一种紊流式超声搅拌设备及方法技术

本发明专利技术涉及水泥浆搅拌设备的技术领域，公开了一种紊流式超声搅拌设备及方法，通过倾斜式、双向紊流及超声搅拌的设计，实现混合浆料的多轨迹运行及混合，规避常规搅拌死角及效率低的问题，提升搅拌均匀性，并通过超声波的物理分散和化学强化作用，进一步提升混合浆料的微观均匀性和性能优势。微观均匀性和性能优势。微观均匀性和性能优势。

【技术实现步骤摘要】
一种紊流式超声搅拌设备及方法


[0001]本专利技术涉及水泥浆搅拌设备的
，具体公开了一种紊流式超声搅拌设备及方法。

技术介绍

[0002]搅拌机在生产生活中具有广泛的应用，现有的搅拌机搅拌浆体时通常通过搅拌轴旋转带动叶片做圆周运动进行搅拌，浆料仅围绕一个方向旋转，使不同的物质层容易相互平行运动，而不能进行充分的混合均匀，搅拌费时费力且效果不佳；同时，在高速搅拌过程中经常会形成周边高，中间低的漩涡，搅拌物料多时，物料容易向外侧飞溅；此外，该搅拌形式存在搅拌速度梯度的变化，越靠近搅拌轴的区域拌合速度越低，容易产生搅拌低效区。
[0003]水泥基净浆和砂浆混合浆料是一种多相混合物，粒径范围跨度从厘米到纳米级别，因而使水泥基混合物料的充分分散，减小粉料团聚，提升功能性超细材料的分散效果，是实现水泥基材料性能提升的关键。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术旨在提供通过一种紊流式超声搅拌设备及方法，通过倾斜式、双向紊流及超声加强的搅拌装置的设计，实现混合浆料的多轨迹运行及混合，即在自重作用下向下运动，在搅拌叶桨的作用下将物料向上扬起，并在搅拌筒的反向作用力下形成逆向剪切，形成多重轨迹的浆料的紊流搅拌形式，有利于提升混合浆料的混合和搅拌效率，降低能量消耗。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现：一种紊流式超声搅拌设备，包括底座，所述底座上固定安装有搅拌筒，所述搅拌筒包括搅拌内筒和搅拌外筒，所述搅拌外筒套设在搅拌内筒的外部并形成空腔，所述搅拌内筒的外圆周壁上设有传动齿轮，所述传动齿轮配设有用于带动传动齿轮转动的驱动电机，所述搅拌内筒和搅拌外筒的两端通过顶盖连接在一起；
[0006]所述顶盖上安装有传动齿轮，所述传动齿轮配设有用于带动传动齿轮转动的驱动电机，所述驱动电机输出轴的另一端连接有搅拌轴，所述搅拌轴的顶端依次贯穿搅拌筒并延伸至搅拌内筒，所述搅拌轴的外表面固定安装有位于搅拌内筒的搅拌叶桨；
[0007]所述顶盖上设有超声分散搅拌装置和机械搅拌装置，所述超声分散搅拌装置包括超声换能器、变幅杆以及超声搅拌棒，超声搅拌棒与搅拌浆料直接接触。
[0008]进一步的，所述机械搅拌装置包括一组或多组机械搅拌单元，所述机械搅拌单元由驱动电机、传动齿轮和搅拌叶桨组成。
[0009]进一步的，所述搅拌筒为倾斜筒体，倾斜角度为15
°
。
[0010]进一步的，所述底座下方安装有液压升降装置，控制搅拌筒体按照设定角度倾斜。
[0011]进一步的，所述搅拌内筒在驱动电机和传动齿轮的带动下围绕搅拌轴心做自转运动，且内筒旋转方向与机械搅拌方向相反，引起物料的紊流扰动。
[0012]本专利技术还提供一种紊流式超声搅拌方法，包括以下试验步骤：
[0013]S1.将物料加入搅拌内筒，开启机械搅拌装置，将物料初步打散；
[0014]S2.启动液压升降装置控制搅拌筒体倾斜；
[0015]S3.启动搅拌内筒做反向旋转，物料在搅拌内筒中受机械搅拌力、内桶反向作用力、重力的不同向剪切力产生紊流运动；
[0016]S4.启动超声分散搅拌装置，物料在做紊流运动的同时，与超声搅拌棒接触，进一步进行超声分散，实现物料搅拌宏观和微观上的均匀性。
[0017]作为优选，所述步骤S1中机械搅拌的搅拌速率为50r/min
‑
500r/min可调，搅拌时间为1
‑
10min。
[0018]作为优选，所述步骤S3中筒反转的速率为50rmin
‑
300r/min可调。
[0019]作为优选，所述步骤S4中超声功率为0
‑
3000w，超声频率为15
‑
40Hz，超声搅拌时间为1
‑
10min。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0021](1)本专利技术规避了传统搅拌形式的缺点，如简单的物料运行轨迹、搅拌死角多、不能有效剪切物料，混合均匀性差等缺陷，提供了更为科学的搅拌形式及搅拌轨迹，如多轨道运行轨迹、双向紊流搅拌形式等。
[0022](2)本专利技术将上述高效搅拌与超声搅拌进行结合，超声搅拌棒通过提供高频机械振动波，改善物料表面吸附和浸润特性，解聚团粒，进一步提升物理分散效果及化学增强效应，达到充分分散和解聚目的。
[0023](3)本专利技术通过倾斜搅拌筒的设计，解决普通机械搅拌结合超声分散作用力有限的问题，使物料在倾斜紊流的过程中被充分超声分散，极大地提升了物料的分散程度，因而具有更为明显的应用优势。
[0024](4)本专利技术通过大量实验和统计，限定了最优的紊流速率和超声参数，采用本专利技术装置以及工艺制备的净浆，物料的平均粒径明显降低，分散性大大提高；同时净浆Zeta电位较高，其沉降时间较普通搅拌的更长，分散稳定性更好；宏观上表现出流动性得到改善，其早期强度后期强度均较普通搅拌工艺更好。
[0025]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术给出的一种紊流式超声搅拌设备示意图。
[0028]图2为本专利技术给出的一种紊流式超声搅拌设备搅拌筒俯视图。
[0029]附图标记
[0030]1 底座；
[0031]2 搅拌筒；
[0032]3 搅拌内筒；
[0033]4 搅拌外筒；
[0034]5 顶盖；
[0035]6 传动齿轮；
[0036]7 驱动电机；
[0037]8 驱动电机；
[0038]9 搅拌轴；
[0039]10 搅拌叶桨；
[0040]11 搅拌叶桨；
[0041]12 埚壁；
[0042]13 传动齿轮；
[0043]14 搅拌轴；
[0044]15 超声换能器；
[0045]16 变幅杆；
[0046]17 超声搅拌棒；
[0047]18 液压升降装置；
[0048]19 机械搅拌装置；
[0049]20 超声分散搅拌装置。
具体实施方式
[0050]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0051]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0052]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紊流式超声搅拌设备，其特征在于，包括底座，所述底座上固定安装有搅拌筒，所述搅拌筒包括搅拌内筒和搅拌外筒，所述搅拌外筒套设在搅拌内筒的外部并形成空腔，所述搅拌内筒的外圆周壁上设有传动齿轮，所述传动齿轮配设有用于带动传动齿轮转动的驱动电机，所述搅拌内筒和搅拌外筒的两端通过顶盖连接在一起；所述顶盖上安装有传动齿轮，所述传动齿轮配设有用于带动传动齿轮转动的驱动电机，所述驱动电机输出轴的另一端连接有搅拌轴，所述搅拌轴的顶端依次贯穿搅拌筒并延伸至搅拌内筒，所述搅拌轴的外表面固定安装有位于搅拌内筒的搅拌叶桨；所述顶盖上设有超声分散搅拌装置和机械搅拌装置，所述超声分散搅拌装置包括超声换能器、变幅杆以及超声搅拌棒，超声搅拌棒与搅拌浆料直接接触。2.根据权利要求1所述的紊流式超声搅拌设备，其特征在于，所述机械搅拌装置包括一组或多组机械搅拌单元，所述机械搅拌单元由驱动电机、传动齿轮和搅拌叶桨组成。3.根据权利要求1所述的紊流式超声搅拌设备，其特征在于，所述搅拌筒为倾斜筒体，倾斜角度为15
°
。4.根据权利要求1所述的紊流式超声搅拌设备，其特征在于，所述底座下方安装有液压升降装置，控制搅拌筒体按照设定角度倾斜。5.根据权利要求1所述的紊流式超声搅拌设备，其特征在于，所述搅拌内筒在驱动电机和传动齿轮的带动下围...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾丽莉，曹海清，杨文，陈晓润，吴雄，
申请(专利权)人：中建桥梁有限公司，
类型：发明
国别省市：