直投式混凝土攪拌站

    關(guān)鍵字：骨料直投　工程站　流程時(shí)序　實(shí)施用時(shí)　控制定時(shí)

    1 混凝土攪拌站的發(fā)展概況和現(xiàn)狀
    作為用于生產(chǎn)混凝土的成套設(shè)備，混凝土攪拌站在我國(guó)起步較晚，但發(fā)展很快?；炷翑嚢枵镜男褪桨垂橇舷到y(tǒng)配置結(jié)構(gòu)區(qū)分，在經(jīng)歷了早期的扇形料場(chǎng)儲(chǔ)料，懸臂拉鏟供料，料車提升投料的型式，發(fā)展到獨(dú)立料場(chǎng)儲(chǔ)料，配料機(jī)供料計(jì)量，皮帶機(jī)輸送提升，中途斗暫存投料的形式，并得到了廣泛的應(yīng)用和用戶的首肯。

    混凝土攪拌站按其生產(chǎn)的用途性質(zhì)可分為兩類，一類是用做商品混凝土供應(yīng)基地的主要生產(chǎn)設(shè)備，俗稱商混站；另一類是用于工程施工現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土的攪拌設(shè)備，俗稱工程站。兩者對(duì)攪拌站的配置結(jié)構(gòu)及適用條件的要求也不盡相同。由于攪拌站的發(fā)展經(jīng)歷與商品混凝土的推廣應(yīng)用過程幾乎是同步實(shí)施，因此當(dāng)前流行的攪拌站普遍體現(xiàn)為適用于商混站的要求，當(dāng)用戶要求用作工程站時(shí)，也只是簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)組件取消封閉外裝或降低配置的技術(shù)指標(biāo)，難以滿足用戶對(duì)于產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和適用條件的要求。

    2 工程站對(duì)產(chǎn)品適用條件的要求和用戶的期望

    (1) 產(chǎn)品的生產(chǎn)能力等多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，滿足各種混凝土的生產(chǎn)。

    (2) 成套設(shè)備不僅要求配套齊全、完善，工藝合理、可靠，而且要求具有較好的拆裝移動(dòng)性。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和配置應(yīng)盡可能的考慮結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，現(xiàn)場(chǎng)布置適應(yīng)性好，設(shè)備基礎(chǔ)費(fèi)用低，安裝調(diào)試簡(jiǎn)捷，操作環(huán)境條件良好，維護(hù)保養(yǎng)便利 ，拆遷移動(dòng)方便。不僅要考慮提高產(chǎn)品的性價(jià)比，而且要考慮降低用戶承擔(dān)的相關(guān)費(fèi)用。

    (3) 滿足高性能混凝土的拌制要求?？瓦\(yùn)鐵路工程的橋梁制造就要求在施工現(xiàn)場(chǎng)按“客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒幸?guī)定”采用砂漿裹石攪拌工藝拌制混凝土。

    3 骨料直投式混凝土攪拌站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    我公司依照工程站的適用條件并廣泛收集用戶的要求，開發(fā)研制了適用于建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土，符合“客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒幸?guī)定”要求的HZS桪系列混凝土攪拌機(jī)。參見“H Z S - D 混凝土攪拌站的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖”。

    (1) D 系列混凝土攪拌站骨料系統(tǒng)的儲(chǔ)、配、供料采用配料機(jī)，提升采用人字花紋帶型的傾斜皮帶機(jī)，其頭部直接坐落在攪拌機(jī)上，骨料從皮帶機(jī)輸出直接投料。其結(jié)構(gòu)特征為皮帶機(jī)安裝傾角3 0 度和沒有中途暫存斗。骨料系統(tǒng)流程簡(jiǎn)捷，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備占地面積小，為工程站的理想配置。

圖1 H Z S - D 桪混凝土攪拌站的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

    (2) D 系列混凝土攪拌站計(jì)量系統(tǒng)將水泥與摻和料、水和添加劑的計(jì)量裝置及其架體結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，并直接坐落在攪拌機(jī)上。其結(jié)構(gòu)特征是計(jì)量裝置集中、架體合一、支撐縮短，攪拌機(jī)的上部結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試簡(jiǎn)捷，拆遷移動(dòng)便利，攪拌機(jī)臺(tái)面通暢，維護(hù)保養(yǎng)方便，外型更簡(jiǎn)潔美觀。

    4 骨料直投式混凝土攪拌站工作流程的實(shí)施和控制
    直投式攪拌站各工作流程的實(shí)施用時(shí)、控制定時(shí)及流程時(shí)序參見附表“工作流程的實(shí)施用時(shí)和控制定時(shí)”和“直投式攪拌站流程時(shí)序表”。沙漿裹石攪拌工藝的工作循環(huán)周期按150 秒設(shè)定。流程時(shí)序表的工作循環(huán)周期按7 2 秒繪制。

    4.1 流程運(yùn)行實(shí)施用時(shí)tn 的取決因素和相關(guān)技術(shù)條件

    4.1.1 骨料累積計(jì)量
    t 1 = Σ G / S 1 × Q g ．其中：ΣG=2000E(kg)，式中：Σ G(kg)為批次骨料總重量；E （m 3 ）為攪拌站主機(jī)的額定容量；S 1( d m2) 為骨料儲(chǔ)料斗底門開啟時(shí)的開口截面面積；Q g(kg/sdm2)為骨料自由落料時(shí)單位面積流量，可通過實(shí)測(cè)獲取，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)Qg=12kg/sdm2.

    4.1.2 水平皮帶機(jī)放料輸出
    （1 ）配料機(jī)采用水平皮帶機(jī)上計(jì)量槽累積計(jì)量形式。
t2=l0/v＋ΣG/Qs．其中：Qs=10vSγ(kg/s)式中：l0(m)和v(m/s)為水平皮帶機(jī)前段輸送長(zhǎng)度和帶速；Qs=(kg/s)為放料輸出的流量；S 2( d m2) 為皮帶機(jī)上計(jì)量槽前端面的開口截面即流動(dòng)骨料的縱截面面積；γ為骨料的堆比重。

表1 工作循環(huán)周期與流程用時(shí)和定時(shí) 單位：s

表2 直投式攪拌站流程時(shí)序表 單位：s

    （2 ）配料機(jī)采用計(jì)量斗獨(dú)立計(jì)量形式。
    t2=l0/ υ﹢Σ G/Qs．這時(shí)Qs= S2 Qg.式中：S2(dm2)為計(jì)量斗底門開啟時(shí)的開口截面面積。水平皮帶機(jī)設(shè)計(jì)選型的輸送能力Qpmax (t/h)應(yīng)符合Qpmax ≧ 3.6Qs

    4.1.3 骨料料頭輸送提升 ﹒
    t3=L/V 式中：L（m）和V（m/s）為傾斜皮帶機(jī)的輸送長(zhǎng)度和帶速。傾斜皮帶機(jī)設(shè)計(jì)選型的輸送能力 Qxmax (t/h)應(yīng)符合Qxmax ≥ 3.6QS

    4.1.4 批次骨料輸出投料
    t4=ΣG/QS= t2-L0/V.

    4.1.5 水泥和摻合料計(jì)量
    t5=3.6ΣF/ QL. 其中: ΣF=560E(kg),式中: ΣF(kg)為批次粉料的最大重量，QL(t/h)為供料螺旋的輸送能力 

    4.1.6 粉料投放 
    t6=ΣF/ QD. 式中: QD(kg/s)為放料蝶閥開啟時(shí)粉料的落料流量 

    4.1.7 水和添加劑計(jì)量 
    t7=3.6ΣS/ QB,其中: ΣS=220E(kg)和t7=3.6ΣT/ Qb.其中: Σ T=25E(kg)。式中Σ S(kg)和Σ T(kg)為批次加水和添加劑的最大重量，QB(t/h) 和Qb(t/h)為水泵和耐腐泵的排量 

    4.1.8 液劑投放 
    t8=3.6ΣS/QF,式中: QF(t/h)為放水管路水泵排量或自由投放時(shí)的排放流量 

    4.1.9 混合料攪拌t9 由T 確定 

    4.1.10 混凝土卸料t10 由T10 確定 

    4.2 流程時(shí)序的控制宗旨和相關(guān)控制定時(shí)Tn 之間的關(guān)系 

    4.2.1 串行時(shí)序的控制宗旨 
    各種原材料計(jì)量流程的實(shí)施用時(shí)取決于混凝土配合比和實(shí)際供料流量，由電子稱量配料儀控制，是可能隨機(jī)變化的時(shí)間，因此需要設(shè)流程定時(shí)，使計(jì)量實(shí)施完成后等待到定時(shí)結(jié)束再實(shí)施下一個(gè)放料流程，也就是T1+T2=T, T5+T6=T, T7+T8=T.而且T1>t1 ,T5>t5 ,T7>t7。為充分發(fā)揮攪拌機(jī)的功效，應(yīng)設(shè)T 4 T6 T8 的最大值T4+T9+T10=T 。 

    4.2.2 并行時(shí)序的控制宗旨 
    并行時(shí)序的控制宗旨是前一批次混凝土料T 1 0 結(jié)束的同步后一批次投放T 4 T6 T8 開始。其中T 3 比T 2 滯后l0/ υ,T4 比T2 滯后l0/ υ＋ L/V。 

    5 結(jié)束語 
    攪拌站的骨料流程取消中途暫存斗由皮帶機(jī)直接投料形式的工程站實(shí)用可行的技術(shù)支持是骨料輸送提升執(zhí)行元器件相關(guān)技術(shù)規(guī)格的優(yōu)化設(shè)計(jì)和流程工作時(shí)序的控制保障。我公司開發(fā)研制的H Z S - D 系列混凝土攪拌站采用骨料直投技術(shù)，并充分考慮了工程站的使用要求和適用特性，是建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土的理想設(shè)備。