一种基于负压吸送与逆流供料的无尘制浆系统的制作方法

1.本技术涉及无尘制浆的技术领域，具体而言，涉及一种基于负压吸送与逆流供料的无尘制浆系统。


背景技术：

2.目前关于制浆技术的研究主要在于材料的比选、级配设计优化、增加材料用量与添加外掺剂等方面，并未进行深层系统的研究，导致在搅拌工艺的研究方面仍存在许多不尽之处。主要原因可以分为以下两个方面：一是缺乏对搅拌动力机械系统的研究，现有的研究成果仅是对部分搅拌工艺进行实验对比与评价研究，没有系统的结合动力结构与流体力学进行分析；二是缺乏对无尘制浆方面的研究，普通的制浆方法通常粉尘较大，工人们长期在不良环境中作业，影响身体健康。
3.在搅拌机理方面，针对开放式的制浆系统，国内外学者提出了分次投料的搅拌工艺，通过对浆液微观结构及形成过程的研究，分析分次投料搅拌工艺提高浆液性能的机理，如分次加水与分次加料时间间隔、比重等方面。但此类制浆系统结构密封性能差，无法在密闭空间进行作业，导致工人工作环境恶劣、存在大量粉尘，并不适用于无尘制浆系统。
4.对于无尘制浆而言，这种制浆方法主要是通过负压将粉料吸入到密闭空间保存，而后进行搅拌制浆。为保证浆液质量，需要提前将粉料和液体配比制定好，而后利用真空吸入的方式，同时将粉料与水进行充分搅拌。因此，在无尘制浆过程中主要包含两个核心问题，一是采用什么样的方法将定量的粉尘与液体吸入，二是基于什么样的搅拌原理进行搅拌，使得粉料与浆液充分混合，保证浆液质量。而解决上述问题的基础是对无尘制浆系统设备的设计。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于：针对当前密闭空间无尘制浆技术的急需，基于真空负压吸收粉料与液体原理，构造双轴联通搅拌装置，作为一种新的无尘制浆设备，提高粉料与液体混合的均匀度与效率，降低制浆过程中粉尘飞扬危害，为在狭窄空间内实现无尘制浆提供技术支持。
6.本技术的技术方案是：提供了一种基于负压吸送与逆流供料的无尘制浆系统，该系统包括：平台，搅拌桶，密封端盖，双轴联动轴，搅拌电机，抽气口；平台至少包括底板和电机支架，其中，电机支架包括竖直伸缩支柱与水平动力支架，水平动力支架上设置有搅拌电机，水平动力支架在竖直伸缩支柱的带动下沿竖直方向上升或者下降；搅拌桶设置于底板的上方，搅拌桶桶口的边缘设置有卡扣连接端，搅拌桶的上方设置有密封端盖，密封端盖的边缘设置有卡扣锁紧端，卡扣连接端与卡扣锁紧端扣合时，密封端盖与搅拌桶密封连接，其中，密封端盖的几何中心处设置有轴孔；双轴联动轴穿过轴孔连接于密封端盖，双轴联动轴的上端通过连接机构连接于搅拌电机的转动轴，连接机构设置于水平动力支架的前端；双轴联动轴的下端位于搅拌桶的内腔，双轴联动轴的下端设置有旋转叶片组，搅拌电机运行
时带动双轴联动轴转动，以使旋转叶片组在搅拌桶的内腔内旋转；抽气口设置于密封端盖的上方，抽气口连通于负压装置，负压装置运行时，通过抽气口抽取搅拌桶内的空气，以使搅拌桶内呈现负压状态。
7.上述任一项技术方案中，进一步地，竖直伸缩支柱的固定端固定于底板，竖直伸缩支柱的伸缩端连接于水平动力支架，系统还包括：桶盖升降电机；桶盖升降电机设置于水平动力支架的末端，桶盖升降电机连接于竖直伸缩支柱的伸缩端，桶盖升降电机运行时，竖直伸缩支柱的伸缩端沿竖直方向上升或下降。
8.上述任一项技术方案中，进一步地，旋转叶片组包括：高速旋转叶片；高速旋转叶片设置于双轴联动轴的第一转轴的外侧，高速旋转叶片为螺旋式叶片，螺旋式叶片为直母线螺旋。
9.上述任一项技术方案中，进一步地，旋转叶片组还包括：低速旋转叶片和连接框架；连接框架为多边形框架，连接框架的两端连接于双轴联动轴的第二转轴，连接框架的内侧设置有多个低速旋转叶片；低速旋转叶片的根部连接于连接框架，低速旋转叶片顶部的指向与搅拌桶的径向指向相同。
10.上述任一项技术方案中，进一步地，系统还包括：刮片刀；刮片刀的固定端设置于连接框架上，刮片刀位于连接框架的外侧与搅拌桶的内壁之间。
11.上述任一项技术方案中，进一步地，系统还包括：过滤装置；过滤装置设置于抽气口上，过滤装置用于对从抽气口抽出的空气进行过滤。
12.上述任一项技术方案中，进一步地，系统还包括：两个桶身固定架和一条固定皮带；桶身固定架为弧形结构，两个桶身固定架对称设置于竖直伸缩支柱外壁的两侧，其中，第一桶身固定架上设置有皮带卡扣；固定皮带的一端固定连接于第二桶身固定架，当搅拌桶设置于底板的上方时，固定皮带的另一端穿过皮带卡扣，以使搅拌桶的外壁紧贴两个桶身固定架与固定皮带。
13.上述任一项技术方案中，进一步地，系统还包括：第一固定座和第二固定座；第一固定座的上端固定于搅拌桶的底部，第一固定座的下端设置有第一通孔；第二固定座的下端固定于平台上，第二固定座的上端设置有第二通孔，第二通孔用于通过螺栓与第一通孔连接，以使搅拌桶设置于底板的上方。
14.上述任一项技术方案中，进一步地，系统还包括：进水口；进水口设置于密封端盖的顶部，进水口用于向搅拌桶内注水。
15.上述任一项技术方案中，进一步地，系统还包括：观察窗；观察窗设置于密封端盖的顶部。
16.本技术的有益效果是：
17.本技术中的技术方案，考虑到现有制浆系统的粉尘危害性，通过搅拌桶和密封端盖，形成无尘制浆系统的主体，再通过设置抽气口和负压装置，使得搅拌桶内呈现负压，利用真空负压吸料方式，将粉料和液体(水)吸入搅拌桶，再通过多叶片搅拌、边吸料边搅拌的方式，进行无尘制浆，提高了制浆过程的安全与效率，可以较好地用于注浆作业过程，可以实现狭窄空间的制浆作业，有助于改善目前工程实践中粉尘量大、难以搅拌均匀的问题，并降低了制浆过程中粉料(粉尘)对周边环境的影响，保护操作人员身体健康。
18.本技术中的技术方案。还搭建了双轴联动轴并分别设置高速旋转叶片和低速旋转
叶片，使得搅拌桶真空吸入粉料后，在低低速旋转叶片下实现逆流供料，然后利用高速旋转叶片进行搅拌，使得粉料与液体在短时间内混合均匀，有助于提高搅拌效率。
附图说明
19.本技术的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本技术的一个实施例的基于负压吸送与逆流供料的无尘制浆系统的示意图；
21.图2是根据本技术的一个实施例的双轴联动轴与旋转叶片组结构的示意图。
22.其中，1-平台、2-搅拌桶、3-密封端盖、4-双轴联动轴、5-搅拌电机、6-抽气口、7-底板、8-竖直伸缩支柱、9-水平动力支架、11-桶盖升降电机、12-高速旋转叶片、13-低速旋转叶片、14-连接框架、15-刮片刀、16-过滤装置、17-桶身固定架、18-固定皮带、19-进水口、20-观察窗、21-控制柜。
具体实施方式
23.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
24.在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
25.如图1所示，本实施例提供了一种基于负压吸送与逆流供料的无尘制浆系统，该系统包括：平台1，搅拌桶2，密封端盖3，双轴联动轴4，搅拌电机5，抽气口6。平台1至少包括底板7和电机支架，其中，电机支架包括竖直伸缩支柱8与水平动力支架9，水平动力支架9上设置有搅拌电机5，水平动力支架9在竖直伸缩支柱8的带动下沿竖直方向上升或者下降。
26.本实施例中，竖直伸缩支柱8的固定端固定于底板7，竖直伸缩支柱8的伸缩端连接于水平动力支架9，系统还包括：桶盖升降电机11；桶盖升降电机11设置于水平动力支架9的末端，桶盖升降电机11连接于竖直伸缩支柱8的伸缩端，桶盖升降电机11运行时，竖直伸缩支柱8的伸缩端沿竖直方向上升或下降。
27.具体的，竖直伸缩支柱8的作用是在桶盖升降电机11的作用下，通过抬升或者下降水平动力支架9，将搅拌桶2上的密闭端盖3打开或者压紧，并且，密闭端盖3与搅拌桶2之间还可以通过螺钉进行二次固定，以避免搅拌制浆过程中的振动损坏桶盖升降电机11。
28.本实施例中，搅拌桶2为圆柱形，半径为400mm，高度为1000mm，搅拌桶2竖直设置于底板7的上方，搅拌桶2桶口的边缘设置有卡扣连接端，搅拌桶2的上方设置有密封端盖3，密封端盖3的边缘设置有卡扣锁紧端，卡扣连接端与卡扣锁紧端扣合时，密封端盖3与搅拌桶2密封连接，其中，密封端盖3的几何中心处设置有轴孔；
29.为了实现负压无尘制浆，在密封端盖3的上方设置抽气口6，抽气口6连通于负压装置，负压装置运行时，通过抽气口6抽取搅拌桶2内的空气，以使搅拌桶2内呈现负压状态。
30.本实施例对负压装置的实现方式并不限定，负压装置可以为吸风电机。
31.进一步的，为了避免搅拌桶2内的粉料被负压装置吸出，该系统还包括：过滤装置16；过滤装置16设置于抽气口6上，过滤装置16用于对从抽气口6抽出的空气进行过滤。
32.本实施例中，该系统还包括：进水口19；进水口19设置于密封端盖3的顶部，进水口19上设置有进水阀，连接于能够自动控制流量的水管，以便向搅拌桶2内注水。
33.具体的，当密闭端盖3与搅拌桶2压紧密封后，利用负压装置将搅拌桶2内的空气排出，且保持负压状态，负压数值为-80kpa。设定好水管流量数值，开启进水口19上方设置的进水阀，将定量水吸入到搅拌桶2，其中，水量的大小根据粉料与水的配比进行设置，之后，关闭该进水阀，停止向搅拌桶2内加水。
34.本实施例中，双轴联动轴4穿过轴孔连接于密封端盖3，双轴联动轴4的上端通过连接机构连接于搅拌电机5的转动轴，连接机构设置于水平动力支架9的前端；双轴联动轴4的下端位于搅拌桶2的内腔，双轴联动轴4的下端设置有旋转叶片组，搅拌电机5运行时带动双轴联动轴4转动，以使旋转叶片组在搅拌桶2的内腔内旋转。
35.具体的，为节省搅拌桶2内的制浆空间，采用外环套内环的方式，组成双轴联动轴4，分别与两台步进电机连接，其中，内环中圆柱形钢管为低速钢管(第二转轴)，直径为40-50mm，长度为800-900mm，外环圆柱形钢管为高速钢管(第一转轴)，直径为50-60mm，长度为200-300mm。
36.本实施例中，旋转叶片组包括：高速旋转叶片12；高速旋转叶片12设置于双轴联动轴4的第一转轴的外侧，高速旋转叶片12为螺旋式叶片，螺旋式叶片为直母线螺旋。
37.具体的，高速旋转叶片12靠近搅拌桶2的进料口设置，高速旋转叶片12为螺旋圆轮样式，螺旋为标准的等螺距、等直径、直母线螺旋。为保证粉料供给顺利，螺距s的范围取为20-40mm，螺旋叶片升角α的取值需小于π/2-ρ，ρ为粉料对螺旋面的摩擦角。
38.进一步的，旋转叶片组还包括：低速旋转叶片13和连接框架14；连接框架14为多边形框架，连接框架14的两端连接于双轴联动轴4的第二转轴，连接框架14的内侧设置有多个低速旋转叶片13；低速旋转叶片13的根部连接于连接框架14，低速旋转叶片13顶部的指向与搅拌桶2的径向指向相同。
39.具体的，低速旋转叶片13的主要作用是将粉料与液体进行搅拌，根据搅拌桶2内腔的形状设置一钢架结构，作为低速旋转叶片13的连接框架14，将低速旋转叶片13设置在连接框架14的内部。连接框架14的底部距离搅拌桶2内腔底部的高度为10-20mm。
40.为搅拌均匀，低速旋转叶片13需要覆盖尽可能多的搅拌桶2内空间，考虑到搅拌桶2的半径为200mm，低速旋转叶片13桨叶长度范围为150-170mm。考虑到搅拌桶2的高度为1000mm，低速旋转叶片13桨叶纵向高度范围为700-800mm。并且，由于叶宽与桨叶横向长度之比一般为1/5～1/8，本实施例中取1/5，则可设定低速旋转叶片13的叶宽范围为30-34mm。
41.进一步的，为了避免制浆过程中浆液沾在搅拌桶2的内壁上，该系统还包括：多个刮片刀15；刮片刀15为长条状，刮片刀15的固定端设置于连接框架14上，刮片刀15位于连接框架14的外侧与搅拌桶2的内壁之间。刮片刀15的具体安装位置可以根据实际需求进行设定，当刮片刀15随着连接框架14一同旋转时，刮擦桶壁上浆液，保证浆液不沾壁。
42.本实施例中，为了对搅拌电机5、负压装置、桶盖升降电机11等进行控制，实现全自动化的无尘制浆，该系统还包括控制柜21，控制柜21与搅拌电机5、负压装置、桶盖升降电机11以及进水口19上的进水阀电连接，以便根据无尘制浆工艺进行自动化控制。
43.需要说明的是，本实施例对控制柜21的实现方式、自动化控制的实现过程并不限定。
44.本实施例中，当将搅拌桶2置于平台1的底板7上后，为了降低制浆过程中搅拌桶2的晃动，损坏双轴联动轴4，对搅拌桶2进行二次固定。该系统还包括：两个桶身固定架17和一条固定皮带18；桶身固定架17为弧形结构，两个桶身固定架17对称设置于竖直伸缩支柱8外壁的两侧，其中，第一桶身固定架17上设置有皮带卡扣；固定皮带18的一端固定连接于第二桶身固定架17，当搅拌桶2设置于底板7的上方时，固定皮带18的另一端穿过皮带卡扣，以使搅拌桶2的外壁紧贴两个桶身固定架17与固定皮带18，避免搅拌制浆过程中搅拌桶2发生左右晃动。
45.进一步的，该系统还包括：第一固定座和第二固定座；第一固定座的上端固定于搅拌桶2的底部，第一固定座的下端设置有第一通孔；第二固定座的下端固定于平台1上，第二固定座的上端设置有第二通孔，第二通孔用于通过螺栓与第一通孔连接，以使搅拌桶2设置于底板7的上方，避免搅拌桶2在上下方向发生晃动。
46.进一步的，该系统还包括：观察窗20；观察窗20设置于密封端盖3的顶部，以便对搅拌桶2内的制浆情况进行观察。
47.本实施例中，搅拌桶2的底部还设置有吸料口，吸料口通过软管与料筒相连，吸料口上设置有吸料阀。
48.在制浆时，首先根据制浆工艺，将多种粉料按固定比例在宽阔空间倒入料桶，盖上料桶密封盖，将料桶转运至搅拌桶2附近，并将吸料口与料桶用较大直径(直径大于10mm)的pvc透明钢丝软管进行连接。
49.再将搅拌桶2密封，之后在负压装置的作用下其内部呈负压状态，负压数值为-80kpa。
50.开启搅拌电机，并打开吸料口上的吸料阀以及进水口19上的进水阀，加入粉料和水，由低速旋转叶片13实现粉料的逆流供料与初步搅拌，由高速旋转叶片12对浆液进行高速螺旋搅拌，提高制浆效率。
51.最后，搅拌15min左右后浆液制备结束，停止制浆，打开密封端盖3，利用抽浆泵将浆液抽出，完成此次制浆作业。
52.以上结合附图详细说明了本技术的技术方案，本技术提出了一种基于负压吸送与逆流供料的无尘制浆系统，包括：平台，搅拌桶，密封端盖，双轴联动轴，搅拌电机，抽气口；平台至少包括底板和电机支架，其中，电机支架包括竖直伸缩支柱与水平动力支架，水平动力支架在竖直伸缩支柱的带动下沿竖直方向上升或者下降；搅拌桶设置于底板的上方，搅拌桶桶口的边缘设置有卡扣连接端，搅拌桶的上方设置有密封端盖，密封端盖的边缘设置有卡扣锁紧端，卡扣连接端与卡扣锁紧端扣合时，密封端盖与搅拌桶密封连接，其中，密封端盖的几何中心处设置有轴孔；双轴联动轴穿过轴孔连接于密封端盖，双轴联动轴的上端连接于水平动力支架的前端，水平动力支架上设置有搅拌电机，搅拌电机的转动轴连接于双轴联动轴；双轴联动轴的下端位于搅拌桶的内腔，双轴联动轴的下端设置有旋转叶片组，搅拌电机运行时带动双轴联动轴转动，以使旋转叶片组在搅拌桶的内腔内旋转；抽气口设置于密封端盖的上方，抽气口连通于负压装置，负压装置运行时，通过抽气口抽取搅拌桶内的空气，以使搅拌桶内呈现负压状态。通过本技术中的技术方案，提高粉料与液体混合的均
匀度与效率，降低制浆过程中粉尘飞扬危害，为在狭窄空间内实现无尘制浆提供技术支持。
53.在本技术中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
54.附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本技术的原理进行说明，并非意在对本技术进行限制。
55.尽管参考附图详地公开了本技术，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本技术的应用。本技术的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本技术保护范围和精神的情况下针对实用新型所作的各种变型、改型及等效方案。