气流搅拌、沸腾喷浆工艺及其设备
专利汇可以提供气流搅拌、沸腾喷浆工艺及其设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且气流搅拌、 沸腾 喷浆工艺及设备。本 发明 主要用于隧道和矿山巷道的锚喷支护施工中，利用差压气流的作用原理组成 混凝土 从原料吸入到最终喷射的完整作业线，以及采用与之相适应的配料器、沸腾喷浆车、旋离搅拌器等设备，以取代现有的机械式喷浆作业线。与 现有技术 相比，本发明具有无粉尘污染，设备结构简单，制造成本低，使用寿命长，施工中原料浪费小等优点。，下面是气流搅拌、沸腾喷浆工艺及其设备专利的具体信息内容。
1、一种气流搅拌、沸腾喷浆的工艺方法，其特征在于利用风机所产生的负压气流完成上料、配比、干料搅拌，利用压差气流进行混凝土喷浆，并形成一完整的作业线。
2、如权项1所述的气流搅拌、沸腾喷浆新工艺方法，其特征在于所说的作业线是：风机（2-5）产生的负压气流将分别堆置的砂、石子、水泥等材料经多个吸头（2-1）、管道（2-2）送入配料器（2-3），配比后的料经管道（2-4）进入混料罐（2-6）完成干料搅拌;拌合料卸入沸腾喷浆车（2-8）后，该车驶至喷浆场地，接通压风管道（2-9），形成喷浆管道与沸腾喷浆车罐体内腔之间的气压差。在压差气流作用下，拌合的干料进入喷浆管（2-9）并沿该管进入旋离式搅拌器（2-10），经与一定比例的高压水实施强制配合后，形成混凝土湿料，最后由喷头（2-11）射向待支护作业面。
3、如权项2所述的喷浆作业线，其特征在于混料罐（2-6）与沸腾喷浆车（2-8）之间增设一副混料罐（2-7），形成二级气流搅拌。
4、如权项2、3所述的喷浆作业线，其特征在于向旋离式搅拌器内的注水水压应大于10kg/cm2。
5、一种用于气流搅拌、沸腾喷浆工艺方法的设备-沸腾喷浆车，其结构为：将罐体（3-1）固定在矿车底盘（3-3）上，罐体内腔的下部有出料口（3-7）与出料管（3-2）相接，气室（3-6）紧固在罐体（3-1）的下端面上，进风管（3-8）连接气室（3-6）与主压风管，其特征在于气室（3-6）与罐体（3-1）的内腔之间隔有一沸腾膜（3-4），沸腾膜（3-4）与出料口（3-7）之间有一稳流器（3-5）。
6、如权项5所述的沸腾喷浆车，其特征在于沸腾膜（3-4）的材料是培烧铜粉板和绦纶布制成，或者是用高棉厚帆布、绦纶布与金属编织网共同制成。
7、如权项5所述的沸腾喷浆车，其特征在于稳流器（3-5）是一园台型壳体，壳体小端面的出风管对正出料口（3-7）;壳体侧面的进风管（3-9）与主通风管相接。
8、如权项5、7所述的沸腾喷浆车，其特征在于进风管（3-8）与（3-9）上各安装一风量调节阀。
9、一种用于气流搅拌、沸腾喷浆工艺方法的设备-旋离式搅拌器，是由支架（4-1），壳体（4-2），置壳体上部的进料口接头（4-3）和位于壳体下部的出料口接头（4-6）组成，其特征在于壳体（4-2）的内腔上部有喷雾头（4-5）、顶部有一缓流器（4-4）。
10、如权项9所述的旋离式搅拌器，其特征在于，喷雾头（4-5）为并排放置的两个。
11、如权项9所述的旋离式搅拌器，其特征在于所说的缓流器（4-4）是一放气阀门。
12、如权项9所述旋离式搅拌器其特征在于进料口的位置偏离壳体（4-2）的纵向对称线。
13、一种用于气流搅拌、沸腾喷浆工艺方法的设备-配料器，是由壳体（5-1）、主轴（5-2）、配料轮（5-3）集料箱（5-5）、气流管（5-7）组成，其特征在于开有侧通孔5-10的隔板5-9将集料箱分成多个料腔，集料箱（5-5）的上盖板与各料腔相对应处接有进料管（5-8），集料箱（5-5）的侧面与气流管相通。
14、如权项13所述的配料器，其特征在于集料箱（5-5）上开有观察孔（5-6）。
15、如权项13所述的配料器，其特征在于其中一个配料轮（5-3）做成园柱形，并在其外园表面敷一毛毡层。
本发明是关于混凝土喷浆，特别是用于隧道、矿山巷道的锚喷支护中喷浆工艺方法及专用设备的改革。
目前常用的混凝土喷浆支护方法，是将水泥、砂、石子分别装入矿车，由矿车运到喷浆场地后实施人工拌料，然后将拌合料装入喷浆机。另一方法是将用搅拌机得到的拌合料运到喷浆场地后，用机械把拌合料装入喷浆机。（参照附图1）喷浆机固定在车架上由电机（1-9）经减速装置（1-10）带动旋转体（1-1）、搅拌器（1-5）转动。上座体（1-6）中的料搅拌后经配料盘（1-4）卸入旋转体（1-1）的料腔（1-2）中，当该料腔转至一新位置即料腔（1-2）与喷料管（1-8）对正时，压风口（1-3）与压风管（1-7）接通，高压气体进入料腔（1-2）携带拌合的干料一起由喷料管（1-8）射出，并在喷料管喷头上通过水环进行水与干料混合。旋转体转到第三个位置时料腔（1-2）与大气相通，残余的料、气排出，至此完成一个工作循环。旋转体上多个均匀分布的料腔（1-2）随旋转体的转动依次进行上述工作循环，形成连续喷浆。这种喷浆方法的不足之处是：
（1）矿车在敞开式运输中由于巷道淋水、潮气大，使得水泥、砂、石子被淋湿或受潮，使部分料凝固在矿车上给设备维修带来困难;湿的砂、石子与水泥混合也会凝固在喷浆机的腔壁和余气排放口上，结果不仅浪费材料，还造成了设备返修率高。
（2）旋转体在运动中由于水泥、砂子带入相对运动表面，造成机械磨损严重。
（3）在人工配料和上料过程中，在余气排放过程中粉尘大，危害工人身体健康。
（4）若采用人工配料，不易掌握混料比，从而影响喷料的回弹率和支护层的抗压强度。
（5）由于喷头水环采用射水方式，造成水、料混合不均匀，导致回弹率高、粉尘大。
除上述作业方法外，人们还就喷浆设备和工艺方法提出了许多改进方案，如湿拌合料的挤压喷射等（见煤炭工业出版社1978年2月版《喷射混凝土支护》）。
另外，与本发明相关的气流输送技术，目前已在许多工业领域中广泛应用，如散装水泥输送车，利用气流压送式卸料装置等（见人民交通出版社出版的《气力输送装置》一书中405页-410页），然而利用压差气流组成输送、搅拌、沸腾喷浆工艺的作业线，并应用到隧道、矿山巷道的支护施工中目前尚未发现。
本发明的目的在于通过新工艺方法的使用，改善混凝土喷浆施工中的恶劣工作条件，提高施工质量，并降低原材料、设备的损耗。
本发明的内容如下：
利用风机（2-5）产生的负压气流带动砂、石子、水泥从各自独立的吸料头（2-1）进入管道（2-2），并沿管道到达配料器（2-3），在配料器中各种材料先与气流分离，然后按比例送入气流管道（2-4）中与气流混合一起被吸入混料罐（2-6），所谓气流搅拌是从配料器向气流管道（2-4）中卸料开始至混料罐（2-6）中沉积结束的。混料罐中多余的气体经四级旋离式除尘器排出罐体之外从而保证了排出余气中无粉尘。沸腾喷浆车（2-8）将运料与喷浆两种功能集于一机完成。当沸腾喷浆车驶到混料罐（2-6）的一侧，打开上盖，将混料罐（2-6）的出料管放入沸腾喷浆车的进料口后可利用混料罐（2-6）罐体内正气压将料送入沸腾喷浆车。沸腾喷浆车载料后，关闭上盖，拌合料被封闭，所以该车可直接驶到喷浆场地，也可以储备待用。喷浆时接通喷浆管（2-9）和主压风管，喷浆管（2-9）与旋离搅拌器（2-10）的进料口接头相连。当部分气流进入沸腾喷浆车的容料罐底层时，使局部拌合料呈沸 腾状，而喷浆管道中高速流向旋离式搅拌器（2-10）的气流造成的气压差迫使沸腾料进入喷浆管即而到达旋离式搅拌器（2-10），在该搅拌器内，气料流与高压水按比例强制混合成混凝土湿料，再经喷头射向待支护作业面。
为了使拌合料混合更加均匀，在混料罐（2-6）的一侧安装一副混料罐（2-7），副混料罐可用常见的水泥储料罐代用，拌合料是用正气压由主罐送入副罐的，副混料罐的底部开有卸料口并装有一振动筛用来对卸往沸腾喷浆车的拌合料进行再次筛选，如在副罐支承腿上安装地磅则可准确的控制投料量。
为了避免残留料在设备中凝固造成管道等设备堵塞、损坏，水灰混合应放在整个喷浆作业线的末端进行，但这样可能出现因混合不充分而导致的粉尘污染大，施工质量不稳定和拌合料的浪费。为解决这一问题，本发明在旋离式搅拌器（2-10）中实施水、料强制混合时的水压应大于10kg/cm2，以能保证雾状水的形成。
沸腾喷浆车是本发明的主要设备。参照附图3，它是将封闭的罐体（3-1）固定在矿车底盘（3-3）上，罐体（3-1）的数量可以是一个也可以是两个或三个。罐体安装型式有立式、卧式两种，罐体顶部是进料口（3-10），口上有一可旋紧的盖（3-11），这种封闭式结构保证了罐体内的拌合料不受潮凝固，使设备的使用周期延长。主压风管固定在罐体一侧的底盘（3-3）上，并通过多个三通分别与进气管（3-8）（3-9）相接，出料管（3-2）与喷浆管相接。罐体（3-1）的下端固定联接一气室（3-6），气室与罐体内腔之间隔有一沸腾膜（3-4）沸腾膜的上边与出料口（3-7）之间有一个稳流器（3-5），其作用是通过调节进入出料口（3-7）的风量，来控制料流量，防止过量的拌合料进入出料管，造成管道堵塞或喷射不均匀的现象发生。进气管（3-8）接入气室（3-6），在工作时，部分气流沿进气管（3-8）进入气室（3-6），然后透过沸腾膜（3-4）进入罐体（3-1）内腔，并 在沸腾膜的上表面处形成一气垫层，达到使拌合料局部呈沸腾状的目的。出料口（3-7）出料管（3-2）相接，出料口位于沸腾膜的上方，其位置应保证沸腾料能顺利被吸入。而所谓的气压差是指出料管（3-2）两端的压差，在该压差作用下，沸腾状的拌合料经出料口（3-7）、出料管（3-2）进入喷浆管，并在旋离式搅拌器或喷头上的水环帮助下完成混凝土浆的喷射。
气垫层是沸腾喷浆车的关健技术之一，选择好沸腾膜的材料是很重要的。本发明选择的培烧铜粉板与置于其上的绦纶布制成的沸腾膜能够形成良好的气垫层，并有一定的强度和较长的使用寿命。另外利用高棉厚帆布、绦纶布和金属编织网制造的沸腾膜，也可达到沸腾喷射的目的，但与此相对应的是在进气管（3-8）的管道中按一油水分离器，以防止污垢使沸腾膜的透气性下降。
稳流器（3-5）制成一园台形壳体，壳体的小端面接出的出气短管对正出料口（3-7），壳体的侧面或底部与进气管（3-9）相接。进气管（3-8）与（3-9）各安装一风量调节阀，工作时先打开进气管（3-9）上的调节阀;使稳流器向出料口排出气流，然后打开进气管（3-8）上的调节阀使拌合料局部沸腾，即可施行喷料，利用进气管（3-8）、（3-9）上的两个闸阀配合调节，可达到定量喷料，并防止堵塞料管或喷料不均的现象。
旋离式搅拌器（见附图4）是实施喷浆新工艺的又一专用设备。该混合器的壳体（4-2）可以与喷浆设备紧固在一起，也可以利用支架（4-1）支撑在施工场地上。在壳体（4-2）的上部侧开一进料口，进料口接头（4-3）用来连接输送喷射干料的喷浆管道;在壳体（4-2）的下部设置出料口，出料口接头（4-6）与输往喷料头的管道相接。在壳体（4-2）上部、高于进料口置有喷雾头（4-5），其作用是将高压水雾射向进入旋离式搅拌器，并在其内腔中旋转下坠的气、料流中，强 制水与拌合料进行充分均匀的混合。在壳体（4-2）顶部安装的缓流器（4-4）利用排气量的大小来稳定，调节喷射料流的速度。
在旋离式搅拌器的上部并排放置两个喷雾头（3-5），每个喷雾头有独立的闸阀控制给水量。两个喷雾头与两个闸阀配合可以获得多种高压水的配合效果，以利于水、料比例适当、混合均匀。
本发明使用放气阀门作为缓流器使用，具有结构简单、操作方便等优点。关闭阀门，壳体内压力高，喷射速度高，开启阀门，部分气体经放气闸门排出，可减轻壳体内的压力致使喷射速度降低。
当进料口的位置偏离壳体（4-2）的纵向对称线时，射入壳体（4-2）的气、料流便沿壳体（4-2）的内壁旋转下坠，便于水、料混合均匀。
配料器是由电机提供动力，经减速装置带动支承在壳体（5-1）上的主轴（5-2）旋转，主轴（5-2）上以键联接方式固定着配料叶轮（5-3），配料轮的叶片数与容料槽形状可按规定的配料比选择。集料箱（5-5）中的料经料斗口（5-4）卸入料槽，随配料叶轮转到下方后落入气流管（5-7），气流管一端通往混料罐，另一端通往集料箱的上部，中间部分作为配料器的配比料混装容器，并经进料管（5-11）与壳体相通，集料箱（5-5）被隔板（5-9）分成多个料腔，与各料腔对应的集料箱上盖板接有进料管（5-8）。工作时负压形成的气料流由吸头经进料管（5-8）进入集料箱（5-5），由于隔板上的侧通孔（5-10）紧靠上盖并且较窄，所以，在集料箱中气、料分离，料在惯性力作用下坠入相应的料腔，气体则经侧通孔进入气流管（5-7）。为保证气、料分离效果，侧通孔可做成迷宫的形式。
在集料箱（5-5）上对应于各料腔的观查孔（5-6）中 可方便而清楚的看到配料器进料的情况，观查孔处的玻璃或有机玻璃以用螺栓压紧法兰盘和置于其下的橡胶垫固定为好。
为了保证气力上料的效果，配料器的进料管（5-8）的分配自接近气流管（5-7）的一端起依次为砂、石子、水泥、速凝剂。由于速凝剂的比例极小，所以该料腔制成封闭型，人工定期加入速凝剂，料腔下部的配料轮做成一园轮，轮的外园表面敷一层毛毡，使微量的速凝剂得以不断带入气流管中。
配料器的壳体固定在支架5-12上，支架可做成带轮与不带轮两种形成。
实施本发明提供的气流搅拌、沸腾喷浆新工艺及设备改变了长期以来传统的喷浆作业工艺，从而解决了机械传动喷浆机磨损快，施工中粉尘污染严重，和敞开式作业线因淋木等原因造成的大量原材料损失，减少了施工成本，同时延长了木料混合时间，实施强制水、料混合，及配料器的采用提高了混凝土喷浆支护层的质量。
附图说明：
图1为现有技术中一种喷浆机的结构示意图;
图2为气流搅拌、沸腾喷浆工艺流程图;
图3为沸腾喷浆车的主体结构示意图;
图4为旋离式水灰混合器的主体结构示意图;
图5a为配料器的主视图;
图5b为配料器的左侧视图。
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