專利名稱:氣流攪拌、沸騰噴漿工藝及其設備的制作方法
本發明是關于混凝土噴漿，特別是用于隧道、礦山巷道的錨噴支護中噴漿工藝方法及專用設備的改革。
目前常用的混凝土噴漿支護方法，是將水泥、砂、石子分別裝入礦車，由礦車運到噴漿場地后實施人工拌料，然后將拌合料裝入噴漿機。另一方法是將用攪拌機得到的拌合料運到噴漿場地后，用機械把拌合料裝入噴漿機。(參照附圖1)噴漿機固定在車架上由電機(1-9)經減速裝置(1-10)帶動旋轉體(1-1)、攪拌器(1-5)轉動。上座體(1-6)中的料攪拌后經配料盤(1-4)卸入旋轉體(1-1)的料腔(1-2)中，當該料腔轉至一新位置即料腔(1-2)與噴料管(1-8)對正時，壓風口(1-3)與壓風管(1-7)接通，高壓氣體進入料腔(1-2)攜帶拌合的干料一起由噴料管(1-8)射出，并在噴料管噴頭上通過水環進行水與干料混合。旋轉體轉到第三個位置時料腔(1-2)與大氣相通，殘余的料、氣排出，至此完成一個工作循環。旋轉體上多個均勻分布的料腔(1-2)隨旋轉體的轉動依次進行上述工作循環，形成連續噴漿。這種噴漿方法的不足之處是(1)礦車在敞開式運輸中由于巷道淋水、潮氣大，使得水泥、砂、石子被淋濕或受潮，使部分料凝固在礦車上給設備維修帶來困難;濕的砂、石子與水泥混合也會凝固在噴漿機的腔壁和余氣排放口上，結果不僅浪費材料，還造成了設備返修率高。
(2)旋轉體在運動中由于水泥、砂子帶入相對運動表面，造成機械磨損嚴重。
(3)在人工配料和上料過程中，在余氣排放過程中粉塵大，危害工人身體健康。
(4)若采用人工配料，不易掌握混料比，從而影響噴料的回彈率和支護層的抗壓強度。
(5)由于噴頭水環采用射水方式，造成水、料混合不均勻，導致回彈率高、粉塵大。
除上述作業方法外，人們還就噴漿設備和工藝方法提出了許多改進方案，如濕拌合料的擠壓噴射等(見煤炭工業出版社1978年2月版《噴射混凝土支護》)。
另外，與本發明相關的氣流輸送技術，目前已在許多工業領域中廣泛應用，如散裝水泥輸送車，利用氣流壓送式卸料裝置等(見人民交通出版社出版的《氣力輸送裝置》一書中405頁-410頁)，然而利用壓差氣流組成輸送、攪拌、沸騰噴漿工藝的作業線，并應用到隧道、礦山巷道的支護施工中目前尚未發現。
本發明的目的在于通過新工藝方法的使用，改善混凝土噴漿施工中的惡劣工作條件，提高施工質量，并降低原材料、設備的損耗。
本發明的內容如下利用風機(2-5)產生的負壓氣流帶動砂、石子、水泥從各自獨立的吸料頭(2-1)進入管道(2-2)，并沿管道到達配料器(2-3)，在配料器中各種材料先與氣流分離，然后按比例送入氣流管道(2-4)中與氣流混合一起被吸入混料罐(2-6)，所謂氣流攪拌是從配料器向氣流管道(2-4)中卸料開始至混料罐(2-6)中沉積結束的。混料罐中多余的氣體經四級旋離式除塵器排出罐體之外從而保證了排出余氣中無粉塵。沸騰噴漿車(2-8)將運料與噴漿兩種功能集于一機完成。當沸騰噴漿車駛到混料罐(2-6)的一側，打開上蓋，將混料罐(2-6)的出料管放入沸騰噴漿車的進料口后可利用混料罐(2-6)罐體內正氣壓將料送入沸騰噴漿車。沸騰噴漿車載料后，關閉上蓋，拌合料被封閉，所以該車可直接駛到噴漿場地，也可以儲備待用。噴漿時接通噴漿管(2-9)和主壓風管，噴漿管(2-9)與旋離攪拌器(2-10)的進料口接頭相連。當部分氣流進入沸騰噴漿車的容料罐底層時，使局部拌合料呈沸騰狀，而噴漿管道中高速流向旋離式攪拌器(2-10)的氣流造成的氣壓差迫使沸騰料進入噴漿管即而到達旋離式攪拌器(2-10)，在該攪拌器內，氣料流與高壓水按比例強制混合成混凝土濕料，再經噴頭射向待支護作業面。
為了使拌合料混合更加均勻，在混料罐(2-6)的一側安裝一副混料罐(2-7)，副混料罐可用常見的水泥儲料罐代用，拌合料是用正氣壓由主罐送入副罐的，副混料罐的底部開有卸料口并裝有一振動篩用來對卸往沸騰噴漿車的拌合料進行再次篩選，如在副罐支承腿上安裝地磅則可準確的控制投料量。
為了避免殘留料在設備中凝固造成管道等設備堵塞、損壞，水灰混合應放在整個噴漿作業線的末端進行，但這樣可能出現因混合不充分而導致的粉塵污染大，施工質量不穩定和拌合料的浪費。為解決這一問題，本發明在旋離式攪拌器(2-10)中實施水、料強制混合時的水壓應大于10kg/cm2，以能保證霧狀水的形成。
沸騰噴漿車是本發明的主要設備。參照附圖3，它是將封閉的罐體(3-1)固定在礦車底盤(3-3)上，罐體(3-1)的數量可以是一個也可以是兩個或三個。罐體安裝型式有立式、臥式兩種，罐體頂部是進料口(3-10)，口上有一可旋緊的蓋(3-11)，這種封閉式結構保證了罐體內的拌合料不受潮凝固，使設備的使用周期延長。主壓風管固定在罐體一側的底盤(3-3)上，并通過多個三通分別與進氣管(3-8)(3-9)相接，出料管(3-2)與噴漿管相接。罐體(3-1)的下端固定聯接一氣室(3-6)，氣室與罐體內腔之間隔有一沸騰膜(3-4)沸騰膜的上邊與出料口(3-7)之間有一個穩流器(3-5)，其作用是通過調節進入出料口(3-7)的風量，來控制料流量，防止過量的拌合料進入出料管，造成管道堵塞或噴射不均勻的現象發生。進氣管(3-8)接入氣室(3-6)，在工作時，部分氣流沿進氣管(3-8)進入氣室(3-6)，然后透過沸騰膜(3-4)進入罐體(3-1)內腔，并在沸騰膜的上表面處形成一氣墊層，達到使拌合料局部呈沸騰狀的目的。出料口(3-7)出料管(3-2)相接，出料口位于沸騰膜的上方，其位置應保證沸騰料能順利被吸入。而所謂的氣壓差是指出料管(3-2)兩端的壓差，在該壓差作用下，沸騰狀的拌合料經出料口(3-7)、出料管(3-2)進入噴漿管，并在旋離式攪拌器或噴頭上的水環幫助下完成混凝土漿的噴射。
氣墊層是沸騰噴漿車的關健技術之一，選擇好沸騰膜的材料是很重要的。本發明選擇的培燒銅粉板與置于其上的絳綸布制成的沸騰膜能夠形成良好的氣墊層，并有一定的強度和較長的使用壽命。另外利用高棉厚帆布、絳綸布和金屬編織網制造的沸騰膜，也可達到沸騰噴射的目的，但與此相對應的是在進氣管(3-8)的管道中按一油水分離器，以防止污垢使沸騰膜的透氣性下降。
穩流器(3-5)制成一園臺形殼體，殼體的小端面接出的出氣短管對正出料口(3-7)，殼體的側面或底部與進氣管(3-9)相接。進氣管(3-8)與(3-9)各安裝一風量調節閥，工作時先打開進氣管(3-9)上的調節閥;使穩流器向出料口排出氣流，然后打開進氣管(3-8)上的調節閥使拌合料局部沸騰，即可施行噴料，利用進氣管(3-8)、(3-9)上的兩個閘閥配合調節，可達到定量噴料，并防止堵塞料管或噴料不均的現象。
旋離式攪拌器(見附圖4)是實施噴漿新工藝的又一專用設備。該混合器的殼體(4-2)可以與噴漿設備緊固在一起，也可以利用支架(4-1)支撐在施工場地上。在殼體(4-2)的上部側開一進料口，進料口接頭(4-3)用來連接輸送噴射干料的噴漿管道;在殼體(4-2)的下部設置出料口，出料口接頭(4-6)與輸往噴料頭的管道相接。在殼體(4-2)上部、高于進料口置有噴霧頭(4-5)，其作用是將高壓水霧射向進入旋離式攪拌器，并在其內腔中旋轉下墜的氣、料流中，強制水與拌合料進行充分均勻的混合。在殼體(4-2)頂部安裝的緩流器(4-4)利用排氣量的大小來穩定，調節噴射料流的速度。
在旋離式攪拌器的上部并排放置兩個噴霧頭(3-5)，每個噴霧頭有獨立的閘閥控制給水量。兩個噴霧頭與兩個閘閥配合可以獲得多種高壓水的配合效果，以利于水、料比例適當、混合均勻。
本發明使用放氣閥門作為緩流器使用，具有結構簡單、操作方便等優點。關閉閥門，殼體內壓力高，噴射速度高，開啟閥門，部分氣體經放氣閘門排出，可減輕殼體內的壓力致使噴射速度降低。
當進料口的位置偏離殼體(4-2)的縱向對稱線時，射入殼體(4-2)的氣、料流便沿殼體(4-2)的內壁旋轉下墜，便于水、料混合均勻。
配料器是由電機提供動力，經減速裝置帶動支承在殼體(5-1)上的主軸(5-2)旋轉，主軸(5-2)上以鍵聯接方式固定著配料葉輪(5-3)，配料輪的葉片數與容料槽形狀可按規定的配料比選擇。集料箱(5-5)中的料經料斗口(5-4)卸入料槽，隨配料葉輪轉到下方后落入氣流管(5-7)，氣流管一端通往混料罐，另一端通往集料箱的上部，中間部分作為配料器的配比料混裝容器，并經進料管(5-11)與殼體相通，集料箱(5-5)被隔板(5-9)分成多個料腔，與各料腔對應的集料箱上蓋板接有進料管(5-8)。工作時負壓形成的氣料流由吸頭經進料管(5-8)進入集料箱(5-5)，由于隔板上的側通孔(5-10)緊靠上蓋并且較窄，所以，在集料箱中氣、料分離，料在慣性力作用下墜入相應的料腔，氣體則經側通孔進入氣流管(5-7)。為保證氣、料分離效果，側通孔可做成迷宮的形式。
在集料箱(5-5)上對應于各料腔的觀查孔(5-6)中可方便而清楚的看到配料器進料的情況，觀查孔處的玻璃或有機玻璃以用螺栓壓緊法蘭盤和置于其下的橡膠墊固定為好。
為了保證氣力上料的效果，配料器的進料管(5-8)的分配自接近氣流管(5-7)的一端起依次為砂、石子、水泥、速凝劑。由于速凝劑的比例極小，所以該料腔制成封閉型，人工定期加入速凝劑，料腔下部的配料輪做成一園輪，輪的外園表面敷一層毛氈，使微量的速凝劑得以不斷帶入氣流管中。
配料器的殼體固定在支架5-12上，支架可做成帶輪與不帶輪兩種形成。
實施本發明提供的氣流攪拌、沸騰噴漿新工藝及設備改變了長期以來傳統的噴漿作業工藝，從而解決了機械傳動噴漿機磨損快，施工中粉塵污染嚴重，和敞開式作業線因淋木等原因造成的大量原材料損失，減少了施工成本，同時延長了木料混合時間，實施強制水、料混合，及配料器的采用提高了混凝土噴漿支護層的質量。
圖1為現有技術中一種噴漿機的結構示意圖;
圖2為氣流攪拌、沸騰噴漿工藝流程圖;
圖3為沸騰噴漿車的主體結構示意圖;
圖4為旋離式水灰混合器的主體結構示意圖;
圖5a為配料器的主視圖;
圖5b為配料器的左側視圖。
注說明書和權利要求
書中的零件號均為用-連接的數字，其中-前的數字是附圖號;-后的數字是對應附圖的零件號。
權利要求
1.一種氣流攪拌、沸騰噴漿的工藝方法，其特征在于利用風機所產生的負壓氣流完成上料、配比、干料攪拌，利用壓差氣流進行混凝土噴漿，并形成一完整的作業線。
2.如權項1所述的氣流攪拌、沸騰噴漿新工藝方法，其特征在于所說的作業線是風機(2-5)產生的負壓氣流將分別堆置的砂、石子、水泥等材料經多個吸頭(2-1)、管道(2-2)送入配料器(2-3)，配比后的料經管道(2-4)進入混料罐(2-6)完成干料攪拌;拌合料卸入沸騰噴漿車(2-8)后，該車駛至噴漿場地，接通壓風管道(2-9)，形成噴漿管道與沸騰噴漿車罐體內腔之間的氣壓差。在壓差氣流作用下，拌合的干料進入噴漿管(2-9)并沿該管進入旋離式攪拌器(2-10)，經與一定比例的高壓水實施強制配合后，形成混凝土濕料，最后由噴頭(2-11)射向待支護作業面。
3.如權項2所述的噴漿作業線，其特征在于混料罐(2-6)與沸騰噴漿車(2-8)之間增設一副混料罐(2-7)，形成二級氣流攪拌。
4.如權項2、3所述的噴漿作業線，其特征在于向旋離式攪拌器內的注水水壓應大于10kg/cm2。
5.一種用于氣流攪拌、沸騰噴漿工藝方法的設備-沸騰噴漿車，其結構為將罐體(3-1)固定在礦車底盤(3-3)上，罐體內腔的下部有出料口(3-7)與出料管(3-2)相接，氣室(3-6)緊固在罐體(3-1)的下端面上，進風管(3-8)連接氣室(3-6)與主壓風管，其特征在于氣室(3-6)與罐體(3-1)的內腔之間隔有一沸騰膜(3-4)，沸騰膜(3-4)與出料口(3-7)之間有一穩流器(3-5)。
6.如權項5所述的沸騰噴漿車，其特征在于沸騰膜(3-4)的材料是培燒銅粉板和絳綸布制成，或者是用高棉厚帆布、絳綸布與金屬編織網共同制成。
7.如權項5所述的沸騰噴漿車，其特征在于穩流器(3-5)是一園臺型殼體，殼體小端面的出風管對正出料口(3-7);殼體側面的進風管(3-9)與主通風管相接。
8.如權項5、7所述的沸騰噴漿車，其特征在于進風管(3-8)與(3-9)上各安裝一風量調節閥。
9.一種用于氣流攪拌、沸騰噴漿工藝方法的設備-旋離式攪拌器，是由支架(4-1)，殼體(4-2)，置殼體上部的進料口接頭(4-3)和位于殼體下部的出料口接頭(4-6)組成，其特征在于殼體(4-2)的內腔上部有噴霧頭(4-5)、頂部有一緩流器(4-4)。
10.如權項9所述的旋離式攪拌器，其特征在于，噴霧頭(4-5)為并排放置的兩個。
11.如權項9所述的旋離式攪拌器，其特征在于所說的緩流器(4-4)是一放氣閥門。
12.如權項9所述旋離式攪拌器其特征在于進料口的位置偏離殼體(4-2)的縱向對稱線。
13.一種用于氣流攪拌、沸騰噴漿工藝方法的設備-配料器，是由殼體(5-1)、主軸(5-2)、配料輪(5-3)集料箱(5-5)、氣流管(5-7)組成，其特征在于開有側通孔5-10的隔板5-9將集料箱分成多個料腔，集料箱(5-5)的上蓋板與各料腔相對應處接有進料管(5-8)，集料箱(5-5)的側面與氣流管相通。
14.如權項13所述的配料器，其特征在于集料箱(5-5)上開有觀察孔(5-6)。
15.如權項13所述的配料器，其特征在于其中一個配料輪(5-3)做成園柱形，并在其外園表面敷一毛氈層。
專利摘要
氣流攪拌、沸騰噴漿工藝及設備。本發明主要用于隧道和礦山巷道的錨噴支護施工中，利用差壓氣流的作用原理組成混凝土從原料吸入到最終噴射的完整作業線，以及采用與之相適應的配料器、沸騰噴漿車、旋離攪拌器等設備，以取代現有的機械式噴漿作業線。與現有技術相比，本發明具有無粉塵污染，設備結構簡單，制造成本低，使用壽命長，施工中原料浪費小等優點。
文檔編號B60P3/16GK86100660SQ86100660
公開日1987年8月5日 申請日期1986年1月25日
發明者孔祥清 申請人:孔祥清導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan