专利名称：旋叶式气流颗粒分析搅拌器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种搅拌装置，尤其是一种旋叶式气流颗粒分析搅拌器。
背景技术：
目前，土壤的颗粒组成，是土壤最基本的物理性质。土壤颗粒分析，是进行地质调查、地层划分、工程建设等工作的首要步骤。对于土壤细粒组分(粒径小于75 μ m)的测定，国内多采用密度计法。密度计法是依据斯托克斯(Stokes)定律进行测定的。当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。一般认为，对于粒径为0.2 0.002mm的颗粒,在液体中靠自重下沉时,作等速运动,这符合斯托克斯定律。密度计法是静水沉降分析法的一种，只适用于粒径小于0.075mm的土样。在密度计法颗粒分析试验中温度、土颗粒的胶结程度以及搅拌后土颗粒分布的均匀度等因素对测定不同粒径土颗粒的百分含量均构成的影响最大。一般工程中颗粒分析的试样少则数十件多则数百件，颗粒分析试验工作量很大。现行的搅拌器为人工手动装置，试验时一分钟内手动搅拌30次，搅拌劳动强度非常大，而且一人只能操作一个搅拌装置，试验效率低，同时试验结果也易受人为影响。基于以上诸多问题，现行搅拌装置亟待改进。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种旋叶式气流颗粒分析搅拌器，该搅拌器结构简单，操作方便，成本低，搅拌效果好，试验准确度大大提高。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:一种旋叶式气流颗粒分析搅拌器，包括筒体、电机、气泵和定时调速开关，所述定时调速开关分别与电机和气泵相连，气泵的出气口通过输气管与中空转杆相通，所述中空转杆贯穿连接于电机上，中空转杆穿过筒体上口的橡胶塞伸入到筒体内底部，中空转杆的末端设有开口，中空转杆上由下到上依次设置有风扇式螺旋叶片、竖向旋叶和阻流挡板。所述中空转杆末端开口上连接有球形排气体，球形排气体上设有若干放射状的排气口。所述竖向旋叶的边缘呈波浪形，竖向旋叶上设有若干镂孔。所述风扇式螺旋叶片末端向下倾斜。所述风扇式螺旋叶片上也设有若干镂孔。所述输气管为软管。工作时，将搅拌器放入悬液中，接通电源，气泵和电机开始工作，气泵产生的高速气流通过中空转杆输送至搅拌器底部由球形排气口通过气孔排出，使得筒体底部土颗粒在气流的带动下向上扩散运动，与此同时电机通过中空转杆带动竖向旋叶和风扇式螺旋叶片定向匀速运转，竖向旋叶和风扇式螺旋叶片把动量传给它周围的液体，产生一股高速液流，这段液流又推动周围的液体，使全部液体在筒体内流动起来，由此产生全筒体范围内的主体对流扩散及漩涡运动造成的局部范围内的对流扩散；竖向旋叶和风扇式螺旋叶片上均设计有镂孔，颗粒通过镂孔后会产生放大效应，使得颗粒加速运动，产生紊流，利于颗粒向上扩散。在气流和旋叶共同作用下悬液总体流向为轴向和切向的大循环，随着搅拌的连续进行从而达到颗粒均匀分布的效果。达到设定的搅拌时间，定时开关断电搅拌器停止工作。本实用新型主要包括以下10部分构件，分别说明如下:(I)气泵:通过输气软管与中空转杆连接，持续形成压缩空气并向容器底部输送，形成气流搅拌，快速实现搅拌作用；(2)输气软管:一端与气泵连接，另一端与中空转杆连接，将气泵产生的压缩空气输送至中空转杆中，作为气流搅拌输送气流的重要通道。(3)定时调速开关:通过电线分别与电机和气泵连接，控制电机和气泵运行时长，调整电机运行速率，定时器设置多个时间点并附有响铃，搅拌停止立即响铃提示。不仅可以依据土质情况任意选择搅拌时长，响铃提示可以即时提醒完成搅拌任务，试验连续性增强，精准度大大提闻;(4)电机:位于中空转杆上端部位，与中空转杆贯穿连接，运转时带动中空转杆旋转，进而带动旋叶工作，为机械搅拌提供动力。机械动力减少了人为误差，提高了试验准确度；(5)橡胶塞:位于电机下方部位，中空转杆从轴处贯穿连接，可与筒体密封固定在一起，保证旋叶旋转时处于稳定状态，以防悬液溅出筒体，同时在悬液搅拌过程中起到绝缘保护作用；橡胶塞上设置有数个气孔，在搅拌中通过气孔排气，气孔直径从下而上以一定比例减缩，在排气过程中不至于将悬液带出，起到了良好的密封与排气作用，减少了液面蒸发带来的误差，试验的准确度大大提高；(6)阻流挡板:位于橡皮塞下方，中空转杆从轴处贯穿连接，在搅拌时将轴向循环到达此位置的悬液时阻与挡板下方，防止悬液在搅拌时溅出，提高了试验准确度；(7)中空转杆:主体为空心杆，顶端通过输气软管与气泵连接，依次从电机、橡胶塞中心穿入，通过丝扣依次连接竖向旋叶、风扇式螺旋叶、球形排气口，作为搅拌的主轴传递机械动力带动旋叶进行旋转，同时通过空心杆连续输送压缩空气经由底部球形排气口多方位喷射，将机械搅拌和气流搅拌有机结合，在气流和旋叶共同作用下悬液总体流向为轴向和切向的大循环，带动所有颗粒快速进入悬液循环流动中，快速实现搅拌作用；(8)竖向螺旋叶:在橡胶塞下方转杆周围竖向固定数个波浪形叶片，在转杆带动下运转。竖向旋叶采用波浪形状设计，而且旋叶上设置数个镂孔既有效减小了旋叶转动过程中悬液阻力，旋转过程中不仅形成层流运动更利于形成紊流扩散，也可使得悬浮颗粒通过气孔时产生放大效应，加速运动，悬液在这种流动循环中更有利于颗粒的均匀分散。大大提升了搅拌效果；(9)风扇式螺旋叶:本装置在竖向旋叶下方增设数个风扇式旋叶，旋叶固定在中空转杆下部，旋转时带动土颗粒进行同向运动，风扇式旋叶水平与垂向呈一定角度与转杆连接，旋转时悬液阻力减小，节约能耗。筒体底部一般沉积大粒径颗粒，风扇式悬液加大了搅拌力度同时增大了搅拌范围，更能彻底的带动底部颗粒流动，加速不同粒径颗粒的快速分散，大大提高了试验的准确度；( 10)球形排气口:与转杆底端疏通连接，设置多个放射状通气道，气道一端与转杆底部相通，另一端穿透球形排气口，通过气道将压缩空气多方位排放入悬液中，形成气流搅拌，充分带动底部悬液进行轴向循环，加快了搅拌速度，提高了试验效率。本实用新型的工作过程如下:(I)按规范要求制备悬液。( 2 )将搅拌装置放入已制备好的悬液中，橡皮塞与筒体密闭接触，连接电源。(3)调节定时旋钮设置搅拌时长，依据土质情况设置搅拌时间，胶结程度严重的土质可设定搅拌时间3 5分钟，一般土质设定I分钟。(4)调节调速器定好搅拌速率。(5)启动开始按钮，搅拌装置开始工作，球形排气口从筒体底部通入压缩空气，旋叶开始匀速运转，筒体内悬液形成上升扩散流动及高剪切力和湍流扩散力，形成连续循环流动。随着搅拌的持续进行连续的循环流动促使悬液中颗粒呈均匀状态分散在筒体各处。(6)搅拌装置待搅拌时间完成后自动停止搅拌工作并鸣笛报警，断开电源及时将搅拌装置从悬浮液中取出并开始计时采集数据。(7)待数据采集完毕，及时进行计算，如数据异常，同以上步骤进行重新测定，如无异常可按以上步骤进行下一组试验。本实用新型的有益效果是:(I)手动操作改为电动，降低了劳动强度，节约了人工成本。结构合理，操作方便，有效减小人为因素影响，数据更加精确可靠。(2)气流搅拌和径流搅拌将气动搅拌和机械搅拌两种搅拌方式结合，弥补了单一的搅拌方法的不足，利于颗粒的全分散。(3)在搅拌过程中主要靠旋叶的带动和气流的作用，土的结构单元不受破坏，符合土的天然实际情况。(4)设置定时器装置，便于控制搅拌时间，如对于胶结程度较为严重的土可延长时间。搅拌时间的设置可完全依土质情况而定，更能充分完成均匀搅拌，提高试验精度。(5)搅拌装置底部增设球形排气口和风扇式旋叶，二者共同作用能够充分带动筒体底部颗粒进入循环流动，从而达到颗粒真正均匀分布，提高试验结果的准确度。(6) 一人同时可操作数个搅拌装置，大大提高了试验效率，优化了试验流程。(7)搅拌装置增加密封措施，搅拌工作在密封容器中进行，不会造成试样的损失，而且减少了因液面蒸发带来的试验误差，试验准确度大大提高。
图1是本实用新型结构示意图；图2是风扇式螺旋叶片结构示意图；图3是球形排气体放大图；其中1.气泵，2.输气软管，3.定时调速开关，4.电机，5.橡胶塞，6.阻流挡板，7.中空转杆，8.竖向旋叶，9.风扇式螺旋叶片，10.球形排气体。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0045]如图1-图3所示，旋叶式气流颗粒分析搅拌器，包括筒体、电机4、气泵I和定时调速开关3，所述定时调速开关3分别与电机4和气泵I相连，气泵I的出气口通过输气软管2与中空转杆7相通，所述中空转杆7贯穿连接于电机4上，中空转杆7穿过筒体上口的橡胶塞5伸入到筒体内底部，中空转杆7的末端设有开口，开口上连接有球形排气体10，球形排气体10上设有若干放射状的排气口。中空转杆7上由下到上依次设置有风扇式螺旋叶片9、竖向旋叶8和阻流挡板6。竖向旋叶8的边缘呈波浪形，竖向旋叶上设有若干镂孔。风扇式螺旋叶片9末端向下倾斜。风扇式螺旋叶片9上也设有若干镂孔。工作时，将搅拌器放入悬液中，接通电源，气泵I和电机4开始工作，气泵I产生的高速气流通过中空转杆7输送至搅拌器底部由球形排气体10通过气孔排出，使得筒体底部土颗粒在气流的带动下向上扩散运动，与此同时电机4通过中空转杆7带动竖向旋叶8和风扇式螺旋叶片9定向匀速运转，竖向旋叶8和风扇式螺旋叶片9把动量传给它周围的液体，产生一股高速液流，这段液流又推动周围的液体，使全部液体在筒体内流动起来，由此产生全筒体范围内的主体对流扩散及漩涡运动造成的局部范围内的对流扩散；竖向旋叶8和风扇式螺旋叶片9上均设计有镂孔，颗粒通过镂孔后会产生放大效应，使得颗粒加速运动，产生紊流，利于颗粒向上扩散。在气流和旋叶共同作用下悬液总体流向为轴向和切向的大循环，随着搅拌的连续进行从而达到颗粒均匀分布的效果。达到设定的搅拌时间，定时开关断电搅拌器停止工作。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.一种旋叶式气流颗粒分析搅拌器，其特征是，包括筒体、电机、气泵和定时调速开关，所述定时调速开关分别与电机和气泵相连，气泵的出气口通过输气管与中空转杆相通，所述中空转杆贯穿连接于电机上，中空转杆穿过筒体上口的橡胶塞伸入到筒体内底部，中空转杆的末端设有开口，中空转杆上由下到上依次设置有风扇式螺旋叶片、竖向旋叶和阻流挡板。
2.如权利要求1所述的搅拌器，其特征是，所述中空转杆末端开口上连接有球形排气体，球形排气体上设有若干放射状的排气口。
3.如权利要求1所述的搅拌器，其特征是，所述竖向旋叶的边缘呈波浪形，竖向旋叶上设有若干镂孔。
4.如权利要求1所述的搅拌器，其特征是，所述风扇式螺旋叶片末端向下倾斜。
5.如权利要求1所述的搅拌器，其特征是，所述风扇式螺旋叶片上也设有若干镂孔。
6.如权利要求1所述的搅拌器，其特征是，所述输气管为软管。
专利摘要本实用新型公开了一种旋叶式气流颗粒分析搅拌器，包括筒体、电机、气泵和定时调速开关，所述定时调速开关分别与电机和气泵相连，气泵的出气口通过输气管与中空转杆相通，所述中空转杆贯穿连接于电机上，中空转杆穿过筒体上口的橡胶塞伸入到筒体内底部，中空转杆的末端设有开口，中空转杆上由下到上依次设置有风扇式螺旋叶片、竖向旋叶和阻流挡板。该搅拌器结构简单，操作方便，成本低，搅拌效果好，试验准确度大大提高。
文档编号G01N15/00GK202962358SQ20122053287
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者张贵秀, 杨庆义, 杨萍, 矫震, 韩兴文, 孙旭 申请人:山东电力工程咨询院有限公司