称重式木质素纤维投放装置及方法
【专利摘要】本发明涉及称重式木质素纤维投放装置及方法，公开了一种称重式木质素纤维投放装置，包括：加料机构、破碎机构、吹送机构、称重机构以及控制模块；还公开了一种称重式木质素纤维投放方法，本发明提供的称重式木质素纤维投放装置及方法采用智能型木质素纤维投放模式，改善了工人作业环境，降低了工人劳动强度，提高沥青混合料质量；与沥青搅拌站控制系统相互对接及通信，形成闭环控制，减少了人为操作失误；可快速实现纤维数量的统计及查询，可实现纤维用量的快速调整；本项目围绕纤维机投料精确、快速、降低人为错误的理念，提出智能型木质素纤维称重投料方法，使纤维投放和添加更加合理及科学，提升沥青路面SMA混合料搅拌施工技术水平。
【专利说明】称重式木质素纤维投放装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及称重式木质素纤维投放装置及方法。
【背景技术】
[0002]沥青玛蹄脂碎石路面(简称SMA)，是一种由沥青、纤维、矿粉和少量细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级配粗集料骨架间隙而形成的沥青混合料，由于SMA路面抗滑、抗车辙等性能优良，与传统的AC类沥青路面相比，具有优良的高温性、耐久性、表面特性及低温抗裂性，因此在高速公路、重交通道路、红绿灯交叉口、机场跑道、桥梁铺装、车站与货物装卸区等工程中广泛使用。
[0003]木质素纤维是SMA的稳定剂，它能使SMA在拌和、储存、运输、摊铺及碾压过程中保持稳定，并最终发挥优良的性能。同时也是SMA路面混合料配比中不可缺少的添加剂，具有吸油、防止沥青滴漏，增加沥青混合料吸附力，提高路面温度稳定性及整体性的作用；因此其在沥青混合料中的比例对稳定SMA路面质量影响巨大，因此在施工SMA沥青路面必须确保纤维的投料量。
[0004]在SMA路面施工历程中，木质素纤维添加先后经历了人工称量投送，机械辅助投放和机械定时投料等阶段；人工投料及机械辅助投放方式需要大量人工配合、劳动强度大，效率低下和严重影响产能等原因，已经不再使用；机械定时投料采用专业木质素纤维投放设备，通过试验计算出输送一定重量木质素纤维所需要的时间，通过继电器设定时间，让纤维投料机按设定时间工作，设定时间结束后即认为已经投放足够量的木质素纤维，从而实现纤维投放计量；这种投料方式较为简单，并可克服前两种投料方式的不足，在目前SMA施工领域广泛使用。
[0005]随着人们对工程质量关注度的不断提高，各业主单位对路面质量要求也越来越严格，定时投料方式在使用中也暴漏了不少问题，如计量误差变化较大、纤维容易漏加及纤维投放量不能自动统计等，使沥青混合料报废及路面返工等质量事故频频发生，给施工单位造成较大经济损失及工期延误；需要对纤维投放计量模式进行进一步研宄，以满足SMA混合料生产要求。
[0006]定时模式纤维投放设备技术缺陷及分析
[0007]1、定时模式木质素纤维添加设备主要由两部分组成，即主机和定时配料控制器。主机部分主要包括料仓、打散机构、物料输送机构、叶轮给料机和风送机构等
[0008]2、存在主要技术缺陷
[0009]I)纤维投放量取决于单位时间输送量，但纤维输送量受到其松紧度、机械输送、纤维料位及人工等因素影响在工作时间内呈动态变化，因此其实际投放量误差较大。
[0010]2)纤维投放机与沥青拌合楼都是独立控制系统，其工作由沥青拌合楼骨料仓开门信号触发其启动工作的，两个系统之间并没有形成闭环控制，存在较大操作风险，容易引起投放机误动作，造成同一锅料纤维多次投放。
[0011]3)投放机机械故障容易引起纤维漏加造成沥青混合料报废，物料输送机构、叶轮给料机、风送机构等故障，而此故障沥青搅拌站是监控不到的，同时也是故障高发部位。
[0012]纤维投放量无法查询统计，不能在生产过程中实时调整，只能通过事后人工统计、反算后调整，统计及调整不科学。
【发明内容】
[0013]本发明的首要目的在于提供一种投放量精确、操控简单并且故障发生率小的称重式木质素纤维投放装置及方法，为实现上述目的本发明的具体方案如下:
[0014]一种称重式木质素纤维投放装置，包括:
[0015]加料机构，所述加料机构包括加料斗以及与所述加料斗连接的加料皮带；
[0016]破碎机构，所述破碎机构包括位于所述加料机构输出端下方的存储室以及设于所述存储室内的破碎机；
[0017]吹送机构，所述吹送机构包括风机，所述风机的输出端连接有吹送软管，所述吹送软管的中段与所述存储室连通；
[0018]称重机构，所述称重机构用于将破碎机构、吹送机构及装置内之木质素纤维整体称重；
[0019]控制模块，所述控制模块与所述称重机构电连接用于获得称重机构的称重结果；所述控制模块还分别与所述加料皮带、破碎机及风机电连接，用于根据称重结果控制所述加料皮带、破碎机及风机的运转。
[0020]优选的，还包括给料机构，所述给料机构包括给料管，所述给料管内设有给料转阀；
[0021]所述称重机构用于将给料机构、破碎机构、吹送机构及装置内之木质素纤维整体称重；
[0022]所述控制模块与所述给料转阀电连接，用于根据称重结果控制所述给料转阀。
[0023]优选的，所述称重机构包括称重平台及称重模块，所述破碎机构、吹送机构及给料机构设于所述称重平台上；所述称重模块与所述称重平台电连接，用于将称重结果转换成模拟信号。
[0024]优选的，所述控制模块包括一工控机及与之电连接的可编程逻辑控制器；
[0025]所述可编程逻辑控制器分别与所述加料皮带、破碎机、给料转阀及风机电连接。
[0026]优选的，所述可编程逻辑控制器为包括CPU 224XP单元的西门子S7200可编程逻辑控制器。
[0027]一种称重式木质素纤维投放方法，包括以下步骤:
[0028]步骤一、初始称重:以通过称重机构获得的给料机构、破碎机构、吹送机构质量之和作为起始质量；
[0029]步骤二、在控制模块中预设需要投料的质量设定值；
[0030]步骤三、投料:即向加料斗中投料，并通过控制模块启动加料皮带，将加料斗中的木质素纤维投入破碎机构的存储室中，同时禁止破碎机、给料转阀及风机的运行；
[0031]步骤四、循环称重:投料过程中，通过称重机构同步获得的给料机构、破碎机构、吹送机构、存储室及存储室内木质素纤维的总质量；
[0032]步骤五、投料质量:将步骤四中的总质量减去步骤一中的起始质量，获得步骤三中变化的投料质量；
[0033]步骤六、投料比较:当步骤五中投料质量与步骤二中的质量设定值相符时，停止投料；
[0034]步骤七、给料:通过控制模块启动破碎机、给料转阀及风机，向搅拌机给料。
[0035]优选的，所述步骤二中，还包括在控制模块中预设投料的质量上限值；
[0036]所述步骤六之前还包括:当步骤五中投料质量与步骤二中的质量上限值相符时，停止投料。
[0037]优选的，还包括:
[0038]步骤八，给料称重:给料过程中，以称重机构获得的给料机构、破碎机构、吹送机构及存储室内木质素纤维质量之和作为剩余质量，与初始质量、质量上限值之和比较，获得实际给料质量；
[0039]步骤九:实际给料质量小于质量设定值时，重复给料直至实际给料质量与质量设定值相符。
[0040]优选的，所述步骤八中，称重机构在破碎机、给料转阀及风机停止并稳定后获得剩余质量。
[0041]优选的，给料完成后，自动停止破碎机、给料转阀，并延时停止风机直至木质素纤维全部吹送至搅拌机。
[0042]本发明提供的称重式木质素纤维投放装置及方法具有以下经济效益及社会效益:
[0043]1、经济效益
[0044]I)采用智能型木质素纤维投放模式，与传统的人工投放、定时投放模式相比，改善了工人作业环境，降低了工人劳动强度，可节约纤维投放配合人工费用。
[0045]2)可防止疏忽/失误及机械故障引起的漏投，造成严重的质量缺陷，大大提高良品率。
[0046]3)减少了由于客观天气变化、工人熟练程度、工作状态、校准误差、絮状纤维的松紧度等对计量精度的影响，提高沥青混合料质量，可获得更好的经济效益。
[0047]4)与沥青搅拌站控制系统相互对接及通信，形成闭环控制，避免了误操作，减少了人为操作失误。
[0048]5)可快速实现纤维数量的统计及查询，随时掌握纤维的添加情况，可实现纤维用量的快速调整。
[0049]2、社会效益
[0050]本项目围绕纤维机投料精确、快速、降低人为错误的理念，提出智能型木质素纤维称重投料方法，使纤维投放和添加更加合理及科学，提升沥青路面SMA混合料搅拌施工技术水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
[0052]图1是本发明实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0053]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0054]实施例
[0055]如图1所示，一种称重式木质素纤维投放装置，包括:
[0056]加料机构I，所述加料机构I包括加料斗11以及与所述加料斗11连接的加料皮带12 ；
[0057]破碎机构2，所述破碎机构2包括位于所述加料机构I输出端下方的存储室21以及设于所述存储室21内的破碎机22 ；
[0058]吹送机构3，所述吹送机构3包括风机31，所述风机31的输出端连接有吹送软管32，所述吹送软管32的中段与所述存储室21连通；
[0059]称重机构4，所述称重机构4用于将破碎机构2、吹送机构3及装置内之木质素纤维整体称重；
[0060]控制模块，所述控制模块与所述称重机构4电连接用于获得称重机构4的称重结果；所述控制模块还分别与所述加料皮带12、破碎机22及风机31电连接，用于根据称重结果控制所述加料皮带12、破碎机22及风机31的运转。
[0061]上述实施例方案中，投放机内纤维重量不足及纤维吹送机不工作时，皮带机自动补充纤维进投放机，到达设定值时自动停止，皮带机输送时人工可在加料斗11加料。当纤维投放机收到工作指令时，其破碎、输送给料装置及吹风机31自动启动，并往搅拌缸吹送纤维，同时锁定搅拌缸放料门禁止放料，称重模块检测重量，在吹送纤维重量达到规定值时自动停止破碎及给料装置，风机31延时关闭(时间可调)，将进入吹送腔及软管内的纤维全部吹送到搅拌缸，在吹风机31停止后搅拌缸放料门延时锁定(时间可调)，确保有充足的搅拌时间后解除锁定，依次循环，保证纤维定量输送，并充分搅拌。
[0062]作为上述实施例方案的改进，为防止存储室21向吹送机构3输送时堵塞，还包括给料机构5，所述给料机构5包括给料管51，所述给料管51内设有给料转阀52 ;所述称重机构4用于将给料机构5、破碎机构2、吹送机构3及装置内之木质素纤维整体称重；所述控制模块与所述给料转阀52电连接，用于根据称重结果控制所述给料转阀52。
[0063]作为上述实施例方案的优选方案，所述称重机构4包括称重平台41及称重模块42，所述破碎机构2、吹送机构3及给料机构5设于所述称重平台41上；所述称重模块42与所述称重平台41电连接，用于将称重结果转换成模拟信号。
[0064]作为上述实施例方案的优选方案，所述控制模块包括一工控机及与之电连接的可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器分别与所述加料皮带12、破碎机22、给料转阀52及风机31电连接。
[0065]作为上述实施例方案的优选方案，本实施例中所述可编程逻辑控制器为包括CPU224XP单元的西门子S7200可编程逻辑控制器。
[0066]一种称重式木质素纤维投放方法，包括以下步骤:
[0067]步骤一、初始称重:以通过称重机构4获得的给料机构5、破碎机构2、吹送机构3质量之和作为起始质量；
[0068]步骤二、在控制模块中预设需要投料的质量设定值；
[0069]步骤三、投料:即向加料斗11中投料，并通过控制模块启动加料皮带12，将加料斗11中的木质素纤维投入破碎机构2的存储室21中，同时禁止破碎机22、给料转阀52及风机31的运行；
[0070]步骤四、循环称重:投料过程中，通过称重机构4同步获得的给料机构5、破碎机构2、吹送机构3、存储室21及存储室21内木质素纤维的总质量；
[0071]步骤五、投料质量:将步骤四中的总质量减去步骤一中的起始质量，获得步骤三中变化的投料质量；
[0072]步骤六、投料比较:当步骤五中投料质量与步骤二中的质量设定值相符时，停止投料；
[0073]步骤七、给料:通过控制模块启动破碎机22、给料转阀52及风机31，向搅拌机给料。
[0074]上述实施例方案，采用减量法计量，可充分利用现有设备功能，确保纤维是以膨松状态进入搅拌锅，保证了搅拌的均匀性及成品质量；节省空间，在地面进行称量，不占用本来就狭小的搅拌站称量平台的面积，基于成熟的投料机械进行再开发，可降低采购成本和失败风险，鉴于此，系统选择减量法计量。
[0075]上述实施例方案，是采用一次给料方式，即一次加料仅满足一次向搅拌机给料，实际给料时通常采用一次加料满足多次向搅拌机给料，因此作为上述实施例方案的改进，所述步骤二中，还包括在控制模块中预设投料的质量上限值；
[0076]所述步骤六之前还包括:当步骤五中投料质量与步骤二中的质量上限值相符时，停止投料；
[0077]还包括
[0078]步骤八，给料称重:给料过程中，以称重机构4获得的给料机构5、破碎机构2、吹送机构3及存储室21内木质素纤维质量之和作为剩余质量，与初始质量、质量上限值之和比较，获得实际给料质量；
[0079]步骤九:实际给料质量小于质量设定值时，重复给料直至实际给料质量与质量设定值相符。
[0080]作为上述实施例方案的优选方案，所述步骤八中，称重机构4在破碎机22、给料转阀52及风机31停止并稳定后获得剩余质量。
[0081]作为上述实施例方案的优选方案，给料完成后，自动停止破碎机22、给料转阀52，并延时停止风机31直至木质素纤维全部吹送至搅拌机。
[0082]以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在【具体实施方式】以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种称重式木质素纤维投放装置，其特征在于包括: 加料机构，所述加料机构包括加料斗以及与所述加料斗连接的加料皮带； 破碎机构，所述破碎机构包括位于所述加料机构输出端下方的存储室以及设于所述存储室内的破碎机； 吹送机构，所述吹送机构包括风机，所述风机的输出端连接有吹送软管，所述吹送软管的中段与所述存储室连通； 称重机构，所述称重机构用于将破碎机构、吹送机构及装置内之木质素纤维整体称重； 控制模块，所述控制模块与所述称重机构电连接用于获得称重机构的称重结果；所述控制模块还分别与所述加料皮带、破碎机及风机电连接，用于根据称重结果控制所述加料皮带、破碎机及风机的运转。
2.如权利要求1所述的称重式木质素纤维投放装置，其特征在于: 还包括给料机构，所述给料机构包括给料管，所述给料管内设有给料转阀； 所述称重机构用于将给料机构、破碎机构、吹送机构及装置内之木质素纤维整体称重； 所述控制模块与所述给料转阀电连接，用于根据称重结果控制所述给料转阀。
3.如权利要求2所述的称重式木质素纤维投放装置，其特征在于: 所述称重机构包括称重平台及称重模块，所述破碎机构、吹送机构及给料机构设于所述称重平台上；所述称重模块与所述称重平台电连接，用于将称重结果转换成模拟信号。
4.如权利要求3所述的称重式木质素纤维投放装置，其特征在于: 所述控制模块包括一工控机及与之电连接的可编程逻辑控制器； 所述可编程逻辑控制器分别与所述加料皮带、破碎机、给料转阀及风机电连接。
5.如权利要求4所述的称重式木质素纤维投放装置，其特征在于: 所述可编程逻辑控制器为包括CPU 224XP单元的西门子S7200可编程逻辑控制器。
6.一种称重式木质素纤维投放方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一、初始称重:以通过称重机构获得的给料机构、破碎机构、吹送机构质量之和作为起始质量； 步骤二、在控制模块中预设需要投料的质量设定值； 步骤三、投料:即向加料斗中投料，并通过控制模块启动加料皮带，将加料斗中的木质素纤维投入破碎机构的存储室中，同时禁止破碎机、给料转阀及风机的运行； 步骤四、循环称重:投料过程中，通过称重机构同步获得的给料机构、破碎机构、吹送机构、存储室及存储室内木质素纤维的总质量； 步骤五、投料质量:将步骤四中的总质量减去步骤一中的起始质量，获得步骤三中变化的投料质量； 步骤六、投料比较:当步骤五中投料质量与步骤二中的质量设定值相符时，停止投料； 步骤七、给料:通过控制模块启动破碎机、给料转阀及风机，向搅拌机给料。
7.如权利要求6所述的称重式木质素纤维投放方法，其特征在于: 所述步骤二中，还包括在控制模块中预设投料的质量上限值； 所述步骤六之前还包括:当步骤五中投料质量与步骤二中的质量上限值相符时，停止投料。
8.如权利要求6所述的称重式木质素纤维投放方法，其特征在于还包括: 步骤八，给料称重:给料过程中，以称重机构获得的给料机构、破碎机构、吹送机构及存储室内木质素纤维质量之和作为剩余质量，与初始质量、质量上限值之和比较，获得实际给料质量; 步骤九:实际给料质量小于质量设定值时，重复给料直至实际给料质量与质量设定值相符。
9.如权利要求8所述的称重式木质素纤维投放方法，其特征在于: 所述步骤八中，称重机构在破碎机、给料转阀及风机停止并稳定后获得剩余质量。
10.如权利要求6-9任意一项所述的称重式木质素纤维投放方法，其特征在于: 给料完成后，自动停止破碎机、给料转阀，并延时停止风机直至木质素纤维全部吹送至搅拌机。
【文档编号】E01C19/10GK104480833SQ201410490096
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张广平, 杨东来, 徐永钢, 范进昌, 刘广云, 宁超雄 申请人:广东省长大公路工程有限公司