本實用新型涉及注漿作業(yè)領(lǐng)域使用的機具，具體涉及一種用于注漿的仿生攪拌裝置及混合動力仿生攪拌系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

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(jié)能力的漿液，使用壓送設(shè)備(用氣壓、液壓或電化學(xué)原理)將其灌入地層(巖土體)中的裂隙、孔隙或溶穴內(nèi)，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(shù)已廣泛應(yīng)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(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護中的邊坡護坡、溜砂坡防護、水土保持等常用的技術(shù)手段。

攪拌機是制備注漿用漿液的主要機具，其性能的優(yōu)劣，將對所制備漿液的性能和注漿作業(yè)的效率及質(zhì)量產(chǎn)生較大影響；具體表現(xiàn)為：漿液的攪拌時間和攪拌均勻程度對結(jié)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(guī)化石能源日益消耗，隨之而來的高成本、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題日益嚴(yán)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(fēng)能(Wind Energy)，具有清潔、可再生、環(huán)保、分布范圍廣等諸多優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于人們的日常生活和生產(chǎn)中。

仿生學(xué)(Bionics)是通過模仿自然界中包括植物和動物在內(nèi)的生物的特殊本領(lǐng)，利用其結(jié)構(gòu)和功能原理研制機械或其它新技術(shù)的科學(xué)技術(shù)。生物非光滑表面的形態(tài)特征普遍存在于自然界中，仿生非光滑表面技術(shù)(Bionic Non-smooth Surface Technology)是以自然界中生物非光滑形態(tài)結(jié)構(gòu)為原型，解決實際工程問題的一種科學(xué)應(yīng)用技術(shù)。

實施注漿作業(yè)，尤其是在野外實施注漿作業(yè)，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(dǎo)致用電問題比較難以解決，通常的做法是使用柴油/汽油發(fā)電機自主發(fā)電供電，一方面需要消耗大量的柴油/汽油等化石燃料，導(dǎo)致注漿作業(yè)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(tài)和環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實用新型提供了一種減阻、降耗、耐磨和防粘性能好且節(jié)能環(huán)保的用于注漿的仿生攪拌裝置及混合動力仿生攪拌系統(tǒng)。

為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

第一方面，提供一種用于注漿的仿生攪拌裝置，其包括具有進料口和出漿管的攪拌桶，其特征在于，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(nèi)的攪拌軸連接，所述攪拌軸上垂直或傾斜地設(shè)置有若干攪拌槳；當(dāng)攪拌槳傾斜設(shè)置于攪拌軸上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸的回轉(zhuǎn)方向相反；

所述攪拌桶的內(nèi)表面和攪拌槳上均設(shè)置有若干仿生非光滑單元，所述攪拌桶上所有仿生非光滑單元與攪拌桶接觸面表面積為攪拌桶內(nèi)表面表面積的20％～50％；所述攪拌槳上所有仿生非光滑單元與攪拌槳接觸面表面積為攪拌槳的所有表面表面積的20％～60％。

進一步地，所述仿生非光滑單元為棱紋型凸起；當(dāng)棱紋型凸起截面的形狀為矩形時，所述仿生非光滑單元的高度為其寬度的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為半圓形時，仿生非光滑單元的高度為其直徑的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為梯形時，仿生非光滑單元的高度為其底邊寬度的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為三角形時，仿生非光滑單元的高度為其底邊寬度的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為波浪形時，仿生非光滑單元的高度為其直徑的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為V字形時，仿生非光滑單元的高度為其寬度的0.5～1倍；相鄰兩個仿生非光滑單元之間的中心距為仿生非光滑單元寬度或直徑的1～3倍。

進一步地，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(shè)置在攪拌軸上。

進一步地，所述進料口由進水管和進料斗組成；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(nèi)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，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，所述攪拌桶的底部設(shè)置有向外延伸的環(huán)形凸緣，所述環(huán)形凸緣上等間距地開設(shè)有至少三個螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)安裝有用于調(diào)整攪拌桶工作時穩(wěn)定狀態(tài)的螺柱。

進一步地，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(lián)軸器總成與攪拌軸連接。

進一步地，用于注漿的仿生攪拌裝置還包括固定安裝于所述支撐架上的安裝殼，所述聯(lián)軸器總成的上部聯(lián)軸器和軸承位于所述安裝殼內(nèi)，所述減速器固定安裝于所述安裝殼的頂部。

進一步地，所述攪拌桶的外側(cè)桶壁上至少設(shè)置有兩個便于搬運的把手。

第二方面，提供一種混合動力仿生攪拌系統(tǒng)，其包括供電模塊、供水模塊和用于注漿的仿生攪拌裝置，所述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(fā)電機、太陽能發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置；所述供水模塊包括水箱及導(dǎo)通水箱和進料口的水泵，所述水泵與配電箱電連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：

由于攪拌桶的內(nèi)表面和攪拌槳上均設(shè)置有若干仿生非光滑單元，仿生非光滑單元使攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面呈現(xiàn)仿生非光滑形態(tài)，在攪拌制漿過程中，可以使水泥漿液對攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面的不間斷連續(xù)磨蝕變?yōu)殚g斷非連續(xù)磨蝕，降低了水泥漿液中的固相顆粒對攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面的磨蝕強度，從而保證了仿生攪拌裝置具備較好的耐磨性能。

此外，由于仿生非光滑單元的設(shè)置，使得攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面呈現(xiàn)仿生非光滑形態(tài)，這將導(dǎo)致原本連續(xù)光滑的表面變得不連續(xù)且凹凸不平，當(dāng)水泥漿液中的固相顆粒撞擊或刮擦到攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面后，將會產(chǎn)生反彈效果，進而很容易地改變固相顆粒原本的運動軌跡，從而降低了水泥漿液中的固相顆粒對攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面的磨蝕。

由于仿生非光滑單元的設(shè)置，使得攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面呈現(xiàn)仿生非光滑形態(tài)，在攪拌制漿過程中，可以使水泥漿液，尤其是水泥漿液中的液相部分，在由相鄰棱紋間構(gòu)成的凹槽內(nèi)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)的渦流，進而引起四種效應(yīng)：

(1)渦墊效應(yīng)，凹槽內(nèi)部反轉(zhuǎn)的渦流造成了凹槽內(nèi)水泥漿液與凹槽外水泥漿液的“液-液”接觸，從而形成“渦墊效應(yīng)”。

(2)推進效應(yīng)，處于凹槽內(nèi)部反轉(zhuǎn)的渦流與在攪拌槳攪拌作用下流動起來的水泥漿液之間的接觸表面上的摩阻力形成了附加動力，這對于凹槽外部流動起來的水泥漿液而言產(chǎn)生了“推進效應(yīng)”。

(3)液力軸承效應(yīng)，若干凹槽內(nèi)反轉(zhuǎn)的渦流，宛如若干安裝在攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面上的“軸承”一般，能夠有效降低水泥漿液在攪拌槳攪拌作用下流動時與攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面之間的摩阻力損耗。

(4)驅(qū)離效應(yīng)，由于若干凹槽內(nèi)反轉(zhuǎn)的渦流，還可改變水泥漿液中固相顆粒的運動狀態(tài)，有利于驅(qū)離欲與攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面接觸的固相顆粒，進而有助于提升攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面的耐磨性能。

基于反轉(zhuǎn)渦流的存在，由于阻力降低從而降低了攪拌制漿過程中的能耗，同時也可起到對水泥漿液的防粘及脫附效果。

仿生非光滑單元的占比能夠影響攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面的仿生非光滑形態(tài)，進而影響了漿液在凹槽內(nèi)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)渦流的個數(shù)和旋轉(zhuǎn)的形態(tài)，從而也就影響了上述的效果。

仿生非光滑單元寬(或直徑)高及相鄰兩個仿生非光滑單元的中心距的設(shè)置，能夠?qū)Ψ崔D(zhuǎn)渦流的尺寸范圍和渦流形態(tài)(強度)得到大幅度提高，進而改善了仿生攪拌裝置的減阻、降耗、耐磨、防粘和脫附等性能。

仿生非光滑單元尺寸的獨特設(shè)置，一方面考慮到攪拌桶內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面的尺寸，另一方面也考慮到仿生非光滑單元加工的難易程度及最大程度地發(fā)揮仿生非光滑表面的減阻、降耗、耐磨、防粘和脫附等效果。

本方案將攪拌槳設(shè)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(yīng)效率和質(zhì)量，降低注漿作業(yè)的綜合成本。

攪拌桶外壁上把手的設(shè)置及攪拌桶底部萬向輪的設(shè)置，可以方便攪拌裝置快速省力地搬遷；攪拌桶的環(huán)形凸緣上設(shè)置的螺柱可以便于攪拌裝置在不平整場地進行局部高度的調(diào)節(jié)，從而保證了攪拌裝置在不平整場地攪漿作業(yè)時的穩(wěn)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(fù)雜施工條件的適應(yīng)性強；另外，大部分零部件都能夠?qū)崿F(xiàn)獨立加工或采購，同時也便于對攪拌裝置的保養(yǎng)、維修和零部件的更換。

由于本實用新型的攪拌桶內(nèi)底面設(shè)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(jié)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(jié)能。

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(nèi)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(nèi)壁面向下運動形成旋流，當(dāng)注漿作業(yè)結(jié)束需要清洗攪拌裝置時，完全可以采用大泵量加水的方式對攪拌桶內(nèi)壁面及處于攪拌桶內(nèi)的其它零部件進行清洗，此方法較常規(guī)的清洗方法效率更高，省時省電，且有效降低了作業(yè)人員的勞動強度和注漿作業(yè)的綜合成本。

本實用新型的混合動力仿生攪拌系統(tǒng)采用混合動力主要具有如下優(yōu)點：

當(dāng)在野外進行注漿作業(yè)無法接入市政用電時，較傳統(tǒng)的僅由柴油/汽油發(fā)電機提供動力的攪拌裝置而言，攪拌裝置采用混合動力，增加了攪拌裝置的動力來源途徑，可以減少注漿作業(yè)時對柴油/汽油的依賴，從而增強了注漿作業(yè)過程中由于某些突發(fā)事件(柴油/汽油用完或發(fā)電機故障等)導(dǎo)致的注漿作業(yè)中斷造成的損失，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(yè)的綜合成本，減少環(huán)境污染和生態(tài)破壞，還能起到節(jié)能減排的作用。

攪拌系統(tǒng)采用混合動力，當(dāng)注漿施工現(xiàn)場無法接入市政用電，且柴油/汽油發(fā)電機也出現(xiàn)故障無法正常工作時，為使攪漿作業(yè)不會被突然中斷，可由太陽能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的途徑供電，從而保障在緊急情況下的注漿作業(yè)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(fā)電和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能，也可直接作為攪漿作業(yè)時的電能來源，從而分擔(dān)了對市政用電和柴油/汽油發(fā)電機產(chǎn)生電能的消耗，使得攪漿作業(yè)時的電能來源多樣化，且更加地環(huán)保、靈活方便。

附圖說明

圖1為用于注漿的仿生攪拌裝置一個實施例的立體圖。

圖2為用于注漿的仿生攪拌裝置的俯視圖。

圖3為用于注漿的仿生攪拌裝置下半段的剖開后的俯視圖。

圖4為用于注漿的仿生攪拌裝置去除支撐架和動力部后一個視角的立體圖。

圖5為用于注漿的仿生攪拌裝置去除支撐架和動力部后另一個視角的立體圖。

圖6為用于注漿的仿生攪拌裝置的攪拌桶的俯視圖。

圖7為攪拌桶內(nèi)部斜面剖開后的俯視圖。

圖8為用于注漿的仿生攪拌裝置的攪拌桶的剖視圖。

圖9為支撐架的橫向支撐板的立體圖。

圖10為支撐架的豎向支撐板的立體圖。

圖11為上層攪拌槳葉/下層攪拌槳葉的軸測圖。

圖12為上層攪拌槳葉/下層攪拌槳葉的左視圖。

圖13為上層攪拌槳葉/下層攪拌槳葉的側(cè)視圖。

圖14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與攪拌軸垂直)和安裝殼組裝在一起后的立體圖。

圖15為圖14的剖視圖。

圖16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后的立體圖。

圖17為圖16的俯視圖。

圖18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設(shè)置在攪拌軸上)和安裝殼組裝在一起后的立體圖。

圖19圖18的仰視圖。

圖20為動力部、攪拌軸、上層連接翼板、下層連接翼板、攪拌槳(攪拌槳傾斜設(shè)置在攪拌軸上)和安裝殼組裝在一起后的立體圖。

圖21為圖20的俯視圖。

圖22為混合動力仿生攪拌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、攪拌桶；11、進料斗；111、環(huán)形頂面；112、頂面孔；12、進水管；13、出漿管；14、截止閥；15、把手；16、環(huán)形凸緣；161、螺紋孔；162、螺柱；163、調(diào)節(jié)螺母；164、萬向輪；17、斜面；18、仿生非光滑單元；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(lián)軸器；912、下部聯(lián)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、柴油/汽油發(fā)電機；05、太陽能發(fā)電裝置；06、風(fēng)力發(fā)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(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實用新型，但應(yīng)該清楚，本實用新型不限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構(gòu)思的實用新型創(chuàng)造均在保護之列。

如圖1至圖6所示，該用于注漿的仿生攪拌裝置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(nèi)的漿液有流向出漿管13的趨勢，有利于攪拌制漿結(jié)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(nèi)加水、灰(水泥粉末)或其它材料，在實施時，本方案優(yōu)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為呈向攪拌桶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(nèi)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(shè)置成斜面，其大體作用與攪拌桶1的底面斜面17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(nèi)部具有空腔的圓筒狀結(jié)構(gòu)，攪拌桶1的主要作用是提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(nèi)的液面高度應(yīng)低于進料斗11與攪拌桶1內(nèi)部空間相通的一側(cè)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(nèi)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1內(nèi)壁面向下運動。

如圖11至圖20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(nèi)的攪拌軸93連接，攪拌軸93上垂直或傾斜地設(shè)置有若干攪拌槳；當(dāng)攪拌槳傾斜設(shè)置于攪拌軸93上時，攪拌槳的傾斜方向與攪拌軸93的回轉(zhuǎn)方向相反。

如圖4、圖6、圖7、圖8、圖11至圖13及圖16、圖17、圖20和圖21所示，攪拌桶1的內(nèi)表面和攪拌槳上均設(shè)置有若干仿生非光滑單元18，攪拌桶1上所有仿生非光滑單元18與攪拌桶1接觸面表面積為攪拌桶1的內(nèi)表面表面積的20％～50％；攪拌槳上所有仿生非光滑單元18與攪拌槳接觸面表面積為攪拌槳的所有表面表面積的20％～60％。

在實施時，本方案的仿生非光滑單元18可以是先獨立加工出來后，通過焊接等方式固定在攪拌桶1的內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面上；仿生非光滑單元18也可以是在攪拌桶1的內(nèi)壁表面和攪拌槳外表面通過機械加工、激光加工或化學(xué)刻蝕等手段除去一部分形成凹槽，之后由相鄰凹槽之間形成的棱紋構(gòu)成仿生非光滑單元18；仿生非光滑單元18還可以是通過3D打印、粉末冶金等一體成型。

再次參考圖1至圖4、圖6、圖7、圖8、圖11至圖13及圖16、圖17、圖20和圖21，仿生非光滑單元18為棱紋型凸起，仿生非光滑單元18的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有寬度或直徑a、中心距b和高度(也可以叫仿生非光滑單元18的深度)c，棱紋的排布方式一般為均勻布設(shè)，也可采用放射狀、同心圓狀或其它適宜的排布方式。

實施時，仿生非光滑單元18除了可以設(shè)置為棱紋型以外，還可以設(shè)為凹坑型、凸包型、耦合型等多種型式，它們的截面形狀除了矩形外，還可以設(shè)為半圓形、圓形、半球形、梯形、三角形、菱形等多種形式。

當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為矩形時，仿生非光滑單元18的高度(深度)c為寬度a的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為半圓形時，仿生非光滑單元18的高度(深度)c為寬度(直徑)a的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為梯形時，仿生非光滑單元18的高度(深度)c為底邊寬度a的0.5～1倍；

當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為三角形時，仿生非光滑單元18的高度(深度)c為底邊寬度a的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為波浪形時，仿生非光滑單元18的高度(深度)c為寬度(直徑)a的0.5～1倍；當(dāng)棱紋型凸起的截面形狀為V字形時，仿生非光滑單元18的高度(深度)c為寬度a的0.5～1倍。

相鄰兩個仿生非光滑單元18之間的中心距為仿生非光滑單元18寬度或直徑的1～3倍。

如圖4和圖8所示，位于攪拌桶1內(nèi)表面上的棱紋型仿生非光滑單元18的排布方式呈圓周陣列，且每個仿生非光滑單元18的長度由攪拌桶1頂面延伸至其底面斜面17的頂端。

如圖2、圖3、圖6和圖7所示，均布于攪拌桶1底面斜面17上的棱紋型仿生非光滑單元18的排布方式呈線性陣列，且每個仿生非光滑單元18的長度略小于攪拌桶1的內(nèi)徑，以不干涉布設(shè)于攪拌桶1內(nèi)表面上的仿生非光滑單元18為宜。

如圖1所示，實施攪拌制漿時，在攪拌桶1的頂部設(shè)置有向外延伸的環(huán)形頂面111，攪拌桶1的頂面與進料斗11的頂面平齊，環(huán)形頂面111為具有一定厚度且凸出攪拌桶1側(cè)壁面的結(jié)構(gòu)，在環(huán)形頂面111的兩側(cè)對稱設(shè)有四個用于固定支撐架的頂面孔112。

如圖1、圖2、圖9和圖10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(jié)構(gòu)，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(shè)有兩個用于將其安裝于環(huán)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(shè)置于環(huán)形頂面111上，兩個橫撐安裝孔Ⅰ21的位置分別與位于同側(cè)的頂面孔112對應(yīng)，并由安裝螺釘71和安裝螺母72將兩個橫向支撐板2與環(huán)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(jié)構(gòu)，其主要作用是支撐固定連接于其上的動力部、攪拌軸93和攪拌槳。在豎向支撐板3上對稱設(shè)有兩個用于固定連接橫向支撐板2的豎撐安裝孔Ⅰ31和一個用于固定連接安裝殼6的豎撐安裝孔Ⅱ32。

如圖14至圖21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(shè)置(如圖18至圖20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(shè)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(shè)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～120cm，視攪拌桶1的內(nèi)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)直或傾斜設(shè)置在攪拌軸93上，當(dāng)上層連接翼板941和下層連接翼板942以傾斜方式設(shè)置時，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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhí)行元件；如圖14、圖15和圖18所示，在上層攪拌槳葉81和下層攪拌槳葉82上，也對稱設(shè)有兩個槳葉安裝孔83；如圖16和圖19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(yīng)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(jié)構(gòu)，不限于本實用新型附圖示出來的結(jié)構(gòu)，其也可根據(jù)攪拌制漿時的實際情況，靈活選擇其它適宜的結(jié)構(gòu)。

如圖11至圖13所示，攪拌槳上的棱紋型仿生非光滑單元18包括在上層攪拌槳葉81和下層攪拌槳葉82的前后兩面上沿水平方向均勻布設(shè)有長度為l₁的棱紋型仿生非光滑單元18，l₁為槳葉(上層攪拌槳葉81或下層攪拌槳葉82)全長減去槳葉安裝螺釘84和槳葉安裝螺母85的位置(即槳葉全長減去槳葉安裝螺母85的寬度)。

在上層攪拌槳葉81和下層攪拌槳葉82的左端面上沿垂直方向均勻布設(shè)有長度為l₂的棱紋型仿生非光滑單元18，l₂為槳葉的左端面寬度；在槳葉的上下兩面上(包括上層攪拌槳葉和下層攪拌槳葉)沿水平方向均勻布設(shè)有長度為l₃的棱紋型仿生非光滑單元18，l₃為槳葉的全長。

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(cè)桶壁上至少設(shè)置有兩個便于搬運的把手15。當(dāng)攪拌裝置的整體重量較小時，把手15可以設(shè)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(dāng)攪拌裝置的重量較大時，把手15可以設(shè)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(shè)置位置應(yīng)避開進水管12和進料斗11所處的位置；把手15的高度以適宜成年人身高且便于搬遷轉(zhuǎn)移等操作為基礎(chǔ)進行設(shè)置。

出漿管13設(shè)置在靠近攪拌桶1底部的位置，在出漿管13上設(shè)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(nèi)腔底部相通。

如圖1、圖4和圖5所示，在實施時，本方案優(yōu)選攪拌桶1底面的下表面上均布有至少三個萬向輪164。當(dāng)需要搬遷/轉(zhuǎn)移攪拌裝置時，可以將萬向輪164置于解鎖狀態(tài)，此時只需推動把手即可輕松實現(xiàn)搬遷/轉(zhuǎn)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。

在攪拌桶1的底部設(shè)置有向外延伸、具有一定厚度的環(huán)形凸緣16，環(huán)形凸緣16上等間距地開設(shè)有至少三個螺紋孔161(優(yōu)選等間距地設(shè)置有四個螺紋孔161)，螺紋孔161內(nèi)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(diào)節(jié)螺母163旋入螺柱162中至適當(dāng)位置(當(dāng)調(diào)節(jié)螺母163置于環(huán)形凸緣16的頂面上時，對應(yīng)的螺柱162的底面應(yīng)高于地面，以至于不影響萬向輪164的正常工作)。若攪拌裝置所處的場地路面不平整，則需根據(jù)現(xiàn)場的實際情況靈活調(diào)節(jié)螺柱162的位置即可使攪拌桶1放置平穩(wěn)。

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(lián)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14、圖15、圖16、圖18和圖19所示，用于注漿的仿生攪拌裝置還包括固定安裝于支撐架上的安裝殼6，聯(lián)軸器總成包括上部聯(lián)軸器911、下部聯(lián)軸器912和軸承92，其中上部聯(lián)軸器911和軸承92位于安裝殼6內(nèi)，減速器5固定安裝在安裝殼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(nèi)腔的上部聯(lián)軸器911和軸承92不被外界環(huán)境和加入的水泥粉末污染；安裝殼6為具有內(nèi)部空腔的“草帽”狀結(jié)構(gòu)，在安裝殼6上對稱設(shè)有兩個用于與豎撐安裝孔Ⅱ32固定連接的殼體安裝孔61。

如圖22所示，本申請?zhí)峁┑牧硪粋€技術(shù)方案混合動力仿生攪拌系統(tǒng)包括供電模塊、供水模塊和用于注漿的仿生攪拌裝置，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(fā)電機04、太陽能發(fā)電裝置05和風(fēng)力發(fā)電裝置06；供水模塊包括水箱02和導(dǎo)通水箱02和進料口(當(dāng)進料口由進水口和進料斗組成時，此處的水箱02和進水口通過水泵01導(dǎo)通)的水泵01，水泵01與配電箱03電連接。

下面結(jié)合附圖對本申請的混合動力仿生攪拌系統(tǒng)配制普通水泥漿液為例的實現(xiàn)過程進行詳細(xì)說明：

注漿施工過程中使用本攪拌系統(tǒng)進行攪拌制漿時，首先將本攪拌系統(tǒng)搬遷運移到施工場地的適當(dāng)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(fā)電機04、太陽能發(fā)電裝置05、風(fēng)力發(fā)電裝置06以及包括攪拌桶1在內(nèi)的攪拌裝置連接起來。

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(jù)注漿施工現(xiàn)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(nèi)部空腔的容積為基準(zhǔn)，計算確定單次攪拌制漿所需的用水量和用灰量。

再次，根據(jù)注漿現(xiàn)場的實際情況和天氣條件等，從市政用電、柴油/汽油發(fā)電機04、太陽能發(fā)電裝置05和風(fēng)力發(fā)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(nèi)，在加水過程中，從進料斗11向攪拌桶1內(nèi)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(nèi)壁面進行沖刷，有助于將加灰過程中粘附在攪拌桶1內(nèi)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(zhì)量。

啟動電機4，由電機4輸出軸提供的動力經(jīng)過減速器5變速后，再經(jīng)上部聯(lián)軸器911、軸承92、下部聯(lián)軸器912傳輸至攪拌軸93；隨著攪拌軸93的轉(zhuǎn)動，將帶動上層連接翼板941、下層連接翼板942、上層攪拌槳葉81、下層攪拌槳葉82同步轉(zhuǎn)動，即可實現(xiàn)對攪拌桶1內(nèi)的水和灰的攪拌制漿作業(yè)。

待攪拌一定時間至漿液混合均勻后，關(guān)閉電機4，打開截止閥14，使攪拌桶1內(nèi)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(zhuǎn)的攪拌槳葉，以防儲漿罐(池)中的水泥漿凝結(jié)。如此循環(huán)往復(fù)，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(yīng)及時對攪拌裝置及管路進行清洗，以防粘附在上面的水泥漿凝結(jié)硬化后造成結(jié)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(nèi)，在水流的旋流作用下，可對粘附在攪拌桶1內(nèi)的水泥漿液進行沖洗；沖洗之后的廢液，可由出漿管13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(huán)保要求。

下面結(jié)合附圖對本實用新型的混合動力仿生攪拌系統(tǒng)配制SJP水泥漿液為例的實現(xiàn)過程進行詳細(xì)說明：

以所配制漿液為SJP水泥漿液為例，首先依據(jù)注漿施工現(xiàn)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(nèi)部空腔的容積為基準(zhǔn)，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?？紤]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(nèi)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。

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(jié)時間可控，且具有粘度突變的特性。具體表現(xiàn)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；因而需要攪拌裝置能夠在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??；這就要求配置使用的電機和減速器最好具備自動調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速/扭矩的功能，能夠隨著SJP水泥漿液的粘度變化相應(yīng)調(diào)整其輸出的轉(zhuǎn)速/扭矩，以期最大程度地達到節(jié)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(yè)，具有環(huán)保、低耗、制漿效率高且制得漿液的質(zhì)量好、靈活性和適應(yīng)性強，以及注漿作業(yè)綜合成本低等一系列顯著優(yōu)勢。