注浆用仿生搅拌机及混合动力仿生搅拌系统技术方案

本发明专利技术公开了一种注浆用仿生搅拌机及混合动力仿生搅拌系统；其中，注浆用仿生搅拌机包括具有进料口和出浆管的搅拌桶，搅拌桶的底面为一斜度朝向出浆管的斜面；搅拌桶的上端通过支撑架固定安装有一动力部，动力部的动力输出端与搅拌桶内的搅拌轴连接，搅拌轴上垂直或倾斜地设置有若干搅拌桨；当搅拌桨倾斜设置于搅拌轴上时，搅拌桨的倾斜方向与搅拌轴的回转方向相反；搅拌桶的内表面和搅拌桨上均设置有若干仿生非光滑单元，搅拌桶上所有仿生非光滑单元与搅拌桶接触面表面积为搅拌桶的内表面表面积的20％～50％；搅拌桨上所有仿生非光滑单元与搅拌桨接触面表面积为搅拌桨的所有表面表面积的20％～60％。本发明专利技术具有环保、高效等优势。

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.

【技术实现步骤摘要】
注浆用仿生搅拌机及混合动力仿生搅拌系统
本专利技术涉及注浆作业领域使用的机具，具体涉及一种注浆用仿生搅拌机及混合动力仿生搅拌系统。
技术介绍
注浆(InjectionGrout)，又称为灌浆(Grouting)，它是将由某些特定材料按照一定比例配制而成的具有凝结能力的浆液，使用压送设备(用气压、液压或电化学原理)将其灌入地层(岩土体)中的裂隙、孔隙或溶穴内，并使其扩散、胶凝或固化，从而达到加固地层或防渗堵漏的目的。目前，注浆技术已广泛应用于水利水电、交通、建筑、矿山等工程中的岩土体加固、防渗，以及作为地质灾害防治与地质环境保护中的边坡护坡、溜砂坡防护、水土保持等常用的技术手段。搅拌机是制备注浆用浆液的主要机具，其性能的优劣，将对所制备浆液的性能和注浆作业的效率及质量产生较大影响；具体表现为：浆液的搅拌时间和搅拌均匀程度对结石强度有较大影响，浆液的搅拌效率对供浆效率有较大影响等。随着石油等常规化石能源日益消耗，随之而来的高成本、环境污染和生态破坏等问题日益严峻。作为清洁能源(CleanEnergy)和可再生能源(RenewableEnergy)的太阳能(SolarEnergy)与风能(WindEnergy)，具有清洁、可再生、环保、分布范围广等诸多优势，已广泛应用于人们的日常生活和生产中。仿生学(Bionics)是通过模仿自然界中包括植物和动物在内的生物的特殊本领，利用其结构和功能原理研制机械或其它新技术的科学技术。生物非光滑表面的形态特征普遍存在于自然界中，仿生非光滑表面技术(BionicNon-smoothSurfaceTechnology)是以自然界中生物非光滑形态结构为原型，解决实际工程问题的一种科学应用技术。实施注浆作业，尤其是在野外实施注浆作业，由于施工条件相对比较恶劣，因而有时无法接入市政用电而导致用电问题比较难以解决，通常的做法是使用柴油/汽油发电机自主发电供电，一方面需要消耗大量的柴油/汽油等化石燃料，导致注浆作业成本较高，另一方面柴油/汽油作为化石燃料燃烧后排放出的污染物在一定程度上也会对生态和环境产生不利的影响。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种减阻、降耗、耐磨和防粘性能好且节能环保的注浆用仿生搅拌机及混合动力仿生搅拌系统。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：第一方面，提供一种注浆用仿生搅拌机，其包括具有进料口和出浆管的搅拌桶，其特征在于，所述搅拌桶的底面为一斜度朝向出浆管的斜面；所述搅拌桶的上端通过支撑架固定安装有一动力部，所述动力部的动力输出端与置于搅拌桶内的搅拌轴连接，所述搅拌轴上垂直或倾斜地设置有若干搅拌桨；当搅拌桨倾斜设置于搅拌轴上时，搅拌桨的倾斜方向与搅拌轴的回转方向相反；所述搅拌桶的内表面和搅拌桨上均设置有若干仿生非光滑单元，所述搅拌桶上所有仿生非光滑单元与搅拌桶接触面表面积为搅拌桶内表面表面积的20％～50％；所述搅拌桨上所有仿生非光滑单元与搅拌桨接触面表面积为搅拌桨的所有表面表面积的20％～60％。进一步地，所述仿生非光滑单元为棱纹型凸起；当棱纹型凸起截面的形状为矩形时，所述仿生非光滑单元的高度为其宽度的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为半圆形时，仿生非光滑单元的高度为其直径的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为梯形时，仿生非光滑单元的高度为其底边宽度的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为三角形时，仿生非光滑单元的高度为其底边宽度的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为波浪形时，仿生非光滑单元的高度为其直径的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为V字形时，仿生非光滑单元的高度为其宽度的0.5～1倍；相邻两个仿生非光滑单元之间的中心距为仿生非光滑单元宽度或直径的1～3倍。进一步地，所述搅拌桨包括通过上层连接翼板固定安装在搅拌轴中上部的上层搅拌桨叶和通过下层连接翼板固定安装在搅拌轴中下部的下层搅拌桨叶；每片上层连接翼板和下层连接翼板等间距交错地设置在搅拌轴上。进一步地，所述进料口由进水管和进料斗组成；所述进水管距离搅拌桶顶面的垂直距离为5cm～70cm；所述进料斗为向搅拌桶外突出的倒三角扇形腔，且进料斗的底面为一斜度朝向搅拌桶中心的斜面；所述进料斗与搅拌桶内部空间相通的边缘与搅拌桶顶面间的距离为10cm～80cm。进一步地，所述搅拌桶底面的下表面上均布有至少三个万向轮。进一步地，所述搅拌桶的底部设置有向外延伸的环形凸缘，所述环形凸缘上等间距地开设有至少三个螺纹孔，所述螺纹孔内安装有用于调整搅拌桶工作时稳定状态的螺柱。进一步地，所述动力部包括连接在一起的电机和减速器，所述减速器的输出端通过联轴器总成与搅拌轴连接。进一步地，注浆用仿生搅拌机还包括固定安装于所述支撑架上的安装壳，所述联轴器总成的上部联轴器和轴承位于所述安装壳内，所述减速器固定安装于所述安装壳的顶部。进一步地，所述搅拌桶的外侧桶壁上至少设置有两个便于搬运的把手。第二方面，提供一种混合动力仿生搅拌系统，其包括供电模块、供水模块和注浆用仿生搅拌机，所述供电模块包括与动力部连接的配电箱及分别与配电箱电连接的市政用电、柴油/汽油发电机、太阳能发电装置和风力发电装置；所述供水模块包括水箱及导通水箱和进料口的水泵，所述水泵与配电箱电连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：由于搅拌桶的内表面和搅拌桨上均设置有若干仿生非光滑单元，仿生非光滑单元使搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面呈现仿生非光滑形态，在搅拌制浆过程中，可以使水泥浆液对搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面的不间断连续磨蚀变为间断非连续磨蚀，降低了水泥浆液中的固相颗粒对搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面的磨蚀强度，从而保证了仿生搅拌机具备较好的耐磨性能。此外，由于仿生非光滑单元的设置，使得搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面呈现仿生非光滑形态，这将导致原本连续光滑的表面变得不连续且凹凸不平，当水泥浆液中的固相颗粒撞击或刮擦到搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面后，将会产生反弹效果，进而很容易地改变固相颗粒原本的运动轨迹，从而降低了水泥浆液中的固相颗粒对搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面的磨蚀。由于仿生非光滑单元的设置，使得搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面呈现仿生非光滑形态，在搅拌制浆过程中，可以使水泥浆液，尤其是水泥浆液中的液相部分，在由相邻棱纹间构成的凹槽内产生反转的涡流，进而引起四种效应：(1)涡垫效应，凹槽内部反转的涡流造成了凹槽内水泥浆液与凹槽外水泥浆液的“液-液”接触，从而形成“涡垫效应”。(2)推进效应，处于凹槽内部反转的涡流与在搅拌桨搅拌作用下流动起来的水泥浆液之间的接触表面上的摩阻力形成了附加动力，这对于凹槽外部流动起来的水泥浆液而言产生了“推进效应”。(3)液力轴承效应，若干凹槽内反转的涡流，宛如若干安装在搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面上的“轴承”一般，能够有效降低水泥浆液在搅拌桨搅拌作用下流动时与搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面之间的摩阻力损耗。(4)驱离效应，由于若干凹槽内反转的涡流，还可改变水泥浆液中固相颗粒的运动状态，有利于驱离欲与搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面接触的固相颗粒，进而有助于提升搅拌桶内壁表面和搅拌桨外表面的耐磨性能。基于反转涡流的存在，由于阻力降低从而降低了搅拌制浆过程中的能耗，同时也可起到对水泥浆液的防粘及脱附效果。仿生非光滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
注浆用仿生搅拌机，包括具有进料口和出浆管的搅拌桶，其特征在于，所述搅拌桶的底面为一斜度朝向出浆管的斜面；所述搅拌桶的上端通过支撑架固定安装有一动力部，所述动力部的动力输出端与置于搅拌桶内的搅拌轴连接，所述搅拌轴上垂直或倾斜地设置有若干搅拌桨；当搅拌桨倾斜设置于搅拌轴上时，搅拌桨的倾斜方向与搅拌轴的回转方向相反；所述搅拌桶的内表面和搅拌桨上均设置有若干仿生非光滑单元，所述搅拌桶上所有仿生非光滑单元与搅拌桶接触面表面积为搅拌桶内表面表面积的20％～50％；所述搅拌桨上所有仿生非光滑单元与搅拌桨接触面表面积为搅拌桨的所有表面表面积的20％～60％。

【技术特征摘要】
1.注浆用仿生搅拌机，包括具有进料口和出浆管的搅拌桶，其特征在于，所述搅拌桶的底面为一斜度朝向出浆管的斜面；所述搅拌桶的上端通过支撑架固定安装有一动力部，所述动力部的动力输出端与置于搅拌桶内的搅拌轴连接，所述搅拌轴上垂直或倾斜地设置有若干搅拌桨；当搅拌桨倾斜设置于搅拌轴上时，搅拌桨的倾斜方向与搅拌轴的回转方向相反；所述搅拌桶的内表面和搅拌桨上均设置有若干仿生非光滑单元，所述搅拌桶上所有仿生非光滑单元与搅拌桶接触面表面积为搅拌桶内表面表面积的20％～50％；所述搅拌桨上所有仿生非光滑单元与搅拌桨接触面表面积为搅拌桨的所有表面表面积的20％～60％。2.根据权利要求1所述的注浆用仿生搅拌机，其特征在于，所述仿生非光滑单元为棱纹型凸起；当棱纹型凸起截面的形状为矩形时，所述仿生非光滑单元的高度为其宽度的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为半圆形时，仿生非光滑单元的高度为其直径的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为梯形时，仿生非光滑单元的高度为其底边宽度的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为三角形时，仿生非光滑单元的高度为其底边宽度的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为波浪形时，仿生非光滑单元的高度为其直径的0.5～1倍；当棱纹型凸起的截面形状为V字形时，仿生非光滑单元的高度为其宽度的0.5～1倍；相邻两个仿生非光滑单元之间的中心距为仿生非光滑单元宽度或直径的1～3倍。3.根据权利要求1所述的注浆用仿生搅拌机，其特征在于，所述搅拌桨包括通过上层连接翼板固定安装在搅拌轴中上部的上层搅拌桨叶和通过下层连接翼板固定安装在搅拌轴中下部的下层搅拌桨叶；每片上层连...

【专利技术属性】
技术研发人员：温继伟，裴向军，王文臣，袁进科，张文，何智浩，杜野，任童，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51