一种环保型注浆浆液搅拌装置及其使用方法与流程

本发明涉及施工设备技术领域，尤其涉及一种环保型注浆浆液搅拌装置及其使用方法。

背景技术：

目前，煤炭采空区或地下溶洞的治理主要采用注浆法，注浆材料以水泥粉煤灰为主，也有水泥黄土。现场需要将注浆材料用搅拌装置搅拌成浆液，通过注浆设备注入采空区或地下溶洞。

水泥、粉煤灰均为粉状材料，现有注浆浆液搅拌装置在喂料以及在搅拌过程中容易产生粉尘污染。为了除尘，施工现场通常需要额外设置除尘器，增加了施工成本。

此外，现有的注浆浆液搅拌装置大多不采用任何隔音装置，搅拌轴与注浆材料碰撞摩擦、机械振动会产生大量噪音，影响施工人员的身体健康，若靠近居住区，还会影响居民的起居生活。当然，近年来，随着国家大力倡导环保，市场上出现了隔音罩式搅拌装置，即将整个搅拌装置外部罩设隔音罩，这一定程度上降低了噪音污染，但效果有限，且安装相对麻烦，影响工人操作，难以保证成浆质量。

综上所述，现在急需一种减尘降噪、结构简单的环保型注浆浆液搅拌装置。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种环保型注浆浆液搅拌装置，其具有减尘降噪、结构简单、操作方便、快速成浆的技术效果。

本发明的第二个目的是提供一种环保型注浆浆液搅拌装置的使用方法。

为达到第一个目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保型注浆浆液搅拌装置，包括：内筒和外筒，所述外筒包括盖板、外底板和外筒体，所述内筒包括顶板、内筒体和内底板，所述内筒设置在外筒内部，所述内筒和外筒之间为储水腔；所述内筒体外侧壁与外筒体内侧壁之间对称连接有多组弹簧组件；所述顶板上设置有内进料口，盖板在内进料口正对的位置设置有外进料口，所述内进料口与外进料口之间连接有可伸缩的进料管；

所述内底板的内部为空心结构，在内底板的空心结构内设置有出浆泵，所述出浆泵的入料端与所述内筒体的内出浆口联通，所述外筒体的底端与出浆泵出料端正对的位置设置有外出浆口，所述外出浆口与所述出浆泵的出料端连接有可伸缩的出浆管；

所述顶板的内部为空心结构，在顶板空心结构内设置有驱动电机，在顶板的中心位置转动连接有搅拌组件，所述驱动电机通过传动机构驱动所述搅拌组件，所述搅拌组件伸入所述内筒内；所述外筒体的上端设有与储水腔连通的进水口；通过所述进水口向所述储水腔内注水，所述内筒在储水腔中的水的浮力及所述弹簧组件的作用下漂浮于所述外筒中。

优选的，所述搅拌组件包括搅拌轴和搅拌叶，所述搅拌轴和搅拌叶均采用高强空心钢管，所述搅拌轴底端为封闭端，上端为敞口端；所述搅拌轴的上部通过轴承座固定在所述顶板上；所述搅拌叶为“一”字型，内侧端为敞口端，外侧端为封闭端，所述搅拌叶的敞口端固定连接在所述搅拌轴上，且使得搅拌叶的内部空心与搅拌轴的内部空心相联通；所述搅拌叶沿不同高度方向均匀设置有多组，每组为同一高度沿搅拌轴对称设置的两个搅拌叶，各相邻两组的搅拌叶在水平面上的投影呈“十”字型。

优选的，所述顶板内还设置有计量水泵，所述计量水泵的出水口与搅拌轴的敞口端相联通，所述计量水泵的进水口连接进水管的一端，所述进水管的另一端固定设置在内底板的底部，所述进水管管体分别与顶板和内筒体固定；所述搅拌叶上均匀设置有多个出水孔。

优选的，所述弹簧组件包括弹簧、滑块和固定块，所述固定块固定在内筒体上，所述外筒体开设有滑槽，所述滑块滑动设置在所述滑槽内，所述弹簧连接在所述滑块和所述固定块之间；所述外底板的上侧面设置有第一磁铁，所述内底板的下侧面设置有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁的极性相同；当所述滑块位于滑槽底端时，所述第一磁铁和第二磁铁的斥力平衡所述内筒的自重；当所述滑块位于滑槽顶端时，所述内筒位于所述外筒的中心位置。

优选的，所述弹簧组件沿内筒体高度方向均匀并排设置有上、中、下三层，每层弹簧组件设置有四个弹簧组件，四个弹簧组件呈十字型分布。

优选的，还设置有到位感应装置，所述到位感应装置包括钢丝绳，所述钢丝绳垂直连接在内底板下侧面与外底板上侧面之间，所述钢丝绳的中部设置有张力传感器，所述钢丝绳的长度等于当滑块位于滑槽顶端时所述内底板下侧面与外底板上侧面之间的距离。

优选的，所述外筒体的底部还设置有排水口，所述排水口处设置有排水阀，所述进水口处设置有进水阀；所述外出料口设置有自动计量阀，在所述盖板上部还设置有控制面板，所述控制面板分别与所述驱动电机、出浆泵、计量水泵、自动计量阀、张力传感器、排水阀、进水阀电连接。

优选的，所述盖板上还设置有排气孔，所述排气孔贯穿所述盖板，所述排气孔呈底大顶小的圆台状；所述内出浆口位于内底板的一侧端，所述内底板的上侧面朝向所述内出浆口倾斜设置，所述内底板在远离所述出浆口一侧的空腔内填充有平衡重块。

优选的，所述外筒体由内到外依次设置有第一钢板层、第一蜂窝孔板层、第一弹性装饰层，所述第一钢板层的内表面密布有小孔，所述小孔为球缺孔；所述盖板由内到外依次设置有第二钢板层、第二蜂窝孔板层和第二弹性装饰层。

为达到另一个目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保型注浆浆液搅拌装置的使用方法，

(1)提供一台所述环保型注浆浆液搅拌装置，并插上电源；

(2)将喂料装置的出料口与所述外进料口连接；将外界水源与所述进水口连接；

(3)在所述控制面板上输入所述注浆浆液的配合比，点击启动按钮，随后，控制面板控制排水阀关闭，打开进水阀，并监测张力传感器，外界水源通过进水口向储水腔内注水；

(4)当控制面板感应到张力传感器有张力信号时，所述控制面板同时打开计量水泵、驱动电机、自动计量阀，按照配合比控制计量水泵的抽水速率及自动计量阀的放料大小，并重新监测张力传感器；

(5)当控制面板再次感应到张力传感器有张力信号时，调节所述进水阀使进水速率与所述抽水速率相等；同时，控制面板启动出浆泵，并控制出浆泵按照造浆速率排出搅拌好的浆液进行注浆；

(6)完成注浆后，在控制面板上点击关闭按钮，控制面板首先关闭自动计量阀，待注浆管中的水由浑浊逐渐变清澈时，再次在控制面板上点击关闭按钮，控制面板关闭驱动电机、计量水泵、出浆泵，同时开启排水阀；

(7)待排水阀将储水腔的水排空后，切断电源，拆除喂料装置和外界水源，完成整个注浆工作。

本发明所能达到的技术效果有：

(1)本发明将搅拌装置设置成内筒和外筒，并将内筒设置在外筒内部，且将驱动电机、出浆泵、计量水泵这些主要噪音源均设置在内筒的顶板或内底板的空心结构内，利用自身结构封闭隔音，有效降低了噪音；此外，通过设置顶板和盖板可以将搅拌装置完全密闭，阻断了粉尘扩散的途径，减少了粉尘污染。

(2)本发明巧妙地在内筒和外筒之间设置了储水腔，储水腔可以充当水箱；向储水腔内注水后，内筒可以漂浮在外筒内部，这样搅拌装置在运行时，其产生的各种振动的力均可驱动内筒在水面上晃动，内筒的晃动进而带动其内部浆液的晃动，进而可以大大提高成浆效率，同时配合弹簧组件，既可以使内筒平稳晃动，又可以起到耗能隔振作用，进一步避免振动传递至外筒进而产生噪音，提高降噪效果。

(3)本发明的搅拌叶沿高度方向错位纵横交错分布，通过均匀设置多组，可以快速搅动整个内筒浆液，进一步提高成浆效率。此外，搅拌轴和搅拌叶采用高强空心钢管，一方面结构简单，易于生产，另一方面，配合搅拌叶上的出水孔，通过搅拌组件向内筒内加水，由出水孔在整个内筒内均匀喷出，可以完全消除进料和搅拌过程中产生粉尘，完全避免了粉尘倒流溢出搅拌装置而引起的粉尘污染。

(4)本发明通过特殊结构的到位感应装置，感应内筒的位置，控制储水腔内的储水量，保持搅拌装置在运行时动态平衡。

(5)本发明的弹簧组件通过滑块滑动设置在外筒开设的滑槽内，这样即使内筒晃动，弹簧组件也始终能保持水平状态，受力平衡，防止其损坏。此外，在外底板和内底板之间设置同性磁极可以在搅拌装置在未使用时支撑内筒并防止内筒压坏到位感应装置。

(6)本发明通过控制面板、驱动电机、出浆泵、计量水泵、自动计量阀、张力传感器、排水阀、进水阀实现了整个搅拌装置自动化控制，操作方便。

(7)本发明的外筒体采用三层复合结构，第一钢板层的内表面的球缺孔，特殊结构的孔，既可以作为吸音孔，也可以防止水晃动撞击外筒产生噪音；第二蜂窝孔板一方面充当吸音板，进一步吸收可能传至第一钢板层外的噪音，另一方面可作为保温层，对搅拌装置进行保温，方便冬季施工；第一弹性装饰层作为装饰层的同时，还可以防止被意外撞击。同理，盖板的三层复合结构也具备类似效果。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的图1的b-b剖面图；

图3是本发明一个实施例的外筒体结构图；

图4是本发明一个实施例的图3中a处放大图；

图5是本发明一个实施例的外筒顶盖的结构图；

图6是本发明一个实施例在未使用状态时(内筒未未装料)的结构示意图。

其中：1-外筒、10-外筒体、100-滑槽、101-进水口、102-外出浆口、103-排水口、10-1-第一钢板层、10-1-1-小孔、10-2-第一蜂窝孔板层、10-3-第一弹性装饰层、11-盖板、110-外进料口、111-排气孔、11-1-第二钢板层、11-2-第二蜂窝孔板层、11-3-第二弹性装饰层、12-外底板、13-计量水泵、14-钢丝绳、15-张力传感器、2-内筒、20-内筒体、21-顶板、210-内进料口、22-内底板、220-出浆口、31-第一磁铁、32-第二磁铁、4-弹簧组件、40-弹簧、41-滑块、42-固定块、5-搅拌组件、50-搅拌轴、500-出水孔、51-搅拌叶、6-驱动电机、7-出浆泵、8-控制面板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

如图1-2所示，一种环保型注浆浆液搅拌装置，包括：内筒2和外筒1，所述外筒1包括盖板11、外底板12和外筒体10，所述内筒2包括顶板21、内筒体20和内底板22，所述内筒2设置在外筒1内部，所述内筒2和外筒1之间为储水腔；所述内筒体20外侧壁与外筒体10内侧壁之间对称连接有多组弹簧组件44(本实施例采用上、中、下三组)；所述顶板21上设置有内进料口210，盖板11在内进料口210正对的位置设置有外进料口110，所述内进料口210与外进料口110之间连接有可伸缩的进料管；

所述内底板22的内部为空心结构，在内底板22的空心结构内设置有出浆泵7，所述出浆泵7的入料端与所述内筒体20的内出浆口220联通，所述外筒体10的底端与出浆泵7出料端正对的位置设置有外出浆口102，所述外出浆口102与所述出浆泵7的出料端连接有可伸缩的出浆管；

所述顶板21的内部为空心结构，在顶板21空心结构内设置有驱动电机6；在顶板21的中心位置转动连接有搅拌组件5，所述驱动电机6通过传动机构驱动所述搅拌组件5，所述搅拌组件5伸入所述内筒2内；所述外筒体10的上端设有与储水腔连通的进水口101；通过所述进水口101向所述储水腔内注水，所述内筒2在储水腔中的水的浮力及所述弹簧组件44的作用下漂浮于所述外筒1中。这样搅拌装置在运行时，其产生的各种振动的力(如电机振动，搅拌叶搅拌时产生的振动等)均可驱动内筒2在水面上晃动，内筒2的晃动进而带动其内部浆液的晃动，进而可以大大提高成浆效率，同时配合弹簧组件44，既可以使内筒2平稳晃动，又可以起到耗能隔振作用，进一步避免振动传递至外筒1进而产生噪音，提高降噪效果。

进一步的，所述搅拌组件5包括搅拌轴50和搅拌叶51，所述搅拌轴50和搅拌叶51均采用高强空心钢管；结构简单，易于生产。

所述搅拌轴50底端为封闭端，上端为敞口端；所述搅拌轴50的上部通过轴承座固定在所述顶板21上；所述搅拌叶51为“一”字型，内侧端为敞口端，外侧端为封闭端，所述搅拌叶51的敞口端固定连接在所述搅拌轴50上，且使得搅拌叶51的内部空心与搅拌轴50的内部空心相联通；所述搅拌叶51沿不同高度方向均匀设置有多组(本实施例设置有五组)，每组为同一高度沿搅拌轴50对称设置的两个搅拌叶51，各相邻两组的搅拌叶51在水平面上的投影呈“十”字型(即沿高度方向错位纵横交错分布)，这样可以快速搅动整个内筒2浆液，进一步提高成浆效率。

进一步的，所述顶板21内还设置有计量水泵13，所述计量水泵13的出水口与搅拌轴50的敞口端相联通，所述计量水泵13的进水口101连接进水管的一端，所述进水管的另一端固定设置在内底板22的底部，所述进水管管体分别与顶板21和内筒体20固定；所述搅拌叶51上均匀设置有多个出水孔500。由出水孔500在整个内筒2内均匀喷出，可以完全消除进料和搅拌过程中产生粉尘，完全避免了粉尘倒流溢出搅拌装置而引起的粉尘污染。

如图1-2，6所示，所述弹簧组件44包括弹簧40、滑块41和固定块42，所述固定块42固定在内筒体20上，所述外筒体10开设有滑槽100，所述滑块41滑动设置在所述滑槽100内，所述弹簧40连接在所述滑块41和所述固定块42之间；所述外底板12的上侧面设置有第一磁铁31，所述内底板22的下侧面设置有第二磁铁32，所述第一磁铁31和第二磁铁32的极性相同；当所述滑块41位于滑槽100底端时，所述第一磁铁31和第二磁铁32的斥力平衡所述内筒2的自重；当所述滑块41位于滑槽100顶端时，所述内筒2位于所述外筒1的中心位置。

进一步的，所述弹簧组件44沿内筒体20高度方向均匀并排设置有上、中、下三层，每层弹簧组件44设置有四个弹簧组件44，四个弹簧组件44呈十字型分布。

进一步的，还设置有到位感应装置，所述到位感应装置包括钢丝绳14，所述钢丝绳14垂直连接在内底板22下侧面与外底板12上侧面之间，所述钢丝绳14的中部设置有张力传感器15，所述钢丝绳14的长度等于当滑块41位于滑槽100顶端时所述内底板22下侧面与外底板12上侧面之间的距离。通过到位感应装置，感应内筒2的位置，控制储水腔内的储水量，保持搅拌装置在运行时动态平衡。

进一步的，所述外筒体10的底部还设置有排水口103，所述排水口103处设置有排水阀，所述进水口101处设置有进水阀；所述外出料口设置有自动计量阀，在所述盖板11上部还设置有控制面板8，所述控制面板8分别与所述驱动电机6、出浆泵7、计量水泵13、自动计量阀、张力传感器15、排水阀、进水阀电连接。实现了整个搅拌装置自动化控制，操作方便

进一步的，所述盖板11上还设置有排气孔111，所述排气孔111贯穿所述盖板11，所述排气孔111呈底大顶小的圆台状；排气孔111可以用于在储水腔注水时，排除储水腔内的空气，同时，通过排气孔111设置成底大顶小的圆台状可以有效避免盖板11开孔而导致噪音传出。所述内出浆口220位于内底板22的一侧端，所述内底板22的上侧面朝向所述内出浆口220倾斜设置，所述内底板22在远离所述出浆口220一侧的空腔内填充有平衡重块。这样既有利于出浆，也有利于保持内筒2的平衡。

进一步的，如图3-5所示，所述外筒体10由内到外依次设置有第一钢板层10-2、第一蜂窝孔板层10-2、第一弹性装饰层10-3，所述第一钢板层10-2的内表面密布有小孔10-1-1，所述小孔10-1-1为球缺孔，其既可以作为吸音孔，也可以防止水晃动撞击外筒1产生噪音。第二蜂窝孔板一方面充当吸音板，进一步吸收可能传至第一钢板层10-2外的噪音，另一方面可作为保温层，对搅拌装置进行保温，方便冬季施工；第一弹性装饰层10-3作为装饰层的同时，还可以防止被意外撞击。

所述盖板11由内到外依次设置有第二钢板层11-1、第二蜂窝孔板层11-2和第二弹性装饰层11-3。第二蜂窝孔板层11-2同样可以用于吸音和保温，第二弹性装饰层11-3可以用于装饰和防撞。

实施例2：

一种实施例1中所述的环保型注浆浆液搅拌装置的使用方法，

(1)提供一台所述环保型注浆浆液搅拌装置，并插上电源；

(2)将喂料装置的出料口与所述外进料口110连接；将外界水源与所述进水口101连接；

(3)在所述控制面板8上输入所述注浆浆液的配合比，点击启动按钮，随后，控制面板8控制排水阀关闭，打开进水阀，并监测张力传感器15，外界水源通过进水口101向储水腔内注水；

(4)当控制面板8感应到张力传感器15有张力信号时，所述控制面板8同时打开计量水泵13、驱动电机6、自动计量阀，按照配合比控制计量水泵13的抽水速率及自动计量阀的放料大小，并重新监测张力传感器15；内筒进料后，其会进一步下沉，到位感应装置处于松弛状态；

(5)当控制面板8再次感应到张力传感器15有张力信号时，调节所述进水阀使进水速率与所述抽水速率相等；同时，控制面板8启动出浆泵7，并控制出浆泵7按照造浆速率排出搅拌好的浆液进行注浆；此时，搅拌装置处于动态平衡状态；

(6)完成注浆后，在控制面板8上点击关闭按钮，控制面板8首先关闭自动计量阀，待注浆管中的水由浑浊逐渐变清澈时(此时，保证了内筒及各管道内的浆液排空，防止浆液硬化后在内筒粘结或堵塞管道)，再次在控制面板8上点击关闭按钮，控制面板8关闭驱动电机6、计量水泵13、出浆泵7，同时开启排水阀；

(7)待排水阀将储水腔的水排空后，切断电源，拆除喂料装置和外界水源，完成整个注浆工作。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。