公司