一种环保砖的原料制备装置的制作方法

本发明属于建筑砖生产领域，具体涉及一种环保砖的原料制备装置。

背景技术：

传统的建筑砖为黏土砖，以粘土和水泥为主要原料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧而成。但黏土属于耕地，为了保护珍贵的土地资源，保护耕地，切实做好节能减排，保护生存环境，国家有关部门早已下发了建筑行业施工禁止使用普通黏土烧结的禁令。且黏土砖重量大，增加建筑用钢筋量，生产成本高。

当前市场上出现了一些免烧砖，通过调整配料，添加外添加剂的办法高压成型，后期蒸养而成，虽然无需烧制，但是高压成型和后期蒸养的成本较高，使其不具备竞争优势。

现今，工业固体废物逐年增加，对环境影响恶劣，若能开发出一种以高矿炉渣为基础原料，以矿渣微粉代替水泥的环保砖，且利用常规工艺就可制成，则能在消化固体废物，实现节能环保的同时，由于原料供应充足、价格低廉、操作简单，可大大降低生产成本。

现有一种环保砖加工方法，其原料制备步骤如下：

(1)将硅酸纳、氧化镁与20％份量的水混合，得到混合物一；

(2)将绿矶与明矶、硫酸铝、磷酸纳与20％份量的水混合，得到混合物二；

(3)将五氧化二磷、乙酸乙酯与20％份量的水混合，得到混合物三，

(4)将混合物一与矿渣微粉混合加热至80℃，混合物二与矿渣混合加热至60℃，混合物三与粉煤灰、石灰石混合，置于-3℃环境下静置20分钟。

(5)过滤，取出矿渣微粉、矿渣、粉煤灰和石灰石混合搅拌，再加入50％份量的水继续搅拌得到混合料。

(6)将混合料经振动成型得到砖坯，同时喷洒强化剂：砖坯常温养护后得到矿渣微粉免烧砖。

若采用常规的装置来制备上述原料，需要将混合物一、二、三分别单独制备后，再根据要求分别加热或者冷却静置，才能进行步骤(5)和步骤(6)，则存在原料制备速度慢、装置繁多、操作难度大的问题。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是提供一种环保砖原料制备装置，解决环保砖原料制备速度慢、装置繁多、操作难度大的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种环保砖原料制备装置，包括驱动装置、搅拌器、活塞缸和涡流管，所述驱动装置包括电机和由电机驱动可快速旋转的搅拌柱，搅拌柱下方伸入搅拌器内部，且搅拌柱从上往下依次设有第一搅拌桨、第二搅拌桨、第三搅拌桨；所述搅拌器为密封装置，从上至下一次设置有第一搅拌室、第二搅拌室、第三搅拌室和静置冷却室，所述第一搅拌桨、第二搅拌桨、第三搅拌桨分别与所述第一搅拌室、第二搅拌室、第三搅拌室底部贴合；所述搅拌柱的下端位于第三搅拌室内；所述第三搅拌室底板为一抽板；所述驱动装置还包括一凸轮，凸轮固定连接在搅拌柱上；所述活塞缸内滑动连接有一活塞杆，活塞缸内有缸体，所述活塞杆右端与缸体内壁固定连接有弹簧上；所述凸轮与活塞杆贴合；所述活塞缸侧壁上设置有单向进气阀和单向出气阀，所述单向出气阀通过管道向涡流管供气；所述涡流管热气出口端分别与第一搅拌室、第二搅拌室底部连通；所述涡流管冷气出口端与静置冷却室上部连通；所述单向出气阀与涡流管之间设置有一减压阀，所述涡流管热气端与第一搅拌室和第二搅拌室之间分别设置有第一调节阀和第二调节阀；所述搅拌室侧壁上设有与外界连通的泄压阀。

本基础方案的技术原理为：

设置搅拌器，搅拌柱下方伸入搅拌器内部，且搅拌柱上从上往下依次设有第一搅拌桨、第二搅拌桨、第三搅拌桨；搅拌器为圆柱形密封装置，搅拌器内从上至下依次设置有第一搅拌室、第二搅拌室、第三搅拌室和静置冷却室，第一搅拌桨、第二搅拌桨、第三搅拌桨分别与第一搅拌室、第二搅拌室、第三搅拌室底部贴合，且搅拌柱的下端部位于第三搅拌室内。

将由混合物一与矿渣微粉混合得到的原料一、由混合物二与矿渣混合得到的原料二、由混合物三与粉煤灰、石灰石混合得到的原料三分别加入第一搅拌室、第二搅拌室、第三搅拌室后，启动电机，电机带动搅拌柱快速旋转，可同时对三种不同原料进行搅拌。

第三搅拌室底板为一抽板，原料一、原料二需一直搅拌，而原料三搅拌后需静置放置20分钟，当原料三搅拌完成后，抽出抽板，原料三自动落入静置冷却室中进行静置，此时无需停电机，搅拌柱继续对原料一、原料二进行搅拌，而不再对原料三进行搅拌。

可同时搅拌三种不同的要求的原料，缩短制备时间，提升制备速率。

2.设施活塞缸，活塞缸内滑动连接有一活塞杆，凸轮与活塞杆贴合；活塞缸内还有缸体和弹簧，活塞杆与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端固定在缸体内壁上，缸体侧壁上设置有单向进气阀和单向出气阀。电机驱动搅拌柱转动，搅拌柱带动凸轮转动，在凸轮的驱动下活塞杆向右运动并压缩弹簧，当活塞杆向右运动的过程中，缸体内部形成正压，单向进气阀关闭，单向出气阀打开，缸体排气；凸轮驱使活杆缸运动到死点后，活塞杆在弹簧的弹力下返回，此过程中，缸体内部形成负压，单向出气阀关闭，单向进气阀打开，缸体进气；在凸轮和弹簧的作用力下，活塞不断往复运动，缸体不断进气与排气，产生气源。本方案中装置的初始动力源仅为一电机，结构简单。

3.设置涡流管，涡流管热气端分别与第一搅拌室、第二搅拌室底部连通，且涡流管热气端与第一搅拌室、第二搅拌室之间设置有第一条调节阀和第二调节阀。涡流管冷气端与静置冷却室上侧壁连通。活塞缸缸体单向出气阀与涡流管进气口连通，不断向涡流管供气，涡流管不断向第一搅拌室和第二搅拌室内通入热空气，不断对原料一、原料二进行加热，在搅拌桨的搅拌下，使原料受热均匀；同时，涡流管不断向静置冷却室内通入冷空气，不断对原料三进行冷却。通过涡流管同时实现对三种不同原料的加热或冷却，可大大缩短制备时间，提升制备速率。

本方案产生的有益效果是：

1.与现有技术中分别对三种原料进行搅拌、分别进行加热或冷却静置相比，本方案中可同时对三种选料进行搅拌的同时还可同时对原料进行加热或冷却静置，缩短原料制备时间，提升原料制备速率。

2.本方案中装置初始动力仅为一电机，装置结构简单，便于操作。

进一步，所述活塞缸和涡流管的数量为两个，且关于搅拌柱周向对称。可进一步增大原料制备速率。

进一步，所述第一搅拌室上部、第二搅拌室上部和静置冷却室内远离进气口的侧壁上分别设置有温度传感器，在搅拌器外壁上设置有温度显示器，与传感器连接。可并根据显示器的显示温度调节控制阀、第一调节阀和第二条调节阀，精确控制搅拌室内温度，使制备的原料质量更好。

进一步，所述第一搅拌室、第二搅拌室、静置冷却室外分别有一夹套。冷、热空气不直接和原料接触，而是通过夹套传递热量，与冷、热空气和物料直接接触相比，不易堵塞气体管道。

进一步，所述夹套层与搅拌器壁之间有一层保温棉。可提高保温效果，从而提升传热效率。

进一步，所述第一搅拌室、第二搅拌室、静置冷却室的冷或热空气进口处设置有单向气体阀。仅允许气体正向通过，而不允许液体和固体反向通过，防止堵塞气体管道，无需设置夹套，装置更加简单。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：电机10、凸轮11、搅拌柱12、第一搅拌桨13、第二搅拌桨14、第三搅拌桨15、搅拌器20、第一搅拌室21、第二搅拌室22、第三搅拌室23、静置冷却室24、抽板25、泄压阀26、夹套27、活塞缸30、活塞杆31、单向进气阀32、单向出气阀33、减压阀34、缸体35、弹簧36、涡流管40、控制阀41、第一调节阀42、第二调节阀43、温度传感器50、温度显示器51。

实施例1基本如附图1所示：

一种环保砖原料制备装置，包括驱动装置、搅拌器20、活塞缸30、涡流管40，驱动装置包括电机10和由电机10驱动可快速旋转的搅拌柱12，搅拌柱12伸入搅拌器20内部，且搅拌柱12上从上往下依次设有第一搅拌桨13、第二搅拌桨14、第三搅拌桨15；搅拌器20为圆柱形密封装置，搅拌器20内从上至下依次设置有第一搅拌室21、第二搅拌室22、第三搅拌室23和静置冷却室24，第一搅拌桨13、第二搅拌桨14、第三搅拌桨15分别与第一搅拌室21、第二搅拌室22、第三搅拌室23底部贴合，且搅拌柱12的下端部位于第三搅拌室23内。将原料一、原料二、原料三分别加入第一搅拌室21、第二搅拌室22、第三搅拌室23后，启动电机10，电机10带动搅拌柱12快速旋转，可同时对三种不同原料进行搅拌。

第三搅拌室23底板为一抽板25，原料一、原料二需一直搅拌，而原料三搅拌后需静置放置20分钟，当原料三搅拌完成后，抽出抽板25，原料三自动落入静置冷却室24中进行静置，此时无需停电机10，搅拌柱12继续对原料一、原料二进行搅拌，而不再对原料三进行搅拌。

驱动装置还包括一凸轮11，凸轮11固定连接在搅拌柱12上；活塞缸30内滑动连接有一活塞杆31，凸轮11与活塞杆31的一端贴合；活塞缸30内还有缸体35和弹簧36，活塞杆31另一端与弹簧36的一端固定连接，弹簧36的另一端固定在缸体35内壁上，缸体35侧壁上设置有单向进气阀32和单向出气阀33。电机10驱动搅拌柱12转动，搅拌柱12带动凸轮11转动，在凸轮11的驱动下活塞杆31向右运动并压缩弹簧36，当活塞杆31向右运动的过程中，缸体35内部形成正压，单向进气阀32关闭，单向出气阀33打开，缸体35排气；凸轮11驱使活杆缸31向右运动到极限位置后，活塞杆31在弹簧36的弹力下返回，此过程中，缸体35内部形成负压，单向出气阀33关闭，单向进气阀32打开，缸体35进气；在凸轮11和弹簧36的作用力下，活塞杆31不断往复运动，缸体35不断进气与排气。

单向出气阀33通过管道向涡流管40供气，单向出气阀33与涡流管40之间设置有一减压阀34，减压阀34的作用是让缸体35内气体被压缩到一定压力后再进入涡流管40中。可通过调节涡流管40的热气端的控制阀41来调节气体的流量和冷气端温度的高低，得到符合要求的冷气参数。涡流管40热气端分别与第一搅拌室21、第二搅拌室22底部连通。热空气从底部通入，一方面可以让原料和热空气充分换热，另一方面热空气的从底部通入产生的冲力可加快对原料的搅拌。涡流管40的冷气端与静置冷却室24上侧壁连通。由于原料三需在-3℃下静置冷却20分钟，故冷空气从静置冷却室24上部通入，以使原料三充分静置。

第一搅拌室21上部、第二搅拌室22上部和静置冷却室24远离进气口的侧壁上分别设置有温度传感器50，在搅拌器20外壁上设置有温度显示器51与传感器50连接。涡流管40不断向第一搅拌室21和第二搅拌室22内通入热空气，不断对原料一、原料二进行加热，在搅拌柱12的搅拌下，使原料受热均匀；同时，涡流管40不断向静置冷却室24内通入冷空气，不断对原料三进行冷却。

涡流管40热气端与第一搅拌室21、第二搅拌室22之间设置有第一调节阀42和第二调节阀43。根据温度显示器51显示的温度，通过调节控制阀41、第一调节阀42、第二调节阀43的开度可控制热空气进入第一搅拌室21和第二搅拌室22的流速和冷空气进入静置冷却室24的流速，从而控制第一搅拌室21、第二搅拌室22和静置冷却室24内的温度。将原料一加热至80℃并保持，将原料二加热至60℃并保持，将原料三冷却至-3℃并保持。

进入第一搅拌室21、第二搅拌室22和静置冷却室24内的气体通过泄压阀26排出。

另，在抽出抽板25使原料三掉入静置冷却室24后，又将抽板25插上，可减弱第二搅拌室22内热空气与静置搅拌室24内冷空气之间热量交换，此时第三搅拌室23起到一个隔热层的作用。

泄压阀26通过换向阀与单向进气阀32连接，提高气体利用率。

所述第一搅拌室21、第二搅拌室22、静置冷却室24的冷或热空气进口处设置有单向气体阀。仅允许气体正向通过，而不允许液体和固体反向通过，防止堵塞气体管道。

具体实施过程如下：

将原料一、原料二、原料三分别装入第一搅拌室21、第二搅拌室22、第三搅拌室内23，启动电机10，电机10带动搅拌柱12快速转动，搅拌柱12上的第一搅拌桨13、第二搅拌桨14、第三搅拌桨15分别对原料一、原料二、原料三进行搅拌。与此同时，搅拌柱12带动凸轮11快速旋转，凸轮11驱动活塞杆31往右运动并压缩弹簧36，此过程中，缸体35排气。当凸轮10驱动活塞杆31往右运动到极限位置时，活塞杆31随着凸轮11的转动并在弹簧36的弹力下返回，此过程中缸体35进气。在凸轮10和弹簧36的作用力下，活塞杆31不断往复运动，缸体35不断进气与排气。此时涡流管40未进气。搅拌完成后，将抽板25抽出，使原料三落入静置冷却室24内。当原料三完全落入静置冷却室24后，再将抽板25插上。

当缸体35内排出的气体压力达到一定值时，压力阀34打开，从单向出气阀33排出的气体进入涡流管40中，并在涡流40管内进行转换，转换之后，涡流管40热端排出的热空气分别进入第一搅拌室21和第二搅拌室22中，分别对原料一和原料二进行加热；涡流管40冷端排出的冷空气进入静置冷却室24上部，对原料三进行冷却。

根据温度显示器51上的温度，通过调节涡流管40的热气端的控制阀41，可调节气体的流量和冷气端温度的高低，得到符合要求的冷气参数。通过控制第一调节阀42和第二调节阀43可控制分别进入第一搅拌室21和第二搅拌室22内热空气的流速。从而将原料一温度控制在80℃并保持，将原料二的温度控制在60℃并保持，将原料三的温度控制在-3℃并静置20分钟。然后进行原料制备步骤(5)、(6)，环保砖的原料制备完成。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于第一搅拌室21、第二搅拌室22、静置冷却室23外分别有一夹套27。冷、热空气不直接和原料接触，而是通过夹套27传递热量，与冷、热空气和物料直接接触相比，不易堵塞气体管道。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。