本發(fā)明屬于強(qiáng)制式攪拌設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種立軸式高頻振動(dòng)攪拌機(jī)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也不斷向前推進(jìn)；水泥混凝土作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要材料，施工過(guò)程中對(duì)其性能的要求也越來(lái)越高。然而目前，由普通攪拌機(jī)生產(chǎn)的混凝土在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中逐漸表現(xiàn)出水泥消耗量過(guò)大、開(kāi)裂等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命。

經(jīng)研究表明，普通攪拌機(jī)生產(chǎn)的混凝土在宏觀上達(dá)到了均勻，但是在微觀尺度下，混凝土內(nèi)的水泥顆粒還存在10％-30％的團(tuán)聚現(xiàn)象。正是由于這些團(tuán)聚顆粒的存在，導(dǎo)致水泥顆粒與水的接觸面積減小，水化反應(yīng)不完全，最終影響水泥混凝土的和易性及強(qiáng)度。此外，現(xiàn)有的立軸強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌葉片主要布置方式為行星式，這種攪拌機(jī)具有攪拌過(guò)程無(wú)死區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)出來(lái)的成品料在宏觀上能快速均勻，但在微觀上其勻質(zhì)性同樣欠佳。

目前，市面上出現(xiàn)了振動(dòng)攪拌機(jī)，這種強(qiáng)制式振動(dòng)攪拌機(jī)的攪拌軸上設(shè)置有激振器，工作時(shí)激振器的振動(dòng)和攪拌共同作用在混合料上，以提高混合料的攪拌質(zhì)量。為達(dá)到充分提高混合料攪拌質(zhì)量的目的，振動(dòng)攪拌機(jī)需要高頻激振器，而現(xiàn)有攪拌機(jī)的激振器振動(dòng)頻率與激振器的轉(zhuǎn)速線性相關(guān)，若簡(jiǎn)單通過(guò)提高驅(qū)動(dòng)端的轉(zhuǎn)速來(lái)提高振動(dòng)頻率而不采用新型的激振方式，支撐振動(dòng)軸的軸承極易發(fā)熱，使其壽命急劇縮短，這就使得攪拌機(jī)振動(dòng)的頻率受到極大限制，最終導(dǎo)致振動(dòng)攪拌的優(yōu)勢(shì)不能充分的發(fā)揮。此外，現(xiàn)有的激振器形式使得振動(dòng)攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種立軸式高頻振動(dòng)攪拌機(jī)，以解決上述在攪拌過(guò)程中存在的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種立軸式高頻振動(dòng)攪拌機(jī)，包括振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、攪拌驅(qū)動(dòng)單元、攪拌筒、攪拌裝置和激振器；振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和攪拌驅(qū)動(dòng)單元均固定設(shè)置在攪拌筒的上方；攪拌筒內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置，攪拌筒的上蓋中心設(shè)置有孔洞，攪拌裝置上端同軸設(shè)置在孔洞內(nèi)；孔洞下方的攪拌筒內(nèi)部設(shè)置有激振器，激振器通過(guò)激振器連接軸與振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元連接；攪拌驅(qū)動(dòng)單元與攪拌裝置上端連接；

激振器為橫截面為有n個(gè)光滑凸起的多邊形軸，n大于2；；激振器為實(shí)心軸或空心軸，且激振器的質(zhì)心與其旋轉(zhuǎn)中心重合。

進(jìn)一步的，攪拌筒的孔洞邊緣與攪拌裝置之間設(shè)置有第二支撐軸承；攪拌裝置的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一支撐軸承，第一支撐軸承和第二支撐軸承在同一水平面；激振器連接軸穿過(guò)第一支撐軸承的中心設(shè)置。

進(jìn)一步的，攪拌裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠提升混合料；攪拌裝置設(shè)置在激振器四周。

進(jìn)一步的，攪拌筒的底部設(shè)置有機(jī)架。

進(jìn)一步的，激振器的頻率f＝n×激振器轉(zhuǎn)速/60。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明的攪拌機(jī)在水泥混凝土攪拌同時(shí)，設(shè)置在攪拌裝置旋轉(zhuǎn)中心帶有n個(gè)凸起多邊形的激振器高速旋轉(zhuǎn)，激振器每旋轉(zhuǎn)一周，n個(gè)凸起迫使混合料產(chǎn)生n次振動(dòng)，從而大幅提高攪拌機(jī)的激振頻率，突破了現(xiàn)有振動(dòng)攪拌機(jī)激振頻率無(wú)法提高的限制，進(jìn)一步減小了分子間的內(nèi)摩擦力，使得攪拌難以破壞的水泥團(tuán)聚顆粒在振動(dòng)作用下更快分散，增大了水泥顆粒與水的接觸面積，進(jìn)而讓水化反應(yīng)進(jìn)行更加充分，最終大幅提高混凝土的攪拌質(zhì)量，尤其是其微觀質(zhì)量，同時(shí)還能大大縮短攪拌時(shí)間。

此外，本發(fā)明涉及的激振器相比現(xiàn)有的激振器，可以通過(guò)改變凸起的個(gè)數(shù)而不是激振器軸的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)提高激振頻率，還可以通過(guò)改變凸起的高度調(diào)節(jié)振幅，甚至讓同一激振器上同時(shí)具有多個(gè)振幅；同時(shí)，激振器的質(zhì)心與其旋轉(zhuǎn)中心重合，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)對(duì)支承軸承產(chǎn)生激振力，優(yōu)化了軸承的受力狀態(tài)，使得軸承使用壽命大幅提高。

本發(fā)明的攪拌機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原理簡(jiǎn)單，進(jìn)而使得攪拌機(jī)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。

附圖說(shuō)明

圖1為攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖2為帶不同數(shù)量凸起的激振器截面示意圖；

圖3為振動(dòng)產(chǎn)生原理示意圖。

其中：1-攪拌筒，2-第一支撐軸承，3-激振器連接軸，4-振動(dòng)驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)單元，6-攪拌驅(qū)動(dòng)單元，8-第二支撐軸承，9-攪拌裝置，11-激振器，12-機(jī)架。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明：

請(qǐng)參閱圖1和圖2，一種立軸式高頻振動(dòng)攪拌機(jī)，包括振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4、攪拌驅(qū)動(dòng)單元6、攪拌筒1、攪拌裝置9和激振器11；振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4和攪拌驅(qū)動(dòng)單元6均固定設(shè)置在攪拌筒1的上方；攪拌筒1內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置9，攪拌筒1的上蓋中心設(shè)置有孔洞，攪拌裝置9上端同軸設(shè)置在孔洞內(nèi)；孔洞下方的攪拌筒1內(nèi)部設(shè)置有激振器11，激振器11通過(guò)激振器連接軸3與振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4連接；攪拌驅(qū)動(dòng)單元6與攪拌裝置9上端連接；

激振器11為橫截面為有n個(gè)光滑凸起的多邊形軸，n大于2；；激振器11為實(shí)心軸或空心軸，且激振器11的質(zhì)心與其旋轉(zhuǎn)中心重合。

攪拌筒1的孔洞邊緣與攪拌裝置9之間設(shè)置有第二支撐軸承8；攪拌裝置9的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一支撐軸承2，第一支撐軸承2和第二支撐軸承8在同一水平面；激振器連接軸3穿過(guò)第一支撐軸承2的中心設(shè)置。

攪拌裝置9運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠提升混合料；攪拌裝置9設(shè)置在激振器11四周。

攪拌筒1的底部設(shè)置有機(jī)架12。

激振器11的頻率f＝n×激振器轉(zhuǎn)速/60。

本發(fā)明的工作原理：

1)將一定配比的物料裝填至攪拌筒1內(nèi)，啟動(dòng)振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4和攪拌驅(qū)動(dòng)單元6，分別帶動(dòng)激振器11高速旋轉(zhuǎn)及攪拌裝置9低速旋轉(zhuǎn)；

2)攪拌裝置9不斷將混合料提升、推向激振器11；同時(shí)激振器11高速旋轉(zhuǎn)，迫使其周圍包裹著的混合料產(chǎn)生高頻振動(dòng)，使得振動(dòng)、攪拌同時(shí)作用于混合料；

3)完成攪拌，關(guān)閉振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4和攪拌驅(qū)動(dòng)單元6。

參閱圖3，假設(shè)某個(gè)時(shí)刻某一位置的混合料緊密貼合在激振器兩相鄰的凸起之間較低的位置處，此時(shí)該處的混合料距離旋轉(zhuǎn)中心距離為h0，當(dāng)激振器旋轉(zhuǎn)過(guò)一定角度之后，使該處混合料位于凸起的正上方處，此時(shí)距離旋轉(zhuǎn)中心的距離為h1；當(dāng)激振器再次轉(zhuǎn)過(guò)相同的角度后，該處混合料又在外圍混合料的擠壓作用下沿徑向方向運(yùn)動(dòng)至激振器上另一較低位置處，此時(shí)距離旋轉(zhuǎn)中心的距離重新變?yōu)閔0；在這一過(guò)程中由于激振器旋轉(zhuǎn)速度遠(yuǎn)高于攪拌速度，因此這一過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間極短，且激振器表面非常光滑，所以在此過(guò)程中該處混合料基本不會(huì)發(fā)生沿激振器旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)動(dòng)，則該處混合料的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為只沿激振器徑向方向移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離為δh＝h1-h0；因此，在激振器高速旋轉(zhuǎn)的情況下，該處混合料的運(yùn)動(dòng)情況可看作一次振動(dòng)，并且當(dāng)激振器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，某一位置的混合料產(chǎn)生振動(dòng)的次數(shù)等于激振器上分布的凸起數(shù)目n，則激振器的激振頻率可表示為：f＝n×激振器轉(zhuǎn)速/60；由此可知，通過(guò)提高n就可以提高激振器的頻率，不同于傳統(tǒng)的攪拌機(jī)只能通過(guò)提高振動(dòng)軸轉(zhuǎn)速提高頻率。此外，改變?chǔ)膆，即可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)振幅，甚至使同一激振器同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同振幅。

進(jìn)一步的，隨著激振器的不斷旋轉(zhuǎn)，凸起位置的不斷改變，因此包裹在激振器周圍任意位置的物料都能產(chǎn)生振動(dòng)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種立軸式高頻振動(dòng)攪拌機(jī)，包括振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、攪拌驅(qū)動(dòng)單元、攪拌筒、攪拌裝置和激振器；振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和攪拌驅(qū)動(dòng)單元均固定設(shè)置在攪拌筒的上方；攪拌筒內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置，攪拌筒的上蓋中心設(shè)置有孔洞，攪拌裝置上端同軸設(shè)置在孔洞內(nèi)；孔洞下方的攪拌筒內(nèi)部設(shè)置有激振器，激振器通過(guò)激振器連接軸與振動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元連接；攪拌驅(qū)動(dòng)單元與攪拌裝置上端連接；激振器為橫截面有N個(gè)光滑凸起的多邊形實(shí)心軸或空心軸，N大于2，其質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心重合；產(chǎn)生的激振頻率與凸起數(shù)量N線性正相關(guān)，改變凸起高度可以調(diào)節(jié)激振力的振幅。本發(fā)明突破了現(xiàn)有振動(dòng)攪拌機(jī)激振頻率無(wú)法提高的限制，進(jìn)一步減小了分子間的摩擦力，最終大幅提高混凝土的宏觀和微觀質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：姚運(yùn)仕;楊杰;馮忠緒;楊發(fā);陳世斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)安大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.14
技術(shù)公布日：2017.09.08