CN111420590A - 一种矿山充填多轴复合式搅拌机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山充填多轴复合式搅拌机，包括罐体、设置于罐体一侧上部的进料口和设置于罐体另一侧下部的出料口，罐体上从进料口一侧向出料口一侧依次设置有第一搅拌区、第二搅拌区和第三搅拌区。出料口上部位于罐体内侧安装有溢流装置。该复合式搅拌机适应性广，适应浆体、膏体等绝大多数物料，不会产生端部漏液问题，且设备维护量极低，可靠耐用，搅拌效果好。

Description

一种矿山充填多轴复合式搅拌机

技术领域

本发明属于矿山充填用设备加工领域，具体涉及一种矿山充填多轴复合式搅拌机。

背景技术

矿山充填法是以充填材料充满采空区，支撑两帮围岩，防止岩石移动，达到控制地压的目的。凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。充填采矿法旨在利用充填体进行地压管理，抑制地表沉陷和围岩崩落，保护采矿现场生态环境平衡。从材料角度看，充填采矿法可分为3种，分别为胶结充填法、水砂充填法、干式充填法。干式充填法是充填采矿技术最早应用的方法，需借助风力、矿车或其它运输设施将砂石、废石等其它机械输送干充填料运输到采空区，由此方法采出的矿石>总矿石的1/3；水砂充填法是利用砂浆或自流方式将冶炼场炉渣、尾砂、碎石、砂石等固液两相浆体运输到井下，应用此方法时应充分考虑围岩矿体的稳固性、回采巷道的尺寸以及地表沉陷的可能性。胶结充填法是最新发展的充填技术，该方法能将材料形成浆体或膏体，以官道泵送或重力输送到充填区，具有工艺简单、充填料强度大、充填速度快、充填量大的优点。

目前胶结充填法制浆普遍使用立式搅拌桶或者双轴搅拌机，不同的矿山充填项目在配置搅拌设备时，一般依据充填原料的性状及充填料浆的浓度要求选择立式搅拌桶或者双轴搅拌机。立式搅拌桶的转速远高于双轴搅拌机，在一定的条件范围内立式搅拌桶搅拌效率高于双轴搅拌机。但立式搅拌桶的结构和出料方式不适应于膏体状料浆的搅拌，也不适应于粗骨料制浆搅拌和出料。双轴搅拌机虽然搅拌效率低，机体结构适应于更高浓度、更粗骨料的制浆及出料，但是双轴搅拌机的轴端漏浆问题一直是行业难题，故很难达到在立式搅拌桶和双轴搅拌机之间的平衡。

发明内容

本发明提供了一种矿山充填多轴复合式搅拌机，该设备的使用适应多种不同种类充填物料的搅拌，搅拌效率高适应性强。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿山充填多轴复合式搅拌机，包括罐体、设置于罐体一侧上部的进料口和设置于罐体（1）另一侧下部的出料口，所述罐体上从进料口一侧向出料口一侧依次设置有第一搅拌区、第二搅拌区和第三搅拌区。

优选的，所述出料口上部位于罐体内侧安装有溢流装置。

优选的，所述溢流装置将出料口分为底出料口和溢流出料口两部分。

优选的，所述溢流出料口的出料量大于等于进料口的进料量，进料口的进料量大于等于底出料口的出料量。

优选的，所述罐体底部内侧安装有底板，底板靠近进料口一端高于出料口一端。

优选的，所述第一搅拌区包括设置在罐体外侧的第一搅拌电机，所述第一搅拌电机向罐体内连接有第一搅拌轴；所述第二搅拌区包括设置在罐体外侧的第二搅拌电机，所述第二搅拌电机向罐体内连接有第二搅拌轴；所述第三搅拌区包括设置在罐体外侧的第三搅拌电机，所述第三搅拌电机向罐体内连接有第三搅拌轴。

优选的，所述第一搅拌轴外侧安装有上下分布的三层折叶式结构的搅拌叶片，折叶角度为15度，最上层的搅拌叶片为下压式结构，下两层的搅拌叶片为上翻式结构。

优选的，所述第二搅拌轴外侧安装有上下分布的两层阿基米德曲线形的搅拌叶片，上层搅拌叶片为下压式结构，下层搅拌叶片为上翻式结构。

优选的，所述第三搅拌轴外侧安装有上下分布的两层轮辐式结构的搅拌叶片，上层搅拌叶片为下压式结构，下层搅拌叶片为上翻式结构。

优选的，所述第一搅拌电机搅拌转速为120r/min，第二搅拌电机搅拌转速为240r/min，第三搅拌电机搅拌转速为340 r/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.与以往充填项目常用的卧式搅拌机相比，完全避免了卧式搅拌机轴端易漏浆的行业难题，可以代替以往的双级卧式搅拌机。且高转速的立轴搅拌装置又能确保搅拌均匀、活化充分，使用该多轴复合式搅拌机，大大节省土建及设备投资，维护方便，可靠性更高。多轴复合式搅拌机可以适应绝大多数充填物料，是充填搅拌形式的革新和进步；

2.恒定料位，该搅拌机的自流充填***可以不加装料位计及管夹阀，控制简单；

3.适应性广，适应浆体、膏体等绝大多数物料；

4.可靠耐用故障率低，相比于卧式搅拌机，不存在轴端漏浆故障，设备维护量极低，可靠耐用。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明多轴复合式搅拌机主透视图；

图2为本发明多轴复合式搅拌机俯透视图；

图3为本发明第一搅拌轴放大图；

图4为本发明第一搅拌轴叶片俯视图；

图5为本发明第二搅拌轴放大图；

图6为本发明第二搅拌轴叶片俯视图；

图7为本发明第三搅拌轴放大图；

图8为本发明第三搅拌轴叶片俯视图；

图9为本发明溢流装置局部图；

图中：1、罐体，2、进料口，3、出料口，4、第一搅拌区，5、第二搅拌区，6、第三搅拌区，7、溢流装置，8、底板，31、底出料口，32、溢流出料口，41、第一搅拌电机，42、第一搅拌轴，51、第二搅拌电机，52、第二搅拌轴，61、第三搅拌电机，62、第三搅拌轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种矿山充填多轴复合式搅拌机，包括罐体1、设置于罐体1一侧上部的进料口2和设置于罐体1另一侧下部的出料口3，罐体1上从进料口2一侧向出料口3一侧依次设置有第一搅拌区4、第二搅拌区5和第三搅拌区6。

搅拌机罐体可设置成多种结构形状，最优选择设置为基本机构的长方体，底部为半圆形，其中搅拌罐体的长度设置为三个搅拌区（第一搅拌区4、第二搅拌区5、第三搅拌区6）加进料口2和出料口3长度之和，宽度设置为一个搅拌区的宽度，搅拌罐体1内配合三个搅拌区使得物料在罐体内停留时间维持在3-3.5分钟。

出料口3上部位于罐体内侧安装有溢流装置7。

溢流装置7为一紧贴罐体内侧的分割板,将出料口3上部分一分为二，且溢流装置7的上部与罐体顶部留有足够的空间，形成溢流通道。

溢流装置7将出料口3分为底出料口31和溢流出料口32两部分。

物料经过三个搅拌区搅拌后，先通过底出料口31出料，同时进料口2进料，当进料口2的进料速度大于底出料口31的出料速度时，物料液面从溢流装置7上不断上升，直到到达溢流通道，过多的物料越过溢流通道，从溢流出料口32流出。

溢流出料口32的出料量大于等于进料口2的进料量，进料口2的进料量大于等于底出料口31的出料量。

假设搅拌机的进料口2的进料速度为(X) m³/h，而底出料口31的出料量通过计算选型使其小于(X) m³/h，这样经过一段时间料位会逐渐的上升起来，当液位上升到一定高度到达指定料位的时候（溢流装置顶端），料浆就会通过上部的溢流通道继续出料，通过底出料与溢流出料使液位达到平衡。溢流管的最大出料量大于(X) m³/h，保证了料浆不会因为底出料与溢流出料的出料量不够而使料浆从罐体中溢出来。

罐体1底部内侧安装有底板8，底板8靠近进料口2一端高于出料口3一端。从进料端往出料端有一定的向下的斜度，其中向下倾斜1度左右为宜。

第一搅拌区4包括设置在罐体1外侧的第一搅拌电机41，第一搅拌电机41向罐体内连接有第一搅拌轴42；第二搅拌区5包括设置在罐体1外侧的第二搅拌电机51，第二搅拌电机51向罐体内连接有第二搅拌轴52；第三搅拌区6包括设置在罐体1外侧的第三搅拌电机61，第三搅拌电机61向罐体内连接有第三搅拌轴62。

搅拌机采用多轴立式搅拌，安装有三组搅拌电机和搅拌轴。采用悬臂式结构，均匀设置三个搅拌单元。

第一搅拌轴42外侧安装有上下分布的三层折叶式结构的搅拌叶片，折叶角度为15度，最上层的搅拌叶片为下压式结构，下两层的搅拌叶片为上翻式结构。该搅拌结构对物料进行预混。

第二搅拌轴52外侧安装有上下分布的两层阿基米德曲线形的搅拌叶片，上层搅拌叶片为下压式结构，下层搅拌叶片为上翻式结构。该搅拌结构对物料进行充分搅拌，为充分搅拌区域。

第三搅拌轴62外侧安装有上下分布的两层轮辐式结构的搅拌叶片，上层搅拌叶片为下压式结构，下层搅拌叶片为上翻式结构。该搅拌区域为充分活化搅拌区域。

通过三组搅拌区域不同的叶片设计和不同的转速设置将搅拌机分为预混合、充分搅拌及高速活化三个区域。先经过折叶式对物料进行预混，再通过二轴的螺旋形阿基米德曲线叶片对物料进行搅拌，最后通过轮辐式叶片对物料进行充分的高速活化。

第一搅拌电机41搅拌转速为120r/min，第二搅拌电机51搅拌转速为240r/min，第三搅拌电机61搅拌转速为340 r/min。

不同搅拌速度是为了配合不同搅拌桨及其具体的搅拌作用而设置，以达到搅拌均匀且快速出料的目的。且传统搅拌机容易出现涡流，不利于物料的搅拌，而多轴复合搅拌机相邻搅拌装置之间可以形成物料相互碰撞，更有利于搅拌效果的提高。

设置搅拌叶片距离罐体侧壁的间隙小于50mm，更有利于物料的搅拌和混合，较传统搅拌机的搅拌叶片距离罐体500mm以上搅拌效果更好。

实施例1：

按照本发明设置三个搅拌区，其中第一搅拌区4设置为三层折叶式叶片结构，其中最上层为下压式结构，下两层的搅拌叶片为上翻式结构；第二搅拌区5设置为两层阿基米德曲线型搅拌叶片，上层为下压式结构，下层为上翻式结构；第三搅拌区6设置为两层轮辐式结构的搅拌叶片，上层搅拌叶片为下压式结构，下层搅拌叶片为上翻式结构。出料口设置溢流装置7。且设置第一搅拌轴42的搅拌转速为120r/min，第二搅拌轴52搅拌转速为240r/min，第三搅拌轴62的搅拌转速为340r/min。

对比例1：

将第一搅拌区4和第二搅拌区5的位置调换，搅拌转速不变，其他同实施例1。

对比例2：

将第一搅拌区4的叶片变为两层，其他同实施例1。

对比例3：

将第一搅拌区4的叶片变为四层，其他同实施例1。

对比例4：

使用传统的立式单轴搅拌桶进行搅拌，且进料速度同实施例1。

对比例5：

使用传统卧式双轴搅拌机进行搅拌，且进料速度同实施例1，

从上表可以看出，多轴复合式搅拌机较普通立式搅拌机和双轴卧式搅拌机，搅拌效果普遍较好。综合其他对比例，相比较停留时间（搅拌效率）、混合均匀程度、能耗，本发明的组合设置效果最好，适用性最强。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种矿山充填多轴复合式搅拌机，包括罐体（1）、设置于罐体（1）一侧上部的进料口（2）和设置于罐体（1）另一侧下部的出料口（3），其特征在于：所述罐体（1）上从进料口（2）一侧向出料口（3）一侧依次设置有第一搅拌区（4）、第二搅拌区（5）和第三搅拌区（6）。

2.根据权利要求1所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述出料口（3）上部位于罐体内侧安装有溢流装置（7）。

3.根据权利要求2所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述溢流装置（7）将出料口（3）分为底出料口（31）和溢流出料口（32）两部分。

4.根据权利要求3所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述溢流出料口（32）的出料量大于等于进料口（2）的进料量，进料口（2）的进料量大于等于底出料口（31）的出料量。

5.根据权利要求1所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述罐体（1）底部内侧安装有底板（8），底板（8）靠近进料口（2）一端高于出料口（3）一端。

6.根据权利要求1所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述第一搅拌区（4）包括设置在罐体（1）外侧的第一搅拌电机（41），所述第一搅拌电机（41）向罐体内连接有第一搅拌轴（42）；所述第二搅拌区（5）包括设置在罐体（1）外侧的第二搅拌电机（51），所述第二搅拌电机（51）向罐体内连接有第二搅拌轴（52）；所述第三搅拌区（6）包括设置在罐体（1）外侧的第三搅拌电机（61），所述第三搅拌电机（61）向罐体内连接有第三搅拌轴（62）。

7.根据权利要求6所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述第一搅拌轴（42）外侧安装有上下分布的三层折叶式结构的搅拌叶片，折叶角度为15度，最上层的搅拌叶片为下压式结构，下两层的搅拌叶片为上翻式结构。

8.根据权利要求6所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述第二搅拌轴（52）外侧安装有上下分布的两层阿基米德曲线形的搅拌叶片，上层搅拌叶片为下压式结构，下层搅拌叶片为上翻式结构。

9.根据权利要求6所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述第三搅拌轴（62）外侧安装有上下分布的两层轮辐式结构的搅拌叶片，上层搅拌叶片为下压式结构，下层搅拌叶片为上翻式结构。

10.根据权利要求6所述的一种矿山充填多轴复合式搅拌机，其特征在于：所述第一搅拌电机（41）搅拌转速为120r/min，第二搅拌电机（51）搅拌转速为240r/min，第三搅拌电机（61）搅拌转速为340 r/min。

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