一种用于膏体速凝固结材料的混合装置

本技术涉及一种固液混合装置，具体是一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，属于物料混合用设备。

背景技术：

1、煤炭作为能源消费结构中的主体，它的安全开采自始至终是本行业至关重要的一环。但在煤炭开采的过程中不可避免的会遇到煤层自燃、顶板冒落、瓦斯突出等安全问题，为有效解决此类事故，现如今主要采用钻孔灌注各种形式的浆液，其中，膏体速凝固结材料作为一种新型的注浆材料，现已广泛使用在矿井防灭火、裂隙堵漏风等领域，但膏体速凝固结材料的凝结时间短，不易在浆体凝结之前充分混合，为此有必要研发一种用于膏体速凝固结材料的混合装置。

2、为了高效地将粉末状或颗粒状固体分散在液体中，提升分散效率，节约人工成本，工业上开发了许多高效率的分散设备。如申请号为cn202022798478.7的发明中公开了一种筒状混合装置，在带有化学反应的物料混合过程中，该装置的涡轮式叶轮与静叶销对物料都产生相对运动，将搅拌混合与运输同时进行，减少了混合时间和固体粉料的沉降；又如申请号为cn201320002627.1的发明中公开了一种药剂搅拌混合装置，采用双层桨叶的结构形式，通过调整装置第一桨叶片与第二桨叶片的角度，减少搅拌死角，增大搅动范围，形成全槽循环，提高了搅拌效率；如申请号为cn201822177399.7的发明中公开了一种节能环保的化工生产用固液混合装置，通过设置搅拌机构、搅拌箱、从动锥齿轮、主动锥齿轮、保护罩、主动轮、螺旋叶片等装置的配合使用，解决了现有的化工生产用固液混合装置不能对固液物品进行预混合的问题。

3、由上述可知目前对固液混合装置具有一定的研究成果，但仍存在以下问题：①搅拌混合过程均需要使用电机装置，不利于在井下施工，其安全系数有待商榷；②不可连续操作，都是混合形成一次混合物后需要停止混合过程取出，并再次加入原料才能再次进行混合，因此混合效率低，增大了工业成本；③在混合过程中搅拌电机的能量损失较大，不利于节能环保。基于以上混合装置存在的问题，如何发明一种膏体速凝固结材料的混合装置有效解决上述存在的问题是本行业的研究方向。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，无需设置搅拌电机，并且能持续进行物料的混合制备过程，不仅具有较高的安全系数，而且能有效保证混合效率，降低生产成本。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，包括底座、一级进料装置、二级进料装置、一级文丘里管、二级文丘里管、第一搅拌装置、第二搅拌装置；所述一级进料装置和二级进料装置分别通过两个进料装置支架固定在底座上，一级文丘里管处于一级进料装置正下方，二级文丘里管处于二级进料装置正下方，且一级文丘里管和二级文丘里管分别通过两个管道支架固定在底座上，一级文丘里管和二级文丘里管均由入口段、收缩段、喉管、扩散段和出口段组成，一级文丘里管的入口段与进水管一端同轴连接；

4、所述第一搅拌装置和第二搅拌装置均包括：容器、通气管道、气动马达、搅拌组件，所述容器内装有高压气体；容器通过通气管道与所述气动马达的动力气源入口同轴连接，所述通气管道与所述容器同轴连接处设置有气阀，用于控制气体进出，所述搅拌组件包括：搅拌桶、搅拌轴，所述搅拌桶具有桶盖和一体加工成型的连接管，所述搅拌桶的上表面安装有气动马达，所述气动马达的输出轴贯穿所述搅拌桶，并活动连接；搅拌轴具有搅拌叶片的一端延伸到所述搅拌桶内底部，另一端与所述气动马达的输出轴固定连接；所述第一搅拌装置的搅拌桶的一侧连接管与一级文丘里管的出口段同轴连接；另一侧的连接管与所述二级文丘里管的入口段同轴连接，二级文丘里管的出口段与第二搅拌装置的搅拌桶的一侧连接管同轴连接，第二搅拌装置的搅拌桶的另一侧连接管与出料管同轴连接。

5、进一步，所述一级进料装置和第二进料装置均包括进料腔体和半球形筛网，所述进料腔体为漏斗形，半球形筛网装在进料腔体内，用于对进料腔体进入的物料进行筛分；一级进料装置的进料腔体出口与一级文丘里管的喉管、二级进料装置的进料腔体出口与二级文丘里管的喉管分别通过两个进料支管连接。

6、进一步，所述进料支管内设有单向阀门，单向阀门的出口朝向喉管。单向阀门可以采用呈静脉瓣膜的结构，在喉管内呈负压时，单向阀门开启，使进料腔体内的物料经过进料支管进入喉管内，而当喉管内的压力大于进料支管时单向阀门自动关闭，防止喉管内的液体进入进料支管造成堵塞。

7、进一步，所述底座包括底板和多个调平支脚，多个调平支脚与底板固定连接。通过这种结构能调整底板的表面处于同一水平面，便于后续物料混合及运输。

8、进一步，所述同轴连接均为通过法兰连接。采用这种结构能方便拆卸及连接。

9、进一步，所述一级文丘里管的入口段直径为25mm，出口段直径为25mm，喉管长度为15mm，喉径为10mm，收缩段的收缩锥角为21°，缩径比为0.4，扩散段的扩散角为10°；二级文丘里管的入口段直径为25mm，出口段直径为25mm，喉管长度为15mm，喉径为7.5mm，收缩段的收缩锥角为30°，缩径比为0.3，扩散段的扩散角为10°。设置成这种参数能使一级文丘里管对一级进料装置内的物料吸入速度和二级文丘里管对二级进料装置内的物料吸入速度，两者相匹配，使得两种物料的混合比达到所需要求，最终在管路能混合均匀。

10、进一步，所述半球形筛网的目数为100目。

11、与现有技术相比，本实用新型采用底座、一级进料装置、二级进料装置、一级文丘里管、二级文丘里管、第一搅拌装置、第二搅拌装置相结合方式，将膏体速凝固结材料的b料和a料分别放入一级进料装置和二级进料装置内，通过向进水管内注入一定压力的水流，水流在流经一级文丘里管时，由于一级文丘里管的结构为先收缩而后逐渐扩大的管道会产生负压，从而将b料吸入一级文丘里管的喉管与水流混合，并通过第一搅拌装置使其混合均均匀形成b料混合浆体，接着b料混合浆体流入二级文丘里管，二级文丘里管会产生与一级文丘里管相同的作用，进而将a料吸入二级文丘里管的喉管与b料混合浆体混合，并通过第二搅拌装置使a料和b料进行充分混合，混合后形成膏体速凝固结材料浆体，最后膏体速凝固结材料浆体从出料管输出；其中文丘里管的缩径比越小时，压降差越大，在管路安装尺寸压力测量精度准许的范围内，尽可能增加文丘里管的缩径比，特别是对于大流量的情况可以明显降低流动阻力。此外，还由于本实用新型采用的是气动马达进行驱动，因此，具备具有防火、防爆、防潮的能力，且在高温场合亦可以使用，并且能持续进行物料的混合制备过程，具有较高的安全系数，而且能有效保证混合效率，降低生产成本。

技术特征：

1.一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，包括底座(1)、一级进料装置(13)、二级进料装置(14)、一级文丘里管(7)、二级文丘里管(10)、第一搅拌装置(8)、第二搅拌装置(11)；所述一级进料装置(13)和二级进料装置(14)分别通过两个进料装置支架(4)固定在底座(1)上，一级文丘里管(7)处于一级进料装置(13)正下方，二级文丘里管(10)处于二级进料装置(14)正下方，且一级文丘里管(7)和二级文丘里管(10)分别通过两个管道支架(5)固定在底座(1)上，一级文丘里管(7)和二级文丘里管(10)均由入口段(20)、收缩段(21)、喉管(22)、扩散段(23)和出口段(24)组成，一级文丘里管(7)的入口段(20)与进水管(6)一端同轴连接，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，其特征在于，所述一级进料装置(13)和第二进料装置均包括进料腔体(16)和半球形筛网(15)，所述进料腔体(16)为漏斗形，半球形筛网(15)装在进料腔体(16)内，用于对进料腔体(16)进入的物料进行筛分；一级进料装置(13)的进料腔体(16)出口与一级文丘里管(7)的喉管(22)、二级进料装置(14)的进料腔体(16)出口与二级文丘里管(10)的喉管(22)分别通过两个进料支管(18)连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，其特征在于，所述进料支管(18)内设有单向阀门(19)，单向阀门(19)的出口朝向喉管(22)。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，其特征在于，所述底座(1)包括底板(2)和多个调平支脚(3)，多个调平支脚(3)与底板(2)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，其特征在于，所述同轴连接均为通过法兰(17)连接。

6.根据权利要求1或5所述的一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，其特征在于，所述一级文丘里管(7)的入口段(20)直径为25mm，出口段(24)直径为25mm，喉管(22)长度为15mm，喉径为10mm，收缩段(21)的收缩锥角为21°，缩径比为0.4，扩散段(23)的扩散角为10°；二级文丘里管(10)的入口段(20)直径为25mm，出口段(24)直径为25mm，喉管(22)长度为15mm，喉径为7.5mm，收缩段(21)的收缩锥角为30°，缩径比为0.3，扩散段(23)的扩散角为10°。

7.根据权利要求2所述的一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，其特征在于，所述半球形筛网(15)的目数为100目。

技术总结
本技术公开了一种用于膏体速凝固结材料的混合装置，包括一级进料装置、二级进料装置、一级文丘里管、二级文丘里管、第一搅拌装置和第二搅拌装置；一级文丘里管处于一级进料装置下方，二级文丘里管处于二级进料装置下方，进水管、一级文丘里管、第一搅拌装置、输送管、二级文丘里管、第二搅拌装置、出料管依次连接；一级进料装置和第二进料装置均包括进料腔体和半球形筛网，一级进料装置的进料腔体出口与一级文丘里管的喉管、二级进料装置的进料腔体出口与二级文丘里管的喉管分别通过两个进料支管连接。本技术无需设置搅拌电机，并且能持续进行物料的混合制备过程，不仅具有较高的安全系数，而且能有效保证混合效率，降低生产成本。

技术研发人员：颜晓雯,鲁义,邢舜博
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：20221112
技术公布日：2024/1/11