专利名称：搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，适用于搅拌
水泥或沥青混凝土 ，属于混凝土搅拌机的改造技术。
背景技术：
目前我国大批量搅拌生产混凝土的设备有两类一是间隙式混凝土搅拌机，二是 连续式混凝土搅拌机，这两类生产设备都有各自的优点，也有各自的缺点。间隙式混凝土搅 拌机其混凝土在搅拌缸里的净搅拌时间(即不含向搅拌缸里加水加料和卸料等辅助时间) 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混凝土，并保证质量，但 耗能大、生产效率低，而连续式混凝土搅拌机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. 间隙式混凝土搅拌机已存在近100年，传统的结构模式已经固化。近几十年来除 了自落式搅拌与强制搅拌的变化之外，该设备在搅拌工艺上没有任何发展和创新。大型连 续式混凝土搅拌机是国内近30年才发展的新型混凝土搅拌设备，它改变了传统搅拌工艺 模式，具有许多符合现代政策导向的优点，但是由于搅拌时间短，又不可调控，该设备在技 术上未能完全突破，因此，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， 优点形成不了优势。
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、高效的搅拌时间可控型、 低速强制连续式大型混凝土搅拌机。适用于搅拌水泥经或沥清混凝土，本实用新型设计合 理、使用方便。 本实用新型的技术方案是本实用新型搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土 搅拌机，搅拌机包括有搅拌缸，搅拌缸前端上部设有进料口 ，搅拌机在其下部支架上设有称 重传感器，且在其下部出口处设有转动式卸料门。 上述转动式卸料门设有单扇或多扇，且转动式卸料门与驱动其关闭和打开的驱动 装置连接。 上述驱动装置为液压驱动装置，或为气动或电动装置。 上述卸料门设有使混凝土从该门卸出的数量能调正的3-7个不同的开度。 上述卸料门的开度是无级的开度调节方式。 上述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与工作面 平行一致和/或不平行一致的单一搅拌叶片的搅拌臂。 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 拌叶片的搅拌臂。 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。
3[0013] 上述相邻搅拌臂及其上的搅拌叶片沿第一搅拌轴和第二搅拌轴的轴向和周向相互均匀错开。 上述第一搅拌轴、第二搅拌轴的转速为低转速40转/分以下。 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； 2、广泛适用于搅拌水泥或沥青混凝土，是多用途搅拌机； 3、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，没有料头的耗损； 4、产能大、耗能低，生产效率高，经济效益显著； 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、多用途低速强制连续式混凝土搅拌机。
图1为本实用新型用于搅拌时间可控型连续式水泥混凝土搅拌站的结构示意图；[0022] 图2为本实用新型单卧轴式搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机的结构示意图； 图3为本实用新型双卧轴搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机的结构示意图； 图4为本实用新型双卧轴搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机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搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机在转动式卸料门处于全开启状态结构示意图。
具体实施方式
[0026] 实施例 本实用新型搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机适用于搅拌水泥或沥青混凝土，现以搅拌水泥混凝土为例，用于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l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。[0028] 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。[0029] 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，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，经过水泵10和调节阀9控制调节向新型搅拌机14里的供水流量。 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，生产水泥混凝土和沥清混凝土
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。
由上述可见，本实用新型的工艺结构特点是 配料与送料(投料)时间是重合的，搅拌机一旦启动并进入稳定运转，进料(投料)、出料(卸料)的时间又是重合的，不占用生产时间，相比间隙式搅拌系统效率高出许多。由于进料平稳均匀，因此也没有间隙式搅拌系统集中投卸料使搅拌电机承受脉冲负荷，增加耗电并影响电机使用寿命的缺陷。更重要的是此种进料方式相当于起到预搅拌的作用，原料在配料、送料过程中已经按配比值分散均布，相对于间隙式搅拌系统其搅拌机搅拌负荷减轻许多，搅拌效率得以提高，多次试验测试证明间隙式和连续式搅拌系统在两者电机功率等条件相同的情况下，连续式搅拌系统可节省25%的净搅拌时间，连续式搅拌系统工作45秒相当于间隙式搅拌系统工作60秒；以最大产能为180m3/小时的间隙式搅拌系统为例搅拌缸一次搅拌3m 搅拌电机功率为55kw，对于高标号水泥混凝土其净搅拌时间需用60秒，在相同电机功率等条件下，本实用新型专利只需要用45秒，而最大产能可提高到240mV小时，所以耗能少，效率高，考虑到间隙式搅拌系统还有投料、卸料要占用生产时间(间隙式一次投卸料需用30秒)进行综合比较，在同等的条件下搅拌同一重量原料，本实用新型专利可提高生产效率和节能近50%，对于大批量生产行业而言，这一效果所产生的效益是非常显著的。 本实用新型搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土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，相邻搅拌臂23及其上的搅拌叶片24沿搅拌轴22A、22B的轴向和周向相互均匀错开。 本实施例中，搅拌轴22A、22B的转速为低转速40转/分以下，试验证明可加强物料间的搓揉和搅拌且不易出故障。 搅拌轴22A所设搅拌臂23上装设的搅拌叶片24与搅拌轴22B所设搅拌臂23上装设的搅拌叶片24的径向有一定的搭接量。 为了使物料在搅拌叶片搅拌下自动向前推动，使搅拌好的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 之间的有一定的夹角。[0038] 搅拌缸1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，两扇转动式卸料门可经液压部件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个开度可供选择，使其转动式卸料门27有3-7个不同的开度，使水泥混凝土从该门卸出的数量多少可以调整，图4为全关闭状态，图5为全开启状态，该两图都是图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，搅拌缸在静止状态，其内原料容积(重量)达到这一限量时，在其搅拌缸内形成的物料水平面与22A、22B轴中心线形成的平面相一致，该容积限量是整个搅拌缸容积的一半或一半以下，显然当搅拌缸生产率每小时生产量设计得越高，该容积限量也应加大。 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斗门卸出，自动控制系统快速调整卸料斗门的开度以保持卸料速度与进料速度相一致，从而使卸料斗门打开瞬间记下的净搅拌时间得以保持稳定不变，即用卸料斗门的开度变动来保持净搅拌时间稳定不变。 卸料斗门开度有三 七个位置可供选择，或是无级调正开度，自动控制系统选定开度大小的依据是在卸料斗门打开瞬间，计算机自动控制系统通过称重传感器6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，用卸料斗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却定了进料速度，自动控制系统将保持所设定的的速度稳定均匀的进料，当基准重量减小时，说明开度过大，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，经测试验证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<formula>formula see original document page 6</formula>[00化]T二净搅拌时间(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(分)输入搅拌缸的原料总量(m3、公斤)或每小时(分)输出的水泥混凝土产量(1113、公斤)。[0048] 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，即原料送入搅拌缸采用了最大进料速度为4m3/分，启动搅拌站后，自动控制系统使 卸料斗门紧闭，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秒时打开卸料门，并形成了水泥混凝土，此时卸 料斗门的开度在自动控制系统的调控下保证其搅拌缸内的原料重量(容量)是打开卸料 斗门瞬间的重量，并用卸料门开度的变动保持此基准重量恒定，从而保证卸料斗门卸料速 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300m"K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。 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，卸料斗门打开瞬间，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。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，在使用者设定值不合理或不是最有效时，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，卸料斗门仍在出料，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。 试验证明，搅拌时间可控型连续式混凝土搅拌机净搅拌时间已达到间隙式搅拌机 一样的水平，可在15秒 120秒范围内调整控制。完全可以生产各类型的水泥混凝土和各类沥清混凝土，并保证质量。因为此种搅拌机是配用连续式搅拌站使用，所以生产混凝土时 可克服间隙式搅拌站耗能高，效率低，成本高的缺点。可使我国混凝土生产行业真正拥有完 全符合节能、高效、低成本政策导向的大型先进生产设备，推广使用该设备可使混凝土生产 行业走出高能耗、低效、高成本的阴影，从而改变整个生产行业的面貌，使我国在世界上创 造出低耗、高效、低成本生产混凝土的新起点、新局面。 值得强调的是本实用新型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，只有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，根本问题在干可配置的旧式搅拌机其净搅拌时间短而不可调，本实 用新型专利将连续式混凝土搅拌机净搅拌时间延长并可调控，达到现今间隙式搅拌机完全 一致的水平。采用本实用新型专利配置的连续式搅拌站，可使连续式搅拌站的各种优势充 分的发挥使优点形成优势。这是混凝土生产工艺技术的重大突破，是混凝土生产设备研制 生产行业的重大成果，配置有搅拌时间可控型连续式混凝土搅拌机的各式连续式混凝土搅 拌站(楼)的诞生和推广使用，将彻底改变我国混凝土生产行业的面貌，在世界上创造出混 凝土低能耗，高效，低成本生产的新起点、新局面。
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权利要求一种搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，搅拌机(14)包括有搅拌缸(21)，其特征在于上述搅拌缸(21)前端上部设有进料口，搅拌机在其下部支架上设有称重传感器(26)，且在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、低速强制连续式混凝土搅拌机，其特征在于上述转动式卸料门(27)设有单扇或多扇，且转动式卸料门(27)与驱动其关闭和打开的驱动装置连接。
3. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，其特征在于上述驱动装置为液压驱动装置，或为气动或电动装置。
4. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，其特征在于上述卸料门(27)设有使混凝土从该门卸出的数量能调正的3-7个不同的开度。
5. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，其特征在于上述卸料门(27)的开度是无级的开度调节方式。
6. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，其特征在于上述搅拌缸(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)上设置有与工作面平行一致和/或不平行一致的单一搅拌叶片(24)的搅拌臂(23)。
7. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，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)的搅拌臂(23)。
8. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，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。
9. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，其特征在于上述相邻搅拌臂(23)及其上的搅拌叶片(24)沿第一搅拌轴(22A)和第二搅拌轴(22B)的轴向和周向相互均匀错开。
10. 根据权利要求1所述的搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机，其特征在于上述第一搅拌轴(22A)、第二搅拌轴(22B)的转速为低转速40转/分以下。
专利摘要本实用新型是一种搅拌时间可控型、低速强制连续式混凝土搅拌机适用于搅拌水泥或沥清混凝土。搅拌机(14)包括有搅拌缸(21)，其中上述搅拌缸(21)前端上部设有进料口，搅拌机在其下部支架上设有称重传感器(26)，且在其下部出口处设有转动式卸料门(27)。本实用新型的特点在于将各种类型的连续式搅拌机出口设有开度可调的卸料门，搅拌机支架上设有称重传感器，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，并控制卸料门开度，从而实现其搅拌时间可控，并达到与间隙搅拌机同等水平，本实用新型节能，高效低成本，是一种设计合理、使用方便的搅拌时间可控型低速强制连续式多用途混凝土搅拌机。
文档编号B28C7/02GK201525083SQ20092019480
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