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摘要:本文介绍一种多功能的连续式搅拌站,即可连续搅拌稳定土,也可以连续搅拌干硬性砼。非常适合用于高速公路砼路面、货场、机场、港口等需要稳定材料的工程。解决了我国连续式搅拌站的计量不准确、标定困难、外加剂混合不均匀等问题。
关键词:连续式;低能耗;低成本;减量秤
一、连续式混凝土稳定土搅拌站
连续式搅拌工艺在国外的广泛应用,为其带来良好的社会和经济效益。但目前我国仍以间歇式搅拌为主,连续式搅拌工艺还未在我国得到推广。下面我们就一种新型的连续式混凝土稳定土搅拌站(下称连续式搅拌站)进行一些的讨论,籍此抛砖引玉,希望可以促进连续式搅拌站在我国的发展。
连续式搅拌站由砂石系统、粉料系统、水和外加剂系统、传输-搅拌-储存系统、低压电器及自控系统组成(见图1),是一种大型的一机两用的全自动混凝土、稳定土搅拌设备。连续式搅拌站搅拌能力强,搅拌均匀迅速,生产效率高。不仅可连续搅拌稳定土,还可以连续搅拌干硬性砼,一般适用于高速公路砼路面高效率机械化施工,也应用于货场,机场,港口等需要稳定材料的工程。
连续式搅拌站特点:
1)主机工作平稳:原材料在相对较长的时间段均匀进入搅拌机,无间歇式突发投料过程。
2)成品进车平稳:混凝土在较长时间段均匀进车,无间歇式突发卸料过程。
3)空间占用较少:减少了大成品斗及骨料中储斗,高度低、占地面积小。
4)耐磨件磨损低:无冲击,平稳搅拌,同时搅拌量少。
5)能耗低:装机功率小,同时搅拌量少,原材料少量均匀进入搅拌机而极易混合均匀。
6)使用及维护费用低:结构环节少、皮带短、工作平稳。
图1
①骨料配料采用电子皮带秤。
②水泥配料采用减量秤,水泥秤用软连结连接到水泥螺旋。
③物料先进入一级搅拌预混设备,在预混设备中先进行拌和。
④预混料进二级搅拌缸料口。
⑤外加剂配料采用减量秤,用软管与液剂管道相连接。
⑥水配料采用减量秤,用软管与液剂管道相连接。
⑦加长连续式搅拌机可以边搅拌边将拌和料向前推进到出料口。
⑧搅拌机出料口。
⑨搅拌站控制系统。
二、系统设计
(一)机械系统设计
连续式搅拌站和间歇式搅拌站有很大的不同,在机械设计上笔者建议注意以下几点。
1)骨料配料采用电子皮带秤上料。
这样有两个明显的好处。其一,与间歇式配料机相比,每秤节约一个料仓;其二,皮带秤应用在骨料秤上与减量秤相比,可以直接使用装载机上料,不必考虑减量秤上料死区的问题。
2)水泥配料采用减量秤。
水泥是整个生产线成本控制、质量控制的核心。减量秤的计量方式能提供更高的计量精度,而且长期稳定性要远远高于螺旋秤。更为关键的是减量秤的标定非常的简单方便,应用静态秤的标定方法即可实现减量秤的标定,这对于普遍存在的稳定土、混凝土生产企业中,操作人员文化程度偏低的现状来说,尤为重要。
3)采用两级搅拌。
第一级搅拌缸为双卧轴强制式搅拌;第二级搅拌缸为加长双卧轴强制式搅拌。其优点:①两级搅拌可以更灵活的调整生产工艺,保证水泥砼的搅拌按要求的工艺进行;②在保证足够长的净拌时间前提下,使用两个拌缸可以减少每个拌缸的长度,避免了采用单一长拌缸结构,对钢材强度要求过高等一系列的问题;③第二级搅拌缸的位置可以灵活布置,对稳定土的生产可以直接使用一级搅拌;
4)传感器量程选用适当。
传感器选用到其量程的60%~70%,信号变化范围宽,对提高称量精度极为有利。
(二)、控制系统设计
1.1. 减量秤简介
水泥采用减量秤进行计量是本系统的关键技术之一,对于现阶段大量使用间歇式搅拌站系统的厂家来说,减量秤还是一个新鲜事物,此处进行简单介绍。
减量秤的全称是差分式减量秤,也叫失重秤(英文Loss-in-weight)九十年代开始应用于连续计量的工业过程控制中。减量秤是将称量斗及给料机构作为整个秤体,通过连续的对秤体进行重量信号的采样,计算出重量在单位时间的变化比率作为瞬时流量,再通过各种软硬件的滤波技术处理,得出作为控制对象的“实际流量”。然后通过PID反馈算法,进行逼近目标流量的控制运算,输出调节信号去控制变频器、调节阀等给料机构。
2.2. 控制工艺流程
连续式搅拌站工艺主要有以下几个流程:
1) 开始生产后各原材料按其距搅拌机进口的距离顺序启动均匀配料过程、同步到达拌缸口;
2)各物料按比例均匀进入搅拌机进料口;
3)搅拌机回旋搅拌的同时将料向前推进,料从进口开始搅拌、推进到出口即变为成品;
4)生产到预先设定方量后,各物料按距搅拌机进料口的距离顺序停止;
5)从启动生产到生产结束,配料、搅拌、推进、出料是连续进行的。
三、结语
本设计一机两用,搅拌能力强,搅拌均匀、迅速,生产效率高。既可以连续搅拌稳定土,又可以连续搅拌干硬性砼,适应高速公路砼路面高效率机械化施工要求。连续拌和大大提高生产效率,设备单位投资减少,设备故障率和能耗降低,经实际测算,与生产能力相当的间歇式搅拌站相比,其投资减少约1/3。
在当前交通运输行业大力推进“节能减排”、“低碳环保”的背景下,由于连续式搅拌站在生产效率、节能环保等方面的优势,将会得到越来越广泛的应用。
论文作者:张永涛,王宜广
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/2
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