注漿用仿生攪拌機及混合動力仿生攪拌系統技術方案

本發明專利技術公開了一種注漿用仿生攪拌機及混合動力仿生攪拌系統；其中，注漿用仿生攪拌機包括具有進料口和出漿管的攪拌桶，攪拌桶的底面為一斜度朝向出漿管的斜面；攪拌桶的上端通過支撐架固定安裝有一動力部，動力部的動力輸出端與攪拌桶內的攪拌軸連接，攪拌軸上垂直或傾斜地設置有若干攪拌槳；當攪拌槳傾斜設置于攪拌軸上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸的回轉方向相反；攪拌桶的內表面和攪拌槳上均設置有若干仿生非光滑單元，攪拌桶上所有仿生非光滑單元與攪拌桶接觸面表面積為攪拌桶的內表面表面積的20％～50％；攪拌槳上所有仿生非光滑單元與攪拌槳接觸面表面積為攪拌槳的所有表面表面積的20％～60％。本發明專利技術具有環保、高效等優勢。

Bionic mixer for grouting and hybrid power bionic mixing system

The invention discloses a hybrid bionic bionic mixer and a mixing system including Grouting grouting; bionic mixer mixing barrel includes a material inlet and a slurry pipe, the bottom surface of the stirring barrel for a slope toward the bevel of a slurry pipe; upper mixing barrel through a support frame is fixedly provided with a department of power the stirring shaft, the power output end of the power and the mixing barrel connection, the stirring shaft is provided with a plurality of vertical or inclined agitator; when the impeller is obliquely arranged on the stirring shaft, the tilt direction of impeller and opposite direction of rotation stirring shaft; the inner surface of the mixing barrel and agitator are provided there are several bionic non smooth units, mixing barrel all the bionic non smooth unit and the stirring barrel contact surface surface area of the inner surface area of 20% ~ 50% mixing barrel; stirring all the bionic non smooth unit The surface area of the paddle is 20% to 60% of the surface area of the impeller. The invention has the advantages of environmental protection, high efficiency and the like.

【技術實現步驟摘要】
注漿用仿生攪拌機及混合動力仿生攪拌系統
本專利技術涉及注漿作業領域使用的機具，具體涉及一種注漿用仿生攪拌機及混合動力仿生攪拌系統。
技術介紹
注漿(InjectionGrout)，又稱為灌漿(Grouting)，它是將由某些特定材料按照一定比例配制而成的具有凝結能力的漿液，使用壓送設備(用氣壓、液壓或電化學原理)將其灌入地層(巖土體)中的裂隙、孔隙或溶穴內，并使其擴散、膠凝或固化，從而達到加固地層或防滲堵漏的目的。目前，注漿技術已廣泛應用于水利水電、交通、建筑、礦山等工程中的巖土體加固、防滲，以及作為地質災害防治與地質環境保護中的邊坡護坡、溜砂坡防護、水土保持等常用的技術手段。攪拌機是制備注漿用漿液的主要機具，其性能的優劣，將對所制備漿液的性能和注漿作業的效率及質量產生較大影響；具體表現為：漿液的攪拌時間和攪拌均勻程度對結石強度有較大影響，漿液的攪拌效率對供漿效率有較大影響等。隨著石油等常規化石能源日益消耗，隨之而來的高成本、環境污染和生態破壞等問題日益嚴峻。作為清潔能源(CleanEnergy)和可再生能源(RenewableEnergy)的太陽能(SolarEnergy)與風能(WindEnergy)，具有清潔、可再生、環保、分布范圍廣等諸多優勢，已廣泛應用于人們的日常生活和生產中。仿生學(Bionics)是通過模仿自然界中包括植物和動物在內的生物的特殊本領，利用其結構和功能原理研制機械或其它新技術的科學技術。生物非光滑表面的形態特征普遍存在于自然界中，仿生非光滑表面技術(BionicNon-smoothSurfaceTechnology)是以自然界中生物非光滑形態結構為原型，解決實際工程問題的一種科學應用技術。實施注漿作業，尤其是在野外實施注漿作業，由于施工條件相對比較惡劣，因而有時無法接入市政用電而導致用電問題比較難以解決，通常的做法是使用柴油/汽油發電機自主發電供電，一方面需要消耗大量的柴油/汽油等化石燃料，導致注漿作業成本較高，另一方面柴油/汽油作為化石燃料燃燒后排放出的污染物在一定程度上也會對生態和環境產生不利的影響。
技術實現思路
針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供了一種減阻、降耗、耐磨和防粘性能好且節能環保的注漿用仿生攪拌機及混合動力仿生攪拌系統。為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：第一方面，提供一種注漿用仿生攪拌機，其包括具有進料口和出漿管的攪拌桶，其特征在于，所述攪拌桶的底面為一斜度朝向出漿管的斜面；所述攪拌桶的上端通過支撐架固定安裝有一動力部，所述動力部的動力輸出端與置于攪拌桶內的攪拌軸連接，所述攪拌軸上垂直或傾斜地設置有若干攪拌槳；當攪拌槳傾斜設置于攪拌軸上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸的回轉方向相反；所述攪拌桶的內表面和攪拌槳上均設置有若干仿生非光滑單元，所述攪拌桶上所有仿生非光滑單元與攪拌桶接觸面表面積為攪拌桶內表面表面積的20％～50％；所述攪拌槳上所有仿生非光滑單元與攪拌槳接觸面表面積為攪拌槳的所有表面表面積的20％～60％。進一步地，所述仿生非光滑單元為棱紋型凸起；當棱紋型凸起截面的形狀為矩形時，所述仿生非光滑單元的高度為其寬度的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為半圓形時，仿生非光滑單元的高度為其直徑的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為梯形時，仿生非光滑單元的高度為其底邊寬度的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為三角形時，仿生非光滑單元的高度為其底邊寬度的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為波浪形時，仿生非光滑單元的高度為其直徑的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為V字形時，仿生非光滑單元的高度為其寬度的0.5～1倍；相鄰兩個仿生非光滑單元之間的中心距為仿生非光滑單元寬度或直徑的1～3倍。進一步地，所述攪拌槳包括通過上層連接翼板固定安裝在攪拌軸中上部的上層攪拌槳葉和通過下層連接翼板固定安裝在攪拌軸中下部的下層攪拌槳葉；每片上層連接翼板和下層連接翼板等間距交錯地設置在攪拌軸上。進一步地，所述進料口由進水管和進料斗組成；所述進水管距離攪拌桶頂面的垂直距離為5cm～70cm；所述進料斗為向攪拌桶外突出的倒三角扇形腔，且進料斗的底面為一斜度朝向攪拌桶中心的斜面；所述進料斗與攪拌桶內部空間相通的邊緣與攪拌桶頂面間的距離為10cm～80cm。進一步地，所述攪拌桶底面的下表面上均布有至少三個萬向輪。進一步地，所述攪拌桶的底部設置有向外延伸的環形凸緣，所述環形凸緣上等間距地開設有至少三個螺紋孔，所述螺紋孔內安裝有用于調整攪拌桶工作時穩定狀態的螺柱。進一步地，所述動力部包括連接在一起的電機和減速器，所述減速器的輸出端通過聯軸器總成與攪拌軸連接。進一步地，注漿用仿生攪拌機還包括固定安裝于所述支撐架上的安裝殼，所述聯軸器總成的上部聯軸器和軸承位于所述安裝殼內，所述減速器固定安裝于所述安裝殼的頂部。進一步地，所述攪拌桶的外側桶壁上至少設置有兩個便于搬運的把手。第二方面，提供一種混合動力仿生攪拌系統，其包括供電模塊、供水模塊和注漿用仿生攪拌機，所述供電模塊包括與動力部連接的配電箱及分別與配電箱電連接的市政用電、柴油/汽油發電機、太陽能發電裝置和風力發電裝置；所述供水模塊包括水箱及導通水箱和進料口的水泵，所述水泵與配電箱電連接。與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：由于攪拌桶的內表面和攪拌槳上均設置有若干仿生非光滑單元，仿生非光滑單元使攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面呈現仿生非光滑形態，在攪拌制漿過程中，可以使水泥漿液對攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面的不間斷連續磨蝕變為間斷非連續磨蝕，降低了水泥漿液中的固相顆粒對攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面的磨蝕強度，從而保證了仿生攪拌機具備較好的耐磨性能。此外，由于仿生非光滑單元的設置，使得攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面呈現仿生非光滑形態，這將導致原本連續光滑的表面變得不連續且凹凸不平，當水泥漿液中的固相顆粒撞擊或刮擦到攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面后，將會產生反彈效果，進而很容易地改變固相顆粒原本的運動軌跡，從而降低了水泥漿液中的固相顆粒對攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面的磨蝕。由于仿生非光滑單元的設置，使得攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面呈現仿生非光滑形態，在攪拌制漿過程中，可以使水泥漿液，尤其是水泥漿液中的液相部分，在由相鄰棱紋間構成的凹槽內產生反轉的渦流，進而引起四種效應：(1)渦墊效應，凹槽內部反轉的渦流造成了凹槽內水泥漿液與凹槽外水泥漿液的“液-液”接觸，從而形成“渦墊效應”。(2)推進效應，處于凹槽內部反轉的渦流與在攪拌槳攪拌作用下流動起來的水泥漿液之間的接觸表面上的摩阻力形成了附加動力，這對于凹槽外部流動起來的水泥漿液而言產生了“推進效應”。(3)液力軸承效應，若干凹槽內反轉的渦流，宛如若干安裝在攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面上的“軸承”一般，能夠有效降低水泥漿液在攪拌槳攪拌作用下流動時與攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面之間的摩阻力損耗。(4)驅離效應，由于若干凹槽內反轉的渦流，還可改變水泥漿液中固相顆粒的運動狀態，有利于驅離欲與攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面接觸的固相顆粒，進而有助于提升攪拌桶內壁表面和攪拌槳外表面的耐磨性能。基于反轉渦流的存在，由于阻力降低從而降低了攪拌制漿過程中的能耗，同時也可起到對水泥漿液的防粘及脫附效果。仿生非光滑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
注漿用仿生攪拌機，包括具有進料口和出漿管的攪拌桶，其特征在于，所述攪拌桶的底面為一斜度朝向出漿管的斜面；所述攪拌桶的上端通過支撐架固定安裝有一動力部，所述動力部的動力輸出端與置于攪拌桶內的攪拌軸連接，所述攪拌軸上垂直或傾斜地設置有若干攪拌槳；當攪拌槳傾斜設置于攪拌軸上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸的回轉方向相反；所述攪拌桶的內表面和攪拌槳上均設置有若干仿生非光滑單元，所述攪拌桶上所有仿生非光滑單元與攪拌桶接觸面表面積為攪拌桶內表面表面積的20％～50％；所述攪拌槳上所有仿生非光滑單元與攪拌槳接觸面表面積為攪拌槳的所有表面表面積的20％～60％。

【技術特征摘要】
1.注漿用仿生攪拌機，包括具有進料口和出漿管的攪拌桶，其特征在于，所述攪拌桶的底面為一斜度朝向出漿管的斜面；所述攪拌桶的上端通過支撐架固定安裝有一動力部，所述動力部的動力輸出端與置于攪拌桶內的攪拌軸連接，所述攪拌軸上垂直或傾斜地設置有若干攪拌槳；當攪拌槳傾斜設置于攪拌軸上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸的回轉方向相反；所述攪拌桶的內表面和攪拌槳上均設置有若干仿生非光滑單元，所述攪拌桶上所有仿生非光滑單元與攪拌桶接觸面表面積為攪拌桶內表面表面積的20％～50％；所述攪拌槳上所有仿生非光滑單元與攪拌槳接觸面表面積為攪拌槳的所有表面表面積的20％～60％。2.根據權利要求1所述的注漿用仿生攪拌機，其特征在于，所述仿生非光滑單元為棱紋型凸起；當棱紋型凸起截面的形狀為矩形時，所述仿生非光滑單元的高度為其寬度的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為半圓形時，仿生非光滑單元的高度為其直徑的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為梯形時，仿生非光滑單元的高度為其底邊寬度的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為三角形時，仿生非光滑單元的高度為其底邊寬度的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為波浪形時，仿生非光滑單元的高度為其直徑的0.5～1倍；當棱紋型凸起的截面形狀為V字形時，仿生非光滑單元的高度為其寬度的0.5～1倍；相鄰兩個仿生非光滑單元之間的中心距為仿生非光滑單元寬度或直徑的1～3倍。3.根據權利要求1所述的注漿用仿生攪拌機，其特征在于，所述攪拌槳包括通過上層連接翼板固定安裝在攪拌軸中上部的上層攪拌槳葉和通過下層連接翼板固定安裝在攪拌軸中下部的下層攪拌槳葉；每片上層連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：溫繼偉，裴向軍，王文臣，袁進科，張文，何智浩，杜野，任童，
申請(專利權)人：成都理工大學，
類型：發明
國別省市：四川,51