專利名稱：高效水工型雙臥軸混凝土攪拌機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于具有攪拌器的混凝土生產設備技術領域，具體涉及水利工程用雙 臥軸強制式混凝土攪拌機。
技術背景雙臥軸攪拌機的攪拌機構由兩根攪拌軸組成，兩根軸相向運轉，通過固定在軸上 的攪拌葉片組的強制攪動，實現各種物料的混合。如附圖圖1所示，物料大部分集中在兩根 軸的中間，是攪拌機的中央主攪拌區，該區是攪拌機內攪拌作用最強的區域。如附圖2a和圖2b所示，雙臥軸攪拌機的葉片通常呈螺旋形排列，其中一根軸的葉 片將物料往前推，另一根軸的葉片將物料往后送，同時，兩根軸的螺旋葉片前端，各布置有 反向葉片，用來阻止往前流動的物料擠推攪拌缸端板，同時將物料送往另一根軸，從而使物 料在整個攪拌缸內形成圍合循環流，保證物料能夠在整個攪拌缸內被拌勻。并且，兩軸上螺 旋布置的攪拌葉片，推動物料的軸向流動分量和徑向流動分量的方向是相反的，在中央攪 拌區，物料將產生高頻次的逆流，物料內部發生強烈的搓揉和剪切運動，實現物料的快速拌 勻。如果以I、II表示軸的序號，以η表示葉片的序號，則圖2b所示的In-IIlri或 In-IIn+1之間的物料運動就稱為逆流。相互產生逆流的葉片到達中央攪拌區的次序有先后， 存在一個相位差，相位差太大，造成作用時間上的延遲，逆流作用的強度較弱；相位差太小， 甚至為零時，由于二者對物料的推動方向相反，將在周向形成一堵“墻”，料流的大循環被阻 斷，攪拌質量惡化。單根軸上葉片排列有正排列和反排列兩種。當逆著料流方向看，順序排列的葉片 形成的螺旋方向與攪拌軸轉向相同，稱為正排列，如圖2a和圖2b中I軸；兩者方向相反，則 為反排列，如圖2a中II軸。從圖2a和圖2b可見，對于正排列，攪拌軸旋轉60°，就能將物 料從一個葉片位置推到下一個葉片位置處，而對于反排列，攪拌軸需要旋轉300°，才能將 物料推到下一個葉片處。顯然，在攪拌時間、葉片數和單軸相位角一定的條件下，正排列要 比反排列推攪的快，物料獲得的大循環次數更多。普通城建混凝土攪拌機的葉片一般采用交錯排列的方式，如圖1和圖3a和圖3b 所示。由于交錯排列的葉片之間的間距較小，而水工混凝土的骨料粒徑又很大，這樣，在葉 片間就容易卡石頭，引起石頭破碎，影響實際混凝土級配，甚至發生攪拌臂斷裂的事故，因 此，水工型雙臥軸混凝土攪拌機兩根攪拌軸上的葉片必須采用平行布置的方式，即正反平 行布置和正正平行布置。圖2a和圖2b所示即為一種正反平行布置方式，圖中I軸為正排列，II軸為反排 列。顯然，I軸側的物料軸向流動速度是II軸側的5倍，物料在整個攪拌缸內的大環流不 是很流暢，綜合效果不理想。如圖4a和圖4b所示為一種連續正正平行布置方式，葉片在兩根軸上均為正排列。 從圖中可以看到，隨著兩攪拌軸旋轉一周，軸I3-II2和I6-II5將同時到達中央攪拌區，即發生逆流的兩相鄰攪拌葉片相位差為“0”，兩葉片間的物料在周向將被擠死，嚴重阻礙了物料 的大循環流動，攪拌效果非常不好。
發明內容本實用新型要解決的現有技術的上述的缺陷，提供一種具有總體逆流作用強烈、 攪拌質量高、物料的大循環流動流暢、攪拌軸磨損小的高效水工型雙臥軸混凝土攪拌機的 葉片結構為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案一種高效水工型雙臥軸混凝土攪拌機，包括料筒、兩根平行設置于料筒內的攪拌 軸和與攪拌軸連接的攪拌葉片，相鄰攪拌葉片沿攪拌軸的周向相互錯開，其特征在于每根 攪拌軸上垂直設置有10支攪拌葉片，第一攪拌軸上的攪拌葉片與第二攪拌軸的安裝形式 完全相同，安裝方向相反即翻轉180°后安裝；第二攪拌軸的第1-6個攪拌葉片沿攪拌軸的軸向沿正向螺線形分布，第1-6攪拌 葉片間隔60°設置，從第7葉片向前調整120°，相位與第3葉片相同，第8-10為反向螺旋 葉片，其相位分別與第4、第1、第6葉片相位相同。作為本實用新型的一種改進，所述葉片端部輔助支臂用螺栓抱箍于攪拌軸上。攪 拌葉片徑向位置可微調，可控制葉片外端與攪拌缸壁間的間隙。進一步，上述攪拌軸的橫截 面為正六邊形。與現有技術雙臥軸混凝土攪拌機相比，本實用新型的有益效果在于(1)由于兩根軸上葉片均采用正排列，根據前述分析，攪拌軸每旋轉一周，物料將 順軸向前進6個葉片距，因此攪拌效率很高，并且經過檢驗，其最小葉片間隙滿足水工混凝 土最大骨料粒徑150mm的要求。而且由兩軸上葉片的相位關系可知，物料在葉片15-114和 17-116之間形成60°的相位差逆流，在葉片14-113、16-115、18-117之間形成180°的相 位差逆流，總體逆流作用強烈，攪拌質量高。(2)本實用新型第一攪拌軸在前端共布置了三個反葉片。反葉片13延后60°將 正向葉片14推送過來的料送往II軸，而正向葉片112延后13葉片60°將物料往前送，也就 是說，在此處隨著攪拌軸每旋轉60°，物料也前進一個葉片距，與正正排列的正向葉片相配 合，大循環效率非常高。而且葉片“和“分別落后112和113葉片60°相位角，即112和 113葉片剛把物料送出，葉片L和12就將堵到I軸前端的物料補過來了。因此物料在攪拌 缸內的大循環流是非常流暢的。(3)本實用新型攪拌葉片的布置是對稱的，攪拌軸上由葉片的攪拌力形成的應力 大部分都互相抵消了，這對攪拌軸的剛性和強度非常有利，并提高了整機運行的平穩性。
圖1為現有技術雙臥軸攪拌機攪拌示意圖；圖2a和圖2b為現有技術60°正反平行排列形式的攪拌葉片示意圖，圖2b是圖 2a的側向相位圖；圖3為現有技術60°交錯排列形式的攪拌葉片示意圖；圖4a和圖4b為60°正正平行連續螺旋排列形式的攪拌葉片示意圖；圖4b是圖4a的側向相位圖；圖5a和圖5b為本實用新穎攪拌葉片排列形式的示意圖，圖5b是圖5a的側向相 位圖；圖6a和圖6b為本實用新型應用實例結構示意圖；圖6a為圖6b的側向視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明。葉片相位差合理，因此逆流頻次越多、作用越強，攪拌效果就越好。但逆流是以不 破壞物料的大循環流動為前提的，比較完善的攪拌過程，物料位移必須由良好配合的軸向 大循環運動和軸間逆流運動來共同完成，雙軸攪拌臂的布置應以此為依據。本實用新型高效葉片排列方式采用60°正正平行非連續螺旋排列方式，攪拌葉片 的排列順序及其相位關系如圖5所示。從圖中第二攪拌軸可以看出，單根軸上有10個攪拌 葉片，前六個葉片，即第1 6葉片呈正向連續螺旋形排列，第7葉片向前調整120°，相位 與第3葉片相同，第8 10為反向葉片，其相位分別與第4、第1、第6葉片相位相同。如果 倒過來看，I軸的葉片排列方法與II軸的相同。由于兩根軸上葉片均采用正排列，攪拌軸每旋轉一周，物料將順軸向前進6個葉 片距，因此攪拌效率很高，并且經過檢驗，其最小葉片間隙滿足水工混凝土最大骨料粒徑 150mm的要求。從圖5a中可以看出，I軸的葉片15 I1Q和II軸的葉片 116呈連續正螺旋 排列，葉片14和117因發生干涉調整了 120°，構成非連續螺旋。分析兩軸上葉片的相位關 系可知，物料在葉片15_114和17_116之間形成60°的相位差逆流，在葉片14_113、16_115、 18_117之間形成180°的相位差逆流，總體逆流作用強烈，攪拌質量高。由于水工混凝土的坍落度很低，流動性差，螺旋布置葉片推動物料前進，容易在前 端攪拌缸端板處擠死，因此，在前端共布置了三個反葉片。由圖5b可見，反葉片13延后60° 將正向葉片14推送過來的料送往II軸，而正向葉片112延后13葉片60°將物料往前送，也 就是說，在此處隨著攪拌軸每旋轉60°，物料也前進一個葉片距，與正正排列的正向葉片相 配合，大循環效率非常高。從圖中還可發現，葉片“和“分別落后112和113葉片60°相 位角，即112和113葉片剛把物料送出，葉片L和12就將堵到I軸前端的物料補過來了。綜 上分析，物料在攪拌缸內的大循環流非常流暢的。從圖5b的相位視圖還可看出，其攪拌葉片的布置是對稱的，攪拌軸上由葉片的攪 拌力形成的應力大部分都互相抵消了，這對攪拌軸的剛性和強度非常有利，并提高了整機 運行的平穩性。應用實例圖6a和圖6b為5m3大型雙臥軸強制式混凝土攪拌機的攪拌葉片總成圖，其葉片 排列方式與圖5所示完全一致，即60°正正平行非連續螺旋排列。葉片組包括中間葉片組 合件(D_J)3、反向葉片組合件(A-C)4、正向端葉片組合件5(K)。攪拌軸6截面為六邊形，攪 拌葉片組合件3、4、5和輔助支臂2用螺栓抱箍在攪拌軸上，攪拌葉片徑向位置可微調，以控 制葉片外端與攪拌缸壁7間的間隙，攪拌護板1用來保護軸端密封。該攪拌臂及葉片排列方式適應拌制水工混凝土的要求，不僅能使物料順著兩根軸的方向形成流暢的大循環流，而且在兩軸間可形成充分且合理的逆流運動，物料在攪拌缸 內始終呈現一種立體三維運動軌跡，在這種狀態下，攪拌機將具有很好的攪拌效率和攪拌 質量。試驗后表明，在攪拌水工常態混凝土和碾壓混凝土時，其攪拌效率和攪拌質量均非常 優秀。 本實用新型并不局限于這些實施方式，任何在本實施例基本精神上的改進或替 代，仍屬于本實用新型權利要求所要求保護的范圍。
權利要求一種高效水工型雙臥軸混凝土攪拌機，包括料筒、兩根平行設置于料筒內的攪拌軸和與攪拌軸連接的攪拌葉片，相鄰攪拌葉片沿攪拌軸的軸向相互錯開，其特征在于每根攪拌軸上垂直設置有10支攪拌葉片，第一攪拌軸上的攪拌葉片與第二攪拌軸的安裝形式完全相同，安裝方向相反即翻轉180°后安裝；第二攪拌軸的第1-6個攪拌葉片沿攪拌軸的軸向沿正向螺線形分布，第1-6攪拌葉片間隔60°設置，從第7葉片向前調整120°，相位與第3葉片相同，第8-10為反向螺旋葉片，其相位分別與第4、第1、第6葉片相位相同。
2.如權利要求1所述高效水工型雙臥軸混凝土攪拌機，其特征在于葉片端部設輔助支 臂以螺栓抱箍于攪拌軸上。
3.如權利要求1或2所述高效水工型雙臥軸混凝土攪拌機，其特征在于，上述攪拌軸的 橫截面為正六邊形。
專利摘要一種高效水工型雙臥軸混凝土攪拌機，屬于混凝土攪拌設備技術領域，包括料筒、兩根平行設置于料筒內的攪拌軸和與攪拌軸連接的攪拌葉片，相鄰攪拌葉片沿攪拌軸的周向相互錯開，每根攪拌軸上垂直設置有10支攪拌葉片，第一攪拌軸上的攪拌葉片與第二攪拌軸的安裝形式完全相同，安裝方向相反即翻轉180°后安裝；第二攪拌軸的第1-6個攪拌葉片沿攪拌軸的軸向沿正向螺線形分布，第1-6攪拌葉片間隔60°設置，從第7葉片向前調整120°，相位與第3葉片相同，第8-10為反向螺旋葉片，其相位分別與第4、第1、第6葉片相位相同。本實用新型能耗小、攪拌能力強特別適用水工混凝土的攪拌，能明顯提高拌制水工混凝土的效率和質量。
文檔編號B28C5/14GK201613593SQ20092029564
公開日2010年10月27日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者張俊, 徐曉立, 方勇, 王竹青, 蔣超, 陸學富 申請人:水利部杭州機械設計研究所;杭州江河機電裝備工程有限公司