一种混砂搅拌装置及混砂车的制作方法

1.本实用新型涉及混砂搅拌技术领域，具体而言，涉及一种混砂搅拌装置及混砂车。


背景技术：

2.目前混砂车的混合罐搅拌装置常采用单一的涡轮式叶片或旋桨式叶片进行搅拌，为了降低漩涡产生的影响通常会在混合罐壁或搅拌轴套筒上增设固定的挡板，从而增大混合时的湍流程度，提高混合液的混合效果。但为了避免转动叶片和固定挡板发生干涉碰撞，转动叶片和固定挡板的尺寸会受到限制，从而限制了湍流增大的程度，进而限制了混合液的混合效果。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是如何设计一种可以提高混合液混合效果的混砂搅拌装置。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种混砂搅拌装置，包括：
5.混合罐，所述混合罐内适于盛装待搅拌的液体物料；
6.旋转轴，所述旋转轴设置于所述混合罐内；
7.多个第一搅拌叶片，多个所述第一搅拌叶片呈环形间隔排列并适于与所述旋转轴连接，所述第一搅拌叶片随着所述旋转轴同步转动；
8.连杆结构，所述连杆结构的一端与所述旋转轴或所述第一搅拌叶片朝向所述旋转轴的一端转动连接；
9.摆动挡板，所述摆动挡板的一端与所述连杆结构的另一端转动连接，所述摆动挡板的另一端与所述混合罐的内壁转动连接，当所述旋转轴和多个所述第一搅拌叶片同步转动时，所述连杆结构适于带动所述摆动挡板进行摇摆以增大所述混合罐内液体物料的湍流程度。
10.由此，通过多个第一搅拌叶片呈环形间隔排列连接于旋转轴，从而使旋转轴的转动可以带动多个第一搅拌叶片进行同步转动，从而对混合罐内待搅拌的物料进行搅拌，通过连杆结构的一端与所述旋转轴或所述第一搅拌叶片朝向所述旋转轴的一端转动连接，以及连杆结构的另一端与摆动挡板转动连接，摆动挡板背离连杆结构的一端与混合罐的内壁转动连接，从而使旋转轴在转动时，可以通过连杆结构拉动摆动挡板进行不间断的摇摆动作，进而利用摆动挡板的摇摆可以增大混合罐内液体物料的湍流程度，进而保证混合罐内液体物料混合效果。
11.可选地，混砂搅拌装置还包括多棱柱安装块，所述多棱柱安装块设置于所述旋转轴上，多个所述第一搅拌叶片分别与所述多棱柱安装块的外侧壁连接，所述连杆结构的一端适于与所述旋转轴、所述多棱柱安装块或所述第一搅拌叶片朝向所述旋转轴的一端连接。
12.可选地，所述连杆结构包括长连杆、第一连接销和第二连接销，所述长连杆的一端
通过所述第一连接销与所述旋转轴、所述多棱柱安装块或第一搅拌叶片朝向所述旋转轴的一端转动连接，所述长连杆的另一端通过所述第二连接销与所述摆动挡板转动连接，所述摆动挡板背离所述第二连接销的一端与所述混合罐的内底壁或内侧壁转动连接。
13.可选地，所述摆动挡板的数量与所述第一搅拌叶片的数量相匹配，且所述摆动挡板设置于相邻两个所述第一搅拌叶片之间。
14.可选地，混砂搅拌装置还包括多个第二搅拌叶片，多个所述第二搅拌叶片呈环形间隔排列设置于所述旋转轴上，且所述第二搅拌叶片和所述第一搅拌叶片分别位于所述旋转轴的竖向两端。
15.可选地，所述第一搅拌叶片与所述摆动挡板间隔设置，所述摆动挡板上朝向所述第一搅拌叶片的一侧壁上设有弧形凹槽，所述混合罐内的液体物料经过处于摇摆状态的所述摆动挡板的弧形凹槽时，所述液体物料适于产生轴向和径向流动。
16.可选地，所述第一搅拌叶片和所述第二搅拌叶片相对竖直平面的倾斜方向相反。
17.可选地，混砂搅拌装置还包括旋转驱动机构和法兰，所述法兰设置于所述旋转轴的一端，所述旋转驱动机构的转动端通过所述法兰与所述旋转轴驱动连接。
18.可选地，混砂搅拌装置还包括环形隔板，所述环形隔板设置于所述混合罐内，所述环形隔板与所述混合罐的侧壁之间合围形成水仓，所述混合罐的侧壁上设有与所述水仓连通的加水口，所述环形隔板上还设有进水孔。
19.本实用新型还提供一种混砂车，包括车体以及如上述所述的混砂搅拌装置，所述混砂搅拌装置设置于所述车体上，所述混砂车的有益效果同所述混砂搅拌装置的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例中混砂搅拌装置的结构示意图之一；
21.图2为本实用新型实施例中混砂搅拌装置的局部结构示意图之一；
22.图3为本实用新型实施例中混砂搅拌装置的结构示意图之二；
23.图4为本实用新型实施例中混砂搅拌装置的爆炸结构示意图；
24.图5为本实用新型实施例中混砂搅拌装置的局部结构示意图之二。
25.附图标记说明：
[0026]1‑
旋转轴；2
‑
混合罐；21
‑
加水口；22
‑
排料口；23
‑
排料流道；3
‑
第一搅拌叶片；4
‑
连杆结构；41
‑
长连杆；42
‑
第一连接销；43
‑
第二连接销；5
‑
摆动挡板；6
‑
多棱柱安装块；7
‑
第二搅拌叶片；8
‑
环形隔板；81
‑
进水孔；9
‑
法兰；10
‑
第三连接销。
具体实施方式
[0027]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
[0028]
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0029]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030]
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
[0031]
为解决上述技术问题，结合图1和图2所示，本实用新型的实施例提供一种混砂搅拌装置，包括：
[0032]
混合罐2，所述混合罐2内适于盛装待搅拌的液体物料；
[0033]
旋转轴1，所述旋转轴1设置于所述混合罐2内；
[0034]
多个第一搅拌叶片3，多个所述第一搅拌叶片3呈环形间隔排列并适于与所述旋转轴1连接，所述第一搅拌叶片3适于随着所述旋转轴1同步转动；
[0035]
连杆结构4，所述连杆结构4的一端与所述旋转轴1或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端转动连接；
[0036]
摆动挡板5，所述摆动挡板5的一端与所述连杆结构4的另一端转动连接，所述摆动挡板5的另一端适与所述混合罐2的内壁转动连接，当所述旋转轴1和多个所述第一搅拌叶片3同步转动时，所述连杆结构4适于带动所述摆动挡板5进行摇摆以增大所述混合罐2内液体物料的湍流程度。
[0037]
需要说明的是，通过多个第一搅拌叶片3呈环形间隔排列且连接于旋转轴1，从而使旋转轴1的转动可以带动多个第一搅拌叶片3进行同步转动，从而对混合罐2内待搅拌的液体物料进行搅拌，通过连杆结构4的一端适于与所述旋转轴1的底端或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端转动连接，以及连杆结构4的另一端与摆动挡板5转动连接，摆动挡板5的另一端与混合罐2的内壁转动连接，从而使旋转轴1在转动时，可以通过连杆结构4拉动摆动挡板5进行不间断的摇摆动作，进而由摇摆的摆动挡板5可以增大混合罐2内物料的湍流程度，进而保证混合罐2内液体物料混合效果。
[0038]
在本实施例中，在混合罐2的顶端设有加料口，待搅拌混合的液体物料从加料口进入混合罐2内，通过旋转轴1带动多个第一搅拌叶片3进行同步转动，从而实现将混合罐2内待搅拌的液体物料进行搅拌混合，第一搅拌叶片3的长度可根据混合罐2的内径灵活选用，在此不做具体限定；第一搅拌叶片3的数量为至少一个，当第一搅拌叶片3的数量为两个以上时，多个第一搅拌叶片3呈环形等间隔排列安装于旋转轴1的底端，当旋转轴1在转动时，可以带动多个第一搅拌叶片3同步转动；连杆结构4的一端与旋转轴1的底端或第一搅拌叶片3朝向旋转轴1的一端下部转动连接，连杆结构4的另一端与摆动挡板5的一端转动连接，且摆动挡板5竖向设置，从而使旋转轴1在转动时，可以通过连杆结构4拉动摆动挡板5来回摆动，第一搅拌叶片3转动时，可以驱动待搅拌的液体物料进行旋转，旋转的液体物料不断冲刷摆动挡板5的表面，进而由摆动挡板5的摆动增大物料的湍流程度，提高混合液的混合
效果。
[0039]
在本实用新型的一个实施例中，结合图2所示，混砂搅拌装置还包括多棱柱安装块6，所述多棱柱安装块6设置于所述旋转轴1上，多个所述第一搅拌叶片3分别与所述多棱柱安装块6的外侧壁连接，所述连杆结构4的一端适于与所述旋转轴1、所述多棱柱安装块6或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端连接。
[0040]
需要说明的是，由于旋转轴1通常采用圆柱结构，第一搅拌叶片3与旋转轴1的连接面积比较小，通过将多棱柱安装块6安装在旋转轴1的底端，多个第一搅拌叶片3可以直接分别设置在多棱柱安装块6的外侧壁上，从而可以有效地增大第一搅拌叶片3与多棱柱安装块6的连接面积，提高第一搅拌叶片3的安装稳定性；其中，多棱柱安装块6的中心轴线与所述旋转轴1的中心轴线重合，多棱柱安装块6的周向外侧壁数量与第一搅拌叶片3的数量也相匹配，即若第一搅拌叶片3的数量为两个时，多棱柱安装块6为板状结构，若第一搅拌叶片3的数量为三个时，三个第一搅拌叶片3呈环形等间距安装于旋转轴1的底端，且相邻两个第一搅拌叶片3之间的夹角为120度，此时多棱柱安装块6为三棱柱，若第一搅拌叶片3的数量为四个时，相邻两个第一搅拌叶片3之间的夹角为90度，多棱柱安装块6为四棱柱；多棱柱安装块6与多个第一搅拌叶片3的安装结构在此不做过多阐述；且多棱柱安装块6可以直接安装在旋转轴1的底端，也可以套设在旋转轴1的底端处，即在多棱柱安装块6上开设竖直穿孔，多棱柱安装块6通过竖直穿孔套设于旋转轴1的底端，且多棱柱安装块6与旋转轴1固定连接，从而使设置在多棱柱安装块6外侧壁上的多个第一搅拌叶片3随旋转轴1一起转动。
[0041]
在本实施例中，连杆结构4朝向旋转轴1的一端可以与旋转轴1的底端连接，还可以与多棱柱安装块6的底端连接，还可以与第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端连接。
[0042]
在本实用新型的一个实施例中，结合图2所示，所述连杆结构4包括长连杆41、第一连接销42和第二连接销43，所述长连杆41的一端适于通过所述第一连接销42与所述旋转轴1、所述多棱柱安装块6或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端转动连接，所述长连杆41的另一端通过所述第二连接销43与所述摆动挡板5转动连接，所述摆动挡板5背离所述第二连接销43的一端与所述混合罐2的内底壁或内侧壁转动连接。
[0043]
需要说明的是，由于第一搅拌叶片3与多棱柱安装块6连接，多个所述第一搅拌叶片3分别与所述多棱柱安装块6的外侧壁连接，从而使旋转轴1、多棱柱安装块6和多个第一搅拌叶片3可以同步转动，第一连接销42的顶端可以安装在旋转轴1的底端，此时第一连接销42的中心轴线与旋转轴1的中心轴线不重合但保持平行，也可以安装在多棱柱安装块6的底端，此时多棱柱安装块6的中心轴线与第一连接销42的中心轴线不重合但保持平行，长连杆41的一端通过第一连接销42与旋转轴1的底端、多棱柱安装块6的底端或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端转动连接，从而使旋转轴1在与多棱柱安装块6进行同步转动时，可以带动长连杆41进行摆动；其中，当第一连接销42通过固定方式如焊接等方式安装于旋转轴1的底端、多棱柱安装块6的底端或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1时，第一连接销42的底端与长连杆41的一端转动连接，此时长连杆41相对第一连接销42进行摇摆；当第一连接销42转动连接于旋转轴1的底端、多棱柱安装块6的底端或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端时，即此时第一连接销42适于相对旋转轴1、多棱柱安装块6或所述第一搅拌叶片3朝向所述旋转轴1的一端进行转动，则第一连接销42的底端与长连杆41的一端可以转动连接也可以固定连接，故第一连接销42的上下两端与旋转轴1/多棱柱安装块6和
长连杆41的具体连接方式在此不做具体限定。其中，所述长连杆41背离所述第一连接销42的一端通过所述第二连接销43与所述摆动挡板5转动连接，即第二连接销43设置于长连杆41与摆动挡板5之间的连接处，使长连杆41可相对摆动挡板5进行转动；所述摆动挡板5背离所述第二连接销43的一端适于与所述混合罐2的内底壁或内侧壁转动连接，其中，混砂搅拌装置还包括第三连接销10，第三连接销10可安装在混合罐2的内底壁或内侧壁上，摆动挡板5背离第二连接销43的一端适于通过第三连接销10与所述混合罐2的内底壁或内侧壁进行转动。
[0044]
在本实施例中，连杆结构4的两端与旋转轴1/多棱柱安装块6和摆动挡板5的连接方式并不局限于上述实施例。例如，若多个第一搅拌叶片3直接安装于旋转轴1的底端时，则第一连接销42可以设置于旋转轴1的底端上，且第一连接销42的中心轴线与旋转轴1的中心轴线不重合但保持平行，第一连接销42也可以设置在第一搅拌叶片3上朝向旋转轴1的一端下端，长连杆41的一端通过第一连接销42与旋转轴1或第一搅拌叶片3转动连接，使旋转轴1与第一搅拌叶片3在进行转动时，可以拉动长连杆41在一定角度内进行摆动。
[0045]
摆动挡板5的摆动原理：当旋转轴1在转动时，带动多个第一搅拌叶片3进行转动，从而可以对混合罐2内待搅拌的液体物料进行旋转搅拌，通过连杆结构4可以拉动摆动挡板5进行摇摆，不仅可以增大混合罐2内物料的湍流程度以提高混合效果，而且还由于摆动挡板5不断的摇摆摆动，可以有效地避免液体物料中的砂砾积聚在摆动挡板5上，从而保证摆动挡板5的正常摆动。
[0046]
在本实用新型的一个实施例中，结合图1和图2所示，所述摆动挡板5的数量与所述第一搅拌叶片3的数量相匹配，且所述摆动挡板5设置于相邻两个所述第一搅拌叶片3之间。
[0047]
需要说明的是，若第一搅拌叶片3的数量为两个，则连杆结构4和摆动挡板5的数量也为两个，若第一搅拌叶片3的数量为四个时，则连杆结构4和摆动挡板5的数量也为四个，且摆动挡板5处于相邻两个第一搅拌叶片3之间处，第一搅拌叶片3用于驱动混合罐2内的液体物料转动，可以通过连杆结构4带动摆动挡板5进行摆动，即摆动挡板5沿混合罐2的持续性径向运动，不仅可以有效地避免干涉碰撞第一搅拌叶片3，而且由于摆动挡板5处于第一搅拌叶片3与混合罐2的内侧壁之间处，可以将处于混合罐2边缘的砂砾旋转推向混合罐2的中心区域进行混合，增大液体物料的混合效果。
[0048]
在本实用新型的一个实施例中，结合图3和图5所示，混砂搅拌装置还包括多个第二搅拌叶片7，多个所述第二搅拌叶片7呈环形间隔排列设置于所述旋转轴1上，且所述第二搅拌叶片7和所述第一搅拌叶片3分别位于所述旋转轴1的竖向两端。
[0049]
需要说明的是，在混合罐2内位于旋转轴1上还安装有呈环形间隔设置的多个第二搅拌叶片7，且第二搅拌叶片7处于第一搅拌叶片3的上侧，此时所述第二搅拌叶片7和所述第一搅拌叶片3分别位于所述旋转轴1的竖向上下两端，从而相当于增加了第一搅拌叶片3的叶片面积，可以增大搅拌效果，而且由于第二搅拌叶片7和第一搅拌叶片3上下设置，从而增大搅拌区域范围，进而有效地提高对混合罐2内待搅拌物料的搅拌效果。
[0050]
在本实用新型的一个实施例中，结合图5所示，所述第一搅拌叶片3与所述摆动挡板5间隔设置，且所述摆动挡板5上朝向所述第一搅拌叶片3的一侧壁上设有弧形凹槽，所述混合罐2内的液体物料经过处于摇摆状态的所述摆动挡板5的弧形凹槽时，所述液体物料适于产生轴向和径向流动。
[0051]
需要说明的是，混合罐2内的物料主要为水、砂砾和压裂液等组成的液体物料；第一搅拌叶片3在转动过程中，始终与摆动挡板5之间保留一定的间隔，从而避免处于摆动过程中的摆动挡板5与处于旋转过程中的第一搅拌叶片3产生干涉，进而保证第一搅拌叶片3的正常旋转混合物料，以及摆动挡板5的不间断摆动以增大液体物料的湍流程度；结合图3和图5所示，旋转轴1与第一搅拌叶片3旋转，由于第一搅拌叶片3与竖直平面之间呈一定夹角设置，故第一搅拌叶片3在转动时可以带动混合罐2内液体物料进行旋转，且部分液体物料会产生一定的轴向和径向流动，通过在摆动挡板5朝向第一搅拌叶片3的一侧壁上开设弧形凹槽，从而使旋转轴1在转动时通过连杆结构4拉动摆动挡板5在进行摆动时，摆动挡板5的摆动动作可以使混合罐2内的液体在经过处于摆动过程中的摆动挡板5的弧形凹槽位置时会进一步加剧轴向和径向流动，从而有效地降低砂砾在第一搅拌叶片3处于底转速时的下沉速度，同时也增大了第一搅拌叶片3搅拌时液体的湍流程度，提高混合罐2内的液体混合效果。
[0052]
在本实施例中，弧形凹槽的径向弧线可以与第一搅拌叶片3的旋转方向平行，也可以与第一搅拌叶片3的旋转方向呈一定夹角，弧形凹槽的设置角度以及数量在此不做具体限定，只要能够使混合罐2内的液体产生轴向和径向运动的摆动挡板5的弧形凹槽结构均适用于本技术方案，在此不作具体限定。
[0053]
在本实用新型的一个实施例中，结合图4和图5所示，所述第一搅拌叶片3和所述第二搅拌叶片7相对于竖直平面的倾斜方向相反。
[0054]
需要说明的是，第一搅拌叶片3和第二搅拌叶片7相对于竖直平面均倾斜设置，且两者相对于竖直平面的倾斜方向相反，从而使旋转轴1在转动时，第一搅拌叶片3和第二搅拌叶片7同步转动，由于第一搅拌叶片3和第二搅拌叶片7的倾斜方向相反，从而在第一搅拌叶片3和第二搅拌叶片7同步转动时，可以使混合罐2内的液体物料在旋转过程中上下分层，有效地提高混合罐2内的液体物料混合搅拌效果，使液体物料混合更加充分。
[0055]
在本实用新型的一个实施例中，混砂搅拌装置还包括旋转驱动机构(图中未示出)和法兰9，所述法兰9设置于所述旋转轴1的一端，所述旋转驱动机构的转动端通过所述法兰9与所述旋转轴1驱动连接。
[0056]
需要说明的是，若旋转驱动机构设置于混合罐2的顶端，此时法兰9设置于旋转轴1的顶端，若旋转驱动机构设置于混合罐2的底端，此时法兰9设置于旋转轴1的底端，其旋转驱动机构的安装位置在此不做具体限定；相对现有技术中混砂搅拌装置的旋转电机直接与旋转轴相连而言，本实用新型由旋转驱动结构可以通过法兰9与旋转轴1驱动连接，可以增大旋转驱动机构与旋转轴1的连接面积，保证旋转驱动机构在输出足够大的旋转作用力时避免旋转驱动机构与旋转轴1之间的连接处发生断裂等，进而实现旋转驱动结构与旋转轴1的稳定连接。
[0057]
在本实施例中，旋转驱动机构可以采用液压旋转马达、旋转电机、旋转气缸等，只要能够通过法兰9驱动旋转轴1进行转动的旋转驱动机构均适用于本技术方案，在此不做具体限定。
[0058]
在本实用新型的一个实施例中，结合图3和图4所示，混砂搅拌装置还包括环形隔板8，所述环形隔板8设置于所述混合罐2内，所述环形隔板8与所述混合罐2的侧壁之间合围形成水仓，所述混合罐2的侧壁上设有与所述水仓连通的加水口21，所述环形隔板8上还设
有进水孔81。
[0059]
需要说明的是，由于环形隔板8呈从上至下减缩的圆筒结构，当环形隔板8安装于混合罐2内时，此时环形隔板8的底端与混合罐2的内底壁连接，环形隔板8与混合罐2的侧壁之间合围形成水仓，在混合罐2的侧壁上开设加水口21，且加水口21与水仓相连通，从而使混合罐2内的液体物料在进行旋转混合过程中，可根据实际需求，从加水口21向水仓内注入清水，通过在环形隔板8上开设进水孔81，使水仓内的清水从进水孔81进入混合罐2内，从而可以调整液体物料的浓度。
[0060]
在本实施例中，在环形隔板8的进水孔81处还设置有过滤网，过滤网可采用耐磨耐腐蚀材料制成，从而有效地避免混合罐2内液体状物料中的砂砾进入水仓，从而保证水仓和进水孔81的正常使用。在混合罐2的侧壁底端开开设有排料口22，在混合罐2的内底壁上设置排料流道23，且排料流道23与排料口22连通，排料流道23为弧形凹槽结构，混合罐2内的液体物料在充分搅拌混合完毕之后，通过第一搅拌叶片3的旋转可以将液体物料旋转推入排料流道23内，并从排料口22排出。
[0061]
本实用新型的另一实施例提供一种混砂车，包括车体以及如上述实施例中所述的混砂搅拌装置，所述混砂搅拌装置设置于所述车体上，所述混砂车的有益效果同所述混砂搅拌装置的有益效果，在此不再赘述。
[0062]
需要说明的是，混砂车为压裂施工过程中将压裂液和支撑剂按一定比例进行混合的设备，混砂车包括车体和混砂搅拌装置，混砂搅拌装置设置于车体上；其中，支撑剂为砂砾、水等混合物，混合后的含砂压裂液供给压裂车，即混合罐2的排料口22与压裂车连通，从而在混合罐2内的液体物料充分搅拌混合之后形成压裂液输送给压裂车使用。
[0063]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。