本發(fā)明涉及盾構(gòu)渣土改良的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種渣土改良實(shí)驗(yàn)攪拌裝置。

背景技術(shù)：

在盾構(gòu)施工中，由于土體改良效果不理想，容易造成渣土流塑性低、掌子面難以建立土壓平衡、刀盤(pán)扭矩過(guò)大、刀具過(guò)快磨損等一系列問(wèn)題，最終可能導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)無(wú)法正常推進(jìn)。為了克服盾構(gòu)施工中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，需要針對(duì)不同的地質(zhì)，研究不同比例添加劑的渣土改良效果以及渣土與刀盤(pán)扭矩的關(guān)系，更好地指導(dǎo)施工中渣土改良方案的應(yīng)用，提高渣土改良效果，降低施工成本。目前，還沒(méi)有一種能夠基于上述因素針對(duì)渣土改良的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有土體改良效果不理想，影響盾構(gòu)機(jī)無(wú)法正常推進(jìn)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種渣土改良實(shí)驗(yàn)攪拌裝置，能夠模擬盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)對(duì)渣土的攪拌過(guò)程，研究不同比例添加劑的渣土改良效果及與攪拌扭矩的關(guān)系，有效找到不同地質(zhì)的添加劑的合理配比，提高了渣土改良效果，降低了施工成本。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種渣土改良實(shí)驗(yàn)攪拌裝置，包括攪拌電機(jī)、電機(jī)固定架、傳動(dòng)軸、攪拌刀盤(pán)、攪拌桶、支撐螺桿、提升絲杠、攪拌支架、推車(chē)、定位塊、變頻控制柜和扭矩傳感器；所述攪拌電機(jī)與變頻控制柜相連接；所述電機(jī)固定架固定在攪拌支架上，攪拌電機(jī)與電機(jī)固定架固定連接，攪拌電機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)軸相連接，傳動(dòng)軸與扭矩傳感器相連接，扭矩傳感器與攪拌刀盤(pán)相連接；所述攪拌刀盤(pán)下方設(shè)有攪拌桶，攪拌桶通過(guò)定位塊卡接在推車(chē)上，推車(chē)通過(guò)提升絲杠和支撐螺桿與攪拌支架的上部相連接。

所述提升絲杠和支撐螺桿的數(shù)量均包括2個(gè)，提升絲杠和支撐螺桿關(guān)于傳動(dòng)軸的中心交錯(cuò)對(duì)稱(chēng)分布，攪拌支架和推車(chē)上交叉分布有相對(duì)應(yīng)的絲杠孔和螺桿孔，絲杠孔通過(guò)螺母與提升絲杠相連接，螺桿孔通過(guò)螺母與支撐螺桿相連接。

所述電機(jī)固定架上開(kāi)有4個(gè)M12螺紋孔，攪拌電機(jī)通過(guò)螺栓與螺紋孔固定連接，電機(jī)固定架的底部焊接在攪拌支架上，攪拌電機(jī)的輸出軸穿過(guò)電機(jī)固定架和攪拌支架上部，攪拌電機(jī)的輸出軸上開(kāi)有鍵槽，鍵槽與傳動(dòng)軸平鍵連接，攪拌電機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)軸通過(guò)四個(gè)緊定螺釘加強(qiáng)加固。

所述攪拌支架由8個(gè)H型鋼焊接成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，攪拌支架頂部的H型鋼之間焊接有4個(gè)平行的槽鋼，電機(jī)固定架焊接在內(nèi)側(cè)的兩個(gè)槽鋼上，外側(cè)的兩個(gè)槽鋼上均設(shè)有絲杠孔和螺桿孔，絲杠孔和螺桿孔交錯(cuò)分布。

所述傳動(dòng)軸端部法蘭連接有扭矩傳感器，扭矩傳感器與攪拌刀盤(pán)法蘭連接，攪拌過(guò)程中通過(guò)扭矩傳感器測(cè)量攪拌刀盤(pán)的扭矩。

所述攪拌刀盤(pán)包括攪拌軸和攪拌葉片，攪拌軸端部焊接有法蘭，攪拌軸上焊接有6個(gè)攪拌葉片，攪拌葉片外緣焊接圓環(huán)連接板，攪拌葉片、攪拌軸和圓環(huán)連接板組成圓錐形；攪拌軸與攪拌葉片之間對(duì)稱(chēng)焊接兩個(gè)三角加強(qiáng)筋。

所述定位塊的數(shù)量設(shè)有4個(gè)，定位塊關(guān)于推車(chē)的中心對(duì)稱(chēng)分布，定位塊焊接在推車(chē)上，定位塊上開(kāi)有銷(xiāo)孔，銷(xiāo)孔內(nèi)通過(guò)插入開(kāi)口銷(xiāo)對(duì)攪拌桶進(jìn)行定位，攪拌桶側(cè)部焊接有把手。

所述推車(chē)的底部安裝有四個(gè)腳輪，推車(chē)一側(cè)設(shè)有推車(chē)把手，推車(chē)把手由若干個(gè)圓鋼焊接成，推車(chē)的四角交叉開(kāi)有絲杠孔和螺桿孔。

所述提升絲杠包括圓盤(pán)手柄、絲杠螺母、絲杠和螺桿，圓盤(pán)手柄與絲杠相連接，絲杠與螺桿相連接，絲杠螺母與絲杠活動(dòng)連接，圓盤(pán)手柄設(shè)置在提升絲杠的上部，絲杠螺母焊接在攪拌支架的上部，螺桿的底部通過(guò)螺母與推車(chē)相連接。

鑒于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種渣土改良實(shí)驗(yàn)攪拌裝置，利用仿形刀盤(pán)模擬刀盤(pán)對(duì)渣土的攪拌過(guò)程，通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻控制，利用扭矩傳感器測(cè)量攪拌過(guò)程中的刀盤(pán)扭矩，可以研究不同比例添加劑渣土改良效果及攪拌扭矩的關(guān)系，直觀(guān)判斷添加劑對(duì)改良土體的攪拌特性和粘附性的改變，有效找到不同地質(zhì)的添加劑的合理配比，提高了渣土改良效果，降低了施工成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的A-A向視圖。

圖3為圖1中的B-B向視圖。

圖4為本發(fā)明攪拌刀盤(pán)的主視圖。

圖5為本發(fā)明攪拌刀盤(pán)的仰視圖。

圖中，攪拌電機(jī)1、電機(jī)固定架2、傳動(dòng)軸3、攪拌刀盤(pán)4、攪拌桶5、腳輪6、支撐螺桿7、提升絲杠8、攪拌支架9、推車(chē)10、定位塊11、變頻控制柜12、扭矩傳感器13。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-3所示，一種渣土改良實(shí)驗(yàn)攪拌裝置，包括攪拌電機(jī)1、電機(jī)固定架2、傳動(dòng)軸3、攪拌刀盤(pán)4、攪拌桶5、支撐螺桿7、提升絲杠8、攪拌支架9、推車(chē)10、定位塊11、變頻控制柜12和扭矩傳感器13。攪拌電機(jī)1與變頻控制柜12相連接，變頻控制柜12設(shè)置在支架上，用于調(diào)節(jié)攪拌電機(jī)的頻率。電機(jī)固定架2固定在攪拌支架9上，攪拌電機(jī)1與電機(jī)固定架2固定連接，攪拌電機(jī)1的輸出軸與傳動(dòng)軸3相連接，傳動(dòng)軸3與扭矩傳感器13相連接，扭矩傳感器13與攪拌刀盤(pán)4相連接，在攪拌過(guò)程中，扭矩傳感器13測(cè)量攪拌刀盤(pán)4的扭矩。攪拌刀盤(pán)4下方設(shè)有攪拌桶5，攪拌桶5通過(guò)定位塊11卡接在推車(chē)10上，推車(chē)10通過(guò)提升絲杠8和支撐螺桿7與攪拌支架9的上部相連接。支撐螺桿7上部與攪拌支架9固定連接，支撐螺桿7連接攪拌支架9的頂部與推車(chē)10的底部，并配有螺母用于支撐提升后的攪拌桶5。提升絲杠8用于提升攪拌桶5，支撐螺桿7用于支撐提升后的攪拌桶5。

優(yōu)選地，提升絲杠8和支撐螺桿7的數(shù)量均包括2個(gè)，提升絲杠8和支撐螺桿7關(guān)于傳動(dòng)軸3的中心交錯(cuò)對(duì)稱(chēng)分布，攪拌支架9和推車(chē)10上交叉分布有相對(duì)應(yīng)的絲杠孔和螺桿孔，絲杠孔通過(guò)螺母與提升絲杠8相連接，螺桿孔通過(guò)螺母與支撐螺桿7相連接。支撐螺桿7的上部通過(guò)螺母與攪拌支架9固定連接。提升絲杠8包括圓盤(pán)手柄、絲杠螺母、絲杠和螺桿，圓盤(pán)手柄與絲杠相連接，絲杠與螺桿相連接，絲杠螺母與絲杠活動(dòng)連接，圓盤(pán)手柄設(shè)置在提升絲杠8的上部，絲杠螺母焊接在攪拌支架9的上部，螺桿的底部通過(guò)螺母與推車(chē)10相連接。使用時(shí)，推車(chē)10通過(guò)螺母與提升絲杠8下部的螺桿相連接，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)手柄，帶動(dòng)絲杠相對(duì)于絲杠螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)推車(chē)10相對(duì)于地面向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)推車(chē)10的底板相對(duì)于支撐螺桿7向上移動(dòng)，最后支撐螺桿7通過(guò)螺母與推車(chē)10相連接，推車(chē)10向下運(yùn)動(dòng)時(shí)與上述過(guò)程相反即可。

優(yōu)選地，電機(jī)固定架2上開(kāi)有4個(gè)M12螺紋孔，攪拌電機(jī)1通過(guò)螺栓與螺紋孔固定連接，從而將攪拌電機(jī)固定在電機(jī)固定架2上。電機(jī)固定架2的底部焊接在攪拌支架9上，攪拌電機(jī)1的輸出軸穿過(guò)電機(jī)固定架2和攪拌支架9的上部。攪拌電機(jī)1的輸出軸上開(kāi)有鍵槽，鍵槽與傳動(dòng)軸3平鍵連接，攪拌電機(jī)1的輸出軸與傳動(dòng)軸3通過(guò)四個(gè)緊定螺釘加強(qiáng)緊固。

優(yōu)選地，攪拌支架9由8個(gè)H型鋼長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，4個(gè)H型鋼組成矩形作為攪拌支架9的頂部，4個(gè)H型鋼分別焊接在矩形頂點(diǎn)的下方作為支腿。4個(gè)槽鋼平行對(duì)稱(chēng)焊接在矩形的兩個(gè)H型鋼之間，電機(jī)固定架2焊接在內(nèi)側(cè)的兩個(gè)槽鋼上，方便攪拌電機(jī)1穿過(guò)攪拌支架9。外側(cè)的兩個(gè)槽鋼上均設(shè)有絲杠孔和螺桿孔，絲杠孔和螺桿孔在同一個(gè)圓上，該圓的中心為傳動(dòng)軸3的中心，絲杠孔和螺桿孔在該圓上交錯(cuò)分布。

優(yōu)選地，傳動(dòng)軸3端部法蘭連接有扭矩傳感器13，扭矩傳感器13與攪拌刀盤(pán)4法蘭連接，攪拌過(guò)程中通過(guò)扭矩傳感器13測(cè)量攪拌刀盤(pán)4的扭矩。

優(yōu)選地，如圖4和圖5所示，攪拌刀盤(pán)4包括攪拌軸402和攪拌葉片403，攪拌軸402端部焊接有法蘭401，攪拌軸402上焊接有6個(gè)攪拌葉片403，攪拌葉片403外緣焊接圓環(huán)連接板404，攪拌葉片403、攪拌軸402和圓環(huán)連接板404組成圓錐形，攪拌刀盤(pán)4的底部為錐形，增加對(duì)渣土的攪拌效率。攪拌軸402與攪拌葉片403之間對(duì)稱(chēng)焊接兩個(gè)三角加強(qiáng)筋405，增加了攪拌刀盤(pán)4的穩(wěn)定性?？梢愿鶕?jù)實(shí)驗(yàn)效果和需要，調(diào)整葉片尺寸、攪拌刀盤(pán)4直徑和攪拌桶5的直徑。

優(yōu)選地，定位塊11的數(shù)量設(shè)有4個(gè)，定位塊11關(guān)于推車(chē)10的中心對(duì)稱(chēng)分布，定位塊11焊接在推車(chē)10上，定位塊11上開(kāi)有銷(xiāo)孔，銷(xiāo)孔內(nèi)通過(guò)插入開(kāi)口銷(xiāo)對(duì)攪拌桶5進(jìn)行定位，攪拌桶5側(cè)部焊接有把手。

優(yōu)選地，推車(chē)10的底部安裝有四個(gè)腳輪6，推車(chē)10一側(cè)設(shè)有推車(chē)把手，推車(chē)把手由若干個(gè)圓鋼焊接成，推車(chē)10的四角交叉開(kāi)有絲杠孔和螺桿孔。

當(dāng)做渣土改良實(shí)驗(yàn)時(shí)，要研究不同地質(zhì)的添加劑的合理配比，此時(shí)需要將不同地質(zhì)的渣土依次添加不同比例添加劑進(jìn)行攪拌，測(cè)量其與攪拌扭矩關(guān)系，觀(guān)察渣土改良效果。當(dāng)需要做渣土改良實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將某種地質(zhì)的渣土和一定比例的改良劑或添加劑放入攪拌桶5中，再將攪拌桶5放置在推車(chē)10上，在定位塊11中插入開(kāi)口銷(xiāo)，防止攪拌桶在攪拌過(guò)程中晃動(dòng)，將推車(chē)10推至攪拌刀盤(pán)4的正下方，轉(zhuǎn)動(dòng)提升絲杠8將攪拌桶5提升至適合攪拌的位置，用螺母將攪拌桶5底部伸出的支撐螺桿7和提升絲杠8擰緊，攪拌桶5在支撐螺桿7和提升絲杠8的支撐下定位，開(kāi)啟攪拌電機(jī)1，通過(guò)變頻控制柜12調(diào)節(jié)攪拌電機(jī)1的頻率，進(jìn)行攪拌作業(yè)，并利用扭矩傳感器13測(cè)量其與攪拌扭矩的關(guān)系。采用本裝置可以研究不同比例添加劑渣土改良效果以及攪拌扭矩的關(guān)系，有效找到不同地質(zhì)的添加劑的合理配比，提高了渣土改良效果，降低了施工成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。