直投式混凝土攪拌站

    關(guān)鍵字：骨料直投　工程站　流程時序　實施用時　控制定時

    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儲料，懸臂拉鏟供料，料車提升投料的型式，發(fā)展到獨立料場儲料，配料機(jī)供料計量，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)場拌制混凝土的攪拌設(shè)備，俗稱工程站。兩者對攪拌站的配置結(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，也只是簡化結(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)能力等多項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到國內(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性。產(chǎn)品的設(shè)計和配置應(yīng)盡可能的考慮結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，現(xiàn)場布置適應(yīng)性好，設(shè)備基礎(chǔ)費(fèi)用低，安裝調(diào)試簡捷，操作環(huán)境條件良好，維護(hù)保養(yǎng)便利 ，拆遷移動方便。不僅要考慮提高產(chǎn)品的性價比，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

    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)簡圖”。

    (1) D 系列混凝土攪拌站骨料系統(tǒng)的儲、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)簡圖

    (2) D 系列混凝土攪拌站計量系統(tǒng)將水泥與摻和料、水和添加劑的計量裝置及其架體結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，并直接坐落在攪拌機(jī)上。其結(jié)構(gòu)特征是計量裝置集中、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)試簡捷，拆遷移動便利，攪拌機(jī)臺面通暢，維護(hù)保養(yǎng)方便，外型更簡潔美觀。

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

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

    4.1.1 骨料累積計量
    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) 為骨料儲料斗底門開啟時的開口截面面積；Q g(kg/sdm2)為骨料自由落料時單位面積流量，可通過實測獲取，經(jīng)驗數(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)上計量槽累積計量形式。
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)上計量槽前端面的開口截面即流動骨料的縱截面面積；γ為骨料的堆比重。

表1 工作循環(huán)周期與流程用時和定時 單位：s

表2 直投式攪拌站流程時序表 單位：s

    （2 ）配料機(jī)采用計量斗獨立計量形式。
    t2=l0/ υ﹢Σ G/Qs．這時Qs= S2 Qg.式中：S2(dm2)為計量斗底門開啟時的開口截面面積。水平皮帶機(jī)設(shè)計選型的輸送能力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)的輸送長度和帶速。傾斜皮帶機(jī)設(shè)計選型的輸送能力 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)為放料蝶閥開啟時粉料的落料流量 

    4.1.7 水和添加劑計量 
    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 流程時序的控制宗旨和相關(guān)控制定時Tn 之間的關(guān)系 

    4.2.1 串行時序的控制宗旨 
    各種原材料計量流程的實施用時取決于混凝土配合比和實際供料流量，由電子稱量配料儀控制，是可能隨機(jī)變化的時間，因此需要設(shè)流程定時，使計量實施完成后等待到定時結(jié)束再實施下一個放料流程，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 并行時序的控制宗旨 
    并行時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)計和流程工作時序的控制保障。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)場拌制混凝土的理想設(shè)備。