CN104772825A - 一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，包括封闭式搅拌仓，隔板将封闭式搅拌仓分成一级搅拌仓和二级搅拌仓，隔板上部为网孔板，搅拌轴穿过隔板上部网孔板，搅拌轴位于一级搅拌仓一侧设有一级搅拌翅，搅拌轴位于二级搅拌仓一侧设有二级搅拌翅，搅拌轴联接搅拌轴驱动电机装置；一级搅拌仓顶部设有进料口和一级搅拌仓观察窗，一级搅拌仓上部设有进水口一，一级搅拌仓下部设有废水出口；二级搅拌仓顶部设有二级搅拌仓观察窗，二级搅拌仓上部设有进水口二，二级搅拌仓下部设有倾斜底板和出料口。本发明结构紧凑，能够实现固体粉料和水的定量添加，在搅拌过程对粘稠复合浆体实现两级、差速搅拌，制备所得复合浆体均匀性好。

Description

一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置
技术领域
本发明涉及一种复合浆体搅拌装置，具体为一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置。
背景技术
煤炭自燃是我国煤矿安全生产面临的最主要灾害之一，严重威胁着井下工作人员的安全以及工作面的正常回采，导致重大的经济损失。无机固化泡沫作为一种堵漏材料，因其具有发泡倍数高，抗压强度大，耐高温、隔热性能好的优点，将成为煤矿堵漏材料发展的新方向。无机固化泡沫的复合浆体是以水泥、粉煤灰为基材，同时添加无机胶凝剂、促凝剂等外加剂与水混合搅拌而成，复合浆体稠度大、粘性强，且在添料过程中需要控制粉料和水的比例。为此，在定量添加粉料和水的同时，对无机固化泡沫的复合浆体进行充分搅拌是一项重要的研究内容。
目前，有关水泥等粉体材料搅拌装置的专利有很多，如：
1.2003年3月5日公开的中国专利“称重混凝土搅拌机”(申请号：CN01230373.9，公开：CN2539144)，以搅拌机的上料斗作为计量容器，拖动上料斗的钢丝绳，利用比例杠杆上的称重传感器对砂、水泥等材料的进行称重；该装置结构复杂，所占空间大，该装置不适用于煤矿井下狭小空间；同时该装置利用传感器称重，稳定性差，无法保障连续加料和搅拌，该装置不能实现连续搅拌和输出，工作效率低，无法满足井下连续、长时间施工。
2.2009年7月1日公开的中国专利“一种水泥浆搅拌机”(申请号：CN200820027451.4，公开：CN201264301)，由两个立式搅拌桶体组成，两个桶内分别设有搅拌轴，分别装有不同直径的皮带轮，两个皮带轮与电机连接，利用一个电机带动两根搅拌轴来实现差速搅拌，对浆料破碎能力强，制备得到浆料的均匀性好，但其只适用于稀浆料加工，且无法实现对粉料和水的定量添加；同时其利用皮带传动，在井下高粉尘环境下作业容易出现打滑现场，并不适合在复杂井下环境工作。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，其结构紧凑，能满足煤矿堵漏现场应用，能够实现固体粉料和水的定量添加，在搅拌过程对粘稠复合浆体实现两级、差速搅拌，对粘稠浆体中胶粘成团的粉料破碎能力强，制备所得复合浆体均匀性好，有利于浆体后期与水基泡沫的混合。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，包括封闭式搅拌仓，隔板将封闭式搅拌仓分成一级搅拌仓和二级搅拌仓，隔板上部为网孔板，搅拌轴穿过隔板上部网孔板，搅拌轴位于一级搅拌仓一侧设有一级搅拌翅，搅拌轴位于二级搅拌仓一侧设有二级搅拌翅，搅拌轴联接搅拌轴驱动电机装置；一级搅拌仓顶部设有进料口和一级搅拌仓观察窗，一级搅拌仓上部设有进水口一，一级搅拌仓下部设有废水出口；二级搅拌仓顶部设有二级搅拌仓观察窗，二级搅拌仓上部设有进水口二，二级搅拌仓下部设有倾斜底板和出料口。
本发明中，优选的，所述废水出口设有阀门一，出料口设有蝶阀，废水出口和出料口与水平方向成10～15°夹角向下。
本发明中，优选的，所述一级搅拌翅和二级搅拌翅的螺旋方向相反，一级搅拌翅的回转半径大于二级搅拌翅回转半径。
本发明中，优选的，所述进料口连接星型定量下料器，星型定量下料器上部设有加料仓，加料仓仓口设有支撑杆。
本发明中，优选的，进水口一连接进水支管一，进水口二连接进水支管二，进水支管一和进水支管二均连接定量进水管路，进水支管二设有阀门二，定量进水管路设有阀门三和流量计。
本发明中，优选的，所述搅拌轴驱动电机装置包括设置在二级搅拌仓顶部的驱动电机，驱动电机输出轴上设有链轮一，链轮一通过传动链与搅拌轴上的链轮二连接。
有益效果：与现有技术相比，本发明结构简单、紧促，适合井下狭小空间作业，适用于固化泡沫堵漏材料粘稠复合浆体的搅拌，而且使用方便，节省人力，能够实现对原始粉料和水的定量添加；利用两只大小不同、螺旋方向相反的搅拌翅能够对粘稠复合浆体进行两级搅拌，同时实现差速搅拌，使粉料易于分散，能够充分破坏粉料的凝聚、团簇效应，能够将固化泡沫粘稠浆体搅拌均匀，可实现连续搅拌和输出，满足煤矿现场裂隙堵漏的要求。
附图说明
图1是本发明矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置结构示意图。
图2是定量进水管路示意图。
图中：1、封闭式搅拌仓；2、废水出口；3、阀门一；4、定量加水管路；5、进料口；6、星型定量下料器；7、左轴承座；8、加料仓；9、支撑杆；10、调频电机；11、一级搅拌仓；12、一级搅拌仓观察窗；13、进水口一；14、进水口二；15、一级搅拌翅；16、隔板；17、搅拌轴；18、倾斜底板；19、二级搅拌仓；20、二级搅拌仓观察窗；21、二级搅拌翅；22、右轴承座；23、链轮二；24、驱动电机；25、链轮一；26、传动链；27、蝶阀；28、出料口；29、阀门三；30、流量计；31、阀门二；32、进水支管一；33、进水支管二。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，本发明的矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置包括封闭式搅拌仓1，隔板16垂直焊接固定与封闭式搅拌仓1内，通过隔板16将封闭式搅拌仓1分成一级搅拌仓11和二级搅拌仓19，隔板16上部为网孔板。一级搅拌仓11内搅拌均匀的复合浆体可通过隔板16上部网孔板进入二级搅拌仓19，未搅拌均匀的粉料胶粘团被阻挡，继续在一级搅拌仓19搅拌；隔板16下部能够有效阻挡一级搅拌仓11内水分向二级搅拌仓19的流失。
搅拌轴17穿过隔板16上部网孔板，搅拌轴17两端通过左轴承座7和右轴承座22分别固定在一级搅拌仓11和二级搅拌仓19内，搅拌轴17位于一级搅拌仓11一侧设有一级搅拌翅15，搅拌轴17位于二级搅拌仓19一侧设有二级搅拌翅21。一级搅拌翅15和二级搅拌翅21的螺旋方向相反，一级搅拌翅15的回转半径大于二级搅拌翅21回转半径。虽然两只搅拌翅同轴、同角速度，但由于尺寸不同导致一级搅拌翅15和二级搅拌翅21的搅拌线速度不同，能够实现对复合浆体的差速搅拌；同时，两只搅拌翅能够将两级搅拌仓端部的复合浆体搅拌推送至隔板16处，一方面，浆体会与隔板16发生碰撞，另一方面，两级搅拌仓内浆体也会互相碰撞；两级、差速搅拌增加浆体颗粒之间的有效碰撞次数和相互挤压，颗粒间相互运动性增强，易于分散，充分破坏粉料的凝聚、团簇效应；由于二级搅拌翅21尺寸较一级搅拌翅15的尺寸小，所以二级搅拌翅21对浆体的搅拌推力较小，一级搅拌仓11内复合浆体能够顺利通过隔板19上半部分的网孔进入二级搅拌仓19。搅拌轴17联接搅拌轴驱动电机装置，由搅拌轴驱动电机装置驱动搅拌轴17转动，带动一级搅拌翅15和二级搅拌翅21工作。搅拌轴驱动电机装置包括设置在二级搅拌仓19顶部的驱动电机24，驱动电机24输出轴上设有链轮一25，链轮一25通过传动链26与搅拌轴17上的链轮二23连接。搅拌轴驱动电机装置能够有效避免煤矿井下长期工作导致的传动打滑问题。
一级搅拌仓11顶部设有进料口5和透明的一级搅拌仓观察窗12，一级搅拌仓11上部设有进水口一13，一级搅拌仓11下部设有废水出口2；二级搅拌仓19顶部设有透明的二级搅拌仓观察窗20，二级搅拌仓19上部设有进水口二14，二级搅拌仓19下部设有出料口28，二级搅拌仓19底部设有倾斜底板18。废水出口2设有阀门一3，出料口28设有蝶阀27，废水出口2和出料口28与水平方向成10～15°夹角向下。进料口5连接星型定量下料器6，星型定量下料器6上部设有加料仓8，加料仓8仓口设有支撑杆9，用来放置袋装粉料，减轻施工人员的压力，星型定量下料器6由调频电机10驱动，实现粉料的定量添加。如图2所示，进水口一13连接进水支管一32，进水口二14连接进水支管二33，进水支管一32和进水支管二33均连接定量进水管路4，进水支管二33设有阀门二31，定量进水管路4设有阀门三29和流量计30。进水时，关闭阀门二31，调节阀门29改变通过流量计30的水流量，通过控制进水时间和进水流量实现水的定量添加；搅拌机工作时，一级搅拌仓11内复合浆体通过隔板19隔板16上部网孔板进入二级搅拌仓19后，在重力作用下能够沿着斜板18顺利流至出料口28；搅拌机停止工作后，打开阀门三29和阀门二31向一级搅拌仓11和二级搅拌仓19内注水，对搅拌仓进行清洗，废水分别从废水出口2和出料口28流出。
本发明矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置工作过程如下：关闭阀门一3、阀门二31以及蝶阀27，打开阀门三29，向一级搅拌仓加水，读取流量计30的示数，同时记录加水时间，向一级搅拌仓11注入一定的量的水后关闭阀门三29，计算出加水量；依据水与粉料的比例计算出所需粉料的量，开启调频电机10驱动星型定量下料器6运转，将袋装粉料置于支撑杆9上部加料，通过调频电机10实现粉料的定量添加；开启驱动电机24，带动链轮一25转动，链轮一25通过传动链26带动链轮二23，链轮二23将动力通过左轴承座7和右轴承座22传递给搅拌轴17，使得搅拌轴17开始转动，搅拌轴17带动一级搅拌翅15和二级搅拌翅21随之旋转，采用两只大小不同、螺旋方向相反的搅拌翅15和21，虽然两只搅拌翅同轴、同角速度，但由于尺寸不同导致搅拌翅线速度不同，能够实现对复合浆体的差速搅拌，两只搅拌翅能够将两级搅拌仓端部的复合浆体搅拌、推送送至中间隔板16处，一方面，浆体会与隔板16发生碰撞，另一方面，两级搅拌仓内浆体也会互相发生碰撞；两级、差速搅拌增加浆体颗粒之间的有效碰撞次数和相互挤压，颗粒间相互运动性增强，易于分散，破坏粉料的凝聚、团簇效应；经一级搅拌翅15搅拌得到均匀复合浆体经过隔板16上部网孔板进入二级搅拌仓19，二级搅拌翅21对其再次搅拌，而一级搅拌仓11内未被搅拌分散的成团粉料会由于阻挡作用而留在一级搅拌仓11继续搅拌直至搅拌分散均匀，同时，隔板16下部结构能够有效阻挡一级搅拌仓11内的水分向二级搅拌仓19流失；由于二级搅拌翅21的尺寸较一级搅拌翅15小，所以二级搅拌翅21对浆体的搅拌推力较小，一级搅拌仓11内复合浆体能够顺利通过隔板16上部网孔板进入二级搅拌仓19，再加上二级搅拌仓19底部倾斜底板18的作用，搅拌均匀的浆体在重力作用下能够沿着斜板18顺利流至出料口28；通过二级搅拌仓观察窗20观察二级搅拌仓19内复合浆体的搅拌情况，在搅拌均匀后打开蝶阀27向外输送浆料；通过一级搅拌仓观察窗12观察一级搅拌仓11内复合浆体的余料情况，在浆料不足时及时定量添加粉料和水，以实现连续搅拌和输送；完成搅拌工作后，关闭调频电机10，打开阀门三29和阀门二31，分别向一级搅拌仓11和二级搅拌仓19中注水清洗仓体，清洗干净后打开阀门一3和蝶阀27排出废水，最后停止驱动电机24。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，其特征在于：包括封闭式搅拌仓(1)，隔板(16)将封闭式搅拌仓(1)分成一级搅拌仓(11)和二级搅拌仓(19)，隔板(16)上部为网孔板，搅拌轴(17)穿过隔板(16)上部网孔板，搅拌轴(17)位于一级搅拌仓(11)一侧设有一级搅拌翅(15)，搅拌轴(17)位于二级搅拌仓(19)一侧设有二级搅拌翅(21)，搅拌轴(17)联接搅拌轴驱动电机装置；一级搅拌仓(11)顶部设有进料口(5)和一级搅拌仓观察窗(12)，一级搅拌仓(11)上部设有进水口一(13)，一级搅拌仓(11)下部设有废水出口(2)；二级搅拌仓(19)顶部设有二级搅拌仓观察窗(20)，二级搅拌仓(19)上部设有进水口二(14)，二级搅拌仓(19)下部设有倾斜底板(18)和出料口(28)。
2.根据权利要求1所述的一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，其特征在于：所述废水出口(2)设有阀门一(3)，出料口(28)设有蝶阀(27)，废水出口(2)和出料口(28)与水平方向成10～15°夹角向下。
3.根据权利要求1所述的一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，其特征在于：所述一级搅拌翅(15)和二级搅拌翅(21)的螺旋方向相反，一级搅拌翅(15)的回转半径大于二级搅拌翅(21)回转半径。
4.根据权利要求1所述的一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，其特征在于：所述进料口(5)连接星型定量下料器(6)，星型定量下料器(6)上部设有加料仓(8)，加料仓(8)仓口设有支撑杆(9)。
5.根据权利要求1所述的一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，其特征在于：进水口一(13)连接进水支管一(32)，进水口二(14)连接进水支管二(33)，进水支管一(32)和进水支管二(33)均连接定量进水管路(4)，进水支管二(33)设有阀门二(31)，定量进水管路(4)设有阀门三(29)和流量计(30)。
6.根据权利要求1所述的一种矿用无机固化泡沫的复合浆体搅拌装置，其特征在于：所述搅拌轴驱动电机装置包括设置在二级搅拌仓(19)顶部的驱动电机(24)，驱动电机(24)输出轴上设有链轮一(25)，链轮一(25)通过传动链(26)与搅拌轴(17)上的链轮二(23)连接。
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