一种连续式沥青混合料搅拌设备的集料供应系统及方法与流程

本发明涉及一种连续式沥青混合料搅拌设备的集料供应系统及方法。

背景技术：

连续式沥青混合料搅拌设备中集料输送采用的是连续式输送计量供料方式，连续式与间歇式的最大区别在于连续式没有集料筛分环节，没有热料储存环节，在进搅拌缸之前没有间歇集料计量环节，以往通过振动筛控制集料级配的方法，在连续式连续式沥青混合料搅拌设备已然是行不通的。另外因为没有了进搅拌缸之前的间歇集料计量环节，沥青混合料所需的集料又均有严格的级配要求，目前连续式沥青混合料搅拌设备中所有集料均通过集料供应系统连续计量、连续输送至搅拌缸中搅拌。

目前连续式搅拌设备中采用的是皮带机上加设称重传感器，通过感应皮带输送机上方的物料重量来计量集料重量实现计量，由此带来的问题是计量精度低，无法精确标定，易受外界因素干扰(如皮带机本身的振动等其它振动)，机构复杂，难于维护。而且即使称重传感器足够计量足够精确，传统采用摩擦式皮带机驱动方式，必然存在着减速电机转速与皮带运动距离不同步现象(皮带与驱动滚筒相对打滑造成丢步)，这样导致的直接后果就是即使前道工序计量的非常精确，可实际所输送进搅拌缸内的集料已然发生了变化，直接导致了所搅拌出来的混合料出现级配偏差。

另外集料重量计量方法即使可以实现连续式粗略计量输送，但是皮带秤无法判定所计量输送的集料粒径级配是否合格或者粒径级配处于什么粒径范围。而各个集料仓之间经常会存在混仓的情况，目前集料在输送计量过程中采用人工不定期取样检测，耗时长，工作效率低，满足不了实际需求。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可准确控制集料级配的集料供应系统及方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种连续式沥青混合料搅拌设备的集料供应系统，其特征在于：包括多个集料仓、控制装置和第一皮带输送机，多个集料仓沿第一皮带输送机长度方向排列并可向第一皮带输送机投放集料，集料仓包括仓体、料门装置、第二皮带输送机、第一3d轮廓采集模块，第二皮带输送机的转速可调，仓体底部设置有被第二皮带输送机的皮带封闭的卸料口，仓体侧面设置有出料口，出料口设置有料门装置，料门装置具有可相对第二皮带输送机的皮带移动的料门，料门下沿与第二皮带输送机的皮带之间构成出料通道，第一3d轮廓采集模块用于采集第二皮带输送机上的集料的轮廓数据，控制装置分别与各个集料仓的第一3d轮廓采集模块、料门装置和第二皮带输送机连接，可根据各种集料的轮廓数据协调控制各个集料仓的料门开度和/或第二皮带输送机转速。

所述控制装置包括分析处理模块和plc控制模块，第一3d轮廓采集模块与分析处理模块连接，plc控制模块与料门装置和第二皮带输送机连接，分析处理模块可分析处理轮廓数据获得实际粒径分布参数并与预设粒径分布参数进行比较，并将比较结果反馈给plc控制模块，plc控制模块根据比较结果控制料门装置和第二皮带输送机的工作状态。

所述料门装置包括料门和电动推杆，料门垂直第二皮带输送机的皮带布置，电动推杆连接并驱动料门升降移动。

所述第二皮带输送机包括两滚筒、皮带和驱动电机，两滚筒间隔相对布置，皮带张紧在两滚筒之间，驱动电机驱动滚筒转动，所述皮带内壁设置有沿皮带宽度方向延伸的凸条，所述滚筒外周面形成有可与凸条啮合的凹槽。

所述滚筒包括筒体和设置在筒体外周面的橡胶包络层，所述凹槽形成在橡胶包络层上。

所述第二皮带输送机的皮带两侧设置有沿其长度方向延伸的挡边。

所述挡边为波浪形。

还包括第二3d轮廓采集模块，该第二3d轮廓采集模块用于采集第一皮带输送机上的集料的轮廓数据并反馈给控制装置，控制装置可根据第二3d轮廓采集模块反馈的轮廓数据校验第一3d轮廓采集模块的轮廓数据是否准确。

一种连续式沥青混合料搅拌设备的集料供应方法，其特征在于：

第一3d轮廓采集模块实时采集第二皮带输送机上的集料的轮廓数据并反馈给控制装置，控制装置根据轮廓数据获得集料的实际粒径分布参数，再将实际粒径分布参数与预设粒径分布参数进行比较，当实际粒径分布参数超过预设粒径分布参数允许的误差值，则控制各个集料仓的料门开度和/或皮带输送机转速以修整集料的级配。

当第一粒径集料仓中混入第二粒径集料，且第二粒径集料占比超过一定值，则控制第一粒径集料仓的第二皮带输送机提高转速或加大料门开度，该第二粒径集料仓的第二皮带输送机降低转速或减小料门开度。

本发明具有如下有益效果：

每个集料仓设置有第一3d轮廓采集模块，用于对每个集料仓输出的集料的轮廓数据进行采集并反馈给控制装置，第二3d轮廓采集模块主要是用于对第一3d轮廓采集模块的采集结果进行二次校验，实时与第一3d轮廓采集模块采集的数据进行比对，形成闭环监测。

第一3d轮廓采集模块实时采集第二皮带输送机上的集料的轮廓数据并反馈给控制装置，控制装置根据轮廓数据获得集料的实际粒径分布参数，再将实际粒径分布参数与预设粒径分布参数进行比较，当实际粒径分布参数超过预设粒径分布参数允许的误差值，则控制各个集料仓的料门开度和/或皮带输送机转速以修整集料的级配。当第一粒径集料仓中混入第二粒径集料，且第二粒径集料占比超过一定值，则控制第一粒径集料仓的第二皮带输送机提高转速或加大料门开度，该第二粒径集料仓的第二皮带输送机降低转速或减小料门开度。

本发明摒弃了传统的皮带秤计量方式，通过本发明可实现高效在线实时检测集料的粒径分布，从而实现集料的实时监测；通过精确的运动控制，以达到控制沥青混合料集料级配的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为集料仓的结构示意图。

图3为图2的右视图。

图4为集料仓的工作原理图。

图5为第二皮带输送机的立体图。

图6为第二皮带输送机皮带的结构示意图。

图7为第二皮带输送机滚筒的结构示意图。

图8为本发明的控制原理图。

具体实施方式

参照图1至图8所示，一种连续式沥青混合料搅拌设备的集料供应系统，包括多个集料仓1、控制装置3和第一皮带输送机2。

控制装置包括分析处理模块31、plc控制模块32和工控机33，plc控制模块32分别与分析处理模块31和工控机33连接，具体的分析处理模块31为具有人机交互界面的计算机，用于分析处理第一3d轮廓采集模块13的轮廓数据获得集料的粒径分布参数并与预设粒径分布参数进行比较，并将比较结果反馈给plc控制模块32，plc控制模块32比较结果控制多个集料仓1协调工作，工控机33用于设置plc控制模块32的参数，上述的粒径分布参数包括粒径参数和各粒径的占比。

第一皮带输送机2包括水平延伸段和倾斜延伸段，多个集料仓1布置在第一皮带输送机2的水平延伸段上方，并且沿第一皮带输送机2的水平延伸段的长度方向排列并可向第一皮带输送机2投放集料。

集料仓1包括仓体11、破拱装置、料门装置、第二皮带输送机12、第一3d轮廓采集模块13和报警装置16，第二皮带输送机12包括两滚筒121、皮带122和驱动电机125，两滚筒121间隔相对布置，皮带122张紧在两滚筒121之间，驱动电机125通过减速器126连接并驱动滚筒121转动，皮带122内壁设置有沿皮带122宽度方向延伸的凸条1222，滚筒121外周面形成有可与凸条1222啮合的凹槽1213，滚筒121包括筒体1211和设置在筒体1211外周面的橡胶包络层1212，凹槽1213形成在橡胶包络层1212上，第二皮带输送机12的皮带122两侧设置有沿其长度方向延伸的波浪形挡边1221，驱动电机125采用步进电机或者伺服电机，驱动电机125与plc控制模块32连接并可被控制调整转速，报警装置16与plc控制模块32连接，plc控制模块32可根据分析处理模块31反馈的比较结果控制报警装置16的工作状态，如在集料粒径分布参数不符合要求时声光报警。

仓体11底部设置有被第二皮带输送机12的皮带122封闭的卸料口111，仓体11侧面设置有出料口112，出料口112设置有料门装置，料门装置包括料门14和电动推杆15，料门14垂直第二皮带输送机12的皮带122布置，电动推杆15连接并驱动料门14升降移动，料门14下沿与第二皮带输送机12的皮带122之间构成出料通道，通过调整料门14的高度可以调整出料通道的大小，plc控制模块32连接并控制电动推杆15的工作状态；仓体11上设置有平行间隔相对的两护板123，两护板123的下沿沿皮带122顶面延伸布置以限制集料的走向，第一3d轮廓采集模块13位于两护板123之间的上方以更好的采集集料的粒径信息。凸条1222与凹槽1213啮合可以防止皮带122打滑，通过步进电机或者伺服电机可以精确控制第二皮带输送机12转速，同时通过电动推杆15驱动料门14动作，从而得出精确的料层厚度值，因皮带上方设置有挡料的护板123，故集料的体积可以精确获得，通过材料密度乘以体积即可得出输送的重量。

第一3d轮廓采集模块13与分析处理模块31连接，plc控制模块32与电动推杆15和第二皮带输送机12连接，分析处理模块31可分析处理轮廓数据获得实际粒径分布参数并与预设粒径分布参数进行比较，并将比较结果反馈给plc控制模块32，plc控制模块32根据比较结果控制料门装置和第二皮带输送机12的工作状态

第二3d轮廓采集模块21用于采集第一皮带输送机2上的集料的轮廓数据并反馈给分析处理模块31，分析处理模块31可根据第二3d轮廓采集模块21反馈的轮廓数据校验第一3d轮廓采集模块13的轮廓数据是否准确。

第一3d轮廓采集模块和第二3d轮廓采集模块由激光3d轮廓测量仪构成，激光3d轮廓测量仪对集料进行实时轮廓数据扫描采集作业，将相关轮廓数据参数实时传送至分析处理模块31；分析处理模块31分析各种集料粒径分布范围与占比，所测得的粒径分布参数同时与分析处理模块31存储的预设粒径分布参数进行实时比对计算；最后输出计算结果，发送信号到plc控制模块32。

一种连续式沥青混合料搅拌设备的集料供应方法，

第一3d轮廓采集模块13实时采集第二皮带输送机12上的集料的轮廓数据并反馈给分析处理模块31，分析处理模块31根据轮廓数据获得集料的实际粒径分布参数，再将实际粒径分布参数与预设粒径分布参数进行比较并反馈给plc控制模块32，当实际粒径分布参数超过预设粒径分布参数允许的误差值，则plc控制模块32各个集料仓的料门开度和/或皮带输送机转速以修整集料的级配。

具体的根据粒径分布参数可以获知第一粒径集料仓中是否混入第二粒径的集料以及占比如：当第一粒径集料仓中混入第二粒径集料，且第二粒径集料占比超过5％，则控制第一粒径集料仓的第二皮带输送机提高转速，该第二粒径集料仓的第二皮带输送机降低转速，或者，控制第一粒径集料仓加大料门开度，该第二粒径集料仓减小料门开度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。