混凝土外加剂添加装置及混凝土制备设备的制作方法

本实用新型涉及混凝土制备领域，尤其涉及一种混凝土外加剂添加装置及混凝土制备设备。

背景技术：

近年来，随着建设工程的不断增加，对混凝土的需求量也越来越大，质量要求也越来越高。减水剂作为一种混凝土外加剂，可以提高混凝土的力学性能、改善混凝土的流动性、降低水泥用量等，是现代混凝土制备必不可少的组成部分，成为普通混凝土向高性能混凝土发展的重要材料。

在制备混凝土时，减水剂每次的加入量一般较少，稍许的误差就会导致混凝土性质的大变；在拌合时直接加入，少量的减水剂很难与混凝土搅拌均匀，严重影响混凝土的质量；同时减水剂的添加时机对减水剂的使用效果影响也较大，通常减水剂的掺加方法有前掺法、同掺法和后掺法三种方法，实践证明减水剂采用后掺法具有很多优点，尤其对于被称为第三代高性能减水剂的聚羧酸系列减水剂，能充分发挥减水剂的效能，减少减水剂的使用量，使混凝土具有更好的工作性。

现有的混凝土减水剂添加方式主要有人工直接添加和利用装置自动添加两种方式。在人工直接添加时，每次添加减水剂的时间很难把握，并且减水剂添加量不够精确，每次添加无法保证统一，影响混凝土的质量，尤其难以适用于需要重复制备混凝土和添加减水剂的情况，而且这种方式还会加大工人的劳动强度。

现有利用装置自动添加的方式一般是采用计量泵直接将水和减水剂分别抽取加至搅拌机内，但是由于减水剂的加入量一般为小剂量，单独直接加入减水剂，很难与混凝土搅拌均匀，影响混凝土的质量，并且减水剂和水是同时加入，即采用同掺法，但这种方法会使得减水剂的功效大大降低。而如果希望实现减水剂后掺，则需要配合较为繁琐且随机性较大的人工操作，从而难以确保制成的混凝土质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种混凝土外加剂添加装置及混凝土制备设备，能够实现混凝土外加剂的自动后掺添加。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种混凝土外加剂添加装置，包括：

水添加单元，与混凝土搅拌器可操作的连接，用于向所述混凝土搅拌器内的混凝土原料添加水；

外加剂添加单元，与所述混凝土搅拌器可操作的连接，用于向所述混凝土搅拌器内的混凝土原料添加外加剂；和

控制单元，与所述水添加单元和所述外加剂添加单元信号连接，用于控制所述水添加单元和所述外加剂添加单元的添加时间，以使所述添加外加剂操作在所述添加水操作预设时间间隔之后执行。

在另一个实施例中，所述水添加单元还与所述外加剂添加单元可操作的连接，用于向所述外加剂添加单元提供用于稀释混合和/或冲洗外加剂的水。

在另一个实施例中，所述水添加单元包括：水计量斗、第一控制阀门和第一流量计，所述水计量斗与所述混凝土搅拌器的喷洒装置通过第一管路连通，所述第一控制阀门和所述第一流量计设置在所述第一管路上，所述控制单元能够根据所述第一流量计记录的水流量对所述第一控制阀门的启闭进行控制。

在另一个实施例中，所述外加剂添加单元包括：外加剂计量斗和第二控制阀门，所述外加剂计量斗与所述喷洒装置通过第二管路连通，所述第二控制阀门设置在第二管路上，所述控制单元能够根据所述第一控制阀门的关闭时间控制所述第二控制阀门延时开启。

在另一个实施例中，所述外加剂添加单元包括外加剂计量斗，在所述水计量斗与所述外加剂计量斗之间设有连通管路，在所述连通管路上设有第三控制阀门和第二流量计，所述控制单元能够根据所述第二流量计记录的水流量对所述第三控制阀门的启闭进行控制。

在另一个实施例中，还包括供水单元，所述供水单元与所述水计量斗连通，用于向所述水计量斗提供水。

在另一个实施例中，所述供水单元包括：清水储罐、水泵和第三流量计，所述水泵用于将所述清水储罐的水通过第三管路泵送到所述水计量斗中，所述第三流量计设置在所述第三管路中，所述控制单元能够根据所述第三流量计记录的水流量对所述水泵的启闭进行控制。

在另一个实施例中，还包括外加剂供应单元，所述外加剂供应单元与所述外加剂计量斗通过第四管路连通，用于向所述外加剂计量斗提供外加剂。

在另一个实施例中，所述外加剂供应单元包括：外加剂罐、外加剂泵和第四流量计，所述外加剂泵用于将所述外加剂罐的外加剂通过第四管路泵送到所述外加剂计量斗中，所述第四流量计设置在所述第四管路上，所述控制单元能够根据所述第四流量计记录的外加剂流量对所述外加剂泵的启闭进行控制。

在另一个实施例中，所述控制单元包括：控制器和计时模块，所述控制器能够在所述第一控制阀门关闭时开启所述计时模块，所述计时模块在延时预设时间间隔后，控制所述第二控制阀门开启。

在另一个实施例中，外加剂包括减水剂。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种混凝土制备设备，包括前述的混凝土外加剂添加装置。

基于上述技术方案，本实用新型通过控制单元控制水添加单元和外加剂添加单元的添加时间，使得添加外加剂操作在添加水操作预设时间间隔之后执行，从而实现了混凝土外加剂的自动后掺添加，节省了人工操作，确保制成的混凝土质量满足要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型混凝土外加剂添加装置的一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型混凝土外加剂添加装置的另一实施例的结构示意图。

图3为本实用新型混凝土外加剂添加装置的又一实施例的结构示意图。

图4为本实用新型混凝土外加剂添加装置实施例的一种系统构成实例示意图。

图5为基于本实用新型混凝土外加剂添加装置实施例的整体工作流程实例示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本实用新型混凝土外加剂添加装置的一实施例的结构示意图。在本实施例中，混凝土外加剂添加装置包括：水添加单元200、外加剂添加单元300和控制单元100。其中，水添加单元200与混凝土搅拌器5可操作的连接，用于向混凝土搅拌器5内的混凝土原料添加水。外加剂添加单元300与混凝土搅拌器5可操作的连接，用于向混凝土搅拌器5内的混凝土原料添加外加剂。

控制单元100与水添加单元200和外加剂添加单元300信号连接(连接关系可参考图1中虚线)，用于控制水添加单元200和外加剂添加单元300的添加时间，以使添加外加剂操作在添加水操作预设时间间隔之后执行。

在本实施例中，水添加单元200和外加剂添加单元300可以实现水和外加剂的按需定量添加，而控制单元100可以通过对水添加单元200和外加剂添加单元300的控制，实现添加水和外加剂的自动化。并且，控制单元100还通过对水添加单元200和外加剂添加单元300的添加时间的控制，来使得添加外加剂操作在添加水操作预设时间间隔之后执行，从而实现了混凝土外加剂的自动后掺添加，既节省了配合较为繁琐且随机性较大的人工操作，又能够确保制成的混凝土质量满足要求。

外加剂是指掺入到混凝土中，以提高混凝土的某些方面的特性的液态介质，例如包括减水剂等，也可以包括缓凝剂、早强剂、速凝剂、引气剂或防水剂等其他实现不同作用的外加剂类型。

参考图4所示的系统构成实例，在一个实施例中，水添加单元200可以具体包括：水计量斗12、第一控制阀门9和第一流量计8。水计量斗12与混凝土搅拌器5的喷洒装置6(例如具有多个喷嘴的喷洒杆等)通过第一管路连通，第一控制阀门9和第一流量计8设置在第一管路上，控制单元100能够根据第一流量计8记录的水流量对第一控制阀门9的启闭进行控制。当第一流量计8所记录的水流量达到预设的前期加水量时，控制单元100可以控制第一控制阀门9关闭，而如果水流量未到达预设的前期加水量时，控制单元100可以控制第一控制阀门9持续开启。

在图4中，外加剂添加单元300可以包括：外加剂计量斗16和第二控制阀门17，外加剂计量斗16与喷洒装置6通过第二管路连通，第二控制阀门17设置在第二管路上，控制单元100能够根据第一控制阀门9的关闭时间控制第二控制阀门17延时开启。具体来说，控制单元100可以在第一控制阀门9关闭后进行计时，当计时到预设时间间隔时，再控制第二控制阀门17开启，这样就可以控制前期水加完之后，在预设时间之后控制外加剂定量添加到混凝土搅拌器5中。

如图2所示，为本实用新型混凝土外加剂添加装置的另一实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例中的水添加单元200还可以与外加剂添加单元300可操作的连接，用于向外加剂添加单元300提供用于稀释混合和/或冲洗外加剂的水。外加剂添加单元300中的外加剂根据其类型可采用无需稀释的，也可以通过水添加单元200添加水来稀释混合。另外，外加剂的稀释用水可以来自水添加单元200，也可以来自于其他方式。水添加单元200除了可以用于提供稀释混合外加剂的水，还可以用于冲洗外加剂添加单元300中的外加剂，减少外加剂的残留，并确保外加剂的使用量符合预设用量。

参考图4，在水计量斗12与外加剂计量斗16之间可以设置连通管路，并在连通管路上设有第三控制阀门13和第二流量计15。控制单元100能够根据第二流量计15记录的水流量对第三控制阀门13的启闭进行控制，这样就能够对用于稀释混合或者冲洗外加剂的水量进行定量控制。

如图3所示，为本实用新型混凝土外加剂添加装置的又一实施例的结构示意图。与之前的各装置实施例相比，本实施例还可以包括供水单元400，供水单元400与水计量斗12连通，用于向水计量斗12提供水。供水单元400可以根据需要外接于水添加单元200，也可以与水添加单元200共同连接设置。参考图4，供水单元400可以具体包括：清水储罐1、水泵2和第三流量计11。水泵2用于将清水储罐1的水通过第三管路泵送到水计量斗12中，第三流量计11设置在第三管路中，控制单元100能够根据第三流量计11记录的水流量对水泵2的启闭进行控制，以便使水泵2提供定量的用于混凝土搅拌的清水。

在图3所示的实施例中，还可以相比于之前各装置实施例进一步包括外加剂供应单元500，外加剂供应单元500与外加剂计量斗16通过第四管路连通，用于向外加剂计量斗16提供外加剂。外加剂供应单元500可以根据需要外接于外加剂添加单元300，也可以与外加剂添加单元300共同连接设置。参考图4，外加剂供应单元500可以具体包括：外加剂罐3、外加剂泵4和第四流量计14。外加剂泵4用于将外加剂罐3的外加剂通过第四管路泵送到外加剂计量斗16中，第四流量计14设置在第四管路上，控制单元100能够根据第四流量计14记录的外加剂流量对外加剂泵4的启闭进行控制，以便使外加剂泵2提供定量的用于混凝土搅拌的外加剂。

在上述各实施例中，控制单元100可以包括控制器，由控制器实现阀门控制功能和计时功能。在另一个实施例中，参考图4，控制单元100还可以包括：控制器10和计时模块7。控制器10能够在第一控制阀门9关闭时开启计时模块7，计时模块7在延时预设时间间隔后，控制第二控制阀门17开启。在控制器10上可以设置方便使用者操作的按键或者手柄，例如旋转式的“添加”按钮等。计时模块7可以采用时间继电器或其他能够计时的元件。计时模块7延时的预设时间间隔可以根据多次试验来确定较为合适的外加剂相比于加入混凝土的前期水的滞后时间。

控制器10可以与图4中的各控制阀门以及泵信号连接，而计时模块7可以设置在控制器10的信号连接线路(用虚线表示)中，能够在启动后预设时间间隔之后开启或者闭合。在计时模块7计时结束后，在控制第二控制阀门17开启时，可以同时控制第三控制阀门13开启，也可以在控制第三控制阀门13在外加剂计量斗16基本排空后开启。

上述混凝土外加剂添加装置的各实施例适用于各类需要给混凝土添加外加剂的场合和设备，尤其适合应用于混凝土制备设备。因此本实用新型还提供了一种混凝土制备设备，包括前述任一种混凝土外加剂添加装置。

参考图5，下面将结合图4所示的混凝土外加剂添加装置实施例的系统构成实例来举例说明一下整体工作流程实例示意图。

在图4中，控制器10上设置旋转式的“添加”按钮等，控制器10还分别与各控制阀门和泵信号连接，而计时模块7可以设置在控制器10的信号连接线路(用虚线表示)中。外加剂举例采用减水剂。清水储罐1、水泵2和水计量斗12通过输送管连接至喷洒装置6，外加剂罐3、外加剂泵4和外加剂计量斗16通过输送管连接至喷洒装置6。水泵2、外加剂泵4、计时模块7(例如时间继电器等)、各流量计和各控制阀门(例如电磁阀等)通过线路分别与控制器10连接，并接受控制器的控制。第三控制阀门13和第二控制阀门17可以分别与计时模块7串联，即时模块7根据设置的时间对第三控制阀门13和第二控制阀门17的开闭控制。控制器10对水和减水剂的添加量以及减水剂的添加时机进行控制，操作简单，实现水和减水剂自动化添加，且添加量计量精确。

在图5中，在拌制混凝土前，先在控制器10内设定好第一流量计8、第三流量计11、第四流量计14和第二流量计15的目标值，分别为V₁、V₂、V₃和V₄。其中：V₂为单次所需的总水量；V₃为单次所需的总减水剂量；V₁为前期加入的部分水量，一般设置为总水量V₂的2/3～3/4；V₄为稀释混合减水剂的用水量，一般设置为总水量V₂的1/8～1/6。设定时间继电器的值为t，其中：t为减水剂滞后的添加时间，t可以根据需要进行调节，保证每次添加滞后时间的精确和统一。

拌制混凝土时，先将集料和水泥加入混凝土搅拌器5，并开启搅拌，准备添加水和减水剂。旋转控制器10上的“添加”旋钮至打开状态，控制器10输出信号，开启水泵2。水泵2从清水储罐1内向水计量斗12内抽水，同时第三流量计11开始计量，达到目标值V₃时，控制器10输出信号，关闭水泵2，开启外加剂泵4，打开第一控制阀门9和第三控制阀门13。

水泵2关闭，所需总水量计量完毕。外加剂泵4开启后，外加剂泵4从外加剂罐3向外加剂计量斗16内抽取减水剂，当第四流量计14达到目标值V₃时，控制器10输出信号，关闭外加剂泵4，所需减水剂计量完毕。

第一控制阀门9打开后，水计量斗12开始通过喷洒装置6向混凝土搅拌器5内均匀加入前期部分水，当第一流量计8达到目标值V₁时，控制器10输出信号，关闭第一控制阀门9，完成前期部分水添加。同时打开计时模块7，开始计时。

第三控制阀门13打开后，水计量斗12开始向外加剂计量斗16内加水，与加入的减水剂稀释混合。当第二流量计15达到目标值V₄时，控制器10输出信号，关闭第三控制阀门13，减水剂混合稀释用水添加完毕。

当计时模块7达到目标值t时，计时结束，线路接通。此时，第二控制阀门17开启。此时，外加剂计量斗16内的混合液开始通过喷洒装置6向混凝土搅拌器5内添加，实现了减水剂后掺，并确保减水剂与混凝土拌合更加均匀。由于向外加剂计量斗16内加入的减水剂和混合稀释用水量都比较少，因此第三控制阀门13和外加剂泵4会先于第一控制阀门9关闭。

当第二控制阀门开启后混合液已基本添加到混凝土搅拌器5时，控制器10控制第三控制阀门13开启。第三控制阀门13开启后，水计量斗12内剩余的水开始进入外加剂计量斗16，对外加剂计量斗16和输送管进行清洗。清洗液通过第二控制阀门17加入混凝土搅拌器5内，确保了减水剂加入的精确性，保证了混凝土的质量。

当喷洒装置6中无清洗液流出时，使用者旋转控制器10上的“添加”旋钮至关闭状态，各泵与控制阀门均关闭，水和减水剂添加完毕。前期加入的部分水、稀释混合减水剂用水和清洗用水这三次用水量之和为搅拌混凝土所需的总水量。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。