一种电场水混凝土的搅拌装置的制作方法

本实用新型属于混凝土搅拌领域，具体涉及一种电场水混凝土的搅拌装置。

背景技术：

混凝土是建设工程中应用非常广泛的一种建筑材料，提高混凝土的强度，耐久性等综合性能可节约资源和提高经济性。目前传统的搅拌装置在搅拌过程中所加入的水均为普通水，由于普通水的活性较低，在搅拌过程中水化反应较慢且不彻底，经常会发生水泥结团现象，阻碍水化反应的进行，致使最后生成的混凝土均匀性较差，微观结构缺陷较多，强度较低，耐久性、抗冻性、耐腐蚀性等性能较差。为提高混凝土的强度，改善其性能，往往需要增加水泥用量以降低水灰比，或加入添加剂，如：高效减水剂、复合外加剂、矿物质超细粉等。这些添加剂虽然能提高混凝土的质量，但是也有很多负面影响，比如：加入减水剂造成坍塌度损失问题。通过掺加外加剂和矿物质超细粉的方法来实现混凝土的高性能和节省水泥的同时，增加了材料费用，且操作繁杂，很难做到快速均匀搅拌，并且不易控制，甚至还会降低混凝土性能，引起质量事故。除此之外添加剂多为化学制剂，在生产的过程中可能产生污染环境的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种电场水混凝土的搅拌装置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种电场水混凝土的搅拌装置，包括搅拌桶，依次设置在搅拌桶顶部的搅拌机上盖和进料口，以及设置在搅拌桶底部的出料口；其中，

搅拌机上盖上还设置有用于为搅拌桶提供高频电场活化水的高频电场活化水发生器；

搅拌桶的外侧壁上设置有电动机，电动机的输出轴与水平设置在搅拌桶内的搅拌轴相连，搅拌轴上设置有若干搅拌臂，且每个搅拌臂的伸出端均设置有搅拌叶片。

本实用新型进一步的改进在于，搅拌桶的外侧还设置有用于支撑混凝土搅拌装置的搅拌机承重腿。

本实用新型进一步的改进在于，出料口处设置有出料门，搅拌桶的外侧还设置有用于控制出料口处的出料门开关的出料门控制机构。

本实用新型进一步的改进在于，搅拌桶内平行设置有两个搅拌轴，每个搅拌轴上均设置有若干搅拌臂，且每个搅拌臂的伸出端均设置有搅拌叶片，搅拌桶的外侧壁上设置有两个电动机，两个电动机分别通过皮带轮和带轮带动两个搅拌轴转动。

本实用新型进一步的改进在于，两个搅拌轴上的搅拌臂相互交错布置。

本实用新型进一步的改进在于，高频电场活化水发生器包括具有中空腔体的本体，本体的外侧设置有高频信号发生器以及缠绕有绕线，高频信号发生器的两端分别连接绕线的两端，本体上还设置有进水口和出水口，出水口与布置在搅拌机上盖上的活化水流通管路相连通，活化水流通管路上间隔设置有若干朝向搅拌桶内的活化水喷头。

本实用新型进一步的改进在于，高频信号发生器的本体在垂直方向或者水平方向上设置在搅拌机上盖上，且进水口的位置低于出水口的位置。

本实用新型进一步的改进在于，还包括与进水口相连通的水泵，以及用于控制水泵工作的延时开关。

本实用新型进一步的改进在于，高频信号发生器包括依次连接的整流电路、信号调理电路以及开关与驱动控制电路，开关与驱动控制电路上设置有高频电场信号输出端和高频电缆线接入端，高频电场信号输出端和高频电缆线接入端分别与连接绕线的两端。

本实用新型进一步的改进在于，整流电路包括变压器B，二极管D1、D2、 D3、D4、D5，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7，熔断器BX，电源芯片IC1、电阻R1和发光二极管LED；信号调理电路包括电感L1和电容C8；开关与驱动控制电路包括晶振JA，反相器IC2、IC3、IC4，电阻R2、R3、R4、R5、R6，电容C9、C10、C11、C12，电感L2和开关管T；

其中，变压器B一端与电容C1一端、二极管D1负极、二极管D2正极和电容C2一端相连，变压器B另一端与电容C3一端、二极管D3正极、二极管 D4负极和电容C4一端相连，电容C1另一端、二极管D1正极、二极管D3负极和电容C3另一端与电容C5负极、电容C6负极、电容C7负极、电容C8一端、电阻R5一端、电容C9负极、电阻R4一端、电阻R6一端、电容C11一端和高频电缆线接入端相连；

电容C2另一端、二极管D2负极、二极管D4正极和电容C4另一端与熔断器BX一端相连，熔断器BX另一端与电容C5正极、电源芯片IC1一端、二极管D5负极和电阻R1一端相连，电阻R1另一端与发光二极管LED正极相连，发光二极管LED负极接地，二极管D5正极与电源芯片IC1另一端、电容C6 正极、电容C7正极和电感L1一端相连，电源芯片IC1接地端接地，电感L1 另一端与电容C8另一端和电感L2一端相连；

电阻R5另一端与电容C10一端、电阻R2一端和反相器IC2输入端相连，电容C10另一端与电阻R3一端和电阻R4另一端相连，电阻R2另一端与反相器IC2输出端、电容C9正极和晶振JA一端相连，晶振JA另一端与电阻R3另一端和反相器IC3输入端相连，反相器IC3输出端与反相器IC4输入端相连，反相器IC4输出端与开关管T基极相连，开关管T射极与电感L2的另一端相连，开关管T集极与电阻R6另一端和电容C11另一端相连，电感L2引出端与电容 C12一端相连，电容C12另一端与高频电场信号输出端相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1、利用高频电场活化水进行混凝土的拌和，活化水的活性较高，水泥水化反应过程较快且很彻底，节约混凝土的生产制备周期、提高了混凝土搅拌装置的生产率，可以减少混凝土的微观结构缺陷，增强混凝土的强度，改善混凝土的性能，节约混凝土的生产成本。

2、采用延时开关电路控制水泵的运转，从而达到控制加水量的目的，减免了人工加水的体力工作负担，并且水量的控制精准即时；

3、由于高频电场水处理器、水泵以搅拌装置为基础安装在一起，整个装置结构较为紧凑，空间需求较小；

4、高频电场水处理器为整体式结构，它包括高频电场信号发生器、高频信号传输线以及水处理器三个部分，这三个部分安装在一起，结构紧凑，内部线路受外界电磁干扰小且不易损坏，可靠性高；

5、绕线电极式高频电场水处理器内部电场能量分布均匀，对水的活化处理效果也就较为均匀，生产制备的高频电场活化水的性质均匀稳定，因而利用其拌和的混凝土的性能较为优良。

综上所述，本实用新型可以有效的改善混凝土的均匀性，使其微观结构缺陷变少，强度提升，耐久性、抗冻性、耐腐蚀性等性能也相应的提高，同时也使搅拌设备的生产率得以提高。通过相关实验表明，高频活化水与普通水相比，可使水泥石强度提高11.7％。并且高频活化水与水泥反应的水化热大，可水泥水化反应更充分。且高频活化水活性好，渗透力强，经高频活化水拌和的砂浆增大了流动性，改善了粘聚性，增强了抗压强度。与添加剂相比，高频活化水拌和混凝土后，混凝土材料塌落度显著改善，混凝土的强度、耐久性等综合性能得以明显地提高和改善；用高频活化水拌和混凝土不需要添加任何化学物质，不像添加其他添加剂那样会出现搅拌不均匀的现象；而且高频活化水只是改变水的性质，使水分子团变小，因此不会对环境产生污染，具有安全环保的特点。采用高频电场处理水装置不仅可以降低成本，而且水的参数可以合理控制，将其安装在混凝土搅拌机上，在有效提高混凝土强度的同时，能够提高生产率，便于推广。

附图说明

图1高频电场活化水发生器的结构示意图；

图2高频电场活化水发生器的电路原理图；

图3加水控制电路原理图；

图4基于高频电场活化水拌和的混凝土搅拌装置的主视图；

图5基于高频电场活化水拌和的混凝土搅拌装置的俯视图；

图6搅拌机上盖的仰视图；

图7搅拌机上盖的左视图。

图中：1-1—进水口；1-2—法兰盘连接孔；1-3—高频信号发生器；1-4—绕线；1-5—出水口；1-6—法兰盘；

2-1—高频电场信号输出端；2-2—高频电缆线接入端；2-3—整流电路；2-4—信号调理电路；2-5—开关与驱动控制电路；

3-1—延时开关；3-2—水泵；

4-1—搅拌桶；4-2—出料门控制机构；4-3—高频电场活化水发生器；4-4—连接螺栓；4-5—进料口；4-6—活化水流通管路；4-7—搅拌机上盖；4-8—皮带轮；4-9—带轮；4-10—搅拌机承重腿；4-11—出料口；4-12—搅拌臂；4-13—搅拌轴；4-14—电动机；

6-1—搅拌机上盖水管法兰盘；6-2—活化水喷头；

7-1—搅拌机上盖与水管处的连接螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种电场水混凝土的搅拌装置，其中，高频电场活化水发生器4-3中的高频信号发生器1-3产生高频电场信号，经内部的高频信号传输线将信号加在高频电场活化水发生器4-3中的绕线1-4上，普通水流经高频电场活化水发生器，在高频电场的作用下，即被处理为高频电场活化水。高频电场活化水发生器4-3的内部管道通路由虚线表示，当高频电场活化水发生器4-3竖直放置时，水流方向为由进水口1-1进水，出水口1-5出水，这样可以使得普通水被高频电场充分活化。高频电场活化水发生器4-3的两端设计有带法兰盘连接孔1-2的法兰盘1-6，每个法兰盘1-6上有6个法兰盘连接孔1-2，便于高频电场活化水发生器4-3的安装。高频电场活化水发生器4-3部分采用的是绕线电极式，在本体外壁上使用一定数量的漆包线紧密缠绕形成螺线管。高频电场信号的频率范围为10到100MHz，电压为220V。水被活化时，水流是从一端进入，经过处理腔后从另一端流出。水流经高频电场活化水发生器4-3时，由于受到高频电场的作用，高频电场的频率和大的水分子团簇的固有频率相等或接近时，产生共振现象，大的水分子团簇裂解为单个水分子或较小的水分子团簇，从而使得水的活性得以提高。

如图2所示，本实用新型的高频电场活化水发生器4-3采用单管开关型高频器，高频信号发生器1-3由整流电路2-3、信号调理电路2-4以及开关与驱动控制电路2-5组成。整流电路2-3由变压器B与二极管D1、D2、D3、D4、D5电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7熔断器BX，电源芯片IC1、电阻R1和发光二极管LED组成。变压器B的作用是将高压交流电降为低压交流电，经过由二极管D1、D2、D3、D4，电容C1、C2、C3、C4组成的整流电路将交流电转化为直流电，同时，由于电容与各个二极管并联，起到了滤除高频杂波干扰的作用，防止后端的高频信号对整流过程产生影响。熔断器BX对直流过程起到了保护作用，电源芯片IC2将低压直流电再次降压并稳压，电容C5、C6、C7起到了滤除电源芯片输入输出信号的杂波的作用。

信号调理电路2-4由电感L1与电容C8组成，用于滤除高频杂波，同时电感可以起到续流的作用，电容可以支撑节点处的电压。

开关与驱动控制电路2-5由晶振JA，反相器IC2、IC3、IC4，电阻R2、R3、 R4、R5、R6，电容C9、C10、C11、C12，电感(自耦变压器)L2、开关管T 组成。从图上可以看到，当晶振正常工作时，会产生正负变化的信号，当左端信号为正右端信号为负时，电阻R2、R3、R4、R5构成回路，电容C9，C10起到隔离高频信号的作用，此时开关管T关断。同时当左端信号为负右端信号为正时，开关信号经过反相器IC3与IC4从而使得开关管T开通。开关管T的漏极端接有由R6与C11构成的RC电路可以用来吸收高频尖峰电流，电感L2与电容C12可以起到稳定输出信号电压电流，减小电压电流尖峰的作用。同时，由于电感L2的引出端的端点处在L2内部的某一点处，因此能达到自耦变压器的功能。

具体来说，变压器B一端与电容C1一端、二极管D1负极、二极管D2正极和电容C2一端相连，变压器B另一端与电容C3一端、二极管D3正极、二极管D4负极和电容C4一端相连，电容C1另一端、二极管D1正极、二极管 D3负极和电容C3另一端与电容C5负极、电容C6负极、电容C7负极、电容 C8一端、电阻R5一端、电容C9负极、电阻R4一端、电阻R6一端、电容C11 一端和高频电缆线接入端2-2相连；电容C2另一端、二极管D2负极、二极管 D4正极和电容C4另一端与熔断器BX一端相连，熔断器BX另一端与电容C5 正极、电源芯片IC1一端、二极管D5负极和电阻R1一端相连，电阻R1另一端与发光二极管LED正极相连，发光二极管LED负极接地，二极管D5正极与电源芯片IC1另一端、电容C6正极、电容C7正极和电感L1一端相连，电源芯片IC1接地端接地，电感L1另一端与电容C8另一端和电感L2一端相连；电阻R5另一端与电容C10一端、电阻R2一端和反相器IC2输入端相连，电容 C10另一端与电阻R3一端和电阻R4另一端相连，电阻R2另一端与反相器IC2 输出端、电容C9正极和晶振JA一端相连，晶振JA另一端与电阻R3另一端和反相器IC3输入端相连，反相器IC3输出端与反相器IC4输入端相连，反相器 IC4输出端与开关管T基极(B端)相连，开关管T射极(A端)与电感L2的另一端相连，开关管T集极(C端)与电阻R6另一端和电容C11另一端相连，电感L2引出端与电容C12一端相连，电容C12另一端与高频电场信号输出端 2-1相连。

如图3所示，搅拌装置加水控制电路是由延时开关3-1来实现的。延时开关 3-1与水泵3-2串联，根据混凝土的配合比以及搅拌机的公称容量可得出搅拌所需水的质量m，则延时开关所需设定的延时断开时间t即为：

上式中，t—延时开关所需设定的延时断开时间；m—搅拌所需的水的质量；ρ—水的密度；q—水泵正常工作时的流量。

如图4和5所示，高频电场活化水发生器4-3由法兰盘1-6及连接螺栓4-4 竖直固接在搅拌机上方，如图示位置，这样放置只要求进水口1-1在下侧、出水口1-5在上侧，所以方便安装及调整进水口与出水口之间的夹角以适应不同的搅拌机的外形结构。此外进水口1-1在下侧、出水口1-5在上侧的安装方式有利于普通水被更充分的活化；高频电场活化水发生器4-3启动后，由高频信号发生器 1-3发出高频的电场信号，激发出高频电场活化水发生器4-3中的高频电场，而后由水泵3-2输送的普通水到进水口1-1进入高频电场活化水发生器4-3中，经过高频电场的处理后普通水变为高频电场活化水，并通过活化水流通管路4-6 进入到搅拌机上盖4-7中的通水管路内，并通过各个活化水喷头6-2喷入搅拌桶 4-1内与拌料进行混合。而拌料则是由搅拌机的进料口4-5进入搅拌机的搅拌桶 4-1，再由大功率的电动机4-14通过皮带轮4-8带动搅拌轴4-13在搅拌桶4-1里转动，搅拌桶4-1内的搅拌臂4-12在搅拌轴4-13的驱动下对拌料和活化水进行搅拌，在拌料充分搅拌混合后便可通过出料口4-11排出搅拌桶4-1。

如图6和7所示，该结构为高频电场活化水发生器4-3与搅拌机上盖4-7的连接结构示意图，高频电场活化水发生器4-3上的法兰盘1-6通过连接螺栓4-4 的连接竖直安装在搅拌机上盖上，安装时使高频电场活化水发生器的进水口1-1 在下侧，高频电场活化水发生器的出水口1-5在上侧，以保证水被充分活化后再进入搅拌装置即普通水可以得到充分的活化；高频电场活化水发生器的出水管路则由搅拌机上盖水管法兰盘6-1和搅拌机上盖与水管处的连接螺栓7-1与搅拌机上盖4-7的活化水流通管路4-6相连接，普通水由高频电场活化水发生器的进水口1-1进入高频电场活化水发生器4-3，被高频电场活化后的活化水可通过高频电场活化水发生器的出水口1-5通过活化水流通管路4-6将活化水送入搅拌机内，再由活化水喷头6-2喷出，使活化水与拌料充分接触并混合，活化水的流通轨迹由图4和图5中箭头标出。而拌料可通过进料口4-5送入搅拌机的搅拌桶 4-1里，在搅拌合格后由出料口4-11卸料，拌料的轨迹则有图4中的箭头表示。

这种安装有高频电场活化水处理装置的搅拌装置利用搅拌机上安装的高频电场活化水处理器将通过水泵送过来的活性较低的普通水处理成活性较高的高频电场活化水后在搅拌机内进行混凝土的拌和，以提高混凝土的强度，改善混凝土的性能，降低生产成本，并且对现有的搅拌设备的改动很小。它主要是由高频电场活化水处理器、水泵、加水控制电路以及搅拌机组成的。高频电场活化水处理器安装在搅拌机的上盖一侧，通过水管与水泵和搅拌机的进水口相连。

其中，高频电场活化水处理器的安装方式有两种：一、可以采用高频电场活化水处理器的轴线与搅拌机上盖垂直的方式；二、可以采用高频电场活化水处理器的轴线与搅拌机上盖平行的方式。但无论哪种方式都必须让高频电场活化水处理器的进水口处于下端、出水口处于上端，这样有利于高频电场活化水处理器对普通水的充分活化。

此外，本实用新型所采用的高频电场活化水处理器为绕线电极式；本实用新型所采用的水泵为一般自吸式水泵；本实用新型所采用的加水控制电路主要是结合搅拌所需水量和水泵流量由延时开关控制水泵运转时间，从而达到控制加水量的目的；本实用新型所采用的搅拌装置为双卧轴搅拌机。