一种预拌式混凝土搅拌系统的制作方法

本实用新型涉及混凝土加工设备领域，特别是混凝土搅拌系统。

背景技术：

混凝土搅拌系统作为混凝土搅拌行业的核心产品，是目前基础设施建设的主力设备，伴随着行业的需求，混凝土搅拌系统的技术也在不断地发展，从结构、动力、材料、节能、环保等各领域都有显著的提高和改善。但是由于当前混凝土原材料的质量参数变化太大，导致混凝土质量波动很大。随着高性能混凝土、超高性能水泥基复合材料的出现，混凝土的原材料更加复杂，对于混凝土性能的智能化控制提出更新和更高的要求，特别是需要对混凝土流变性能、匀质性及单位水量进行实时监控和调整，精准地控制混凝土质量。因此，现在亟需一种可精确控制混凝土材料质量的新型智能混凝土搅拌系统。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种可精准控制混凝土质量的混凝土搅拌系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种预拌式混凝土搅拌系统，其包括

主控系统；

胶凝材料进料系统，包括由进料管道顺次连通的胶凝材料储存箱、胶凝材料进料口、第一预拌箱以及搅拌箱，所述胶凝材料储存箱上设置有用于检测胶凝材料重量的第一重量检测模块，所述胶凝材料储存箱和胶凝材料进料口之间的进料管道上设置有控制通断的第一电磁阀，所述胶凝材料进料口上设置有用于检测胶凝材料粒径分布的第一粒径传感器，所述第一预拌箱上设置有第一预拌装置，所述搅拌箱上设置有搅拌装置；

矿物掺合料进料系统，包括矿物掺合料储存箱和矿物掺合料进料口，所述矿物掺合料储存箱、矿物掺合料进料口和第一预拌箱通过进料管道顺次连通，所述矿物掺合料储存箱上设置有用于检测矿物掺合料重量的第二重量检测模块，所述矿物掺合料储存箱和矿物掺合料进料口之间的进料管道上设置有控制通断的第二电磁阀，所述矿物掺合料进料口上设置有用于检测矿物掺合料粒径分布的第二粒径传感器；

纤维进料系统，包括纤维储存箱，所述纤维储存箱和第一预拌箱通过进料管道相连通，所述纤维储存箱上设置有用于检测纤维重量的第三重量检测模块，所述纤维储存箱和第一预拌箱之间的进料管道上设置有控制通断的第三电磁阀；

粗骨料进料系统，包括粗骨料储存箱和第二预拌箱，所述粗骨料储存箱、第二预拌箱和搅拌箱通过进料管道顺次连通，所述粗骨料储存箱上设置有用于检测粗骨料重量的第四重量检测模块以及用于检测粗骨料含水量的第一含水量传感器，所述粗骨料储存箱和第二预拌箱之间的进料管道上设置有控制通断的第四电磁阀，所述第二预拌箱上设置有第二预拌装置；

细骨料进料系统，包括细骨料储存箱，所述细骨料储存箱和第二预拌箱通过进料管道相连通，所述细骨料储存箱上设置有用于检测细骨料重量的第五重量检测模块以及用于检测细骨料含水量的第二含水量传感器，所述细骨料储存箱和第二预拌箱之间的进料管道上设置有用于控制通断的第五电磁阀；

进水系统，包括水箱和第三预拌箱，所述水箱、第三预拌箱和搅拌箱通过进料管道顺次连通，所述水箱上设置有用于检测水重量的第六重量检测模块，所述水箱和第三预拌箱之间的进料管道上设置有控制通断的第六电磁阀，所述第三预拌箱上设置有第三预拌装置；

外加剂进料系统，包括外加剂储存箱，所述外加剂储存箱和第三预拌箱通过进料管道相连通，所述外加剂储存箱上设置有用于检测外加剂重量的第七重量检测模块，所述外加剂储存箱和第三预拌箱之间的进料管道上设置有控制通断的第七电磁阀；

出料检测系统，包括与搅拌箱相连通的出料通道，所述出料通道上设置有用于检测混凝土流变性能的流变检测模块、用于检测单位体积混凝土含水量的单位含水量检测模块以及用于检测混凝土介电常数的介电常数检测模块。

优选的，所述第一预拌装置包括第一预拌电机以及与所述第一预拌电机传动连接的第一预拌螺杆，所述第一预拌螺杆伸入至第一预拌箱内，所述第一预拌电机可驱动第一预拌螺杆转动以对第一预拌箱内的物料进行搅拌。

优选的，所述搅拌装置包括搅拌电机以及与所述搅拌电机传动连接的搅拌器，所述搅拌器伸入至搅拌箱内，所述搅拌电机可驱动搅拌器动作以对搅拌箱内的物料进行搅拌。

进一步的，所述搅拌电机上设置有用于检测搅拌电机扭矩的第一扭矩传感器。

优选的，所述第一预拌箱与搅拌箱之间的进料管道上设置有控制通断的第一通断阀；所述第二预拌箱与搅拌箱之间的进料管道上设置有控制通断的第二通断阀；所述第三预拌箱与搅拌箱之间的进料管道上设置有控制通断的第三通断阀。

进一步的，还包括试产系统，所述试产系统包括

试拌箱，所述试拌箱上设置有试产搅拌装置且所述试拌箱的容积小于搅拌箱的容积；

同时连通第一预拌箱和试拌箱的第一试产管道，所述第一试产管道上设置有控制通断的第四通断阀；

同时连通第二预拌箱和试拌箱的第二试产管道，所述第二试产管道上设置有控制通断的第五通断阀；

同时连通第三预拌箱和试拌箱的第三试产管道，所述第三试产管道上设置有控制通断的第六通断阀；

同时连通试拌箱和出料通道的第四试产管道，所述第四试产管道上设置有控制通断的第七通断阀。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，通过各重量检测模块将各储存箱内的物料剩余重量的数据反馈至主控系统，主控系统控制各电磁阀的动作，从而可精确控制各种物料的配比；主控系统接收各粒径传感器、各含水量传感器以及出料检测系统上各检测模块反馈的信息，了解原材料和混凝土成品的相关数据信息，分析混凝土成品质量参数的变化，根据分析结果来调控各电磁阀，实现动态自动调控，稳定混凝土质量，有效解决原材料参数波动而对混凝土质量产生影响的问题；通过各预拌箱和预拌装置可对物料进行预拌混合，缩短物料在搅拌箱内的搅拌时间，可提高混凝土的搅拌效率，并使混凝土能够搅拌得更加均匀，提高混凝土的生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，一种预拌式混凝土搅拌系统，其包括主控系统、胶凝材料进料系统1、矿物掺合料进料系统2、纤维进料系统3、粗骨料进料系统4、细骨料进料系统5、进水系统6、外加剂进料系统7以及出料检测系统。

其中，胶凝材料进料系统1包括由进料管道顺次连通的胶凝材料储存箱11、胶凝材料进料口12、第一预拌箱13以及搅拌箱14，在胶凝材料储存箱11上设置有用于检测胶凝材料重量的第一重量检测模块，在胶凝材料储存箱11和胶凝材料进料口12之间的进料管道上设置有控制通断的第一电磁阀15，在胶凝材料进料口12上设置有用于检测胶凝材料粒径分布的第一粒径传感器，在第一预拌箱13上设置有第一预拌装置，在搅拌箱14上设置有搅拌装置。矿物掺合料进料系统2包括矿物掺合料储存箱21和矿物掺合料进料口22，矿物掺合料储存箱21、矿物掺合料进料口22和第一预拌箱13通过进料管道顺次连通，在矿物掺合料储存箱21上设置有用于检测矿物掺合料重量的第二重量检测模块，在矿物掺合料储存箱21和矿物掺合料进料口22之间的进料管道上设置有控制通断的第二电磁阀23，在矿物掺合料进料口22上设置有用于检测矿物掺合料粒径分布的第二粒径传感器。纤维进料系统3包括纤维储存箱31，纤维储存箱31和第一预拌箱13通过进料管道相连通，在纤维储存箱31上设置有用于检测纤维重量的第三重量检测模块，在纤维储存箱31和第一预拌箱13之间的进料管道上设置有控制通断的第三电磁阀32。

粗骨料进料系统4包括粗骨料储存箱41和第二预拌箱42，粗骨料储存箱41、第二预拌箱42和搅拌箱14通过进料管道顺次连通，在粗骨料储存箱41上设置有用于检测粗骨料重量的第四重量检测模块以及用于检测粗骨料含水量的第一含水量传感器，在粗骨料储存箱41和第二预拌箱42之间的进料管道上设置有控制通断的第四电磁阀43，在第二预拌箱42上设置有第二预拌装置。细骨料进料系统5包括细骨料储存箱51，细骨料储存箱51和第二预拌箱42通过进料管道相连通，在细骨料储存箱51上设置有用于检测细骨料重量的第五重量检测模块以及用于检测细骨料含水量的第二含水量传感器，在细骨料储存箱51和第二预拌箱42之间的进料管道上设置有用于控制通断的第五电磁阀52。

进水系统6包括水箱61和第三预拌箱62，水箱61、第三预拌箱62和搅拌箱14通过进料管道顺次连通，在水箱61上设置有用于检测水重量的第六重量检测模块，在水箱61和第三预拌箱62之间的进料管道上设置有控制通断的第六电磁阀63，在第三预拌箱62上设置有第三预拌装置。外加剂进料系统7包括外加剂储存箱71，外加剂储存箱71和第三预拌箱62通过进料管道相连通，在外加剂储存箱71上设置有用于检测外加剂重量的第七重量检测模块，在外加剂储存箱71和第三预拌箱62之间的进料管道上设置有控制通断的第七电磁阀72。

出料检测系统包括与搅拌箱14相连通的出料通道81，在出料通道81上设置有用于检测混凝土流变性能的流变检测模块、用于检测单位体积混凝土含水量的单位含水量检测模块以及用于检测混凝土介电常数的介电常数检测模块。流变检测模块、单位含水量检测模块、介电常数检测模块、各重量检测模块、各含水量传感器以及各粒径传感器分别与主控系统电性连接并可向主控系统反馈检测信号，主控系统分别与各电磁阀电性连接并可控制其动作，从而可开启或关闭相应的进料管道。另外，在出料通道81与搅拌箱14的连接处或者在出料通道81上还设置有用于控制通断的启闭阀门。

本实用新型的混凝土搅拌系统在运行时，通过各重量检测模块将各储存箱内的物料剩余重量的数据反馈至主控系统，主控系统控制各电磁阀的动作，控制各种物料的供给量，从而可精确控制各种物料的配比。主控系统接收各粒径传感器、各含水量传感器以及出料检测系统上各检测模块反馈的信息，了解原材料和混凝土成品的相关数据信息，分析混凝土成品质量参数的变化，根据分析结果来调控各电磁阀，改变物料的进给量，实现动态自动调控，使混凝土的质量保持稳定，有效解决原材料参数波动而对混凝土质量产生影响的问题。通过各预拌箱和预拌装置可对物料进行预拌混合，缩短物料在搅拌箱14内的搅拌时间，可提高混凝土的搅拌效率，并使混凝土能够搅拌得更加均匀，提高混凝土的生产效率。相对而言，粗骨料和细骨料的粒径较大且性质接近，而胶凝材料、矿物掺合料和纤维的粒径较小且性质接近，因此，将粗骨料和细骨料一起预拌，将胶凝材料、矿物掺合料和纤维一起预拌，能够使物料更容易搅拌均匀。

具体的，第一预拌装置包括第一预拌电机以及与该第一预拌电机传动连接的第一预拌螺杆，第一预拌螺杆伸入至第一预拌箱13内，第一预拌电机可驱动第一预拌螺杆转动以对第一预拌箱13内的物料进行搅拌。第一预拌螺杆可由搅拌桨代替。第二预拌装置和第三预拌装置可采用与第一预拌装置相同的结构。另外，第一预拌装置和第二预拌装置还可采用振动筛结构，利用振动的方式来将物料混合。

搅拌装置包括搅拌电机以及与该搅拌电机传动连接的搅拌器，搅拌器伸入至搅拌箱14内，搅拌电机可驱动搅拌器动作以对搅拌箱14内的物料进行搅拌。搅拌器具体可采用搅拌螺杆或者搅拌桨等结构。

进一步的，在搅拌电机上设置有用于检测搅拌电机扭矩的第一扭矩传感器。第一扭矩传感器与主控系统电性连接，主控系统能够通过第一扭矩传感器反馈的数据了解搅拌电机的扭矩等工况信息，及时调整搅拌电机的转速以及进入搅拌箱14内的物料的量，使搅拌电机以最佳的状态运行，延长其使用寿命。

具体的，第一扭矩传感器包括应变片和接线座，应变片安装在搅拌电机的主轴上，应变片上的导线与接线座上的导线通过电刷结构或者导电滑环结构相连接。另外，第一扭矩传感器还可采用磁电式扭矩检测装置、光栅式扭矩检测装置等结构。本实用新型中，搅拌电机采用变频电机。

第一重量检测模块包括承托板以及位于承托板下方的压力传感器，物料堆积在承托板上。当物料的重量发生变化时，压力传感器检测到的压力值随之发生变化，从而可换算出胶凝材料的进给量。另外，压力传感器还可采用光栅式传感器、码盘式传感器以及电容式传感器等结构，光栅式传感器、码盘式传感器以及电容式传感器的结构和安装方式已由本领域技术人员所熟悉，在此不再另加详述。

第二、第三、第四、第五和第七重量检测模块可采用与第一重量检测模块相同的结构。其中，对于第六重量检测模块，可采用水压传感器或者液位传感器等结构，同时不再需要设置承托板。另外，还可在搅拌水箱61和第三预拌箱62之间的进料管道上设置流量传感器，利用流量传感器的检测数据，可计算出水的进给量，从而可反推出水箱61内的剩余水量。

本实用新型中，第一粒径传感器和第二粒径传感器均采用激光粒径分布传感器的结构，其可实时在线检测物料的粒径分布，并可及时向主控系统反馈信息。

第一含水量传感器和第二含水量传感器均采用电容式含水量检测装置的结构，另外，亦可采用微波式含水量检测装置以及红外线式含水量检测装置等结构。

在出料检测系统中，流变检测模块具体采用叶轮式混凝土流变分析器的结构，混凝土流变检测装置的种类和结构已经为本领域技术人员所熟悉，在此不加另加详述。单位含水量检测模块可采用微波式含水量检测装置或者电阻式含水量检测装置等结构。介电常数检测模块可采用电容式介电常数检测装置等结构。

在第一预拌箱13与搅拌箱14之间的进料管道上设置有控制通断的第一通断阀91，在第二预拌箱42与搅拌箱14之间的进料管道上设置有控制通断的第二通断阀92，在第三预拌箱62与搅拌箱14之间的进料管道上设置有控制通断的第三通断阀93。通过此结构，能够控制各预拌箱与搅拌箱14之间的通断，以便在需要停止生产时及时切断物料的供给。

参照图2，作为本实用新型的另一实施例，其增设了试产系统，具体的，该试产系统包括试拌箱94、第一试产管道95、第二试产管道96、第三试产管道97和第四试产管道98。在试拌箱94上设置有试产搅拌装置，试产搅拌装置可采用与搅拌装置相同的结构。试拌箱94的容积小于搅拌箱14的容积。第一试产管道95同时连通第一预拌箱13和试拌箱94，在第一试产管道95上设置有控制通断的第四通断阀951；第二试产管道96同时连通第二预拌箱42和试拌箱94，在第二试产管道96上设置有控制通断的第五通断阀961；第三试产管道97同时连通第三预拌箱62和试拌箱94，在第三试产管道97上设置有控制通断的第六通断阀971；第四试产管道98同时连通试拌箱94和出料通道81，在第四试产管道98上设置有控制通断的第七通断阀981。

在正式批量生产混凝土前，关闭第一、第二和第三通断阀，开启第四、第五、第六和第七通断阀，物料进入试拌箱94中进行搅拌，从试拌箱94中出来的混凝土经过出料检测系统，对混凝土的参数进行检测，主控系统分析出料检测系统、各含水量传感器以及各粒径传感器所反馈的数据，进而调整各电磁阀的动作，最终使混凝土的各项参数达到预定要求。当混凝土的各项参数达到预定要求后，关闭第四、第五、第六和第七通断阀，开启第一、第二和第三通断阀，即可进入正式批量生产。由于试拌箱94的容积小于搅拌箱14的容积，能够减少试产时的混凝土生产量，从而可减少物料的浪费，降低生产成本。各通断阀既可采用手动开启的阀门结构，也可采用与主控系统电性连接的电磁式阀门结构。

上述实施例只是本实用新型的优选方案，本实用新型还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。