一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置与方法，该装置包括：用于制备出机制砂的制砂机构；机制砂整形机构：包括顶部连接所述制砂机构出口的整形仓室、安装在整形仓室内的磁场辅助整形组件，以及高压水射流组件，所述的高压水射流组件用于对整形仓室提供高压冲刷水，以在整形仓室内形成围绕其中心做圆周运动的水流，所述的磁场辅助整形组件由磁场辅助单元、以及放置在整形仓室内的磁性微球组成；以及出口筛分机构。本发明专利技术采用高压水射流模拟河流冲刷作用对机制砂进行初步整形，同时辅以磁场辅助摩擦整形。本发明专利技术可实现机制砂高效加工与整形，生产出针片状含量低且粒形与河沙无异的高品质机制砂。粒形与河沙无异的高品质机制砂。粒形与河沙无异的高品质机制砂。

【技术实现步骤摘要】
一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置与方法


[0001]本专利技术属于高品质机制砂整形
，涉及一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置与方法。

技术介绍

[0002]砂石骨料作为混凝土生产不可或缺的重要原材料之一，其体积约占混凝土总体积的70％～80％。随着我国土木工程建设的不断加快，工程建设所用砂石资源的需求量也在不断地上升，根据其来源的不同可划分为有天然骨料(河沙、海沙、卵石等)和人工骨料(机制砂、碎砾石等)。由于天然骨料具有短期不可再生性，随着我国天然砂石资源的过度开发以及环保力度的逐步加大，导致像河沙等天然优质骨料的资源越来越短缺，也造成目前的相关资源开采难度越来越大。就全国范围来看，使用机制砂替代河沙已成为混凝土行业可持续发展的一种趋势。因此，在我国当下“碳达峰、碳中和”的政策号召下，实现机制砂的资源化、绿色可持续化和高质量化生产对推广机制砂的全国应用具有重要意义。
[0003]根据目前众多研究来看，机制砂品质的优劣对混凝土的性能和质量有着极大的影响，特别是国家重大工程建设更需要高品质机制砂作为混凝土原材料。与河沙相比，机制砂由于其原材料和工艺特点具有粒形较差、针片状含量高、表面粗糙多孔、质地坚硬等缺陷。在性质上，用机制砂生产的混凝土一般所需水泥量较多、和易性较差、与水泥浆体粘结能力较强，严重影响混凝土的工作性能、力学性能和长期耐久性能。对于大规模应用机制砂且对机制砂混凝土性能有要求的工程，就需要在原先生产工艺的基础上，对机制砂进行表面整形以达到混凝土的设计要求。因此，如何对原有机制砂生产设备进行优化升级并实现高品质机制砂粒形的高效加工与整形便显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了提供一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置与方法，以实现对机制砂的高效加工整形等。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术的技术方案之一提供了一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置，包括：
[0007]用于制备出机制砂的制砂机构；
[0008]机制砂整形机构：包括顶部连接所述制砂机构出口的整形仓室、安装在整形仓室内的磁场辅助整形组件，以及高压水射流组件，所述的高压水射流组件用于对整形仓室提供高压冲刷水，以在整形仓室内形成围绕其中心做圆周运动的水流，所述的磁场辅助整形组件由可在整形仓室内形成辅助磁场的磁场辅助单元、以及放置在整形仓室内的磁性微球组成；
[0009]以及用于对机制砂整形机构所排出机制砂粒径进行筛分的出口筛分机构。
[0010]进一步的，所述的磁场辅助单元由布置在整形仓室中心处并带有中空腔体的中
柱、安装在所述中空腔体内的线圈组件、以及磁场产生单元组成，所述的磁场产生单元还连接所述线圈组件，使得所述线圈组件通电后在整形仓室内产生沿上下方向的辅助磁场。
[0011]进一步的，所述的高压水射流组件包括高压水泵、与高压水泵的出水口连接的分流管道，以及安装在整形仓室内壁并连接所述分流管道的射流喷头，所述射流喷头所喷出的高压水射流沿整形仓室内壁切线方向水平射出。
[0012]更进一步的，所述的射流喷头沿竖直方向在整形仓室内壁设有若干组。
[0013]更进一步的，所述的整形仓室的底部还设有一循环水出口，该循环水出口通过循环水导管依次连接沉淀池与高压水泵的进水口。
[0014]更进一步优选的，在循环水出口处还设置有过滤网。
[0015]进一步的，所述的出口筛分机构由间隔叠放且从上到下孔径依次减小的若干方孔筛组成，且经所述方孔筛过筛后的筛下物和筛上物分别通过传输机构送往对应粒径的料仓。
[0016]更进一步的，所述方孔筛的孔径从上到下依次为0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm。
[0017]进一步的，所述的磁性微球由与机制砂各级粒径匹配的钕铁硼磁铁球或铬合金铸铁球组成。
[0018]进一步的，所述制砂机构的出口与机制砂整形机构的入口之间还设有入口筛分机构。
[0019]进一步的，所述的出口筛分机构可对整形后的机制砂按照生产所需级配对不同粒径机制砂的级配进行实时在线调整，解决了传统机制砂级配较差的现状。
[0020]本专利技术的技术方案之二提供了一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的方法，其采用如上所述的装置实施，该方法包括以下步骤：
[0021](1)机制砂从制砂机构出口排放进入整形仓室；
[0022](2)打开高压水射流组件，以在整形仓室内形成围绕中心的环形，使得机制砂在整形仓室内围绕其中心高速运动；
[0023](3)打开磁场辅助整形组件，使得磁性微球悬在整形仓室内并与机制砂进行接触式摩擦整形；
[0024](4)整形完成的机制砂排入出口筛分机构中，并按照所需粒径比例进行筛分。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0026]1)本专利技术用于在磁场辅助下模拟河流冲刷作用对机制砂进行粒形调控，可实现机制砂的高效加工与整形，生产出粒形与河沙无异的高品质机制砂，有效降低机制砂中针片状含量，提高混凝土工程质量；
[0027]2)本专利技术生产效率高、操作简单、易于实现及用途广，可通过更换不同孔径的标准方孔筛使整形后的机制砂按照所需粒径比例进行自动配制，可以满足不同结构工程对骨料的需求情况，实现高品质机制砂级配的精准调控；
[0028]3)本专利技术所使用的高耐磨的磁性微球在长时间保持级配不变的同时不仅提高整形效率、减少停机补球时间和开停机次数，也延长了清仓周期并减轻人工强度。同时通过湿法进行机制砂的整形加工，避免灰尘排入空气中，能极大减少环境污染；
[0029]4)本专利技术能通过微机控制仪精确设置多种复杂的使用参数条件来表实现机制砂
的智能化加工与整形，可控制单独的机制砂整形系统，也可以用于控制整套的机制砂石生产线的生产与加工。
附图说明
[0030]图1为本专利技术装置的结构示意图；
[0031]图中标记说明：
[0032]1‑
制砂机构，2
‑
机制砂整形机构，201
‑
整形仓室，202
‑
中柱，203
‑
滤网，204
‑
循环水导管，3
‑
高压水射流组件，301
‑
射流喷头，302
‑
分流管道，303
‑
高压水泵，4
‑
磁场辅助整形组件，401
‑
上盖板，402
‑
下盖板，403
‑
线圈组件，404
‑
磁场产生单元，405
‑
磁性微球，5
‑
水循环单元，501
‑
沉淀池，6
‑
筛分装置，601
‑
入口筛分机构，602
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置，其特征在于，包括：用于制备出机制砂的制砂机构；机制砂整形机构：包括顶部连接所述制砂机构出口的整形仓室、安装在整形仓室内的磁场辅助整形组件，以及高压水射流组件，所述的高压水射流组件用于对整形仓室提供高压冲刷水，以在整形仓室内形成围绕其中心做圆周运动的水流，所述的磁场辅助整形组件由可在整形仓室内形成辅助磁场的的磁场辅助单元、以及放置在整形仓室内的磁性微球组成；以及用于对机制砂整形机构所排出机制砂粒径进行筛分的出口筛分机构。2.根据权利要求1所述的一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置，其特征在于，所述的磁场辅助单元由布置在整形仓室中心处并带有中空腔体的中柱、安装在所述中空腔体内的线圈组件、以及磁场产生单元组成，所述的磁场产生单元还连接所述线圈组件，使得所述线圈组件通电后在整形仓室内形成沿上下方向的磁场。3.根据权利要求1所述的一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置，其特征在于，所述的高压水射流组件包括高压水泵、与高压水泵的出水口连接的分流管道，以及安装在整形仓室内壁并连接所述分流管道的射流喷头，所述射流喷头所喷出的高压水射流沿整形仓室内壁切线方向水平射出。4.根据权利要求3所述的一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒形的装置，其特征在于，所述的射流喷头沿竖直方向在整形仓室内壁设有若干组。5.根据权利要求3所述的一种磁场辅助高压水射流整形机制砂粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：马祖桥，蒋正武，袁助，何倍，程磊科，潘鑫，张立峰，冷大伟，刘慧慧，赵金磊，刘拓，滕康保，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：