一种搅拌系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种搅拌系统，包括一级搅拌装置，一级搅拌装置包括搅拌桶；搅拌桶高度方向上自上往下分为下灰区、对流混合区、上水区；下灰区的顶部具有下灰口；对流混合区具有出浆口；上水区具有进水口；进水口处于搅拌桶低端的侧壁上；在搅拌桶内，还设置有多组搅拌翅，多组搅拌翅的转轴同轴；其中处于最上部一组搅拌翅为正螺旋，其余组搅拌翅为反螺旋；其中，正螺旋搅拌翅处于下灰区，反螺旋搅拌翅处于上水区。与现有技术相比，通过在搅拌桶内设计正螺旋和反螺旋，二者之间形成对流混合区，转动过程中，正螺旋搅拌翅加速水泥灰下沉，反螺旋搅拌翅加速上水速度，减少大颗粒沉积，并在出浆口附近形成强对流混合区。
【专利说明】
一种搅拌系统
技术领域
[0001]本发明涉及矿业注浆技术领域，具体来说是用于制造水泥浆液的搅拌系统。
【背景技术】
[0002 ]配套一级搅拌主要针对小流量、低比重和注浆持续时间短的注浆工程。
[0003] 配套一级搅拌在制浆过程中当浆液比重达到1.24时(水灰比2.5:1 )，出现一级"搅 拌池"堵塞、漫灰与搅拌不均匀等问题，无法满足工程对浆液配比要求；另在长时间连续注 入低比重浆液后出现离心栗叶轮堵塞、上水不畅等问题，达不到连续高强度注浆要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中离心栗叶轮堵塞、上水不畅等缺陷，提供一 种搅拌系统来解决上述问题。
[0005] 本发明通过以下技术方案来实现上述技术目的：
[0006] -种搅拌系统，包括一级搅拌装置、二级搅拌装置;所述一级搅拌装置通过管道与 所述二级搅拌装置连接;所述一级搅拌装置包括搅拌桶;所述搅拌桶高度方向上自上往下 分为下灰区、对流混合区、上水区；所述下灰区的顶部具有下灰口；所述对流混合区具有出 浆口；所述上水区具有进水口；所述进水口处于所述搅拌桶低端的侧壁上；在所述搅拌桶 内，还设置有多组搅拌翅，所述多组搅拌翅的转轴同轴;其中处于最上部一组搅拌翅为正螺 旋，其余组搅拌翅为反螺旋;其中，所述正螺旋搅拌翅处于所述下灰区，所述反螺旋搅拌翅 处于所述上水区。
[0007] 优选的，所述下灰口在远离所述出浆口的一侧顶部。
[0008] 优选的，所述进水口水柱喷射方向与反螺旋搅拌翅的运动方向一致。
[0009] 优选的，所述出浆口包括内口和外口；所述内口开设在所述搅拌桶的侧壁上;在所 述内口的外部固定有连接装置;所述外口开设在所述连接装置上。
[0010] 优选的，所述外口高于所述内口。
[0011]优选的，7义泥颗粒在静水体中沉降速度:￥1=((03-0)8(12)/184 = 〇.〇〇3(111/8);
[0012] 其中：Ps为水泥灰密度，单位为Kg/m3;P为水密度，单位为Kg/m3;g为重力加速度，单 位为m/s 2;d为比重多97%水泥粒径，单位为ηι;μ为水的动力粘滞系数，单位为Pa · s;
[0013] 所述上水区断面上水速度V2取为別，即：V2 =別=(3600 X r2 X 3 · 14)，r为搅 拌桶半径，V脉为自动进水量25m3/h;当n=l时，r = 0.8m;当n = 2时，r = 0.6m;当n = 3时，r = 0.5m〇
[0014] 优选的，n = 2。
[0015] 优选的，所述搅拌桶高度为115cm;所述搅拌桶内液面高度为95cm;其中下灰区 15cm、对流混合区20cm、上水区60cm;所述内口上沿距所述搅拌桶上口沿35cm。
[0016] 优选的，所述正螺旋和与其相邻的反螺旋之间形成所述对流混合区。
[0017] 本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0018] 通过在搅拌桶内设计正螺旋和反螺旋，二者之间形成对流混合区，转动过程中，正 螺旋搅拌翅加速水泥灰下沉，反螺旋搅拌翅加速上水速度，减少大颗粒沉积，并在出浆口附 近形成强对流混合区；
[0019] 高位的出浆口，避免了浆液在管道内沉淀，最终堵塞管道；
[0020] 由于进水口水柱喷射方向与反螺旋搅拌翅的运动方向一致，利用水流喷射速度， 激起底部沉积颗粒物；
[0021] 根据计算，将搅拌桶的半径设计为0.6m，不仅能够满足现在施工需求，实验表明， 注浆过程中未出现漫灰、堵塞以及搅拌不均匀等现象，工程进展顺利；
[0022] 本发明提供的15cm的下灰区、20cm的对流混合区、65cm的上水区，使得搅拌装置结 构精致，工作效率高，维护便捷；
[0023] 连接装置的设计，使出浆口的内、外口连通，并且外口高于内口一定高度，是确保 下灰区的存在;否则，灰直接通过出浆孔涌出。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明一种搅拌系统中一级搅拌装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的 实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
[0026] -种自动制浆系统，包括一级搅拌装置、二级搅拌装置（图中未示出）；一级搅拌装 置与二级搅拌装置通过管道1连接。
[0027] -级搅拌装置，包括搅拌桶2;搅拌桶2高度方向上自上往下分为下灰区21、对流混 合区22、上水区23;下灰区21的顶部具有下灰口 211;对流混合区22具有出浆口 221;上水区 23具有进水口 231;在搅拌桶2内，还设置有多组搅拌翅，多组搅拌翅的转轴同轴。其中处于 最上部一组搅拌翅为正螺旋，其余组搅拌翅为反螺旋。其中，正螺旋搅拌翅处于下灰区21， 反螺旋搅拌翅处于上水区23。
[0028] 本发明提供的自动制浆系统，其中一级搅拌装置的出浆口 221高于二级搅拌装置 的进奖口。
[0029]本发明提供的以及搅拌装置，总共设置了三组搅拌翅，最上面一组为正螺旋搅拌 翅24,下面两组为反螺旋搅拌翅25。在正螺旋搅拌翅24和与其相邻的反螺旋搅拌翅25之间 形成一个对流混合区22,目的在进入二级搅拌装置前基本搅拌均匀。
[0030]本发明提供的一级搅拌装置，下灰口 211在远离出浆口 221的一侧顶部，便于水泥 灰与水充分混合搅拌。进水口 231处于搅拌桶2的底端侧壁，其水柱喷射方向与反螺旋搅拌 翅25的运动方向一致，利用水流喷射速度，激起底部沉积颗粒物。
[0031 ] 本发明提供的出浆口 221包括内口 2211和外口 2212;内口 2211开设在搅拌桶2的侧 壁上;在内口2211的外部固定有连接装置2213;外口 2212开设在连接装置2213上。外口2212 高于内口 2211，且外口 2212的下沿与下灰区21等高，即与搅拌桶2内的液面等高，便于浆液 从外口 2212流出，保证搅拌桶2内的液面高度。水泥浆经搅拌后，从内口 2211溢流进入连接 装置2213，经过连接装置2213对其速度的消减，使水泥浆从外口 2212匀速流入二级搅拌系 统。更重要的是，连接装置2213的设计，使出浆口的内、外口连通，并且外口高于内口一定高 度，是确保下灰区的存在;否则，灰直接通过出浆孔涌出。
[0032]根据斯托克斯公式，水泥颗粒假设为球形，水泥颗粒在静水体中沉降速度：
[0033] Vi= ((ps-p)gd2)/18y = 0.003(m/s)；
[0034]其中：ps为水泥灰密度，单位为Kg/m3;P为水密度，单位为Kg/m 3;g为重力加速度，单 位为m/s2;d为比重彡97%水泥粒径，单位为ηι;μ为水的动力粘滞系数，单位为Pa · s;
[0035] 为防治水泥颗粒在搅拌桶2底部发生大量沉积，影响正常注浆，上水区23断面上水 速度V2取为nVi，即：V2 = 1^ = (3600 X r2 X 3.14)，r为搅拌桶2半径，为自动进水量 25m3/h;当n = 1时，r = 0 · 8m;当n = 2时，r = 0 · 6m;当n = 3时，r = 0 · 5m〇
[0036] 经过多次实验后，当n = 2时，r = 0.6，即搅拌桶2的半径为0.6m时，能够满足现场工 作要求。
[0037] 为了使搅拌效果更好，本发明提供的搅拌桶2高度为115cm;桶内液面高度为95cm， 其中，内口2211距搅拌桶2上口沿35cm，用作下灰区21，即下灰区21高15cm，正螺旋搅拌翅24 将水泥灰向下输送。对流混合区22高20cm，为正螺旋搅拌翅24和与其相邻的反螺旋搅拌翅 25之间的区域。上水区23高65cm。正螺旋搅拌翅24加速水泥灰下沉，反螺旋搅拌翅25加速上 水速度，减少大颗粒沉积，并在出浆口附近形成强对流混合区，使水和水泥灰在对流混合区 22充分混合。
[0038] -级搅拌装置的现场试验，现场为了增大上水速度以减少水泥颗粒沉积，通过增 大搅拌电机功率、搅拌翅宽度以及减小进水口 231尺寸来实现的，现场测试数据显示，如表1 所示，新一级搅拌满足生产要求。
[0039] 表1:现场取样测试数值与设计值对照表
[0041] 通过重新设计的一级搅拌现场已注入浆量11400m3,其中比重1.2的浆量3600m3,比 重1.3的浆量5100m3,比重1.4及以上浆量2700m3,注浆过程中未出现漫灰、堵塞以及搅拌不 均匀等现象，工程进展顺利。
[0042]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
【主权项】
1. 一种搅拌系统，包括一级搅拌装置、二级搅拌装置;所述一级搅拌装置通过管道与所 述二级搅拌装置连接;其特征在于:所述一级搅拌装置包括搅拌桶;所述搅拌桶高度方向上 自上往下分为下灰区、对流混合区、上水区；所述下灰区的顶部具有下灰口；所述对流混合 区具有出浆口；所述上水区具有进水口；所述进水口处于所述搅拌桶低端的侧壁上;在所述 搅拌桶内，还设置有多组搅拌翅，所述多组搅拌翅的转轴同轴;其中处于最上部一组搅拌翅 为正螺旋，其余组搅拌翅为反螺旋;其中，所述正螺旋搅拌翅处于所述下灰区，所述反螺旋 搅拌翅处于所述上水区。2. 根据权利要求1所述的一种搅拌系统，其特征在于:所述下灰口在远离所述出浆口的 一侧顶部。3. 根据权利要求1所述的一种搅拌系统，其特征在于:所述进水口水柱喷射方向与反螺 旋搅拌翅的运动方向一致。4. 根据权利要求1所述的一种搅拌系统，其特征在于:所述出浆口包括内口和外口；所 述内口开设在所述搅拌桶的侧壁上;在所述内口的外部固定有连接装置;所述外口开设在 所述连接装置上。5. 根据权利要求4所述的一种搅拌系统，其特征在于:所述外口高于所述内口。6. 根据权利要求1所述的一种搅拌系统，其特征在于:水泥颗粒在静水体中沉降速度:Vi = ((ps-p)gd2)/18y = 0.003(m/s)； 其中：ps为水泥灰密度，单位为Kg/m3; P为水密度，单位为Kg/m3; g为重力加速度，单位为 m/s2;d为比重彡97%水泥粒径，单位为ηι;μ为水的动力粘滞系数，单位为Pa · s; 所述上水区断面上水速度￥2取为1^1，即:￥2 = 1^1 = ￥聽+(3600\￥\3.14)^为搅拌桶 半径，Va*为自动进水量25m3/h;当n = 1时，r = 0.8m;当n = 2时，r = 0.6m;当n = 3时，r = 0.5m〇7. 根据权利要求6所述的一种搅拌系统，其特征在于:η = 2。8. 根据权利要求4所述的一种搅拌系统，其特征在于:所述搅拌桶高度为115cm;所述搅 拌桶内液面高度为95cm;其中下灰区15cm、对流混合区20cm、上水区60cm;所述内口上沿距 所述搅拌桶上口沿35cm〇9. 根据权利要求1所述的一种搅拌系统，其特征在于:所述正螺旋和与其相邻的反螺旋 之间形成所述对流混合区。
【文档编号】B28C5/00GK106079070SQ201610422689
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日 公开号201610422689.6, CN 106079070 A, CN 106079070A, CN 201610422689, CN-A-106079070, CN106079070 A, CN106079070A, CN201610422689, CN201610422689.6
【发明人】李友俊, 程志忠, 石德洲, 苏明金
【申请人】淮南矿业(集团)有限责任公司