专利名称：搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，属于连续式水泥混
凝土搅拌站的改造技术。
背景技术：
目前我国大批量搅拌生产水泥混凝土的设备有两类一、间隙式水泥混凝土搅拌 站(楼)二是连续式水泥混凝搅拌站(楼)，这两类生产设备都有各自的优点(势)，也有各 自的缺点(劣势)。间隙式水泥混凝土搅拌站其水泥混凝土在搅拌缸里的净搅拌时间(即 不含向搅拌缸里加水和卸料等辅助时间)可在15秒 120秒范围内调整控制，适用于生产 各种标号和类型的水泥混凝土，并保证质量，但耗能大、生产效率低，设备高大占地多成本 高。而连续式水泥混凝土搅拌站其净搅拌时间不可调控，目前市场上供有的该种设备净搅 拌时间为15秒至20秒。但耗能少、生产效率高、设备结构紧凑成本低。 连续式水泥混凝土搅拌站是国内近30年才发展的新型水泥混凝土搅拌设备，它 改变了间隙式传统搅拌工艺模式，具有许多符合现代政策导向的优点，连续式搅拌站的硬 件由三部分组成，一是连续式配送料系统，二是连续式搅拌机，三是计算机控制系统。其中 连续式配送料系统、计算机控制系统已较成熟，但是原有连续式搅拌机的搅拌时间短又不 可调控，使连续式搅拌站使用范围受到很大限制，符合发展趋势的许多优点得不到发挥，显 然关键卡在搅拌机的搅拌时间短又不可控。
实用新型内容本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种节能、高效、低成本的搅拌时间 可控型连续式水泥混凝土搅拌站。本实用新型就在于彻底改造旧搅拌机，使其搅拌时间达 到间隙式搅拌机同样的水平，可在15秒到120秒范围内调整控制，从而使连续式搅拌站大 大扩展了使用范围，符合发展趋势的许多优点得到了充分的发挥。 本实用新型的技术方案是本实用新型的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅 拌站，包括有石料配料机、砂料配料机、水泥储料仓、粉料储料仓、外加剂箱、水泵、调节控制 阀、外加剂计量箱、调节阀、水泵、流量计、水箱、成品斗、搅拌机、水泥配料机、输送皮带、粉 料配料机、石料配料皮带、砂料配料皮带，其中石料配料机、砂料配料机、水泥储料仓、粉料 储料仓分别按铺放物料的先后顺序设置在输送皮带的上方，且石料配料机、砂料配料机分 别通过石料配料皮带及砂料配料皮带依次输料至输送皮带上，水泥储料仓、粉料储料仓分 别通过水泥配料机及粉料配料机依次输料至输送皮带上，输送皮带的物料出口与搅拌机的 物料入口相对应，且搅拌机的物料入口上方还设置有外加剂箱及水箱，外加剂箱内的物料 通过水泵送往搅拌机，水箱内的水通过抽水泵送往搅拌机，其中搅拌机包括有搅拌缸，搅拌 缸内设有与搅拌电机连接的第一搅拌轴，第一搅拌轴上设置有搅拌臂，搅拌臂装有与工作 面平行一致和/或不平行一致的单一搅拌叶片，搅拌缸的前端上部设有入料口 ，搅拌缸在 其下部支柱上设有称重传感器，其下部出口处设有转动式卸料门。[0006] 上述转动式卸料门与驱动其关闭和打开的驱动装置连接。 上述驱动转动式卸料门关闭和打开的驱动装置为液压驱动装置，包括有液压缸及 活动联杆，或为气动驱动装置，或为电动驱动装置。 上述转动式卸料门设有使水泥混凝土从该门卸出的数量能调整的3 7个不同的 开度，或连续无级加大的开度。 上述搅拌机的搅拌缸内还设有与第一搅拌轴平行、但转向相反的第二搅拌轴，第 一搅拌轴和第二搅拌轴上分别装设有搅拌臂，搅拌臂垂直设置有与工作面平行一致和/或 不平行一致的单一搅拌叶片。 上述第二搅拌轴通过传动机构与搅拌电机连接或直接与另一搅拌电机连接，搅拌 转速不大于40转/分。 上述外加剂箱与水泵之间还设有调节控制阀及外加剂计量箱。 上述水箱与抽水泵之间还设置有调节阀。 上述抽水泵的出口还设置有流量计。 上述石料配料机为连续式石料配料机，砂料配料机为连续式砂料配料机；上述水 泥配料机为连续式水泥配料机，粉料配料机为连续式粉料配料机。 本实用新型与现有技术相比，具有以下优势 1、净搅拌时间可在15 120秒范围内调控，广泛适用于搅拌各类型水泥混凝土 ； 2、搅拌效率；最高，搅拌质量；最好，全生产过程搅拌机内具有更强烈的挤压和搓 揉搅拌力度，没有料头耗损； 3、产能大、耗能低，生产效率高，经济效益显著； 4、设备制造所用钢材少，钢结构成本低； 5 、设备占地面积少，设备使用费低。 本实用新型是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的搅拌时间可控型连续式水泥 混凝土搅拌站。
图1为本实用新型搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站的结构示意图； 图2为本实用新型单卧轴式搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站的结构示 意图； 图3为本实用新型双卧轴式搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站的结构示 意图； 图4为本实用新型双卧轴式搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站在转动式 卸料门处于全关闭状态的结构示意图； 图5为本实用新型双卧轴式搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站在转动式 卸料门处于全开启状态的结构示意图。
具体实施方式
实施例 本实用新型搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站的工艺结构过程相比于间
4隙式搅拌站有着完全不同的非常优异的特点 本实用新型搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站的结构示意图如图1所示， 图中1、2分别为单个或多个连续式石料、砂料配料机，总体结构相同，由料斗和其下部的配 料出口斗门及其称重系统组成，用装载机等一次可将若干吨(如十吨)的石料、砂料分别放 入各自的配料机料斗里，并经常保持料斗里有足够的石、砂料，料斗上设有的称重传感器经 计算机自动控制系统按预先设定的各原料配比值，用减量法准确计量各砂、石料需用量，在 各料斗下部分别设有配料皮带18、19，石、砂料通过配料皮带18、19连续均匀的按配比要求 以一定的速度将准确的用量分别送到输送皮带16上(也可直接输入搅拌机)。输送皮带 16将载着均匀铺放其上的第一层石料、第二层砂料向新型搅拌机14送料。 图1中3、4分别为单个或多个水泥和粉料(粉煤灰)储料仓，水泥和粉料分别从 储料仓自动送入连续式水泥、粉料配料机17和15，两者工作原理和结构一致，连续配料机 由料斗、称量传感器组成，其料斗下部出口处设有电机带动的旋转档板，当电机转速增加时 档板送出的水泥或粉料数量就增加，反之减少，计算机自动控制系统根据预先设定的原料 配比要求，用减量法计算配料机料斗里水泥、粉料的重量变化，自动调节电机转速，以保证 其水泥和粉料的供给量精确、均匀、稳定。水泥、粉料可通过集料螺旋或如图所示直接将原 料送到已承载两层原料的输送带16上，输送皮带接至新型搅拌机14的入口。 在输送皮带向搅拌缸投料的同时，水和添加剂也在按原料配比要求以稳定的速度 向搅拌机供料图1中5为外加剂箱，6为水泵、8为外加剂计量箱，此计量箱上设有称重传 感器，由自动控制系统采用减量法计量流量，按预先设定的配比要求，通过水泵6和调节控 制阀7控制其输入搅拌机里的流量。12为水箱，11为流量计，自动控制系统根据预先设定 的需水量，经过抽水泵10和调节阀9控制调节向搅拌机14里的供水流量。 需要强调的是本实用新型专利最重要的突破在于采用了新型搅拌机14，新型搅拌 机14承接着以稳定的流速(每秒流量)、准确的配比均匀分布的所有原料，连续的进行搅 拌，形成原材料连续不断的流经搅拌机后生产出水泥混凝土的连续作业过程，原料流经搅 拌机里在搅拌缸内停留的时间就是净搅拌时间，由于水泥的标号不同，原材料和配比值不 同，生产水泥混凝土时在搅拌机里所需净搅拌时间的差异变化较大，本实用新型专利完全 可以满足这一要求，并可调整控制因产品变化而改变净搅拌时间。该新型搅拌机为搅拌时 间可控型、低速强制连续式水泥混凝土新型搅拌机，可以是单卧轴式，也可为双卧轴，其工 作原理和结构示意图如各2、3、4、5所示。 图2为单卧轴式，图3为双卧轴式搅拌机，双卧轴只是2个单卧轴的组合，原理和 单个结构是一致的，双卧轴式搅拌机产量更大，搅拌力度也有所加强。现以双卧轴为例进 行说明图3中21为搅拌缸，搅拌缸21内还设有与搅拌轴22A平行，但转向相反的搅拌轴 (22B)，搅拌轴(22A)和(22B)上分别垂直设置装有工作面平行一致或不平行一致的单一搅 拌叶片(24)的搅拌臂(23)，搅拌臂23的数量根据水泥混凝土设计生产量选定，相邻搅拌 臂23及其上的搅拌叶片24沿搅拌轴22A、22B的周向相互均匀错开。且相邻搅拌臂23的 中心线沿搅拌轴22A、22B轴向的间隔距离均匀分布，搅拌轴22A、22B的转速采用40秒/分 以下的低转速，试验证明可加强物料间的搓揉和搅拌且不易出故障。 为了使物料在搅拌叶片搅拌下自动向前推动，使搅拌好的水泥混凝土自动从出料 口送出，搅拌叶片24的工作面与搅拌轴22A、22B的轴心线之间保持一定的夹角。[0035] 搅拌缸21前端上部设有一入料口，在下部支柱上设有称重传感器26，其下部出口 处设有转动式卸料门27。如图4所示，转动式卸料门27可设为单扇、两扇或多扇，以两扇 转动式卸料门为例其卸料门27可经液压部件29，活动联杆28带动，同步向左右各旋转同 一角度，使其紧密关闭和打开，打开时有3-7个开度级别可供选择，使其转动式卸料门27有 3-7个不同级别的开度，也可设成无级调节开度，总之使水泥混凝土从该门卸出的数量多少 可以有级或无级调整，图4为全关闭状态的结构示意图，图5为全开启状态的结构示意图， 该图4、图5是图3的A向视图。 当卸料门关闭时，输入搅拌缸的原料容积(重量)不得超过最大允许搅拌原料容 积限量，在任何时候自动控制系统都严格控制着输入搅拌缸的原料总容积(或重量)不得 超过这一限量范围，上述已提到净搅拌时间就是原料在搅拌缸内停留时间，搅拌机启动后， 卸料门应在关闭状态，此时自动控制系统在输料皮带向搅拌缸投料的瞬间开始记时，直到 卸料门打开的瞬间就是物料在搅拌机内停留的时间，即为原料净搅拌时间，当卸料门打开 后，水泥混凝土以一定的速度从卸料门卸出，自动控制系统快速调整卸料门的开度以保持 卸料速度与进料速度相一致，从而使卸料门打开瞬间记下的净搅拌时间得以保持稳定不 变。 自动控制系统选定开度大小的依据是在卸料门打开瞬间，计算机自动控制系统 通过称重传感器26记下整个搅拌机重量，并减去搅拌机自重，记录下此瞬间搅拌缸内所有 物料的重量，并以此重量为基准重量作为调节中介，用卸料门的开度大小来保持其基准重 量恒定，由于开启搅拌系统工作之前已设定了生产率即每小时生产水泥混凝土的容量(或 重量)，对连续式搅拌系统就相应确定了进料速度，自动控制系统将保持所设定的速度稳定 均匀的进料，当基准重量减小时，说明卸料门开度过大，卸出的物料太多，自动控制系统就 减小卸料门的开度，反之说明卸出的物料太少，进入搅拌缸内的物料有所积叠，自动控制系 统就加大卸料门开度，经过微量调整后，迅速达到动态平衡，基准重量即可保持稳定，因此 就可保证进入搅拌缸的原料总量与卸出的水泥混凝土总量相一致，即进料速度与卸料速度 基本一致，并保持在卸料门打开瞬间的水平，因此流径搅拌缸的物料在搅拌缸内停留的时 间就可保持在卸料门打开瞬间的净搅拌时间，自动控制系统有足够的灵敏度保持净搅拌时 间稳定。 净搅拌时间所要求的控制精度范围较宽，经测试试验证明本实用新型搅拌站可保
持所设定的净搅拌时间在±5%的误差范围内，足以满足现场工作需要。 影响净搅拌时间的因素较多，而在生产实践中调控净搅拌时间的主要因素有两
个，它们之间的关系式为 T = Q/ n T二净搅拌(分、秒) Q =在搅拌缸内被搅拌原料总容积(m3)或重量(公斤) q =生产率每小时(或分、或秒)输入搅拌缸的原料总量(m3、公斤)或每小时(或 分、或秒)输出的水泥混凝土产量0113、公斤)。 当本实用新型专利其一型号确定后其Q和n最大限量值也就确定，在使用中任何 时候不应超过其限定值。 现以最大生产率为240m3/小时的搅拌时间可控型连续式搅拌站为例，说明其在最小净搅拌时间15秒和最大净搅拌时间120秒的搅拌系统工作过程。 此型搅拌站性能数据规定其最大允许搅拌原料容积为3m3，最大生产率为每分钟 4m3，启动搅拌系统之前需要向计算机自动控制系统设定本次生产搅拌产量，净搅拌时间， 以及要求用多大的生产率进行生产。在设定这些参数时，在操作过程中任何时候都不应超 出上述两个性能数据规定中的任一个数据，只能在上述性能数据范围以内运作，同时在设 定参数时应根据净搅拌时间T，生产率n和送入搅拌缸的被搅拌原料容量Q之间的关系符 合上述关系式即 T= 现设定本次生产量为300m3，净搅拌时间为15秒，设定生产率应为最大允许值4m3/ 分以下，若选定最大值为4mV分进行生产，那么对于连续式搅拌系统而言，其原料送入搅拌 缸必采用最大进料速度为4mV分，启动搅拌站后，自动控制系统使卸料门紧闭，使送配料系 统按原料配比要求以每分钟4n^的速度向搅拌缸投料，并在向搅拌缸投料瞬间记时，在达到 净搅拌时间15秒时卸料门开启一定的开度卸料，此时进入搅拌缸的原料也已被搅拌15秒 并依次达到出口，形成了水泥混凝土合格产品。因此形成连续进料连续出产品的工艺过程， 在自动控制系统的调控下，卸料门的开度总是保证搅拌缸内的原料重量(容量)就是打开 卸料门瞬间的重量，并用卸料门开度的变动保持此基准重量恒定，从而保证卸料门的卸料 速度与进料速度(每分钟4m3)相一致，物料将按净搅拌时间为15秒的要求连续工作75分 钟15秒后可完成水泥混凝土生产。按上述关系式在生产过程中搅拌缸内的原料总量始终 有lm3的原料在搅拌。如果说设定生产率为每分钟3m 净搅拌时间为15秒，那么在搅拌缸 内始终有0. 75m3的原料在搅拌100分钟15秒后完成水泥混凝土生产。 若采用最大净搅拌时间120秒为了保证在卸料门打开瞬间输入搅拌缸内的原料 总量不超过3m 可选用较小的生产率，此时设定生产率1. 5m3/分为合理。也可设定生产率 为lm3/分，但这个设置在净搅拌时间达到120秒，卸料门打开瞬间，搅拌缸内仅有2m3原料 在搅拌，显然此生产效率没有完全发挥。所以选定lm3/分生产率不是最佳方案，在实际使 用操作中，给计算机自动控制系统设置的参数应在合理范围内(最佳方案范围内)，在使用 者设定值不合理或不是最佳时，本实用新型搅拌站的自动控制系统会发出警号，协助使用 者正确选用各参数。在上述设定下，202分钟15秒即可完成300m3水泥混凝土生产任务。 如同上述以1. 5m3/分的进料速度连续稳定均匀的向搅拌缸送料，当达到120秒净 搅拌时间的瞬间，缸内的物料容积整达到最大允许被搅拌原料容量3m3，此时自动控制系统 打开卸料门，并通过调控其开度保持搅拌缸内始终有3m3物料，从卸料门卸出的水泥混凝土 始终据有120秒净搅拌时间。当搅拌任务完成时，选配系统停止工作，搅拌缸入口停止供 料，搅拌缸内余料还在搅拌，卸料门仍在出料，搅拌缸内的原料重量下降。此时卸料门应自 动关小开度甚至会关闭，为使料尾顺利搅拌完毕，自动控制系统在搅拌缸停止进料的瞬间， 自动保持卸料门有一定的开度不至到关闭位置，整个工作结束时再使其关闭。 值得强调的是本实用新型专利调整控制净搅拌时间的生产方法还克服了过去净 搅拌时间不可调的连续式搅拌机在连续搅拌水泥混凝土时，出现料头，质量不合格的缺点， 旧连续式搅拌机在启动搅拌工作时，出料口始终是打开的，出料口没有任何自动控制和调 整，在开始启动搅拌工作时，搅拌缸内有一段空间需进料一段时间后原料才可填满搅拌缸，所以开始搅拌时，搅拌缸内各原料之间形成不了挤压和搓揉，料头还没有完全搅拌就被推 出，从而形成料头质量不合格，新搅拌机在启动工作后，卸料门是关闭的，在达到预先设定 的净搅拌时间才打开，而且为保持该瞬间搅拌缸内原料的总量不改变，其卸料门在不断变 动开度，保持进料速度与卸料速度相一致，不会形成各原料之间很稀疏而形成不了挤压和 搓揉的现象，从而保证了所有原料搅拌质量。 原有的连续式水泥混凝土搅拌站近30年来使用范围受到限制，许多符合现今政 策导向的优势得不到发挥，根本问题在干其净搅拌时间小而不可调，本实用新型将连续式 水泥混凝土搅拌站净搅拌时间延长并可调控，达到现今间隙搅拌站完全一致的水平。使连 续式搅拌站的各种优势充分的发挥。这是水泥混凝土生产工艺技术的重大突破，是水泥混 凝土生产设备研制生产行业的重大成果，搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站(楼) 的诞生和推广使用，将彻底改变我国水泥混凝土生产行业的面貌，在世界上创造出水泥混 凝土低能耗，高效，低成本生产的新起点、新局面。
权利要求一种搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，包括有石料配料机(1)、砂料配料机(2)、水泥储料仓(3)、粉料储料仓(4)、外加剂箱(5)、水泵(6)、调节控制阀(7)、外加剂计量箱(8)、调节阀(9)、水泵(10)、流量计(11)、水箱(12)、成品斗(13)、搅拌机(14)、水泥配料机(17)、输送皮带(16)、粉料配料机(15)、石料配料皮带(19)、砂料配料皮带(18)，其中石料配料机(1)、砂料配料机(2)、水泥储料仓(3)、粉料储料仓(4)分别按铺放物料的先后顺序设置在输送皮带(16)的上方，且石料配料机(1)、砂料配料机(2)分别通过石料配料皮带(19)及砂料配料皮带(18)依次输料至输送皮带(16)上，水泥储料仓(3)、粉料储料仓(4)分别通过水泥配料机(17)及粉料配料机(15)依次输料至输送皮带(16)上，输送皮带(16)的物料出口与搅拌机(14)的物料入口相对应，且搅拌机(14)的物料入口上方还设置有外加剂箱(5)及水箱(12)，外加剂箱(5)内的物料通过水泵(6)送往搅拌机(14)，水箱(12)内的水通过抽水泵(10)送往搅拌机(14)，其特征在于搅拌机(14)包括有搅拌缸(21)，搅拌缸(21)内设有与搅拌电机(30)连接的第一搅拌轴(22A)，第一搅拌轴(22A)上设置有搅拌臂(23)，搅拌臂(23)装有与工作面平行一致和/或不平行一致的单一搅拌叶片(24)，搅拌缸(21)的前端上部设有入料口，搅拌缸(21)在其下部支柱上设有称重传感器(26)，其下部出口处设有转动式卸料门(27)。
2. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述转动式卸料门(27)与驱动其关闭和打开的驱动装置连接。
3. 根据权利要求2所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述驱动转动式卸料门(27)关闭和打开的驱动装置为液压驱动装置，包括有液压缸(29)及活动联杆(28)，或为气动驱动装置，或为电动驱动装置。
4. 根据权利要求3所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述转动式卸料门(27)设有使水泥混凝土从该门卸出的数量能调整的3 7个不同的开度，或连续无级加大的开度。
5 根据权利要求4所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述搅拌机(14)的搅拌缸(21)内还设有与第一搅拌轴(22A)平行、但转向相反的第二搅拌轴(22B)，第一搅拌轴(22A)和第二搅拌轴(22B)上分别装设有搅拌臂(23)，搅拌臂(23)垂直设置有与工作面平行一致和/或不平行一致的单一搅拌叶片(24)。
6. 根据权利要求5所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述第二搅拌轴(22B)通过传动机构与搅拌电机(30)连接或直接与另一搅拌电机连接，搅拌转速不大于40转/分。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述外加剂箱(5)与水泵(6)之间还设有调节控制阀(7)及外加剂计量箱(8)。
8. 根据权利要求7所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述水箱(12)与抽水泵(10)之间还设置有调节阀(9)。
9. 根据权利要求8所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述抽水泵(10)的出口还设置有流量计(11)。
10. 根据权利要求9所述的搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，其特征在于上述石料配料机(1)为连续式石料配料机，砂料配料机(2)为连续式砂料配料机；上述水泥配料机(17)为连续式水泥配料机，粉料配料机(15)为连续式粉料配料机。
专利摘要本实用新型是一种搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站，包括有搅拌机、配送料系统和计算机控制系统新型搅拌机上设有进料口、搅拌机出口设有开度可调的卸料门、搅拌机支腿上设有称重传感器，计算机控制系统根据设定的搅拌时间要求并依据搅拌机内物料重量开启卸料门并控制卸料门的开度大小，从而实现其搅拌时间可控，配送料系统包括有石料及砂料配料机、水泥及粉料储料仓、外加剂箱、调节控制阀、外加剂计量箱、流量计、水泥及粉料配料机、输送皮带、石料及砂料配料皮带，计算机控制系统依据设定的配合比要求使配送料系统自动配料，并同时依据设定的净搅拌时间要求，自动调整送料速度，将配好的料稳定均匀地送至搅拌机入口。本实用新型节能、高效、低成本，设计合理、使用方便。
文档编号B28C7/02GK201525084SQ20092019478
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者宋斌 申请人:宋斌