本實用新型涉及注漿作業領域使用的機具，具體涉及一種注漿用攪拌機及混合動力攪拌系統。

背景技術：

注漿(Injection Grout)，又稱為灌漿(Grouting)，它是將由某些特定材料按照一定比例配制而成的具有凝結能力的漿液，使用壓送設備(用氣壓、液壓或電化學原理)將其灌入地層(巖土體)中的裂隙、孔隙或溶穴內，并使其擴散、膠凝或固化，從而達到加固地層或防滲堵漏的目的。目前，注漿技術已廣泛應用于水利水電、交通、建筑、礦山等工程中的巖土體加固、防滲，以及作為地質災害防治與地質環境保護中的邊坡護坡、溜砂坡防護、水土保持等常用的技術手段。

攪拌機是制備注漿用漿液的主要機具，其性能的優劣，將對所制備漿液的性能和注漿作業的效率及質量產生較大影響；具體表現為：漿液的攪拌時間和攪拌均勻程度對結石強度有較大影響，漿液的攪拌效率對供漿效率有較大影響等。

隨著石油等常規化石能源日益消耗，隨之而來的高成本、環境污染和生態破壞等問題日益嚴峻。作為清潔能源(Clean Energy)和可再生能源(Renewable Energy)的太陽能(Solar Energy)與風能(Wind Energy)，具有清潔、可再生、環保、分布范圍廣等諸多優勢，已廣泛應用于人們的日常生活和生產中。

實施注漿作業，尤其是在野外實施注漿作業，由于施工條件相對比較惡劣，因而有時無法接入市政用電而導致用電問題比較難以解決，通常的做法是使用柴油/汽油發電機自主發電供電，一方面需要消耗大量的柴油/汽油等化石燃料，導致注漿作業成本較高，另一方面柴油/汽油作為化石燃料燃燒后排放出的污染物在一定程度上也會對生態和環境產生不利的影響。

技術實現要素：

針對現有技術中的上述不足，本實用新型提供了一種便于清洗的注漿用攪拌機及混合動力攪拌系統。

為了達到上述發明目的，本實用新型采用的技術方案為：

第一方面，提供一種注漿用攪拌機，其包括具有進料口和出漿管的攪拌桶，所述攪拌桶的底面為一斜度朝向出漿管的斜面；所述攪拌桶的上端通過支撐架固定安裝有一動力部，所述動力部的動力輸出端與置于攪拌桶內的攪拌軸連接，所述攪拌軸上垂直或傾斜地設置有若干攪拌槳；當攪拌槳傾斜設置于攪拌軸上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸的回轉方向相反；所述進料口由進水管和進料斗組成；所述進水管設置于所述攪拌桶的切線方向。

進一步地，優選所述攪拌槳包括通過上層連接翼板固定安裝在攪拌軸中上部的上層攪拌槳葉和通過下層連接翼板固定安裝在攪拌軸中下部的下層攪拌槳葉；每片上層連接翼板和下層連接翼板等間距交錯地設置在攪拌軸上。

進一步地，優選所述進水管距離攪拌桶頂面的垂直距離為5cm～70cm；所述進料斗為向攪拌桶外突出的倒三角扇形腔，且進料斗的底面為一斜度朝向攪拌桶中心的斜面；所述進料斗與攪拌桶內部空間相通的邊緣與攪拌桶頂面間的距離為10cm～80cm。

進一步地，優選所述攪拌桶底面的下表面上均布有至少三個萬向輪。

進一步地，優選所述攪拌桶的底部設置有向外延伸的環形凸緣，所述環形凸緣上等間距地開設有至少三個螺紋孔，所述螺紋孔內安裝有用于調整攪拌桶工作時穩定狀態的螺柱。

進一步地，優選所述動力部包括連接在一起的電機和減速器，所述減速器的輸出端通過聯軸器總成與攪拌軸連接。

進一步地，優選注漿用攪拌機還包括固定安裝于所述支撐架上的安裝殼，所述聯軸器總成的上部聯軸器和軸承位于所述安裝殼內，所述減速器固定安裝于所述安裝殼的頂部。

進一步地，優選所述攪拌桶的外側桶壁上至少設置有兩個便于搬運的把手。

第二方面，提供一種混合動力攪拌系統，其包括供電模塊、供水模塊和注漿用攪拌機，供電模塊包括與動力部連接的配電箱及分別與配電箱電連接的市政用電、柴油/汽油發電機、太陽能發電裝置和風力發電裝置；供水模塊包括水箱和導通水箱和進水管的水泵，水泵與配電箱電連接。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：

由于攪拌桶上的進水管呈切向布置，從進水管加水時，水流將沿著攪拌桶內壁面的切線方向進入，在慣性的作用下，水流將以螺旋狀貼著攪拌桶內壁面向下運動，當注漿作業結束需要清洗攪拌機時，完全可以采用大泵量加水的方式對攪拌桶內壁面及處于攪拌桶內的其它零部件進行清洗，此方法較常規的清洗方法效率更高，省時省電，有效降低了作業人員的勞動強度和注漿作業的綜合成本。

本方案將攪拌槳設置成上下分布、且相互交錯的上層攪拌槳葉和下層攪拌槳葉后，能夠有效提升對漿液的攪拌效率，增強對漿液的攪拌均勻程度，進而提高注漿用漿液的供應效率和質量，降低注漿作業的綜合成本。

攪拌桶外壁上把手的設置及攪拌桶底部萬向輪的設置，可以方便攪拌機快速省力地搬遷；攪拌桶的環形凸緣上設置的螺柱可以便于攪拌機在不平整場地進行局部高度的調節，從而保證了攪拌機在不平整場地攪漿作業時的穩定性。

本實用新型中的大部分零部件都是通過可拆卸的方式安裝在一起的，因而具有很好的可拆裝性能，便于搬遷，且對野外復雜施工條件的適應性強；另外，大部分零部件都能夠實現獨立加工或采購，同時也便于對攪拌機的保養、維修和零部件的更換。

由于本實用新型的攪拌桶內底面設為斜面，且該斜面的傾斜方向朝向攪拌桶的出漿管，因而攪拌桶在攪拌制漿結束后，有利于漿液沿著斜面流向攪拌桶出漿管，易于出漿且節能。

本實用新型的混合動力攪拌系統采用混合動力主要具有如下優點：

當在野外進行注漿作業無法接入市政用電時，較傳統的僅由柴油/汽油發電機提供動力的攪拌機而言，攪拌機采用混合動力，增加了攪拌機的動力來源途徑，可以減少注漿作業時對柴油/汽油的依賴，從而增強了注漿作業過程中由于某些突發事件(柴油/汽油用完或發動機故障等)導致的注漿作業中斷引發的損失，同時降低了對柴油/汽油等化石燃料的消耗，從而可降低注漿作業的綜合成本，減少環境污染和生態破壞，還能起到節能減排的作用。

攪拌系統采用混合動力，當注漿施工現場無法接入市政用電，且柴油/汽油發電機也出現故障無法正常工作時，為使攪漿作業不會被突然中斷，可由太陽能光伏發電和風力發電的途徑供電，從而保障在緊急情況下的注漿作業不被中斷，進而減少或避免由此帶來的損失。此外，視天氣情況，由太陽能光伏發電和風力發電產生的電能，也可直接作為攪漿作業時的電能來源，從而分擔了對市政用電和柴油/汽油發電機產生電能的消耗，使得攪漿作業時的電能來源多樣化，且更加地環保、靈活方便。

附圖說明

圖1為注漿用攪拌機一個實施例的立體圖。

圖2為注漿用攪拌機的俯視圖。

圖3為攪拌機下半段的剖開后的俯視圖。

圖4為注漿用攪拌機去除支撐架和動力部后一個視角的立體圖。

圖5為注漿用攪拌機去除支撐架和動力部后另一個視角的立體圖。

圖6為攪拌桶的俯視圖。

圖7為攪拌桶的剖視圖。

圖8為支撐架的橫向支撐板的立體圖。

圖9為支撐架的豎向支撐板的立體圖。

圖10為上層攪拌槳葉/下層攪拌槳葉的立體圖。

圖11為動力部、攪拌軸、上層連接翼板和下層連接翼板(攪拌槳與攪拌軸垂直)和安裝殼組裝在一起的后的立體圖。

圖12為動力部、攪拌軸、上層連接翼板、下層連接翼板和安裝殼組裝在一起后的剖視圖。

圖13為動力部、攪拌軸、上層連接翼板、下層連接翼板、攪拌槳(攪拌槳與攪拌軸垂直)和安裝殼組裝在一起的后的立體圖。

圖14為圖13的俯視圖。

圖15為動力部、攪拌軸、上層連接翼板、下層連接翼板(上層連接翼板和下層連接翼板傾斜安裝在攪拌軸上)和安裝殼組裝在一起的后的立體圖。

圖16為圖15的仰視圖。

圖17為動力部、攪拌軸、上層連接翼板、下層連接翼板、攪拌槳(上層連接翼板和下層連接翼板傾斜安裝在攪拌軸上)和安裝殼組裝在一起后的立體圖。

圖18為圖17的俯視圖。

圖19為混合動力攪拌系統的結構示意圖。

其中，1、攪拌桶；11、進料斗；111、環形頂面；112、頂面孔；12、進水管；13、出漿管；14、截止閥；15、把手；16、環形凸緣；161、螺紋孔；162、螺柱；163、調節螺母；164、萬向輪；17、斜面；2、橫向支撐板；21、橫撐安裝孔Ⅰ；22、橫撐安裝孔Ⅱ；3、豎向支撐板；31、豎撐安裝孔Ⅰ；32、豎撐安裝孔Ⅱ；

4、電機；5、減速器；6、安裝殼；61、殼體安裝孔；71、安裝螺釘；72、安裝螺母；81、上層攪拌槳葉；82、下層攪拌槳葉；83、槳葉安裝孔；84、槳葉安裝螺釘；85、槳葉安裝螺母；911、上部聯軸器；912、下部聯軸器；92、軸承；93、攪拌軸；941、上層連接翼板；942、下層連接翼板；01、水泵；02、水箱；03、配電箱；04、發電機；05、太陽能發電裝置；06、風力發電裝置。

具體實施方式

下面對本實用新型的具體實施方式進行描述，以便于本技術領域的技術人員理解本實用新型，但應該清楚，本實用新型不限于具體實施方式的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構思的實用新型創造均在保護之列。

如圖1至圖7所示，注漿用攪拌機包括具有進料口和出漿管13的攪拌桶1，攪拌桶1的底面為一斜度朝向出漿管13的斜面17，此處攪拌桶1的底面的傾斜角度為5°～35°，使得處于攪拌桶1空腔內的漿液有流向出漿管13的趨勢，有利于攪拌制漿結束后的順利排漿。

攪拌桶1上的進料口主要用于制漿時向攪拌桶1內加水、灰(水泥粉末)或其它材料，在實施時，本方案優選進料口由進水管12和進料斗11組成；進水管12距離攪拌桶1頂面的垂直距離為5cm～70cm；進料斗11為向攪拌桶1外凸出的倒三角扇形腔，且進料斗11的底面為一斜度朝向攪拌桶1中心的斜面；進料斗11與攪拌桶1內部空間相通邊緣距離攪拌桶1頂面的高度為h＝10cm～80cm。

如圖4所示，進料斗11的底面設置成斜面，其大體作用與攪拌桶1的底面的作用相類似，此處就不再贅述。

攪拌桶1是一頂部為開端、內部具有空腔的圓筒狀結構，攪拌桶1的主要作用是供攪拌制漿的空間場所。采用本方案的攪拌桶1進行攪拌制漿時，攪拌桶1內的液面高度應低于進料斗11與攪拌桶1內部空間相通的一側邊緣。

如圖1、圖3、圖4和圖5所示，其中的進水管12沿攪拌桶1的切線方向布置，這樣流入進水管12的水將沿著攪拌桶1內壁的切向方向進入，在慣性的作用下，水流將以螺旋狀貼著攪拌桶1內壁面向下運動。

如圖1、圖2、圖3、圖8、圖9、圖11、圖12和圖13至圖17所示，攪拌桶1的上端通過支撐架固定安裝有一動力部，動力部的動力輸出端與置于攪拌桶1內的攪拌軸93連接，攪拌軸93上垂直或傾斜地設置有若干攪拌槳；當攪拌槳傾斜設置于攪拌軸93上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸93的回轉方向相反。

如圖1至圖4和圖6所示，在實施時，在攪拌桶1的頂部設置有向外延伸的環形頂面111，攪拌桶1的頂面與進料斗11的頂面平齊，環形頂面111為具有一定厚度且凸出攪拌桶1側壁面的結構，在環形頂面111的兩側對稱設有四個用于固定支撐架的頂面孔112。

如圖1、圖2、圖8和圖9所示，其中的支撐架由兩塊橫向支撐板2和兩塊豎向支撐板3組成，橫向支撐板2為具有一定厚度的長條板狀結構，其主要作用是支撐固定連接于其上的豎向支撐板3和動力部。

在橫向支撐板2上對稱設有兩個用于將其安裝于環形頂面111上的橫撐安裝孔Ⅰ21和兩個用于安裝豎向支撐板3的橫撐安裝孔Ⅱ22。兩個橫向支撐板2對稱設置于環形頂面111上，兩個橫撐安裝孔Ⅰ21的位置分別與位于同側的頂面孔112對應，并由安裝螺釘71和安裝螺母72將兩個橫向支撐板2與環形頂面111固定連接。

豎向支撐板3為具有一定厚度的短條板狀結構，其主要作用是支撐且固定連接置于其上的動力部、攪拌軸93和攪拌槳。在豎向支撐板3上對稱設有兩個用于安裝橫向支撐板2的豎撐安裝孔Ⅰ31和一個用于固連安裝殼6的豎撐安裝孔Ⅱ32。

如圖11至圖18所示，在本實用新型的一個實施例中，攪拌槳包括通過上層連接翼板941固定安裝在攪拌軸93中上部的上層攪拌槳葉81和通過下層連接翼板942固定安裝在攪拌軸93中下部的下層攪拌槳葉82；每片上層攪拌槳葉81和每片下層攪拌槳葉82均交錯設置(如圖13至圖18所示)，且上層攪拌槳葉81和下層攪拌槳葉82均等間距地分布在攪拌軸93的圓周面上。

更進一步地說，在攪拌軸93的中上部和中下部分別設有三個互成120°角的上層連接翼板941和三個互成120°角的下層連接翼板942，且上層連接翼板941與下層連接翼板942交錯布置。

在每個上層連接翼板941和下層連接翼板942上，均對稱設有兩個槳葉安裝孔83；上層連接翼板941與下層連接翼板942的間距宜為10cm～70cm；攪拌桶1的內部空間和漿液攪拌效果綜合確定；上層連接翼板941和下層連接翼板942可垂(豎)直或傾斜安裝在攪拌軸93上，當上層連接翼板941和下層連接翼板942以傾斜方式固定連接時，上層連接翼板941和下層連接翼板942的傾斜方向宜與攪拌軸93的回轉方向相反(即上層連接翼板941和下層連接翼板942的頂面法線方向與攪拌軸93的回轉方向一致)，上層連接翼板941和下層連接翼板942的傾斜角度宜為10°～60°。

上層攪拌槳葉81和下層攪拌槳葉82的主要作用是作為攪拌制漿的最終執行元件；如圖10、圖11、圖12和圖15所示，在上層攪拌槳葉81和下層攪拌槳葉82上，也對稱設有兩個槳葉安裝孔83；如圖13和圖16所示，三個上層攪拌槳葉81和三個下層攪拌槳葉82分別由槳葉安裝螺釘84和槳葉安裝螺母85固定安裝在對應的上層連接翼板941和下層連接翼板942上。

此處需要說明的是：上層連接翼板941、下層連接翼板942、上層攪拌槳葉81和下層攪拌槳葉82的結構，不限于本實用新型附圖示出來的結構，其也可根據攪拌制漿時的實際情況，靈活選擇其它適宜的結構。

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，攪拌桶1的外側桶壁上至少設置有兩個便于搬運的把手15。當攪拌機的整體重量較小時，把手15可以設置成兩個，把手15采用對稱的方式安裝在攪拌桶1的桶壁上；當攪拌機的重量較大時，把手15可以設置為多個，此時把手15可以采用等間距的方式安裝在攪拌桶1的桶壁上。

為操作方便，把手15的設置位置應避開進水管12和進料斗11所在的位置；把手15的高度以適宜成年人身高且便于搬遷轉移等操作為基礎進行設置。

出漿管13設置在靠近攪拌桶1底部的位置，在出漿管13上設有用于控制出漿液流量大小的截止閥14；出漿管13的一端與輸漿管路相連，另一端與攪拌桶1的內腔底部相通。

如圖1、圖4和圖5所示，在實施時，本方案優選攪拌桶1底面的下表面上均布有至少三個萬向輪164。當需要搬遷/轉移攪拌機時，可以將萬向輪164置于解鎖狀態，此時只需推動把手即可輕松實現搬遷/轉移，待搬遷到位后，若場地路面較為平整，則只需鎖定萬向輪164即可。

如圖1、圖4、圖5和圖6所示，在攪拌桶1的底部設置有向外延伸、具有一定厚度的環形凸緣16，環形凸緣16上等間距地開設有至少三個螺紋孔161(優選等間距地設置有四個螺紋孔161)，螺紋孔161內安裝有用于支撐攪拌桶1的螺柱162。

螺柱162從下至上分別插入螺紋孔161中，并在螺紋孔161中的頂面分別將調節螺母163旋入螺柱162中至適當位置(當調節螺母163置于環形凸緣16的頂面上時，對應的螺柱162的底面應高于地面，以至于不影響萬向輪164的正常工作)。若攪拌機位于的場地路面不平整，則需根據現場的實際情況靈活調節螺柱162的位置即可使攪拌桶1放置平穩。

在本實用新型的一個實施例中，動力部包括連接在一起的電機4和減速器5，減速器5的輸出端通過聯軸器總成與攪拌軸93連接。其中的伺服電機4和減速器5也可以采用目前市面上的將兩者集成在一起做成的動力裝置。

如圖11至圖17所示，注漿用攪拌機還包括固定安裝于支撐架上的安裝殼6，聯軸器總成包括上部聯軸器911、下部聯軸器912和軸承92，其中上部聯軸器911和軸承92位于安裝殼6內，減速器5固定安裝于安裝殼6的頂部。

其中，安裝殼6的主要作用是支撐置于其上部的電機4和減速器5，以及保護置于其內腔的上部聯軸器911和軸承92不被外界環境和加入的水泥粉末污染；安裝殼6為具有內部空腔的“草帽”狀結構，在安裝殼6上對稱設有兩個用于與豎撐安裝孔Ⅱ32固連的殼體安裝孔61。

如圖19所示，本申請提供的另一個技術方案混合動力攪拌系統包括供電模塊、供水模塊和注漿用攪拌機，供電模塊包括與動力部連接的配電箱03及分別與配電箱03電連接的市政用電、柴油/汽油發電機04、太陽能發電裝置05和風力發電裝置06；供水模塊包括水箱02和導通水箱02和進水管的水泵01，水泵01與配電箱03電連接。

下面結合附圖對本申請的混合動力攪拌系統配制普通水泥漿液為例的實現過程進行詳細說明：

注漿施工過程中使用本攪拌系統進行攪拌制漿時，首先將本攪拌系統搬遷運移到施工場地的適當位置處，再將所需的水泵01、水箱02或水池配電箱03、柴油/汽油發電機04、太陽能發電裝置05、風力發電裝置06以及包括攪拌桶1在內的攪拌機連接起來。

其次，確定配制漿液所需的材料和比例(即確定漿液配方)；以所配制漿液為水泥漿為例，依據注漿施工現場的實際情況確定水泥漿液的水灰比(W/C)，而后計算得出制漿所需的用水量和用灰量，以攪拌桶1內部空腔的容積為基準，計算確定單次攪拌制漿所需的用水量和用灰量。

再次，根據注漿現場的實際情況和天氣條件等，從市政用電、柴油/汽油發電機04、太陽能發電裝置05和風力發電裝置06這四種供電方式中選擇適宜的供電方式，通過操控配電箱03對供電方式進行切換。

向水箱02或水池中蓄足單次攪拌制漿所需的水，啟動水泵01，將水箱02或水池中的水由進水管12泵送至攪拌桶1內，在加水過程中，從進料斗11向攪拌桶1內逐量加入單次攪拌制漿所需的灰(水泥粉末)；在此過程中，由于加入的水的旋流作用，可對攪拌桶1的內壁面進行沖刷，有助于將加灰過程中粘附在攪拌桶1內壁面上的灰沖刷掉，同時也有助于灰的充分溶解，在一定程度上，有助于提高水泥漿液的攪拌效率和攪拌質量。

啟動電機4，由電機4輸出軸提供的動力經過減速器5變速后，再經上部聯軸器911、軸承92、下部聯軸器912傳輸至攪拌軸93；隨著攪拌軸93的轉動，將帶動上層連接翼板941、下層連接翼板942、上層攪拌槳葉、下層攪拌槳葉同步轉動，即可實現對攪拌桶1內的水和灰的攪拌制漿作業。

待攪拌一定時間至漿液混合均勻后，關閉電機4，打開截止閥14，使攪拌桶1內制好的漿液由出漿管13排出至儲漿罐(池)中，供注漿泵抽吸注漿使用；需要指出的是，在儲漿罐(池)中最好再配制至少一個低速回轉的攪拌槳葉，以防儲漿罐(池)中的水泥漿凝結。如此循環往復，直至完成注漿所需全部水泥漿液的攪拌配制。

漿液攪拌配制完成后，應及時對攪拌機及管路進行清洗，以防粘附在上面的水泥漿凝結硬化后造成結塊、堵塞管路等不良影響。清洗時，可向水箱02或水池中蓄一定量的清水，啟動水泵01，將水箱02或水池中的清水由進水管12泵送至攪拌桶1內，在水流的旋流作用下，可對粘附在攪拌桶1內的水泥漿液進行沖洗；沖洗之后的廢液，可由出漿管排出至廢液存儲罐(池)中，最后再對廢液進行集中處理，以滿足注漿施工過程中的環保要求。

下面結合附圖對本實用新型的混合動力攪拌系統配制SJP水泥漿液為例的實現過程進行詳細說明：

以所配制漿液為SJP水泥漿液為例，首先依據注漿施工現場的實際情況確定SJP水泥漿液的水灰比(W/C)和外加助劑的用量，以攪拌桶1內部空腔的容積為基準，計算確定單次攪拌制漿所需的用水量、用灰量和外加助劑量。

與配制普通水泥漿液不同之處在于SJP水泥漿液較普通水泥漿液多添加了外加助劑。考慮到外加助劑的添加方式為溶液注入式，即將外加助劑先溶于水制成溶液后再混入普通水泥漿液中，因而可事先將單次攪拌制漿所需的外加助劑直接加入水箱02或水池的清水中制成溶液，再由水泵01泵送至攪拌桶1內進行攪拌制漿；其余步驟與普通水泥漿液的攪拌制備過程相同，因而不再贅述。

此外，還可進一步優化的是：由于SJP水泥漿液為粘度時變性漿液(即其粘度會隨著時間的變化而變化)，該漿液的可泵期和凝結時間可控，且具有粘度突變的特性。具體表現為：漿液初始粘度在較長時間段基本不變，之后粘度緩慢上升，接近漿液可泵期終點時，粘度突然快速上升，漿液很快失去流動性；因而需要攪拌機能夠在SJP水泥漿液粘度突變(變稠)后仍然能夠提供較好的漿液攪拌效果，而不致由于漿液粘度突變后使得攪拌槳被卡住，這就要求配置使用的電機和減速器最好具備自動調節輸出轉速/扭矩的功能，能夠隨著SJP水泥漿液的粘度變化相應調整其輸出的轉速/扭矩，以期最大程度地達到節能且滿足攪拌制漿需求的效果。

綜上所述，使用本實用新型進行攪拌制漿作業，具有環保、低耗、制漿效率高且制得漿液的質量好、靈活性和適應性強，以及注漿作業綜合成本低等一系列顯著優勢。