一种无机混合料高速搅拌机构及其应用方法与流程

本发明属于混合搅拌设备领域，具体涉及一种无机混合料高速搅拌机构及其应用方法。

背景技术：

稳定土拌合站是工业建设中用于土建搅拌施工的大型机械的统称，主要用于高等级公路、城市道路、广场、机场等设施的基层稳定土和混凝土施工，现行的施工标准要求稳定土拌合设备宜采用两次拌合生产工艺，即将两个搅拌缸串联起来使用，使拌合时间不少于15秒，此标准的制定初衷是单个搅拌缸的长度有限，拌合时间难以保证混合料的拌合均匀度。

然而，将两个搅拌缸串联起来使用，无疑使得搅拌缸部分增加了翻倍的功耗；同时由于部分拌合站原有的设备配置及场地限制，不易实现两个搅拌缸串联，进而无法满足现行施工标准，为稳定土拌合带来新的问题。

技术实现要素：

本发明实施方式提供了一种无机混合料高速搅拌机构及其应用方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无机混合料高速搅拌机构，包括可布设于物料输送机的出料口与搅拌缸的入料口之间的物料通道上的用于打破物料级配分层的高速搅拌轴，所述高速搅拌轴的轴壁上安装有若干个用于翻转和搅拌物料的搅拌体，所述搅拌体呈棒状、叶片状、截齿状中的任一种、任两种或三种的组合；

所述高速搅拌轴的转速大于自物料输送机输出的自由下落的物料速度；高速搅拌轴的输入端连接驱动装置。

进一步地，所述搅拌体呈棒状，棒状的搅拌体垂直贯穿所述高速搅拌轴并对称分布于高速搅拌轴的两侧，相邻搅拌体之间互成夹角，且所有的搅拌体均匀间隔排布。

优选地，所述搅拌体呈叶片状，若干个叶片状的搅拌体均匀间隔分布于高速搅拌轴的轴壁，相邻两个叶片状的搅拌体之间交错形成夹角，每一个叶片状的搅拌体包括一根垂直贯穿高速搅拌轴的支撑柱，支撑柱贯穿伸出高速搅拌轴外的部分具有相同的长度，伸出部分靠近端部的柱壁分别固接一块导向叶片，所述导向叶片具有两面平行且相对的平面，其中一个平面固接于支撑柱的柱壁，另外一个平面背离支撑柱的柱壁，该平面为搅拌面，同一根支撑柱的两端的导向叶片的搅拌面相互背离。

进一步地，所述搅拌体呈截齿状，若干个截齿状的搅拌体为一组，多组截齿状的搅拌体规则地分布在高速搅拌轴的轴壁，每一个截齿状的搅拌体包括固定于高速搅拌轴轴壁上的齿座，所述齿座上倾斜安装截齿，每一组内所有截齿的齿尖均朝向同一方向。

优选地，所述每一组截齿状的搅拌体均匀间隔呈v字型分布于高速搅拌轴的轴壁，v字型开口具有两个端部，两个端部的搅拌体分别靠近高速搅拌轴的两端。

本实施方式还保护了一种无机混合料高速搅拌机构的应用方法，包括以下步骤：

s001.将高速搅拌轴布设于稳定土拌合站内的物料输送机的出料口与搅拌缸的入料口之间；

s002.启动物料输送机、驱动装置和搅拌缸，物料输送机输送物料，物料自出料口输出，输出的物料与计量配水和计量配置的无机结合料共同落入高速搅拌轴；

s003.高速搅拌轴1的转速大于自物料输送机3输出的自由下落的物料速度，物料先经高速搅拌轴高速翻转拌合后，再落入下方的搅拌缸，经搅拌缸内的拌合轴翻搅混合，形成无机混合料。

进一步地，步骤s001所述的稳定土拌合站至少包括包括自上至下依次布设的物料输送机、高速搅拌轴和搅拌缸，物料输送机的出料口朝向高速搅拌轴。

优选地，步骤s001所述的将高速搅拌轴布设于稳定土拌合站内的物料输送机的出料口与搅拌缸的入料口之间，具体包括：

将高速搅拌轴与拌合轴互相垂直布设；

在高速搅拌轴的两端分别安装轴承座，轴承座通过轴承支架固定于搅拌缸的缸沿；

高速搅拌轴的输入端连接驱动装置。

本发明的有益效果如下：

（1）在稳定土拌合站，将本发明保护的高速搅拌轴布设于物料输送机的出料口与搅拌缸的入料口之间，物料输送机送来的物料先落入高速搅拌轴翻搅拌合后再进入搅拌缸，高速搅拌轴的加入一方面快速打破了物料的级配分层及结合料的团聚特征，另一方面，使物料先强制混合再进入搅拌缸，减少了各级物料在搅拌缸中所占的集聚混合的低效区长度和混拌时间，延长了较均匀、均匀的高效区长度和混拌时间，尤其缩短了无机结合料或粉料在搅拌缸中所占的低效区混拌段长度比重和时间，相对延长较均匀、均匀的高效区所占长度比重和时间，使有限的搅拌缸长度能够实现较高效理想的拌合效果，且所增加的功耗不到串联两个搅拌缸功耗的10％。

（2）无机混合料高速搅拌机构结构简单，将其布设于物料输送机的出料口与搅拌缸之间，可省去串联一个搅拌缸的成本，使得单搅拌缸也能符合施工标准，整体装置仅在纵向结构改变而横向无变化，进而占地面积较小，且不受场地的限制，投资较低，易于实现，并适于在现有大多数的厂拌设备上推广和改造，体现了较好的经济效益。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是无机混合料高速搅拌机构的结构示意图。

图2是搅拌体的结构示意图一。

图3是搅拌体的结构示意图二。

图4是搅拌体的结构示意图三。

图5是无机混合料高速搅拌机构的应用示意图。

图6是图5的左视图。

附图标记说明：

1.高速搅拌轴；2.搅拌缸；3.物料输送机；

101.搅拌体；102.轴承座；103.轴承支架；104.驱动装置；

1011.截齿；1012.支撑柱；1013.导向叶片；1014.搅拌面；1015.齿座；

201.拌合轴；202.缸沿；

301.出料口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的无机混合料高速搅拌机构的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式：

参照图1，本发明的第一实施方式涉及一种无机混合料高速搅拌机构，包括可布设于物料输送机3的出料口301与搅拌缸2的入料口之间的物料通道上的用于打破物料级配分层的高速搅拌轴1，高速搅拌轴1的轴壁上安装有若干个用于翻转和搅拌物料的搅拌体101，搅拌体101呈棒状、叶片状、截齿状中的任一种、任两种或三种的组合；

高速搅拌轴1的转速大于自物料输送机3输出的自由下落的物料速度；高速搅拌轴1的输入端连接驱动装置104。

无机混合料高速搅拌机构的工作过程如下：

如图5和图6所示，稳定土拌合站至少包括自上至下依次布设的物料输送机3、高速搅拌轴1和搅拌缸2，具体地，高速搅拌轴1位于物料输送机3的出料口301与搅拌缸2的入料口之间的物料通道上，启动物料输送机3、驱动装置104和搅拌缸2，物料输送机3输送物料，物料自出料口301输出，输出的物料与计量配水和计量配置的无机结合料共同落入无机混合料高速搅拌机构；物料先经高速搅拌轴1高速翻转拌合后，再落入下方的搅拌缸2，经搅拌缸2内的拌合轴201翻搅混合，形成无机混合料。

具体地，将高速搅拌轴101与拌合轴201互相垂直布设，如图5或图6所示，在高速搅拌轴101的两端分别安装轴承座102，轴承座102通过轴承支架103固定于搅拌缸2的缸沿202，高速搅拌轴101的输入端连接驱动装置104。

常规稳定土拌合站的工作流程是：

物料输送机3输送具有级配性质的多种无机物料，这些物料一般由集料系统经计量配送而来，其自上而下具有较为明显的级配分层特征，多种无机物料落入下方的搅拌缸2中，经搅拌缸2的若干次翻搅拌合后使得多种无机物料经过集聚、混合、半均匀、较均匀、均匀的拌合过程逐渐形成合格的无机结合料稳定材料。

然而，由于这种拌合过程至始至终供料速度是固定的，且都是在固定结构的搅拌缸2中进行的，搅拌缸2内的轴的结构和转速是一定的，所以其拌合时间和出料速度也是一定的，如果这个拌合过程到结束仍未达到理想的合格混合均匀度，就得增加拌合时间即增加搅拌缸2的长度，如现行标准所建议采用的两次拌合生产工艺，将两个搅拌缸串联起来使用，但却造成功耗大增。

与常规的无机混合料高速搅拌装置不同的是，本实施方式仅在一个常规的搅拌缸2上增加了一个高速搅拌轴1，高速搅拌轴1以较高的速度（比如为物料输送机3的线速度的2～3倍）打破由物料输送机3送来的多种无机物料的级配分层及结合料的团聚特征，大大减少了各级无机物料在进入搅拌缸2中所占的集聚、混合的低效区长度和混拌时间，延长了较均匀、均匀的高效区长度和混拌时间，尤其缩短了粉料在搅拌缸2中所占的低效区混拌段长度比重和时间，相对延长较均匀、均匀的高效区所占长度比重和时间，使有限的搅拌缸2长度能够实现较高效理想的拌合效果，且所增加的功耗不到串联两个搅拌缸功耗的10％。

高速搅拌轴1的加入具有两个作用，一是它的转速必须大于自物料输送机3输出的自由下落的物料速度，其目的是消除物料的级配分层及结合料的团聚，使得各级物料强制混合，二是延长搅拌高效区长度。

高速搅拌轴1的轴壁上安装有若干个搅拌体101，搅拌体101的作用是翻搅物料，使各类物料充分接触，强制混合，为了达到最佳效果，本实施方式优选狼牙棒式的搅拌体101，参照图2、图3和图4，搅拌体101呈棒状、叶片状、截齿状中的任一种、任两种或三种的组合。具体地说，同一根高速搅拌轴1可以出现以上三种搅拌体101的组合，也可以是任两种的组合，或者任一种，需要特别说明的是，为了提高搅拌效果，也可以并联两根以上的高速搅拌轴1，高速搅拌轴1外壁的搅拌体101可以是以上搅拌体101的组合。

搅拌体101一方面可以增大各类物料的接触面积，提高翻转混合效果，同时结构简单，制造容易，可用于中小型设备。

驱动装置104为高速搅拌轴1提供动力，如图6所示，可以选择皮带传动、齿轮传动、链条传动、液压传动等多种形式。

高速搅拌轴1、搅拌体101和驱动装置104组合后可以安装于单独的搅拌缸2的缸沿202，特别适合于场地有限，无法串联两个搅拌缸2的稳定土拌合厂站；也可以安装在串联后的第一个搅拌缸2的上方。

第二实施方式：

本实施方式与第一实施方式不同的是，参照图2，搅拌体101呈棒状，棒状的搅拌体101垂直贯穿高速搅拌轴1并对称分布于高速搅拌轴1的两侧，相邻搅拌体101之间互成夹角，且所有的搅拌体101均匀间隔排布。

棒状的搅拌体101主要适用于中小型设备及细碎性材料，例如碎砂石，棒状的搅拌体101在高速搅拌轴1的轴壁上的排布方式并不仅限于图2所示，也可以是其他形式的排列，例如相互呈除直角以外的夹角。

第三实施方式：

本实施方式与第一实施方式不同的是，参照图3，搅拌体101呈叶片状，若干个叶片状的搅拌体101均匀间隔分布于高速搅拌轴1的轴壁，相邻两个叶片状的搅拌体101之间交错形成夹角，每一个叶片状的搅拌体101包括一根垂直贯穿高速搅拌轴1的支撑柱1012，支撑柱1012贯穿伸出高速搅拌轴1外的部分具有相同的长度，伸出部分靠近端部的柱壁分别固接一块导向叶片1013，导向叶片1013具有两面平行且相对的平面，其中一个平面固接于支撑柱1012的柱壁，另外一个平面背离支撑柱1012的柱壁，该平面为搅拌面1014，同一根支撑柱1012的两端的导向叶片1013的搅拌面1014相互背离。

搅拌物料时，驱动装置104带动高速搅拌轴1旋转，搅拌体101随之转动，具体地，导向叶片1013绕着高速搅拌轴1以环形轨迹旋转，相比棒状搅拌体101，导向叶片1013的搅拌面1014的面积更大，使得与物料的接触面积更大，尤其适用于加强反击混拌效果或浆类物料，为了使所有的搅拌面1014都可以接触到物料，同一根支撑柱1012的两端的导向叶片1013的搅拌面1014相互背离。

第四实施方式：

本实施方式与第一实施方式不同的是，参照图4，搅拌体101呈截齿状，若干个截齿状的搅拌体101为一组，多组截齿状的搅拌体101规则地分布在高速搅拌轴1的轴壁，每一个截齿状的搅拌体101包括固定于高速搅拌轴1轴壁上的齿座1015，齿座1015上倾斜安装截齿1011，每一组内所有截齿1011的齿尖均朝向同一方向。

具体地，如图4所示，每一组截齿状的搅拌体101均匀间隔呈v字型分布于高速搅拌轴1的轴壁，v字型开口具有两个端部，两个端部的搅拌体101分别靠近高速搅拌轴1的两端。

高速搅拌轴1截齿状的搅拌体较为耐磨寿命长，适用于大型设备，也适于韧性较大的物料，例如坚韧土块，优选截齿状的搅拌体101，它主要由齿座1015和截齿1011组成，具体的结构参照图4，截齿1011的齿尖朝前（物料的下游），v字型的排列可以确保所有的物料集中在中部。

截齿状的搅拌体101的排列方式并不限于图4，也可以是其他规则的排列，本实施方式仅是作为优选方案。

第五实施方式：

本实施方式保护了一种无机混合料高速搅拌机构的应用方法，包括以下步骤：

s001.将高速搅拌轴1布设于稳定土拌合站内的物料输送机3的出料口301与搅拌缸2的入料口之间；

s002.启动物料输送机3、驱动装置104和搅拌缸2，物料输送机3输送物料，物料自出料口301输出，输出的物料与计量配水和计量配置的无机结合料共同落入高速搅拌轴1；

s003.高速搅拌轴1的转速大于自物料输送机3输出的自由下落的物料速度，物料先经高速搅拌轴1高速翻转拌合后，再落入下方的搅拌缸2，经搅拌缸2内的拌合轴201翻搅混合，形成无机混合料。

物料输送机3输送多种级配分层的物料，这些物料一般由集料系统经计量配送而来，其自上而下具有较为明显的级配分层特征，再经喷淋管计量配水、粉料管计量配入无机结合料，物料、水、无机结合料共同落入高速搅拌轴1，经高速搅拌轴1的高速翻转拌合后再落入搅拌缸2，搅拌缸2内的拌合轴201翻搅混合物形成无机混合料，经拌合轴201的若干次翻搅拌合后使得多种无机物料经过集聚、混合、半均匀、较均匀、均匀的拌合过程逐渐形成合格的无机结合料稳定材料，输送至下一流程。

第六实施方式：

在第五实施方式的基础上，步骤s001的稳定土拌合站至少包括自上至下依次布设的物料输送机3、高速搅拌轴1和搅拌缸2，物料输送机3的出料口301朝向高速搅拌轴1。

将无机混合料高速搅拌机构布设于稳定土拌合站内的物料输送机3的出料口301与搅拌缸2的入料口之间，具体包括：

将高速搅拌轴101与拌合轴201互相垂直布设，如图5或图6所示，高速搅拌轴1的轴向中心线垂直于搅拌缸2内的拌合轴201的轴向中心线，此设计的目的是使物料可以接受不同方向的旋转和翻搅，以使各级物料充分分层并混合均匀。；

在高速搅拌轴101的两端分别安装轴承座102，轴承座102通过轴承支架103固定于搅拌缸2的缸沿202；

高速搅拌轴101的输入端连接驱动装置104，驱动装置104为高速搅拌轴1提供动力，如图6所示，可以选择皮带传动、齿轮传动、链条传动、液压传动等多种形式。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。