本发明专利技术公开了一种微生物矿化胶结生物砖生产装置，包括成型箱，多个横向隔板将成型箱内部分隔成多个空腔，油缸的输出端活动贯穿横臂后向下延伸，在油缸的输出端延伸段上设有盖板；在每一个空腔底部设置有多个排液槽，在盖板下表面设有多个挡板，当油缸驱动盖板下移至挡板底部与排液槽接触后能将空腔分隔成多个成型腔；每一个挡板上端部与盖板下表面连接，在两个连接板之间分别设有出料机构与喷淋机构。本发明专利技术以矿渣、固体建筑废弃物颗粒等作为原料，通过成型腔的定型、固结后生成建筑用的复合材料，即只需对原料颗粒、用于诱导产生碳酸钙的两相溶液在定型区域内进行铺设、喷淋，摒弃传统的黏土开采以及诸多化学试剂的制砖工艺，真正实现对生态环境的友好。真正实现对生态环境的友好。真正实现对生态环境的友好。
【技术实现步骤摘要】
一种微生物矿化胶结生物砖生产装置
[0001]本专利技术涉及微生物矿化胶结制备复合材料
，尤其涉及一种微生物矿化胶结生物砖生产装置。
技术介绍
[0002]自然界存在大量微生物，其对地基、地质及地下工程往往会起到潜移默化的影响，传统工程中人们往往更多地关注宏观构造物，对微生物的认识不足且缺乏案例，从而忽略了微生物对工程的影响，同时也浪费了其巨大的潜在价值。微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）法利用自然界一些细菌新陈代谢后产生能够水解尿素的脲酶，被水解的尿素进一步产生碳酸根离子与游离的金属阳离子结合生成具有颗粒胶结功效的碳酸钙晶体，从而实现对不良土壤的生态固化改良，此法也称生物矿化固土法。由于微生物诱导碳酸钙沉淀法机理简单，快速高效，容易控制，环境耐候性好，若将这一技术应用于建筑复合材料中，即通过微生物矿化胶结颗粒介质生产建造房屋所需的砖块、砌块等复合基材，势必具有广阔的应用前景与良好的推广价值。
[0003]
技术实现思路
[0004]本专利技术目的在于提供一种微生物矿化胶结生物砖生产装置，以解决上述问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种微生物矿化胶结生物砖生产装置，包括上端开放的成型箱，多个平行且间隔分布的横向隔板将成型箱内部分隔成多个空腔，在成型箱两侧壁上分别设有支撑臂，两个支撑臂的上端通过横臂连接，在横臂上倒置有油缸，油缸的输出端活动贯穿横臂后向下延伸，且在油缸的输出端延伸段上设有与成型箱开放端匹配的盖板；在每一个空腔底部等距间隔设置多个排液槽，在盖板下表面设有多个与排液槽匹配的挡板，且当油缸驱动盖板下移至挡板底部与排液槽接触后能将空腔分隔成多个相同尺寸的成型腔；每一个所述挡板上端部通过两个间隔设置的连接板与盖板下表面连接，且沿成型箱长边方向在两个连接板之间分别设有出料机构与两组喷淋机构；出料机构用于依次对多个成型腔进行原料铺设，两组喷淋机构用于依次对多个成型腔中铺设完成的原料层进行两相溶液喷淋。传统的红砖制备，不仅需要大量黏土原料，还需进行烧制，对生态环境会产生巨大伤害；而目前流行的免烧砖，则需要使用到大量的水泥、添加剂等化工原料，同样会对环境造成污染，专利技术人通过长期研究，利用微生物诱导碳酸钙沉淀原理，即通过细菌分泌脲酶，将尿素水解成碳酸根离子和铵根离子（环境PH值升高），在碱性环境下与外界添加的钙离子反应生成具有胶结功能的碳酸钙沉淀，再以砂砾、固体建筑废弃物颗粒等作为胶结对象（即原料），再以砂砾、固体建筑废弃物颗粒等作为主要原料中产生碳酸钙沉淀，通过定型、固结后生成目标砖，该目标砖的使用强度以及耐磨性与传统红砖或是免烧砖相差无几，
甚至更优越；即仅需对原料颗粒以及用于诱导产生碳酸钙的两相溶液（菌液和固化液）在定型区域内进行铺设、喷淋即可，摒弃传统的黏土开采以及诸多化学试剂的使用，真正实现对生态环境的友好。
[0006]本技术方案则在上述背景的基础上，设计得出的一种用于生物砖生产的设备系统，其具体工作原理如下：成型箱，用于生物砖的定型；盖板，能在油缸的驱动下沿竖直方向进行直线往复运动，用做出料机构以及喷淋机构的承载平台；出料机构，分层式向成型腔中铺设颗粒，其个数为多个，能实现同时向每一个空腔内的多个成型腔内依序注入颗粒；喷淋机构，设置成双组喷淋头，一组喷淋头能在出料机构出料之前预先对成型腔进行菌液喷淋，另一组喷淋头则在该成型腔中完成底层的颗粒层进行固化液喷淋；多个横向隔板首先将成型箱的内部分隔成多个呈长条形的空腔，而盖板上的多个挡板下移至对应的排液槽后能将每一个空腔再次分割成多个既定尺寸的成型腔，每一个成型腔中生物砖的成型步骤包括：1、第一组喷淋机构依序对多个成型腔进行初次喷淋，确保成型腔底部具备一定量的菌液，方便出料机构首次向成型腔中铺设原料层时菌液即能与原料混合；2、多个出料机构开始向成型箱内的第一列成型腔进行铺设颗粒，然后再向第二列成型腔中铺设颗粒；且在铺设第二列成型腔的过程中，第二组喷淋机构随之开始对第一列成型腔进行固化液喷淋，确保固化液将成型腔内完成铺设的颗粒层完全浸透，增加该颗粒层中菌液与固化液反应后的固化效果；3、逐级交替完成剩余列成型腔的菌液喷淋、颗粒铺设以及固化液喷淋后，喷淋机构复位，静止一段时间后重复步骤1和2，直至将所有的成型腔逐级填充满颗粒与两相溶液；4、通过人工逐个向成型腔上段设置整平板，以实现生物砖上表面的整平效果，最后再静止两到三天，确保所有颗粒在碳酸钙的胶结如作用下实现成型，启动油缸，带动盖板上移，使得挡板与横向隔板脱离接触，完成对成型的生物砖的收集工作，即结束本周期的制备工序；并且本技术方案利用PLC控制系统来控制油缸的启停、出料机构的出料以及液体的喷淋频率等，实现以砂砾、黏土或是建筑物固体废弃物颗粒与碳酸钙沉淀物复合的自动化操作，最后形成环境友好型的新型建筑复合材料。
[0007]所述出料机构包括两个输送管以及两个进料软管，每个输送管的一端封闭且其另一端开放，进料软管与输送管的开放端连接，输送管内部设有与之等长的转轴，转轴上设有绞龙叶片，且转轴远离进料软管的一端活动贯穿输送管的封闭端后与连杆连接，连杆上设有从动齿轮；在每一个输送管的外壁上套设有多个随动筒，随动筒的两端外壁上分别设有卡环，分别位于两个随动筒且相邻的两个卡环通过伸缩杆铰接；连杆通过锥形筒和与之靠近的卡环连接，沿随动筒的轴向在其外壁上开有与成型腔等长的出料孔，在被多个随动筒所包裹的输送管底部外壁上分别开有两个初级排料孔和两个次级排料孔，初级排料孔与次级排料孔的轴向长度小于或是等于所述出料孔的轴向长度；通过减震支架固定在盖板上表面的驱动电机的输出端上设有主动齿轮，且主动齿轮与多个出料机构的从动齿轮通过传动链条配合；初始状态下，在同一个输送管上，多个出料孔均处于随动筒的上段外壁且沿输送管的轴线呈旋转对称分布；工作时，驱动电机启动后其输出端带动主动齿轮、传动链条与多个从动齿轮配合，驱使多个出料孔沿喷淋机构的移动方向依次向成型腔中铺设原料。
[0008]进一步地，本技术方案中，多个出料机构同步进行工作，即实现同一列中的多个成型腔中的颗粒铺设同步进行，而依次类推，多列成型腔逐级完成颗粒铺设，同时对应的喷淋机构按序交替进行菌液和固化液的喷淋；具体工作原理如下：两个进料软管具备一定的收缩能力，能随盖板一并运动，而进料软管的上端与外部的颗粒进料仓连接，进料软管的下端与输送管连通，通过转轴带动绞龙叶片转动，进而带动颗粒在输送管中移动，同时由于驱动电机启动，带动主动齿轮、传动链条以及位于连杆上的从动齿轮配合，继而带动靠近从动齿轮的第一个随动筒同步进行转动，直至随动筒外壁的出料孔分别与初级排料孔、次级排料孔对中，颗粒则陆续分别沿出料孔与初级排料孔形成的出料通道、出料孔与次级排料孔形成的出料通道向成型腔中移动，以完成第一列成型腔的颗粒铺设；其中，分别位于两个随动筒且相邻的两个卡环通过伸缩杆铰接，即第一个随动筒转动一定角度后会牵引处于收缩状态的伸缩杆进行舒张，当伸缩杆舒张至极限位置时即会带动第二随动筒转动，即开始第二列的成型腔进行颗粒铺设，依次类推，直至完成所有的成型腔的颗粒铺设。更进一步地，伸缩杆的伸缩量能本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微生物矿化胶结生物砖生产装置，包括上端开放的成型箱（2），多个平行且间隔分布的横向隔板（14）将成型箱（2）内部分隔成多个空腔，其特征在于：在成型箱（2）两侧壁上分别设有支撑臂，两个支撑臂（3）的上端通过横臂（13）连接，在横臂（13）上倒置有油缸（4），油缸（4）的输出端活动贯穿横臂（13）后向下延伸，且在油缸（4）的输出端延伸段上设有与成型箱（2）开放端匹配的盖板（1）；在每一个空腔底部等距间隔设置多个排液槽（9），在盖板（1）下表面设有多个与排液槽（9）匹配的挡板（7），且当油缸（4）驱动盖板（1）下移至挡板（7）底部与排液槽（9）接触后能将空腔分隔成多个相同尺寸的成型腔（16）；每一个所述挡板（7）上端部通过两个间隔设置的连接板（15）与盖板（1）下表面连接，且沿成型箱（2）长边方向在两个连接板（15）之间分别设有出料机构（17）与两组喷淋机构（18）；出料机构（17）用于依次对多个成型腔（16）进行原料铺设，两组喷淋机构（18）用于依次对多个成型腔（16）中铺设完成的原料层进行两相溶液喷淋。2.根据权利要求1所述的一种微生物矿化胶结生物砖生产装置，其特征在于：所述出料机构（17）包括两个输送管（25）以及两个进料软管（5），每个输送管（25）的一端封闭且其另一端开放，进料软管（5）与输送管（25）的开放端连接，输送管（25）内部设有与之等长的转轴（26），转轴（26）上设有绞龙叶片（29），且转轴（26）远离进料软管（5）的一端活动贯穿输送管（25）的封闭端后与连杆（31）连接，连杆（31）上设有从动齿轮（11）；在每一个输送管（25）的外壁上套设有多个随动筒（23），随动筒（23）的两端外壁上分别设有卡环（21），分别位于两个随动筒（23）且相邻的两个卡环（21）通过伸缩杆（32）铰接；连杆（31）通过锥形筒和与之靠近的卡环（21）连接，沿随动筒（23）的轴向在其外壁上开有与成型腔（16）等长的出料孔（22），在被多个随动筒（23）所包裹的输送管（25）底部外壁上分别开有两个初级排料孔（27）和两个次级排料孔（28），初级排料孔（27）与次级排料孔（28）的轴向长度小于或是等于所述出料孔（22）的轴向长度；通过减震支架（20）固定在盖板（1）上表面的驱动电机（10）的输出端上设有主动齿轮（19），且主动齿轮（19）与多个出料机构（17）的从动齿轮（11）通过传动链条（12）配合；初始状态下，在同一个输送管（25）上，多个出料孔（22）均处于随动筒（23）的上段外壁且沿输送管（25）的轴线呈旋转对称分布；工作时，驱动电机（10）启动后其输出端带动主动齿轮（19）、传动链条（12）与多个从动齿轮（11）配合，驱使多个出料孔（22）沿喷淋机构的移动方向依次向成型腔（16）中铺设原料。3.根据权利要求2所述的一种微生物矿化胶结生物砖生产装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，谢嘉恒，吴金凤，王保权，吴泓怡，杨光扬，孙永斌，文海旭，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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