一种自密实固化土工业化连续生产设备及方法与流程

1.本发明涉及土壤资源化再利用技术领域，尤其涉及一种自密实固化土工业化连续生产设备及方法。


背景技术：

2.地下空间的开发和利用是建筑开发中很重要的一部分，而地下工程中位于地面以下的地基基础则至关重要。由于传统基坑回填存在的局限性，基坑肥槽水盆效应引起的地下室底板反拱及开裂，地下室填充墙开裂，甚至梁柱节点开裂等事故层出不见，造成了较大的经济损失。近年来行业里推出了自密实固化土回填技术，它是采用工程现场开挖弃土、水、固化剂搅拌成高流动性回填材料，该材料回填密实程度高、水稳定性好，有效地解决了基槽回填深度大、作业面狭小、回填质量差等难题。
3.然而现阶段自密实固化土生产设备主要还是依赖于混凝土生产设备，包括现场小型拌合设备和大型混凝土拌合站等，但随着该项技术的广泛推广应用这类设备相继出现了一些应用局限性，首先，现场小型拌合设备效率低下，不能满足产量需求；其次，现有大型混凝土拌合站多为间歇式的生产，影响了生产效率；最后，现有混凝土生产设备主要应用于粒料类材料拌合，对存在一定粘性的土壤搅拌效果不佳，这些难题限制了自密实固化土的推广应用。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种自密实固化土工业化连续生产设备及方法。本发明解决的技术问题是：提高搅拌设备对土壤的适用性，尤其是保证粘性土的拌和匀质性和质量。其次，实现工业化连续生产，提高生产效率，
5.为达到以上目的，本发明提供的：
6.一种自密实固化土工业化连续生产设备，包括储料系统、上料系统、初步搅拌系统和二次搅拌出料系统，其特征在于：所述储料系统包括土料罐、水泥罐、固化剂粉料罐、固化剂液体罐；所述上料系统包括传送带装置、水泵传送组件、空气压缩传送组件，传送带装置与土料罐相连，水泵传送组件与固化剂液体罐相连，空气压缩传送组件与固化剂粉料罐相连，土料罐、水泥罐、固化剂粉料罐、固化剂液体罐内均设置有计量传感器，上料系统上连接有进料管，进料管与初步搅拌系统相连通，初步搅拌系统与二次搅拌出料系统相连，初步搅拌系统与二次搅拌出料系统上设置有支架。
7.进一步的，所述传送带装置包括多个传送支架，多个传送支架上转动安装有多个传送辊，多个传送辊上传送连接有同一个传送带，传送带位于土料罐的下方，传送带与进料管相连通。
8.进一步的，所述水泵传送组件与固化剂液体罐相连通，水泵传送组件上连通有水泵管，水泵管与进料管相连通。
9.进一步的，所述空气压缩传送组件与水泥罐、固化剂粉料罐相连通，空气压缩传送
组件上连通有压缩管道，压缩管道与进料管相连通。
10.进一步的，所述初步搅拌系统包括卧式筒，卧式筒与进料管相连通，卧式筒的外侧设置有电机，卧式筒内转动安装有两个搅拌器，两个搅拌器的外侧均安装有齿轮，两个齿轮相啮合，电机的输出轴与一个搅拌器相连，搅拌器的外侧设置有多个搅拌推料板。
11.进一步的，所述二次搅拌出料系统包括竖向筒，竖向筒的顶部连通有竖向管，竖向管与卧式筒相连通，竖向筒内转动安装有主轴，主轴的外侧并排安装有多个分支杆，竖向筒的顶部设置有伺服电机，伺服电机的输出轴与主轴相连，多个分支杆分为三组。
12.进一步的，所述竖向筒的底部设置有排放管，三组分支杆上均转动安装有搅拌轴，搅拌轴的外侧安装有螺旋叶，搅拌轴的顶端安装有被动齿轮，竖向筒的顶部内壁上固定安装有阻挡筒，阻挡筒的内壁上固定安装有环形内齿条，三个被动齿轮均与环形内齿条相啮合。
13.进一步的，三组所述分支杆上均设置有刮壁板，刮壁板为弧形结构且与竖向筒的内壁相贴合。
14.进一步的，所述土料罐、水泥罐、固化剂粉料罐和排放管的底口均设置有挡料机构，挡料机构包括推杆电机和密封板，密封板与推杆电机的输出轴相连。
15.本发明还提供了一种自密实固化土工业化连续生产方法，根据权利要求10所述，包括以下步骤：
16.s1：通过储料系统对原料的比例进行分配：利用土料罐、水泥罐、固化剂粉料罐、固化剂液体罐依次对土料、水泥、固化剂粉剂和固化剂液体进行储存。
17.s2：通过上料系统将设定好配合比的原材料传输至初步搅拌系统的双轴强制搅拌机内：利用传送带装置对土料进行传送，传送带输送进入进料管内；利用空气压缩传送组件和压缩管道的配合将水泥和固化剂粉料传送进入进料管内；利用水泵传送组件和水泵管的配合，将固化剂液体传送进入进料管内，然后通过进料管将土料、水泥、固化剂粉剂和固化剂液体导入初步搅拌系统内。
18.s3：利用初步搅拌系统边搅拌边推进混合料到二次搅拌出料系统拌和出料，电机带动一个搅拌器旋转，通过两个齿轮的相互啮合，使得两个搅拌器可以同步旋转，利用搅拌器带动多个搅拌推料板边搅拌搅拌边推进混合料到二次搅拌出料系统。
19.s4：伺服电机带动主轴旋转，主轴带动三组分支杆旋转，三组分支杆分别带动对应的搅拌轴作环形运动，搅拌轴带动螺旋叶作环形运动进行搅拌混料，搅拌轴带动被动被动齿轮与环形内齿条的内侧相啮合，使得被动齿轮相啮合并自转，搅拌轴不仅作环形运动同时可以自转，搅拌轴带动螺旋叶自转可以将底部的混合料向上翻到，可以提高搅拌效果，分支杆带动刮壁板对竖向筒的内壁清洁，可以提高竖向筒的内壁清洁度。
20.s5：完成加工后，将混合料导出收集即可。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
22.本发明提供了一整套自密实固化土工业化生产设备，尤其是适用于粘性土制备自密实固化土，解决了固化土专业生产设备缺失问题。
23.本发明初步搅拌系统的搅拌机为双轴强制式搅拌机，搅拌机内叶片可起到切削土体作用，解决了粘性土加水易结块问题，可满足各地开挖弃土的原料就地再利用，利于全国推广使用。
24.本发明通过初步搅拌系统的双轴强制搅拌和二次搅拌出料系统的进一步搅拌、存料功能配合作业，保证了物料拌合的均匀性，实现了自密实固化土连续生产，相比于间歇式搅拌大大提升了生产效率。
25.本发明各存料罐均设置有计量装置进行原材料计量，精准控制自密实固化土各原材料的掺量，保证了自密实固化土的生产质量。
26.本发明的上料系统设置有防护罩，初步搅拌系统和二次搅拌出料系统的搅拌机均为封闭式拌和，解决了生产过程的扬尘问题。
27.本发明提供的一种自密实固化土工业化连续生产设备智能化程度高，大大节省了生产过程中的人力成本，生产效率显著提高。
28.本发明初步搅拌系统和二次搅拌出料系统配合生产，适用范围广，可用于各类土体的拌合生产，尤其是适用于难以拌和均匀的粘性土质，保证了自密实固化土搅拌的匀质性，实现了生产的连续性，与传统间歇式搅拌相比，大大提升了自密实固化土的生产效率。
附图说明
29.图1为本设计的主体结构示意图；
30.图2为本设计的初步搅拌系统结构示意图；
31.图3为本设计中搅拌器的结构示意图；
32.图4为本设计中二次搅拌出料系统结构示意图；
33.图5为本设计中环形内齿条和被动齿轮的俯视结构示意图。
34.图中：1、储料系统；11、土料罐；12、水泥罐；13、固化剂粉料罐；14、固化剂液体罐；2、上料系统；21、传送带装置；211、传送支架；212、传送带；213、传送辊；22、水泵传送组件；221、水泵管；23、空气压缩传送组件；231、压缩管道；24、进料管；3、初步搅拌系统；31、卧式筒；32、电机；33、搅拌器；331、搅拌推料板；34、齿轮；4、二次搅拌出料系统；41、竖向筒；412、被动齿轮；42、伺服电机；43、竖向管；44、排放管；45、主轴；46、分支杆；47、搅拌轴；48、螺旋叶；49、刮壁板；410、阻挡筒；411、环形内齿条；412、被动齿轮；5、挡料机构；51、推杆电机；52、密封板；6、支架。
具体实施方式
35.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
36.参见图1-5所示，一种自密实固化土工业化连续生产设备，包括储料系统1、上料系统2、初步搅拌系统3和二次搅拌出料系统4，所述储料系统1包括土料罐11、水泥罐12、固化剂粉料罐13、固化剂液体罐14，所述上料系统2包括传送带装置21、水泵传送组件22、空气压缩传送组件23，传送带装置21与土料罐11相连，水泵传送组件22与固化剂液体罐14相连，空气压缩传送组件23与固化剂粉料罐13相连，其中土料通过传送带212进行输送，水泥和固化剂粉剂采用空气压缩机通过管道输送，固化剂液体采用水泵通过管道输送，土料罐11、水泥罐12、固化剂粉料罐13、固化剂液体罐14内均设置有计量传感器，用于对各原材料在存料罐均设置有计量装置进行原料计量，精准控制自密实固化土配合比，上料系统2上连接有进料管24，进料管24与初步搅拌系统3相连通，初步搅拌系统3与二次搅拌出料系统4相连，初步搅拌系统3与二次搅拌出料系统4上设置有支架6；初步搅拌系统3采用卧式双轴搅拌机进行
初步拌合，搅拌叶片采用叶片旋转实现物料搅拌和推进的复合功能，二次搅拌出料系统4采用直立式搅拌机实现进一步搅拌和存料功能，通过初步搅拌系统3和二次搅拌出料系统4配合作业，保证了物料拌合的均匀性，实现了自密实固化土连续生产作业。
37.本实施例中，传送带装置21包括多个传送支架211，多个传送支架211上转动安装有多个传送辊213，多个传送辊213上传送连接有同一个传送带212，传送带212位于土料罐11的下方，传送带212与进料管24相连通；传送辊213通过驱动电机带动旋转，然后配合传送带212对土料进行传送。
38.本实施例中，水泵传送组件22与固化剂液体罐14相连通，水泵传送组件22上连通有水泵管221，水泵管221与进料管24相连通；利用水泵同时通过水泵管221的配合对固化剂液体进行传送。
39.本实施例中，空气压缩传送组件23与水泥罐12、固化剂粉料罐13相连通，空气压缩传送组件23上连通有压缩管道231，压缩管道231与进料管24相连通；利用空气压缩机和压缩管道231的配合，对水泥和固化剂粉剂进行输送。
40.本实施例中，初步搅拌系统3包括卧式筒31，卧式筒31与进料管24相连通，卧式筒31的外侧设置有电机32，卧式筒31内转动安装有两个搅拌器33，两个搅拌器33的外侧均安装有齿轮34，两个齿轮34相啮合，电机32的输出轴与一个搅拌器33相连，搅拌器33的外侧设置有多个搅拌推料板331；采用卧式双轴搅拌机进行初步拌合，搅拌叶片采用叶片旋转实现物料搅拌和推进的复合功能，电机32带动一个搅拌器33旋转，通过两个齿轮34的相互啮合，使得两个搅拌器33可以同步旋转，利用搅拌器33带动多个搅拌推料板331边搅拌搅拌边推进混合料到二次搅拌出料系统4。
41.本实施例中，二次搅拌出料系统4包括竖向筒41，竖向筒41的顶部连通有竖向管43，竖向管43与卧式筒31相连通，竖向筒41内转动安装有主轴45，主轴45的外侧并排安装有多个分支杆46，竖向筒41的顶部设置有伺服电机42，伺服电机42的输出轴与主轴45相连，多个分支杆46分为三组，竖向筒41的底部设置有排放管44，三组分支杆46上均转动安装有搅拌轴47，搅拌轴47的外侧安装有螺旋叶48，搅拌轴47的顶端安装有被动齿轮412，竖向筒41的顶部内壁上固定安装有阻挡筒410，阻挡筒410的内壁上固定安装有环形内齿条411，三个被动齿轮412均与环形内齿条411相啮合；伺服电机42带动主轴45旋转，主轴45带动三组分支杆46旋转，三组分支杆46分别带动对应的搅拌轴47作环形运动，搅拌轴47带动螺旋叶48作环形运动进行搅拌混料，搅拌轴47带动被动被动齿轮412与环形内齿条411的内侧相啮合，使得被动齿轮412相啮合并自转，搅拌轴47不仅作环形运动同时可以自转，搅拌轴47带动螺旋叶48自转可以将底部的混合料向上翻到，可以提高搅拌效果。
42.本实施例中，三组分支杆46上均设置有刮壁板49，刮壁板49为弧形结构且与竖向筒41的内壁相贴合；分支杆46带动刮壁板49对竖向筒41的内壁清洁，可以提高竖向筒41的内壁清洁度。
43.本实施例中，土料罐11、水泥罐12、固化剂粉料罐13和排放管44的底口均设置有挡料机构5，挡料机构5包括推杆电机51和密封板52，密封板52与推杆电机51的输出轴相连，密封板52用于对土料罐11、水泥罐12、固化剂粉料罐13和排放管44的底口进行密封，利用推杆电机51控制密封板52移动，可以实现密封和打开的目的。
44.一种自密实固化土工业化连续生产方法，包括以下步骤：
45.s1：通过储料系统1对原料的比例进行分配：利用土料罐11、水泥罐12、固化剂粉料罐13、固化剂液体罐14依次对土料、水泥、固化剂粉剂和固化剂液体进行储存。
46.s2：通过上料系统2将配比好的原材料传输至初步搅拌系统3的双轴强制搅拌机内：利用传送带装置21对土料进行传送，传送带212输送进入进料管24内；利用空气压缩传送组件23和压缩管道231的配合将水泥和固化剂粉料传送进入进料管24内；利用水泵传送组件22和水泵管221的配合，将固化剂液体传送进入进料管24内，然后通过进料管24将土料、水泥、固化剂粉剂和固化剂液体导入初步搅拌系统3内。
47.s3：利用初步搅拌系统3边搅拌搅拌边推进混合料到二次搅拌出料系统4拌和出料，电机32带动一个搅拌器33旋转，通过两个齿轮34的相互啮合，使得两个搅拌器33可以同步旋转，利用搅拌器33带动多个搅拌推料板331边搅拌搅拌边推进混合料到二次搅拌出料系统4。
48.s4：伺服电机42带动主轴45旋转，主轴45带动三组分支杆46旋转，三组分支杆46分别带动对应的搅拌轴47作环形运动，搅拌轴47带动螺旋叶48作环形运动进行搅拌混料，搅拌轴47带动被动被动齿轮412与环形内齿条411的内侧相啮合，使得被动齿轮412相啮合并自转，搅拌轴47不仅作环形运动同时可以自转，搅拌轴47带动螺旋叶48自转可以将底部的混合料向上翻到，可以提高搅拌效果，分支杆46带动刮壁板49对竖向筒41的内壁清洁，可以提高竖向筒41的内壁清洁度。
49.s5：完成加工后，将混合料导出收集即可。
50.本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。