本发明属于物料存储技术领域，特别涉及一种水泥料仓主动防起拱装置及装置参数确定方法。
背景技术：
在水泥稳定混合料生产中，搅拌设备配料系统供料能否保持连续稳定，是设备正常运行和质量控制的基础。由于水泥自身的可压缩性、团聚性和流动性等因素的影响，容易使料仓内水泥下料时产生起拱、堵塞现象，从而影响供料的连续性和稳定性，导致混合料配合比误差超过规范要求。
实际生产中，为了减少或避免水泥料仓起拱堵塞现象发生，主要采用人工破拱、振动器破拱或气动破拱等方式来实现对水泥料仓的破拱、助流。
人工破拱法：依靠人工使用工具敲击料仓出料口，强迫料仓壁产生振动，使水泥物料容易下落。这种破拱方式工人劳动强度高，自动化水平和破拱效率低，且滞后性大。
振动器破拱法：在料仓壁外侧设置振动器，通过振动料仓壁，破坏水泥物料起拱的平衡条件，从而使水泥料仓连续供料。这种方式需要长期使用振动器破拱，容易对料仓壁的强度产生影响，严重时会产生料仓壁破坏。
气动破拱法：利用压缩空气瞬间喷入料仓起拱停滞区域，通过高压空气急剧膨胀所产生的能量克服料仓起拱或粘壁现象，从而使仓内水泥物料恢复重力流动，保证料仓供料的连续性。这种方式需要额外提供产生高压空气的动力进行破拱，且高压空气出口容易堵塞，维护不方便，使用成本高。
上述三种方式均为被动破拱技术，只有在水泥料仓起拱堵塞后，才能发挥作用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种水泥料仓主动防起拱装置及装置参数确定方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种水泥料仓主动防起拱装置，包括水泥料仓、插板阀和辅助卸料斗；水泥料仓和辅助卸料斗均为中空的圆锥状，且两端开口；水泥料仓开口小的一端与辅助卸料斗开口大的一端之间固定设置有插板阀；水泥料仓圆锥开口大的一端连接有圆柱筒。
进一步的，水泥料仓底端设置有法兰盘，插板阀通过螺栓与法兰盘连接；插板阀底部通过螺栓连接辅助卸料斗。
进一步的，插板阀阀口直径与水泥料仓底部、辅助卸料斗上部开口直径相同。
进一步的，一种水泥料仓主动防起拱装置及装置参数确定方法，包括以下步骤：
1)通过水泥料仓圆锥面与竖直方向的夹角θ、水泥密度、水泥抗剪强度和内摩擦角大小确定后，根据公式：
式中：D—料仓中锥体起拱处的直径，m；
ρ—水泥料仓内水泥密度，kg/m3；
g—重力加速度，m/s2；
c—抗剪强度，N/m2；
—水泥的内摩擦角；
θ—水泥料仓的锥体角度；
计算得到水泥料仓起拱位置处直径，定义为D3，再根据水泥料仓圆柱段的直径D0与夹角θ计算得到该直径所在平面到水泥料仓圆锥与圆柱交界处所在平面的垂直距离H1；
2)用直尺在料仓锥体上量取竖直长度H1，则确定了水泥料仓起拱位置，选择在高于起拱位置的水泥料仓锥体直径D1位置处设置出料口，使D1>D3，从而满足在水泥料仓内不发生起拱的要求；D1的长度等于辅助卸料斗入口直径长度；
3)辅助卸料斗的下端连接螺旋输料器或叶轮给料器，通过连接口的直径D2、水泥密度、内摩擦角以及抗剪强度参数，根据步骤一中的公式计算出满足辅助卸料斗不起拱的锥角，记为β；
4)根据辅助卸料斗进料口直径D1、出料口直径D2与卸料斗锥角β，计算得到辅助卸料斗斗体高度H2。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明通过计算得到起拱位置的直径，将出料口设置在起拱位置上方，避免物料起拱堵塞的问题出现；本发明采用料仓加辅助卸料斗的方式卸料，能够主动防拱，从而代替了采用人工、振动、高压空气等被动破拱方式，预防水泥料仓起拱现象发生。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1，一种水泥料仓主动防起拱装置，包括水泥料仓1、插板阀2和辅助卸料斗3；水泥料仓1和辅助卸料斗3均为中空的圆锥状，且两端开口；水泥料仓1开口小的一端与辅助卸料斗3开口大的一端之间固定设置有插板阀2；水泥料仓1圆锥开口大的一端连接有圆柱筒。
一种水泥料仓主动防起拱装置及装置参数确定方法，包括以下步骤：
1)通过水泥料仓1圆锥面与竖直方向的夹角θ、水泥密度、水泥抗剪强度和内摩擦角大小确定后，根据公式：
式中：D—料仓中锥体起拱处的直径，m；
ρ—水泥料仓内水泥密度，kg/m3；
g—重力加速度，m/s2；
c—抗剪强度，N/m2；
—水泥的内摩擦角；
θ—水泥料仓的锥体角度；
计算得到水泥料仓1实际起拱位置处直径，定义为D3，再根据水泥料仓1圆柱段的直径D0与夹角θ计算得到该直径所在平面到水泥料仓1圆锥与圆柱交界处所在平面的垂直距离H1；
2)用直尺在料仓锥体上量取竖直长度H1，则确定了水泥料仓1起拱位置，选择在高于起拱位置的水泥料仓锥体直径D1位置处设置出料口，使D1>D3，从而满足在水泥料仓内不发生起拱的要求；D1的长度等于辅助卸料斗3入口直径长度；
3)辅助卸料斗3的下端连接螺旋输料器或叶轮给料器，通过连接口的直径D2、水泥密度、内摩擦角以及抗剪强度参数，根据步骤一中的公式计算出满足辅助卸料斗不起拱的锥角，记为β；
4)根据辅助卸料斗进料口直径D1、出料口直径D2与卸料斗锥角β，计算得到辅助卸料斗斗体高度H2。
水泥料仓1底端设置有法兰盘，插板阀2通过螺栓与法兰盘连接；插板阀2底部通过螺栓连接辅助卸料斗3。
插板阀2阀口直径与水泥料仓1底部、辅助卸料斗上部开口直径相同。