本實(shí)用新型涉及一種同時(shí)利用振動(dòng)作用和強(qiáng)制式攪拌來降低化工壓濾渣混合料粘結(jié)力，達(dá)到快速均勻攪拌目的的機(jī)械系統(tǒng)，屬于工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

攪拌機(jī)是水泥廠、建筑施工單位、有關(guān)專業(yè)院校及科研單位水泥實(shí)驗(yàn)室不可缺少的設(shè)備，可以把物料攪拌成均勻的符合質(zhì)量要求的混合物。一般實(shí)驗(yàn)室使用的攪拌機(jī)屬于強(qiáng)制式攪拌機(jī)，即借助旋轉(zhuǎn)的攪拌葉對(duì)物料進(jìn)行剪切、擠壓、翻滾和拋出等強(qiáng)制拌作用，使物料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中得到均勻攪拌，但磨損大且功耗大，對(duì)骨料粒徑有較嚴(yán)格的限制，僅適用于攪拌干性混凝土和輕骨料混凝土，對(duì)于化工壓濾渣類的粘性物料則無法在較短時(shí)間內(nèi)使其達(dá)到真正宏觀與微觀上的均質(zhì)?；簽V渣含水量較高、粘性大，常用的實(shí)驗(yàn)室攪拌機(jī)難以將其與其他干性物料混合均勻，團(tuán)聚現(xiàn)象明顯，嚴(yán)重影響了混合料的成型、煅燒工序及制品的物化性能。此外，在攪拌葉工作時(shí)，靠近攪拌鍋中心部分的速度低，鍋壁處速度高，使得攪拌鍋中心部位成為攪拌的低效率區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)混合料流動(dòng)性差，使化工壓濾渣易與攪拌葉粘附，大大降低攪拌效率。

“一種強(qiáng)制式振動(dòng)攪拌機(jī)”(公布號(hào)：CN 104827574 A)專利中，其設(shè)備的振動(dòng)軸通過激振器與攪拌軸相連，這會(huì)加大軸的磨損，減小軸間連接的緊密度，大大縮短設(shè)備的使用壽命。“一種攪拌結(jié)構(gòu)”(公布號(hào)：CN 105289384 A)專利中，該設(shè)備是通過震動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)使緩沖座帶動(dòng)攪拌軸震動(dòng)，會(huì)縮短設(shè)備壽命；并且攪拌器安裝在機(jī)架及緩沖座的側(cè)部，不方便攪拌鍋的固定和使用?！邦w粒物料振動(dòng)攪拌裝置及振動(dòng)攪拌方法”(公布號(hào)：CN 105396496 A)專利中，該設(shè)備在槽體的側(cè)面設(shè)置物料進(jìn)口和出口，在操作過程中物料的取放十分不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)，在攪拌的同時(shí)施加振動(dòng)，使混合料的極限剪切力τ₀接近零，即混合料接近于完全液化，粘性降低，攪拌效率提高，以解決上述背景技術(shù)中存在的問題。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案是：一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)，包括三個(gè)機(jī)構(gòu)：與底座相連的升降機(jī)構(gòu)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)以及固定在升降機(jī)構(gòu)上端的攪拌 機(jī)構(gòu)；

升降機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有實(shí)現(xiàn)升降功能的絲杠升降機(jī)，通過固定在底座上的電機(jī)控制；

攪拌機(jī)構(gòu)的雙速電動(dòng)機(jī)固定在絲杠升降機(jī)的上端，聯(lián)軸器將傳動(dòng)箱與雙速電動(dòng)機(jī)相連，傳動(dòng)箱內(nèi)的主軸連接偏心座，偏心座下方固定攪拌葉，且攪拌葉的攪拌葉軸上端裝有行星齒輪，行星齒輪和內(nèi)齒輪位于傳動(dòng)箱下端與偏心座之間；

振動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有用于振動(dòng)的振動(dòng)臺(tái)，攪拌鍋固連在振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面上，振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面下部裝有兩端雙出軸電機(jī)，其兩端出軸分別裝有兩組相同的帶振子的振輪；

臺(tái)面與底座之間通過四組相連彈簧、六角螺母及豎桿構(gòu)成彈性連接。

進(jìn)一步的，絲杠升降機(jī)設(shè)置在機(jī)架上，機(jī)架設(shè)有支撐升降機(jī)構(gòu)的支柱，且所述的絲杠升降機(jī)、機(jī)架及支柱均設(shè)置在保護(hù)罩內(nèi)。

進(jìn)一步的，保護(hù)罩外側(cè)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)的獨(dú)立控制開關(guān)。傳動(dòng)箱蓋外側(cè)裝有控制攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌葉攪拌速度的獨(dú)立控制開關(guān)。振動(dòng)臺(tái)的窗蓋外側(cè)裝有調(diào)節(jié)振動(dòng)延續(xù)時(shí)間振動(dòng)機(jī)構(gòu)的獨(dú)立控制開關(guān)。

進(jìn)一步的，攪拌鍋與振動(dòng)機(jī)構(gòu)的臺(tái)面通過偏心槽旋轉(zhuǎn)鎖緊。

進(jìn)一步的，振動(dòng)臺(tái)的振幅為0.75±0.05mm，振動(dòng)頻率為2800-3000次/分鐘。

進(jìn)一步的，彈簧為線徑3.0mm，外徑40mm、長度300mm的不銹鋼壓縮彈簧。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：(1)該攪拌機(jī)在攪拌裝置強(qiáng)制攪拌的基礎(chǔ)上增加了振動(dòng)作用，可以使化工壓濾渣的顆粒處于顫振狀態(tài)，破壞膠團(tuán)的凝聚結(jié)構(gòu)，使其接近液態(tài)，呈現(xiàn)流動(dòng)性，消除攪拌低效率區(qū)，大大提高與干性物料混合均勻的效率；(2)振動(dòng)波通過振動(dòng)臺(tái)面先傳遞給攪拌鍋，再傳遞給物料，從而保證了攪拌機(jī)整機(jī)的可靠性和使用壽命；(3)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)置便于攪拌鍋與物料的取放；(4)升降機(jī)構(gòu)的開關(guān)、攪拌機(jī)構(gòu)的開關(guān)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)的開關(guān)設(shè)置為并聯(lián)電路，為不同的操作選擇提供便利，可提高攪拌機(jī)整機(jī)的可靠性和使用壽命；(5)該攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、操作方便且使用效果好。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型專利一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型專利一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)的升降機(jī)構(gòu)截面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型專利一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)的攪拌機(jī)構(gòu)截面示 意圖；

圖4是本實(shí)用新型專利一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)的振動(dòng)機(jī)構(gòu)截面示意圖。

圖中：1.底座；2.升降機(jī)構(gòu)；3.攪拌機(jī)構(gòu)；4.振動(dòng)機(jī)構(gòu)；5.絲杠升降機(jī)；6.支柱；7.機(jī)架；8.保護(hù)罩；9.電機(jī)；10.雙速電動(dòng)機(jī)；11.聯(lián)軸器；12.傳動(dòng)箱蓋；13.主軸；14.傳動(dòng)箱；15.內(nèi)齒輪；16.偏心座；17.行星齒輪；18.攪拌葉軸；19.攪拌葉；20.攪拌鍋；21.偏心槽；22.臺(tái)面；23.彈簧；24.豎桿；25.六角螺母；26.振動(dòng)臺(tái)；27.兩端雙出軸電機(jī)；28.振輪；29.振子；30.窗蓋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案及其效果。

實(shí)施例

結(jié)合附圖1，本實(shí)用新型一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)為：

一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)，包括底座1、升降機(jī)構(gòu)2、攪拌機(jī)構(gòu)3和振動(dòng)機(jī)構(gòu)4，所述的升降機(jī)構(gòu)2和振動(dòng)機(jī)構(gòu)4安裝在底座1上，攪拌機(jī)構(gòu)3固定在升降機(jī)構(gòu)2上端。所述的雙速電動(dòng)機(jī)10通過聯(lián)軸器11將動(dòng)力傳給傳動(dòng)箱14內(nèi)的主軸13并減速；所述的主軸13帶動(dòng)固定在偏心座16上的攪拌葉19進(jìn)行公轉(zhuǎn)，同時(shí)攪拌葉19通過攪拌葉軸18上端的行星齒輪17圍繞固定的內(nèi)齒輪15完成自轉(zhuǎn)。所述的振動(dòng)機(jī)構(gòu)4的臺(tái)面22與攪拌鍋20通過偏心槽21旋轉(zhuǎn)鎖緊；所述的振動(dòng)機(jī)構(gòu)4的臺(tái)面22安放在四根彈簧23的上端面，并通過彈簧23下端的六角螺母25及豎桿24與底座1構(gòu)成垂直的彈性連接；所述的臺(tái)面22下部裝有一臺(tái)兩端雙出軸電機(jī)27，其兩端出軸分別裝有兩組相同的帶振子29的振輪28，產(chǎn)生激振力來振動(dòng)臺(tái)面22；所述的絲杠升降機(jī)5由電機(jī)9控制，與連接在支架7上的支柱6共同處于保護(hù)罩8中。

在上述一種實(shí)驗(yàn)室用化工壓濾渣混合料的攪拌機(jī)的具體結(jié)構(gòu)支持下，向攪拌鍋20中加入化工壓濾渣等物料，將攪拌鍋20通過偏心槽21旋轉(zhuǎn)鎖緊在振動(dòng)機(jī)構(gòu)4的臺(tái)面22上，打開保護(hù)罩8外側(cè)絲杠升降機(jī)5的控制開關(guān)，將攪拌機(jī)構(gòu)3的攪拌葉19降入攪拌鍋20中指定位置，再打開窗蓋30外側(cè)振動(dòng)機(jī)構(gòu)4的控制開關(guān)和傳動(dòng)箱蓋12外側(cè)攪拌機(jī)構(gòu)的控制開關(guān)，選擇慢速攪拌。可以發(fā)現(xiàn)，混合料的粘性大幅度下降，流動(dòng)性增加，聚團(tuán)現(xiàn)象明顯減少，大大改善了混合料顆粒的微觀性能，快速實(shí)現(xiàn)混合料宏觀和微觀上都均質(zhì)的目標(biāo)。

該裝置的工作原理為：

(1)振動(dòng)、攪拌共同作用的選擇

在攪拌的同時(shí)施加振動(dòng)，混合料顆粒不斷受到?jīng)_擊力的作用而引起顫動(dòng)。這種顫動(dòng)使混合料的物理力學(xué)性質(zhì)起了變化。首先，觸變作用使所生成的膠體由凝膠轉(zhuǎn)化為溶膠，其次是振源所作的功將顆粒的接觸點(diǎn)松開，從而破壞了由于微管壓力所產(chǎn)生的顆粒間的粘結(jié)力，以及由于顆粒直接接觸而產(chǎn)生的機(jī)械嚙合力，這就使內(nèi)阻力大大降低，最后使混合料部分或全部地液化，具有接近于重質(zhì)液體的性質(zhì)。

混合料的振動(dòng)液化效率，用其液化后所具有的結(jié)構(gòu)粘度來衡量。無振動(dòng)作用時(shí)，混合料的粘度可如式(1)表示：

$\mathrm{\τ}={\mathrm{\τ}}_0+\mathrm{\η}\frac{dV}{dy}---\left(1\right)$

式中，τ——混合料的剪應(yīng)力，

τ₀——混合料的極限剪應(yīng)力，

η——混合料的剪切粘度，

——垂直流動(dòng)方向的法向速度梯度。

實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)已知，混合料的極限剪應(yīng)力τ₀在某個(gè)極限速度V_極限以前為速度的函數(shù)，逾此則為常數(shù)，此常數(shù)值一般趨于零，如式(2)和(3)表示：

τ₀＝f(V)(V<V_極限) (2)

τ₀＝K≈0(V≥V_極限) (3)

式中，τ₀——混合料的極限剪應(yīng)力，

V——混合料的振動(dòng)速度，

V_極限——混合料的振動(dòng)極限速度，

f(V)——速度的函數(shù)，

K——常數(shù)。

由此可知，當(dāng)混合料大部分顆粒的運(yùn)動(dòng)速度都大于V_極限時(shí)，則整個(gè)體系接近于完全液化。因此，實(shí)驗(yàn)將振動(dòng)與攪拌共同作用于化工壓濾渣混合料時(shí)，在振動(dòng)作用下混合料的極限剪切力幾乎為零，即混合料的粘性降低，攪拌效率明顯提高。

(2)攪拌機(jī)振動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇

本實(shí)用新型的攪拌設(shè)備采用振動(dòng)臺(tái)為為混合料施加激振力，振動(dòng)臺(tái)與裝有混合料的攪拌鍋底面接觸，理論上的波源是各該接觸面上的無數(shù)點(diǎn)，每點(diǎn)所產(chǎn)生的各個(gè)波的波陣面只是半球面，但因波源是無數(shù)的，根據(jù)惠更斯原理，波群在橫向相互干擾或抵消，只有向一個(gè)方向自由傳播，即向上傳播，該波群的波陣面應(yīng)是與接觸面平行的平面。振動(dòng)波在混合料中傳播，受到混合料的阻尼作用，能量的損耗量與傳播層的厚度成正比。

(3)攪拌機(jī)振動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇

振動(dòng)臺(tái)的參數(shù)主要有振動(dòng)頻率、振幅、振動(dòng)延續(xù)時(shí)間等。對(duì)于混合料，振幅和頻率的數(shù)值應(yīng)該選得互相能協(xié)調(diào)，使顆粒振動(dòng)衰減小，并在振動(dòng)過程中不致出現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)。本實(shí)用新型選擇振動(dòng)臺(tái)的振幅為0.75±0.05mm，當(dāng)其和攪拌機(jī)共同作用于混合料時(shí)，可以使其均勻化程度加大。強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率如接近混合料顆粒的固有頻率，則產(chǎn)生共振，這時(shí)衰減最小，振幅可達(dá)最大。但混合料中顆粒粒級(jí)很多，不能施加如此多種頻率，只能以一定粒徑范圍，采用一個(gè)頻率。因此，實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際混合料常有的粒級(jí)，以及所設(shè)定的振幅，選擇的振動(dòng)頻率為2800-3000次/分鐘。過高的頻率所搭配的振幅較小，不能使攪拌鍋中的物料充分受到振動(dòng)作用，效果不理想。另外一方面，過高的振動(dòng)頻率會(huì)影響到整個(gè)振動(dòng)攪拌設(shè)備的壽命，提高使用成本。

以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。