CN117160567B - 一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及骨料制备技术领域，特别涉及一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备及方法。该设备包括壳体、翻板、中心转子、驱动电机、油缸、输入机构、多级振动筛，翻板设有若干组且绕壳体内壁圆周排列分布，翻板上部与壳体内壁间转动连接，翻板设有若干第一研磨板，所述第一研磨板一侧边与翻板转动连接，第一研磨板后侧设有弹簧，中心转子表面设有若干第二研磨板，油缸驱动翻板朝内转动至翻板下端接近中心转子的研磨状态，或朝外转动至翻板下端靠近壳体内壁的落料状态，多级振动筛并承接下料物料。本设备可做到对骨料表面的水泥砂浆进行清除的同时保留骨料本体的完整性，实现高品质再生骨料制备。

Description

一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备及方法

技术领域

本发明涉及骨料制备技术领域，特别涉及一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备及方法。

背景技术

城镇化建设及旧城拆迁改造产生了大量的建筑垃圾，建筑垃圾直接填埋影响生态环境且造成资源浪费。建筑垃圾中，废混凝土占了较大比重，因此对废混凝土二次利用是行业的重点关注问题，利用废混凝土制备高品质再生骨料是其中的一个主要的研究方向。

现有的回收方式主要通过破碎机进行若干次高强度破碎，而后再通过筛分方式选择出规格合适的颗粒，从而获得再生骨料。通过上述方式制备的再生骨料，其表面硬化水泥砂浆残留量较多，残留量直接影响再生骨料的品质，产出的再生骨料品质不高，仅能作为中低强度等级的建筑中使用。另外，由于进行多次高强度破碎，再生骨料以小粒径的碎料比例居多，难以获得较大粒径的再生骨料。高强度破碎过程中，骨料相互击打，骨料破碎后颗粒棱角多且存在大量微裂纹，导致再生骨料的孔隙率大、吸水率大、压碎指标高，对于再生骨料的品质亦存在较大不利影响。

因此，如何制备高品质再生骨料成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种可制备多种粒径比例的再生骨料的建筑垃圾高品质再生骨料制备设备及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，包括：

壳体，上部设有进料口、下部设有出料口；

翻板，设有若干组，且绕壳体内壁圆周排列分布，翻板上部与壳体内壁间转动连接，翻板朝向壳体内部的前侧面排列设有若干第一研磨板，所述第一研磨板一侧边与翻板转动连接，第一研磨板后侧设有弹簧，所述弹簧两端分别抵住翻板与第一研磨板；

中心转子，设于壳体内，中心转子表面设有若干第二研磨板；

驱动电机，与中心转子传动连接并带动中心转子自转；

油缸，设有若干组，且一油缸对应一翻板，所述油缸设于壳体外且其缸杆穿入壳体内并与一翻板连接，油缸驱动翻板朝内转动至翻板下端接近中心转子的研磨状态，或朝外转动至翻板下端靠近壳体内壁的落料状态；

输入机构，用于运送物料至壳体的进料口送入；

多级振动筛，设于壳体的出料口下方并承接下料物料。

进一步的，所述第一研磨板相对翻板倾斜设置，使各第一研磨板的表面呈朝向中心转子转动方向的逆方向设置。

进一步的，中心转子呈下宽上窄的锥形结构，中心转子外壁形成有若干第一安装面，所述第一安装面呈倾斜朝向中心转子转动方向设置，且各第一安装面绕中心转子轴心旋转阵列布置，所述第二研磨板安装于第一安装面上。

进一步的，中心转子外壁还形成有若干第二安装面，所述第二安装面处于第一安装面在相对中心转子转动方向的后侧位置，第二安装面上设有第三研磨板，所述第三研磨板外表面呈弧形结构。

进一步的，所述第一研磨板、第二研磨板、第三研磨板外表面设有金刚砂层，所述第一研磨板与翻板间可拆卸连接，所述第二研磨板与第一安装面间可拆卸连接，所述第三研磨板与第二安装面间可拆卸连接。

进一步的，所述翻板两侧边的下部位置设有让位切角部，让位切角部使翻板呈下窄上宽结构，翻板处于研磨状态下，一翻板与相邻的两组翻板在让位切角部处呈靠近状态。

进一步的，所述壳体外部设有环绕壳体设置的支撑盘，所述壳体上开设有若干让位口，一让位口对应一翻板后侧位置，所述油缸的缸体一端铰接安装于支撑盘上，缸杆穿过让位口并与翻板转动连接。

进一步的，还包括油路控制器，所述油路控制器设有若干独立控制的油路模组，一油路模组对应连接一油缸的油路，通过油路控制器独立控制各油缸的动作。

一种建筑垃圾高品质再生骨料制备方法，基于上述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，包括如下步骤：

杂物筛除，除去废弃建筑垃圾中的杂物，得到废弃建筑物料，废弃建筑材料中废弃混凝土块比例大于80%；

物料破碎，将废弃建筑物料进行破碎成颗粒状的物料，破碎粒径根据输入物料特性进行设定，使得破碎后的大于70%比例的颗粒状物料内的骨料保留有完整骨料形态；

物料输入，输入机构运送物料由壳体的进料口送入至该设备单次处理量后暂停，输入机构采用间歇式运行方式；

物料处理，物料输入过程中，设备处于研磨状态，即各油缸处于伸出状态，使各翻板转动至翻板下端接近中心转子的位置，壳体内在翻板与中心转子间具有一呈上宽下窄的工作空间；

驱动电机带动中心转子自转，中心转子推动物料在工作空间内绕中心转子移动，物料在移动过程，逐渐形成物料的粒径由大至小的在工作空间内从上至下分布状态；

物料在移动过程中，被第一研磨板与第二研磨板挤压，该挤压力使水泥砂浆从骨料本体崩裂并分离，粒径变小的水泥砂浆向下掉落并被再次被下方的第一研磨板与第二研磨板挤压并再次崩裂，最终水泥砂浆被挤压碎裂成小粒径后从壳体的出料口落出；

由于骨料本体硬度较高，在第一研磨板与第二研磨板的挤压过程，第一研磨板受到骨料本体反作用力推动而克服弹簧力摆动，使骨料本体可移动通过，骨料本体在移动过程中不会被发生整体崩裂；

第一研磨板在弹簧力的作用下保持对骨料本体的挤压，骨料本体在移动过程中被第一研磨板与第二研磨板摩擦，使得骨料本体上残留的水泥砂浆覆层研磨脱落，同时骨料本体的尖锐棱角在研磨中也被除去实现骨料整形；

骨料输出，设备转换至落料状态，即各油缸收缩，使各翻板转动至翻板下端靠近壳体内壁位置，壳体内在翻板与中心转子间形成落料空间，骨料从出料口落下；而后设备再次转换至研磨状态回到物料输入步骤进行下一批物料的处理；

骨料筛分，骨料落于多级振动筛按照骨料粒径进行筛分，得到不同粒径的高品质再生骨料。

进一步的，物料处理的过程中，油缸进行设定幅度前后伸缩往复动作，使翻板进行设定幅度的前后摆动，该设定幅度限制于翻板下端与中心转子形成的最大间隙不会导致大量物料掉落，翻板摆动过程中对工作空间内的物料进行朝内推动及挤压，加速水泥砂浆从骨料本体崩裂，并且提物料在工作空间的活动幅度，提高研磨效果。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备及方法，具有如下优点：

1、研磨状态下，翻板与中心转子间呈上宽下窄的工作空间结构，第一研磨板与第二研磨板的间距由上至下逐渐减小，因此不同粒径的物料会在移动过程中自然卡嵌于对应高度位置，即形成由上至下粒径由大至小的分布状态，基于该种分布状态，不同粒径的物料都处于第一研磨板和第二研磨板的夹持状态且受到的夹持力相当，提高了骨料表面砂浆的研磨除去效果。

2、第一研磨板与翻板之间设置弹簧，物料在被第一研磨板与第二研磨板夹持中，基于水泥砂浆与骨料本体不同的硬度的材质特性，成块的水泥砂浆与骨料分体崩裂分离，硬度较低成块的水泥砂浆会被挤压碎裂，硬度较高的骨料本体则会使第一研磨板朝后转动让位，使骨料本体可通过，并不会被发生整体崩裂，在通过过程中第一研磨板与第二研磨板持续施力对骨料本体表面摩擦，可清除其表面附着的残留水泥砂浆。可做到对骨料表面的水泥砂浆进行清除的同时保留骨料本体的完整性。

3、各翻板通过油缸带动转动，实现在研磨状态和落料状态切换，不同粒径的骨料均可落料送出，再通过多级振动筛进行筛分，获得不同粒径的高品质再生骨料。

4、油路控制器独立控制每各油缸的动作，具备实现在工作过程中翻板动作的调整，具备设置定制化加工程序的能力，通过程序设定可调试出更适合的加工模式，提高输出的再生骨料品质，进而提高设备的适应性。

附图说明

图1为本发明一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备立体结构示意图。

图2为本发明一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备剖视示意图。

图3为本发明壳体内部布局结构示意图。

图4为本发明设备处于研磨状态的剖视示意图。

图5为本发明设备处于研磨状态的内部俯视示意图。

图6为本发明设备处于落料状态的剖视示意图。

图7为本发明设备处于落料状态的内部俯视示意图。

图8为本发明翻板结构示意图。

图9为本发明中心转子结构示意图。

图中标识对应如下：1-壳体、11-进料口、12-出料口、13-支撑盘、14-让位口、2-翻板、21-第一研磨板、22-弹簧、23-让位切角部、3-中心转子、31-第二研磨板、32-第一安装面、33-第二安装面、34-第三研磨板、4-驱动电机、5-油缸、6-多级振动筛。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1至图9所示，一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，包括：

壳体1，上部设有进料口11、下部设有出料口12。

翻板2，设有若干组，且绕壳体1内壁圆周排列分布，翻板2上部与壳体1内壁间转动连接，翻板2朝向壳体1内部的前侧面排列设有若干第一研磨板21，第一研磨板21一侧边与翻板2转动连接，第一研磨板21后侧设有弹簧22，弹簧22两端分别抵住翻板2与第一研磨板21；第一研磨板21相对翻板2倾斜设置，使各第一研磨板21的表面呈朝向中心转子3转动方向的逆方向设置。

中心转子3，设于壳体1内，中心转子3表面设有若干第二研磨板31；中心转子3呈下宽上窄的锥形结构，中心转子3外壁形成有若干第一安装面32，第一安装面32呈倾斜朝向中心转子3转动方向设置，且各第一安装面32绕中心转子3轴心旋转阵列布置，第二研磨板31安装于第一安装面32上。中心转子3外壁还形成有若干第二安装面33，第二安装面33处于第一安装面32在相对中心转子3转动方向的后侧位置，第二安装面33上设有第三研磨板34，第三研磨板34外表面呈弧形结构。

第一研磨板21、第二研磨板31、第三研磨板34外表面设有金刚砂层，第一研磨板21与翻板2间可拆卸连接，第二研磨板31与第一安装面32间可拆卸连接，第三研磨板34与第二安装面33间可拆卸连接。第一研磨板21、第二研磨板31、第三研磨板34采用可拆卸连接，其作为磨损件易于更换，设备易于维护。

驱动电机4，与中心转子3传动连接并带动中心转子3自转。

油缸5，设有若干组，且一油缸5对应一翻板2，油缸5设于壳体1外且其缸杆穿入壳体1内并与一翻板2连接，油缸驱5动翻板2朝内转动至翻板2下端接近中心转子3的研磨状态，或朝外转动至翻板2下端靠近壳体1内壁的落料状态；翻板2两侧边的下部位置设有让位切角部23，让位切角部23使翻板2呈下窄上宽结构，翻板2处于研磨状态下，一翻板2与相邻的两组翻板2在让位切角部23处呈靠近状态。壳体1外部设有环绕壳体1设置的支撑盘13，壳体1上开设有若干让位口14，一让位口14对应一翻板2后侧位置，油缸5的缸体一端铰接安装于支撑盘13上，缸杆穿过让位口14并与翻板2转动连接。

油路控制器，所述油路控制器设有若干独立控制的油路模组，一油路模组对应连接一油缸的油路，通过油路控制器独立控制各油缸的动作。

输入机构，用于运送物料至壳体的进料口送入。

多级振动筛6，设于壳体1的出料口12下方并承接下料物料。

以下通过一种建筑垃圾高品质再生骨料制备方法对上述设备进行进一步原理说明。

包括如下步骤：

杂物筛除，除去废弃建筑垃圾中的杂物，得到废弃建筑物料；建筑垃圾中包含如木料、铁料及其他杂物，这些杂物需要通过前道工序进行出去，留下的废弃建筑物料主要为废弃混凝土块，废弃混凝土块在全部废弃建筑材料中占比的比例大于80%，本设备更适用于水泥道路翻修中对废弃物料的处理。

物料破碎，将废弃建筑物料通过破碎机进行破碎成颗粒状的物料；根据预先检测该批待处理物料中所含骨料的规格设定破碎程度，使得破碎后的绝大部分的颗粒状物料内能保留完整骨料形态，保留有完整骨料形态的颗粒状物料需控制占比大于70%，采用抽样监测，若比例不足，则控制调整破碎机参数以增大破碎后颗粒状物料的平均粒径。

物料输入，输入机构运送物料由壳体1的进料口11送入至该设备单次处理量后暂停，输入机构采用间歇式运行方式。

物料处理：

物料输入过程中，设备处于研磨状态，即各油缸5处于伸出状态，使各翻板转动至翻板2下端接近中心转子3的位置，壳体1内在翻板2与中心转子3间具有一呈上宽下窄的工作空间；（参考图4图5所示）。

驱动电机4带动中心转子3自转，中心转子3上倾斜布置的第二研磨板31具有推料作用，中心转子3推动物料在工作空间内绕中心转子3移动，物料在移动过程，逐渐形成物料的粒径由大至小的在工作空间内从上至下分布状态；

由于第一研磨板21的表面呈朝向中心转子3转动方向的逆方向，第二研磨板31的表面呈朝向中心转子3转动方向，因此在转动过程中，第一研磨板21与第二研磨板31会间歇式的相互靠近形成对物料的挤压，物料在移动过程中，被第一研磨板21与第二研磨板31挤压，水泥砂浆的硬度较小，因此该挤压力使水泥砂浆从骨料本体崩裂并分离，粒径变小的水泥砂浆向下掉落并被再次被下方的第一研磨板21与第二研磨板31挤压并再次崩裂，最终水泥砂浆被挤压碎裂成小粒径后从壳体的出料口落出。

由于骨料本体硬度较高，在第一研磨板21与第二研磨板31的挤压过程，第一研磨板21受到骨料本体反作用力的推动而克服弹簧力摆动，扩大了通过路径，使骨料本体可移动通过，骨料本体在移动过程中不会因为过大的挤压力而发生整体崩裂。

第一研磨板21在弹簧力的作用下保持对骨料本体的挤压，骨料本体在移动过程中被第一研磨板21与第二研磨板31摩擦，使得骨料本体上残留的水泥砂浆覆层研磨脱落，同时骨料本体的尖锐棱角在研磨中也被除去实现骨料整形；第三研磨板34处于第二研磨板31在中心转子3转动方向的后侧，其位置处于两组第一安装面32之间，第三研磨板31起到保护中心转子3的作用。

骨料输出，设备转换至落料状态，即各油缸5收缩，使各翻板2转动至翻板2下端靠近壳体内壁位置，壳体1内在翻板2与中心转子3间形成落料空间，骨料从出料口12落下；（参考图6图7所示）而后设备再次转换至研磨状态回到物料输入步骤进行下一批物料的处理。

骨料筛分，骨料落于多级振动筛6按照骨料粒径进行筛分，得到不同粒径的高品质再生骨料。

在一种实施例中，物料处理的过程中，翻板2为活动状态，具体为油缸进行设定的较小幅度前后伸缩往复动作，使翻板2进行设定的较小幅度的前后摆动，该设定幅度限制于翻板下端与中心转子3形成的最大间隙不会导致大量物料掉落，翻板摆动过程中对工作空间内的物料进行朝内推动及挤压，加速水泥砂浆从骨料本体崩裂，并且提物料在工作空间的活动幅度，提高研磨效果。

上述仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，其特征在于，包括：

壳体，上部设有进料口、下部设有出料口；

翻板，设有若干组，且绕壳体内壁圆周排列分布，翻板上部与壳体内壁间转动连接，翻板朝向壳体内部的前侧面排列设有若干第一研磨板，所述第一研磨板一侧边与翻板转动连接，第一研磨板后侧设有弹簧，所述弹簧两端分别抵住翻板与第一研磨板；

中心转子，设于壳体内，中心转子表面设有若干第二研磨板；

驱动电机，与中心转子传动连接并带动中心转子自转；

油缸，设有若干组，且一油缸对应一翻板，所述油缸设于壳体外且其缸杆穿入壳体内并与一翻板连接，油缸驱动翻板朝内转动至翻板下端接近中心转子的研磨状态，或朝外转动至翻板下端靠近壳体内壁的落料状态；

输入机构，用于运送物料至壳体的进料口送入；

多级振动筛，设于壳体的出料口下方并承接下料物料；

中心转子呈下宽上窄的锥形结构，中心转子外壁形成有若干第一安装面，所述第一安装面呈倾斜朝向中心转子转动方向设置，且各第一安装面绕中心转子轴心旋转阵列布置，所述第二研磨板安装于第一安装面上，中心转子外壁还形成有若干第二安装面，所述第二安装面处于第一安装面在相对中心转子转动方向的后侧位置，第二安装面上设有第三研磨板，所述第三研磨板外表面呈弧形结构。

2.根据权利要求1所述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，其特征在于：所述第一研磨板相对翻板倾斜设置，使各第一研磨板的表面呈朝向中心转子转动方向的逆方向设置。

3.根据权利要求1所述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，其特征在于：所述第一研磨板、第二研磨板、第三研磨板外表面设有金刚砂层，所述第一研磨板与翻板间可拆卸连接，所述第二研磨板与第一安装面间可拆卸连接，所述第三研磨板与第二安装面间可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，其特征在于：所述翻板两侧边的下部位置设有让位切角部，让位切角部使翻板呈下窄上宽结构，翻板处于研磨状态下，一翻板与相邻的两组翻板在让位切角部处呈靠近状态。

5.根据权利要求1所述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，其特征在于：所述壳体外部设有环绕壳体设置的支撑盘，所述壳体上开设有若干让位口，一让位口对应一翻板后侧位置，所述油缸的缸体一端铰接安装于支撑盘上，缸杆穿过让位口并与翻板转动连接。

6.根据权利要求1所述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，其特征在于：还包括油路控制器，所述油路控制器设有若干独立控制的油路模组，一油路模组对应连接一油缸的油路，通过油路控制器独立控制各油缸的动作。

7.一种建筑垃圾高品质再生骨料制备方法，其特征在于：基于权利要求1-6任意一项所述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备设备，包括如下步骤：

杂物筛除，除去废弃建筑垃圾中的杂物，得到废弃建筑物料，废弃建筑材料中废弃混凝土块比例大于80%；

物料破碎，将废弃建筑物料进行破碎成颗粒状的物料，破碎粒径根据输入物料特性进行设定，使得破碎后的大于70%比例的颗粒状物料内的骨料保留有完整骨料形态；

物料输入，输入机构运送物料由壳体的进料口送入至该设备单次处理量后暂停，输入机构采用间歇式运行方式；

物料处理，物料输入过程中，设备处于研磨状态，即各油缸处于伸出状态，使各翻板转动至翻板下端接近中心转子的位置，壳体内在翻板与中心转子间具有一呈上宽下窄的工作空间；

驱动电机带动中心转子自转，中心转子推动物料在工作空间内绕中心转子移动，物料在移动过程，逐渐形成物料的粒径由大至小的在工作空间内从上至下分布状态；

物料在移动过程中，被第一研磨板与第二研磨板挤压，其产生的挤压力使水泥砂浆从骨料本体崩裂并分离，粒径变小的水泥砂浆向下掉落并被再次被下方的第一研磨板与第二研磨板挤压并再次崩裂，最终水泥砂浆被挤压碎裂成小粒径后从壳体的出料口落出；

由于骨料本体硬度较高，在第一研磨板与第二研磨板的挤压过程，第一研磨板受到骨料本体反作用力推动而克服弹簧力摆动，使骨料本体可移动通过，骨料本体在移动过程中不会被发生整体崩裂；

第一研磨板在弹簧力的作用下保持对骨料本体的挤压，骨料本体在移动过程中被第一研磨板与第二研磨板摩擦，使得骨料本体上残留的水泥砂浆覆层研磨脱落，同时骨料本体的尖锐棱角在研磨中也被除去实现骨料整形；

骨料输出，设备转换至落料状态，即各油缸收缩，使各翻板转动至翻板下端靠近壳体内壁位置，壳体内在翻板与中心转子间形成落料空间，骨料从出料口落下；而后设备再次转换至研磨状态回到物料输入步骤进行下一批物料的处理；

骨料筛分，骨料落于多级振动筛按照骨料粒径进行筛分，得到不同粒径的高品质再生骨料。

8.根据权利要求7所述一种建筑垃圾高品质再生骨料制备方法，其特征在于：物料处理的过程中，油缸进行设定幅度前后伸缩往复动作，使翻板进行设定幅度的前后摆动，该设定幅度限制于翻板下端与中心转子形成的最大间隙不会导致大量物料掉落，翻板摆动过程中对工作空间内的物料进行朝内推动及挤压，加速水泥砂浆从骨料本体崩裂，并且提物料在工作空间的活动幅度，提高研磨效果。