CN100417503C - 一种全连续混凝土生产方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种全连续混凝土生产方法及系统，涉及大体积混凝土的连续生产。包括粗骨料连续给料系统，砂浆给料系统和砂浆拌和系统，用于输送粗骨料和砂浆的皮带机以及与皮带机相连的混凝土拌和系统。所述的砂浆拌和系统采用倾斜安装的连续砂浆搅拌机。控制系统启动后，粗骨料连续给料系统和砂浆给料系统将各种材料同时开始称量、输送。通过连续砂浆搅拌机将砂浆连续输出；与粗骨料同时进入拌和系统进行混凝土的连续拌和；拌和系统直接放在坝肩，利用静态混合装置防分离的特点进行连续运输。可以实现原材料的称量、给料、砂浆搅拌、输送、混凝土拌和以及输送的全连续生产。

Description

一种全连续混凝土生产方法及系统

技术领域

本发明涉及一种大体积混凝土的生产设备及生产方法，尤其涉及一种大体积混凝土的全连续生产系统及方法。

背景技术

常规混凝土生产系统采用搅拌站的方式拌和混凝土，再通过一定的运输方式将混凝土运输到仓面。通常使用斗式搅拌机，按每斗所需计量各种材料，投入搅拌机料斗中搅拌后将混凝土输出。混凝土产量主要决定于搅拌机的台数、容量和搅拌时间，混凝土生产过程是不连续的(龚铁平编译.国外混凝土机械.中国建筑工业出版社，1983)。使用这种分批式混凝土搅拌方法，一方面要花费一定的搅拌时间，耗费能源；另一方面，如果需要大量的混凝土，就要增大搅拌机容量，或者增加搅拌机台数，加大了能源消耗。如果能够实现连续搅拌，不仅可以节省搅拌时间，还可以利用简单的设备拌和大量的混凝土。

连续式混凝土搅拌系统是一种不同于传统分批式搅拌系统的新型建筑施工方式，其特点可概括为连续称量、连续给料、连续搅拌、连续出料。常规的连续式混凝土生产系统是通过连续给料系统将粗细骨料、胶凝材料和水连续加入连续混凝土搅拌机进行生产，如图1所示。粗骨料连续给料系统3将各级粗骨料由水平皮带机1送入连续混凝土搅拌机2中；砂浆给料系统4将砂、胶凝材料和水连续输送到连续混凝土搅拌机2中。粗细骨料、胶凝材料和水进入连续混凝土搅拌机2后进行强制搅拌，然后连续输出混凝土。国内自主开发的混凝土连续生产系统已成功应用于四川沙牌碾压混凝土拱坝，是我国在混凝土连续生产系统方面的一个重大技术进步(国家电力公司科技环保部.碾压混凝土高坝筑坝技术研究.水力发电，2001，8：1-4)。该混凝土连续生产系统实现了混凝土生产从给料、运料、搅拌、出料全过程的自动化，生产能力可在100～200m³/h之间调节，并能方便地实现多级配多品种混凝土生产需要(张祖义，龚国群，李跃兴.碾压混凝土搅拌设备研制.水力发电，2001，8：20-21)。系统采用重量法连续配料(张祖义，谈兆鹤，范义维等，混凝土重量法连续配料装置，ZL 01213441.4，2001，12)，混凝土的拌和采用国内研制的200m³/h双卧轴连续强制式碾压混凝土搅拌系统(张祖义，谈兆鹤，范义维等，连续强制式混凝土连续搅拌机，ZL 01213440.6，2001，12)，取得了良好的社会和经济效益。该系统的核心是强制式连续混凝土搅拌机，混凝土的生产需要动力，消耗能源，而且在生产过程中会产生很大的噪音，污染环境。

日本也是碾压混凝土大坝建设技术发达的国家，由日本前田建设工业株式会社开发的连续混合设备(JIOCE连续搅拌系统)采用的是一种全新的拌和方式——静态混合方法，该方法是材料通过静态混合装置(MY-BOX)时，利用材料分割、融合、再分割的循环作用，达到材料主动混合的目的。其实质是在混凝土通过MY-BOX的过程中，不断混合，从而实现混凝土的自动拌和与混凝土的防分离功能(Matabee MAEDA，Kazuie YAMADA，Akira UCHIDA.Development of Continuous Mixer Based on New Kneading Theory and the Experimental Study forits efficiency.Japan Structure Construction Engineering，AIJ，No.505，23-30，1998)。该拌和方式获得了包括日本和中国在内的多国发明专利(前田又兵卫，山田一宇，内田明等.混合方法及混合装置.ZL 97109601.5，1997，12)。

JIOCE连续搅拌系统(山田一宇.连续混合设备.ZL 99805959.5，2001，6)是基于MY-BOX无动力混凝土连续拌和系统，如图2所示。粗骨料连续给料系统3按配合比将各级粗骨料输出到倾斜皮带机11上，然后再输送到水平皮带机1上。砂浆生产系统12采用传统的分批式生产系统生产砂浆。分批生产的水泥砂浆通过机构输出到水平皮带机1上，按配合比叠加在粗骨料上，然后由水平皮带机1输送到静态混合装置13，利用重力作用向下通过MY-BOX拌和生产出所需的混凝土，由水平运输系统进行混凝土的运输。该系统在拌和时所需能源少，是一种节能环保的混凝土生产系统。JIOCE连续搅拌系统已在奈月坝，宫川坝，木户坝和三室川坝等工程中得到了广泛应用，取得了良好的效果。但是在JIOCE连续搅拌系统中，砂浆的生产是分批式的，是不连续的；混凝土的运输也是分批式的。

根据以上几种混凝土生产系统中存在的问题，本发明提出了一种从材料的投入、砂浆的生产、混凝土的拌和到混凝土的运输整个生产过程都连续的全连续混凝土生产系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种全连续的混凝土生产方法及系统，可以实现混凝土的连续称量、连续给料、连续拌和与连续运输。即各种材料同时开始启动投料，砂浆连续生产，与骨料同时连续输送到倾斜的送料皮带机上，然后同时进入静态混合装置进行连续拌和，并通过静态混合装置进行连续垂直输送。

本发明的技术方案如下：

一种全连续混凝土生产系统，其结构包括粗骨料连续给料系统，砂浆给料系统和砂浆拌和系统，用于输送粗骨料和砂浆的皮带机以及与皮带机相连的混凝土静态混合装置，其特征在于：所述的砂浆拌和系统采用倾斜安装的连续砂浆搅拌机，该连续砂浆搅拌机由电机，U形圆槽以及安装在U形圆槽内的与电机轴相连的带螺旋叶片的搅拌轴组成，连续砂浆搅拌机的进口端与所述的砂浆给料系统相连，其出口端与倾斜皮带机相连；连续砂浆搅拌机通过连接构件固定在钢架上；所述的倾斜皮带机的出口与混凝土静态混合装置的入口相连；混凝土静态混合装置垂直或依地形倾斜布置。

在本发明的全连续混凝土生产系统中，砂浆的生产采用连续砂浆搅拌机，其特征在于：所述的连续砂浆搅拌机的倾斜角为10～15°，以便达到良好的拌和质量。

本发明所提供的一种全连续混凝土生产方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)利用操作控制系统，控制砂浆给料系统4将砂、胶凝材料和水连续称量后送入倾斜安装的连续砂浆搅拌机中，所述的连续砂浆搅拌机的进口端与所述的砂浆给料系统相连，其出口端与倾斜皮带机相连，砂浆在连续砂浆搅拌机中连续拌和，并将搅拌好的砂浆连续输出到倾斜皮带机上；同时利用操作控制系统，控制粗骨料连续给料系统，将存储在料仓中的各级粗骨料分别通过各自的皮带秤进行称量，按配合比连续输送到倾斜皮带机上，使砂浆叠加在粗骨料上面，通过倾斜皮带机送入静态混合装置；

2)结合地形，将所述的静态混合装置倾斜布置在坝肩位置，利用静态混合装置的防分离特性进行混凝土的拌和与垂直运输，使混凝土直接到达仓面；或将所述的静态混合装置垂直布置，通过运输工具混凝土运至仓面。

本发明的全连续混凝土生产系统采用静态混合装置拌和混凝土，与传统的强制式混凝土搅拌机相比造价低，拌和混凝土无需动力，降低了生产系统运行时的费用，并且拌和混凝土时噪声低，具有节能环保的优点；在本发明的生产系统中通过一个连续砂浆搅拌机，进行砂浆的连续搅拌与连续输送，解决了JIOCE连续搅拌系统中砂浆生产不连续的问题；根据本发明提供的全连续混凝土生产方法，将MY-BOX直接用于坝肩，可以实现混凝土的连续拌和与输送，运输过程也是连续的。从而实现了原材料的称量、给料、砂浆搅拌、输送、混凝土拌和以及混凝土的输送的全连续生产，在大体积混凝土连续施工中具有广阔的应用市场。本发明提供的全连续混凝土生产系统不仅适用于常规混凝土和碾压混凝土的拌和，也可以适用于水泥砂砾土(CSG)、各种粉体和液体等的拌和，应用范围极其广阔。

附图说明

图1是强制式搅拌连续混凝土生产系统示意图。

图2是现有技术中静态混合(JIOCE)连续混凝土生产系统的示意图。

图3是本发明提供的全连续混凝土生产系统示意图。

图4是连续砂浆生产系统示意图。

图5是本发明提供的全连续混凝土生产系统实施例示意图。

图中，1-水平皮带机，2-连续混凝土搅拌机，3-粗骨料连续给料系统，4-砂浆给料系统，5-大石给料系统，5a-大石储料仓，5b-大石称量皮带秤，6-中石给料系统，7-小石给料系统，8-砂给料系统，9-胶凝材料给料系统，10-水给料系统，11-倾斜皮带机，12-砂浆生产系统，13-静态混合装置，14-操作控制系统，15-连续砂浆搅拌机，16-仓面，17-连续砂浆搅拌机进料口，18-带螺旋搅拌叶片的搅拌轴，19-连接构件，20-钢架，21-电机。

具体实施方式

本发明的核心之一是材料是同时投入的，砂浆的生产是连续的，通过连续砂浆搅拌机的连续搅拌和输送，粗骨料和砂浆可以同时连续输送到静态混合装置进行混凝土的连续拌和；本发明的核心之二是将MY-BOX作为垂直输送系统。从而实现材料的投入、称量、输送、拌和及运输全过程的连续生产，是一个全连续的混凝土生产系统。

下面结合附图介绍本发明的全连续混凝土生产系统。

图3所示为本发明的全连续混凝土生产系统示意图。操作控制系统14控制粗骨料连续给料系统3、砂浆给料系统4和连续砂浆搅拌机15。粗骨料连续给料系统3包括大石给料系统5、中石给料系统6、小石给料系统7。大石给料系统5由一个储料仓5a和一个称量皮带秤5b组成。中石给料系统6、小石给料系统7的构造与大石给料系统5相同。砂浆给料系统4包括砂给料系统8、胶凝材料给料系统9、水给料系统10。砂浆给料系统4和连续砂浆搅拌机15组成一个连续砂浆生产系统，其详细构造见图2的示意图。当操作控制系统14启动后，砂浆给料系统4将砂、胶凝材料、水连续称量后送入连续砂浆搅拌机15中。砂浆在连续砂浆搅拌机15中连续拌和，搅拌好的砂浆连续输出到倾斜皮带机11上。同时，粗骨料连续给料系统3将存储在料仓中的各级骨料分别通过各自的称量皮带秤进行称量，按配合比连续输送到倾斜皮带机11上；砂浆叠加在粗骨料上面，通过倾斜皮带机11送入静态混合装置13中。结合地形，将静态混合装置13布置在坝肩位置，则可利用MY-BOX防分离的特性，在输送过程中实现混凝土的拌和与防止分离，使混凝土直接垂直运输到仓面16。

图4为连续砂浆生产系统示意图，包括砂浆给料系统4和连续砂浆搅拌机15。连续砂浆搅拌机15的进料口17与砂浆给料系统4相连，另一端出口端与倾斜皮带机11相连。连续砂浆搅拌机15通过连接构件19固定在钢架20上，倾斜安装。连续砂浆搅拌机主要包括电机21，一个U形圆槽，以及安装在U形圆槽内的与电机轴相连的带有螺旋搅拌叶片的搅拌轴18。搅拌轴的转速为120转/分，由电机21控制。为保证砂浆的搅拌质量，砂浆搅拌机10-15°倾斜安装，有助于搅拌叶片对砂浆的强制搅拌，增大材料出料的阻力，降低出料的速度，延长砂浆在搅拌机里的有效搅拌时间，从而保证了砂浆的质量。当操作控制系统14启动后，砂浆给料系统4将存储在料仓中的材料通过各自的称量输送系统，从进料口17进入连续砂浆搅拌机15，材料在连续砂浆搅拌机15中通过螺旋搅拌叶片进行连续搅拌，拌和好的砂浆连续输出到倾斜皮带机11上。

图5为全连续混凝土生产系统的实施示意图，混凝土的原材料利用连续给料系统经过称量后，进入由皮带、垂直输送管与MY-BOX组成的水平、垂直输送系统，直接到达仓面；或者进入安装在拌和楼的MY-BOX拌和系统。图5中，操作控制系统14启动系统后，砂浆给料系统4通过砂给料系统8、胶凝材料给料系统9、水给料系统10，以及水平皮带机1，将砂、胶凝材料、水输送到连续砂浆搅拌机15中。水泥砂浆在连续砂浆搅拌机15中连续搅拌，然后连续输出到水平皮带机1上。同时，粗骨料连续给料系统3通过大石给料系统5、中石给料系统6、小石给料系统7，分别将各自料仓中的各级粗骨料通过其下面的皮带秤，按配合比送到水平皮带机1上。按配合比称量好的粗骨料和砂浆通过水平皮带机1输送，可通过两种方式进行混凝土的拌和和运输。一种方式是利用合适地形的高差，将静态混合装置13直接倾斜布置于坝肩部位。MY-BOX与管道相连，组成一个垂直运输系统，由于MY-BOX不仅可以实现材料的充分拌和，而且具有防分离的特点，这样骨料与砂浆可以直接在这个系统中进行拌和与运输，在拌和的同时也实现了混凝土的垂直运输，将混凝土直接输送到仓面19。另一种方式是砂浆和粗骨料进入垂直布置在拌和楼的静态混合装置13，拌和好的混凝土通过汽车进行水平运输。从而实现混凝土从进料、拌和、运输连续一体化的全连续混凝土生产系统。

Claims (3)

1. 一种全连续混凝土生产系统，包括粗骨料连续给料系统(3)，砂浆给料系统(4)和砂浆拌和系统，用于输送粗骨料和砂浆的倾斜皮带机(11)以及与倾斜皮带机(11)相连的混凝土静态混合装置(13)，其特征在于：所述的砂浆拌和系统采用倾斜安装的连续砂浆搅拌机(15)，该连续砂浆搅拌机包括电机(21)，U形圆槽以及安装在U形圆槽内的与电机轴相连的带螺旋叶片的搅拌轴(18)，连续砂浆搅拌机(15)的进口端(17)与所述的砂浆给料系统(4)相连，其出口端与倾斜皮带机(11)相连；所述的连续砂浆搅拌机(15)通过连接构件(19)固定在钢架(20)上；所述的倾斜皮带机(11)的出口与混凝土静态混合装置(13)的入口相连；混凝土静态混合装置(13)垂直或依地形倾斜布置。

2. 按照权利要求1所述的全连续混凝土生产系统，其特征在于：所述的连续砂浆搅拌机(15)的倾斜角为10～15°。

3. 一种实施如权利要求1所述的全连续混凝土生产系统的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)利用操作控制系统(14)，控制砂浆给料系统(4)将砂、胶凝材料和水连续称量后送入倾斜安装的连续砂浆搅拌机(15)中，所述的连续砂浆搅拌机(15)的进口端(17)与所述的砂浆给料系统(4)相连，其出口端与倾斜皮带机(11)相连，砂浆在连续砂浆搅拌机(15)中连续拌和，并将搅拌好的砂浆连续输出到倾斜皮带机(11)上；同时利用操作控制系统(14)控制粗骨料连续给料系统(3)将存储在料仓中的各级粗骨料分别通过各自的称量皮带秤进行称量，按配合比连续送到倾斜皮带机(11)上，使砂浆叠加在粗骨料上面，通过倾斜皮带机(11)送入静态混合装置(13)；

2)结合地形，将所述的静态混合装置(13)垂直或倾斜布置，利用静态混合装置的防分离特性进行混凝土的拌和与垂直运输，使混凝土直接到达仓面(16)或通过运输工具将混凝土运至仓面。

Images