CN101474826B - 船载式搅拌站 - Google Patents
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Abstract
一种船载式搅拌站,包括带综合室的船体,和位于船体上的搅拌站,在船体上共设置有两套搅拌站,这两套搅拌站沿船体纵向中轴线对称布置,每套搅拌站包括有沿船体纵向依次分布的砂石骨料仓、配料楼、搅拌楼和粉料仓,船体靠粉料仓的一侧的船仓内设置有水、附加剂仓和沉淀池,船体靠砂石骨料仓的一侧的船仓内设置有排水仓,所述综合室位于船体靠砂石骨料仓一侧的船体端部位置。本发明的搅拌站布局合理,可靠性、实用性高,使用效果良好,实现了水面移动式连续生产,施工时搅拌站可停泊在桥墩旁,将输送驳船上的砂、石、水泥经过搅拌后、生产出混凝土,然后源源不断地浇筑到桥墩中去。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产混凝土的设备,特别是一种应用于江河、湖泊等工况条件下的船载式混凝土搅拌站。
背景技术
我国内陆水域辽阔,随着祖国建设事业发展,需要在水域内建设许多交通、水利等方面的设施。在建造这些设施时需要大量混凝土,而通常这些生产混凝土的搅拌设备是架设在水域周围的陆地上,并通过输送泵或船运等方法来输送混凝土。但是这些方法的可靠性比较差,用船运输时遇到起大雾的恶劣天气时就会迫使船运停航,采用输送泵输送时如遇管堵在水面难以排除。这样势必造成混凝土供应中断,直接影响工程建设的质量。
为了克服上述问题,现有工程中开始使用船载式搅拌站,即将生产混凝土的搅拌设备设置在船上,但这种船载式搅拌站的技术并不成熟,由于船体结构的特殊,生产混凝土的搅拌设备在船上布置得很不合理,平稳性差,具有自动化程度低、无法连续生产、混凝土生产速度慢、计量精度差、安全性和可靠性无法保证等缺点,急需改进。
发明内容
为了克服现有技术的不足,保质保量的完成水上设施的建设,本发明提供一种船载式搅拌站,要解决已有混凝土搅拌设备不适宜船载水面移动式供料、布局不合理、不能连续生产的技术问题;并解决已有船载搅拌站自动化程度低、混凝土生产速度慢、计量精度差、安全性和可靠性无法保证的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种船载式搅拌站,包括带综合室的船体,和位于船体上的搅拌站,其特征在于:在船体上共设置有两套搅拌站,这两套搅拌站沿船体纵向中轴线对称布置,每套搅拌站包括有沿船体纵向依次分布的砂石骨料仓、配料楼、搅拌楼和粉料仓,其中每套搅拌站中的砂石骨料仓均沿船体纵向布置,每个砂石骨料仓中间均有一个由汽缸控制的卸料斗,在卸料斗的下方、船体上固定有水平输送装置,水平输送装置的出料端与初级提升机的进料端配合连接,初级提升机的出料端位于配料楼的入料口处,配料楼的出料口处有二级提升机,二级提升机的出料口又位于搅拌楼的入料口处,搅拌楼的入料口与粉料仓的出料口之间连接有螺旋机。
船体靠粉料仓的一侧的船仓内设置有水、附加剂仓和沉淀池,船体靠砂石骨料仓的一侧的船仓内设置有排水仓,所述综合室位于船体靠砂石骨料仓一侧的船体端部位置。
所述砂石骨料仓的侧壁与船体的角度大于60度,砂石骨料仓的卸料斗与船体的甲板焊为一体,在每个砂石骨料仓的四角设置有三层斜拉筋,在砂石骨料仓的纵向中间设置有三层横拉筋。
所述卸料斗与甲板开口焊为一体,并沿纵向设置纵筋栅格,卸料斗的四块斜板与斗口的角度是40~60度。
所述配料楼由分料机构、砂石储存仓和砂石称量斗组成,其中分料机构的斗口闸门由汽缸控制,砂石储存仓内设置有料位器,料位器为刚性压式传感器。
所述搅拌楼由搅拌层和计量层组成,搅拌层设有搅拌机,计量层设有水泥和粉煤灰计量系统、水和附加剂计量系统和砂石储存斗,其中水泥和粉煤灰计量系统、水和附加剂计量系统为刚性压式传感器,砂石储存斗下设有砼出料斗,砼出料斗由汽缸控制。
所述粉料仓包括水泥仓和粉煤灰仓,其中水泥仓的重心高度不高于9.2米。
所述水、附加剂仓内设置有储水池和附加剂池。
所述初级提升机和二级提升机可以为大倾角皮带输送机,其机架底部设置有返料溜槽结构。
所述水平输送装置可以是平皮带输送机,平皮带输送机的平皮带与水平面成一定夹角。
所述综合室包括办公室和休息室,综合室下方的船仓为备用仓库。
本发明的有益效果如下:
本发明是一种水上混凝土搅拌站,实现了水面移动式连续生产,施工时搅拌站可停泊在桥墩旁,将输送驳船上的砂、石、水泥经过搅拌后、生产出混凝土,然后源源不断地浇筑到桥墩中去。
本发明为了保证施工的可靠性和效率,配置了2套搅拌站,一台设备出现故障维修时,另一设备可正常工作,两套搅拌站沿船体纵向中轴线对称布置,功能上完全独立,结构上却相互牵连,浑为一体。
从船体前后看,本发明的载荷的布置相对船体前后中心要基本对称,经过初步估算,前端有水泥仓,后台有骨料仓,所以搅拌站总体中心偏移船体中心。本发明充分利用船仓内有效空间,即将骨料计量系统安装在船仓内,采用二次输送,不仅满足骨料的储存、计量、效率,同时降低骨料仓部分的重心。在物料的供给方面,后台骨料仓的骨料用初级提升机、二级提升机和水平输送装置输送到相应的料仓内,能够实现物料的自动连续输送,适合狭长船体。
从计量精度上比较,本发明计量精度精,水、附加剂等计量精度均达到±1%,从自动化程度上比较,本发明的自动化程度高,为全部自动化,从可靠性比较,本发明的可靠性高,如降低部件的重心高度达到降低整站重心高度、船体有限元分析等。
本发明的搅拌站布局合理,可靠性、实用性高,使用效果良好,为水上施工设备的进一步开发奠定坚实基础。本发明根据铁驳船的特点进行了创新,解决了狭长船体的物料输送问题,自动化程度高,速度快,船体甲板上为骨料仓,下为皮带输送机(全长38.8米)。骨料仓的设计避免了死角区域,尽量减轻船体的负载重量,斗口结构合理,下料速度快。通过增加调心托辊组、张紧托辊等手段解决平皮带机跑偏问题;使平皮带机具有一定的输送角度,便于及时排除皮带上的积水。
普通搅拌站配料部分高度、长度没有严格控制,而本发明中的搅拌站由于船体狭长、在江面作业、考虑风浪等多种因素,为保证船体的稳定性,采取了“以长度换高度”的设计理念,大大降低船体重心。
本发明解决了船体特殊工况下的计量精度问题,改原来的吊挂式柔性拉力传感器连接为刚性压式传感器连接,这样可有效地改进系统内部的振动特性,降低振幅,另外设置橡胶隔振器,使外部激励通过隔振缓冲系统的减弱后,传递给设备的实际作用力小于设备的许用值,这样可有效的保证计量精度。
本发明解决了船体满负荷下的力学安全性,通过进行船体有限元分析,根据计算结果,有针对性的对船体薄弱处、主要受力处加固,并对船体配重,以保持平衡。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的俯视示意图。
图3是粉料仓的示意图。
图4是搅拌楼的示意图。
图5是配料楼的砂石称量斗的示意图。
附图标记:1-砂石骨料仓、2-配料楼、3-搅拌楼、4-粉料仓、5-水、附加剂仓、6-初级提升机、7-二级提升机、8-水平输送装置、9-卸料斗、10-螺旋机、11-船体、12-综合室、13-排水仓、14-沉淀池,15-备用仓库。
具体实施方式
实施例参见图1、图2所示,这种船载式搅拌站,包括带综合室12的船体11,和位于船体11上的搅拌站,在船体11上共设置有两套搅拌站,这两套搅拌站沿船体纵向中轴线对称布置,每套搅拌站包括有沿船体纵向依次分布的砂石骨料仓1、配料楼2、搅拌楼3和粉料仓4,其中每套搅拌站中的砂石骨料仓1均沿船体纵向布置,每个砂石骨料仓中间均有一个由汽缸控制的卸料斗9,在卸料斗的下方、船体上固定有水平输送装置8,水平输送装置8的出料端与初级提升机6的进料端配合连接,初级提升机6的出料端位于配料楼2的入料口处,配料楼2的出料口处有二级提升机7,二级提升机7的出料口又位于搅拌楼3的入料口处,搅拌楼3的入料口与粉料仓4的出料口之间连接有螺旋机10。
船体靠粉料仓4的一侧的船仓内设置有水、附加剂仓5和沉淀池14,船体靠砂石骨料仓1的一侧的船仓内设置有排水仓13,所述综合室12位于船体靠砂石骨料仓1一侧的船体端部位置。综合室12包括办公室和休息室,在这里可以直接观察到骨料仓砂石储存量、输送皮带机上砂石的情况、还可指挥运砂船的进出。综合室12下方的船仓为备用仓库15,底部船仓做为备用仓库,可储备一定量的配件等,能及时有效的处理生产中设备出现的故障。
所述砂石骨料仓1的侧壁与船体的角度大于60度,砂石骨料仓的卸料斗9与船体11的甲板焊为一体,为了增加料仓格的刚度,在每个砂石骨料仓的四角设置有三层斜拉筋,在砂石骨料仓的纵向中间设置有三层横拉筋。砂石骨料仓沿船纵向布置,共设2×5个,其中砂仓2×2个,石仓2×3个,总有效容积为1250m3,其中砂为550m3,石为700m3。每个仓中间均有一个由汽缸控制的卸料斗。为了减少死料区,沿卸料斗斗口四周布置有四块40~60度的斜板。砂石骨料仓及骨架与甲板焊为一体、所述卸料斗9与甲板开口焊为一体,并沿纵向设置纵筋栅格,能确保开口处船体的强度。由于使用砂石骨料湿度大,不易下料,容易形成死料区,所以骨料仓与船体的角度极其重要,最初设计为45度,考虑到成本,改为35度,实际使用中效果不好,又根据具体情况重新进行改制,角度大于60度。为了维修方便,每个料仓格设置一个维修用直梯。
所述配料楼2由分料机构、砂石储存仓和砂石称量斗组成,其中分料机构的斗口闸门由汽缸控制,将一套骨料仓的砂、石分别投到相应的储存仓中。砂石储存仓内设置有料位器,料位器为刚性压式传感器,料满后自动停止上料,料减少到一定程度后,重新开始上料。砂石称量斗可参见图5,每个配料楼的砂、石储存容量均为35m3,可满足搅拌站连续近1小时的骨料生产需求,因此能够充分保证工作效率。
所述搅拌楼3由搅拌层和计量层组成,搅拌层设有搅拌机,计量层设有水泥和粉煤灰计量系统、水和附加剂计量系统和砂石储存斗,其中水泥和粉煤灰计量系统、水和附加剂计量系统为刚性压式传感器,砂石储存斗下设有砼出料斗,砼出料斗由汽缸控制,可自由控制斗门的开闭和开口大小,实现控制出料和延缓出料的目的。搅拌楼3可参见图4。搅拌层设有意大利技术生产的SL15双卧轴强制式搅拌机,控制点除在操作室控制外,还可以在泵送点控制。
本发明根据船载搅拌站的工况特点,改原来的吊挂式柔性拉力传感器连接为刚性压式传感器连接,这样可有效地改进系统内部的振动特性,降低振幅。另外设置橡胶隔振器,使外部激励通过隔振缓冲系统的减弱后,传递给设备的实际作用力小于设备的许用值,这样可有效的保证计量精度,骨料配料精度能够保证在2%以内,粉料和水附加剂的计量精度在1%以内。
所述粉料仓4包括水泥仓和粉煤灰仓,其中水泥仓的重心高度不高于9.2米。粉料仓4可参见图3。其中水泥仓共设4个,总储存能力400t。粉煤灰仓2个,总储存能力200t。在容积不变的情况下,通过增加直径、降低支腿高度等方法,使水泥仓的重心高度降低到9.2米,不仅减少了风荷载,也减少了船体侧向受力。同时仓体顶部通过连通平台连接,不仅安装维修方便,同时提高了稳定性。关于水泥仓除尘,考虑到搅拌站在水上使用,首次使用管式除尘器,即没有采用传统的袋式除尘器,每台站的水泥仓通过无缝管和PVC管连接在一起后,沿仓体布置,最后深入水中。粉煤灰仓单独使用一套管路。此种除尘方式不仅除尘效果好,维修方便,而且降低成本。
所述水、附加剂仓5内设置有储水池和附加剂池。其中水的储存能力为240t,附加剂的储存能力为10t,既满足了生产需要,又对船体的起到平衡作用。
所述初级提升机6和二级提升机7为大倾角皮带输送机,两次采用大倾角皮带机,占地面积小、效率高,为了减少因返料带来的不便,其机架底部设置有返料溜槽结构。
所述水平输送装置8是平皮带输送机,平皮带输送机的平皮带与水平面成一定夹角,利于皮带上水分的排除。砂石骨料仓中的骨料通过可调节角度的皮带输送机输送,该皮带输送机固定在一个船体上,尾部铰接,可根据运砂船体的高度调节与运砂船皮带的距离,同时由于船体可以自由移动,能同时为两台站供料。
本发明的工作流程简介:
a.砂石骨料分不同的时段通过各自的卸料斗,落入水平输送装置8上。
b.水平输送装置8将骨料输送到初级提升机6上,然后再通过初级提升机6将骨料输送到配料楼2的储存仓里,储存仓上面设有分料器,可将砂石分入各自的储存仓内,储存仓可储存30罐的砂石需求量,储存仓内设置有料位器,料满后自动停止上料,料减少到一定程度后,重新开始上料。
c.通过配料楼2的砂石称量斗的计量,一罐的砂石料通过二级提升机7被输送到搅拌楼3内,通过计量后的粉状外加剂同时也通过二级提升机7被输送到各站的搅拌楼3内的砂石储存斗内。
d.砂石储存斗内的砂石投入搅拌机,同时粉料仓4内的计量后的水泥和粉煤灰,以及水、附加剂仓5中的水和附加剂也同时被投入搅拌机内。
e.开始一罐的搅拌,净搅拌时间为90s,一个工作循环时间为120s。
f.出料,进入砼出料斗,通过气缸控制,进入混凝土泵车。一个工作循环结束。
g.从c处开始下一个工作循环。这期间如果配料楼的储存仓的料不足,则同时从a处开始补料。
本实施例中的搅拌站由砂石骨料仓1、配料楼2、搅拌楼3、粉料仓4、水、附加剂仓5等五部分构成,骨料通过皮带输送机输送,粉料通过螺旋机输送,水和附加剂通过泵送。净搅拌时间为75s,一个工作循环时间为105s,单台生产率为50m3/h,总生产率为100m3/h。
从船体前后看,载荷的布置相对船体前后中心要基本对称,经过初步估算,前端的水泥仓选用3台100t型,后台的骨料仓储存骨料后较重,所以搅拌站总体中心偏移船体中心。
各设备的重心尽量低,最高的水泥仓重心为9.2m,并且尽量减少对船体的破坏,利用原船体的开口仓。
本发明的控制系统既可以全自动控制,也可以人工控制。两台搅拌主机的供配料、出料系统完全独立。全部生产数据均可储存,并随时按要求打印出来。
本发明可设配重,由于船体狭长,船体的头部、尾部在搅拌站工作中载荷大,船体中部可能存在一定弯矩,所以在船体中间仓体放入一定量的砂,平衡载荷。
Claims (6)
1.一种船载式搅拌站,包括带综合室(12)的船体(11),和位于船体(11)上的搅拌站,其特征在于:在船体(11)上共设置有两套搅拌站,这两套搅拌站沿船体纵向中轴线对称布置,每套搅拌站包括有沿船体纵向依次分布的砂石骨料仓(1)、配料楼(2)、搅拌楼(3)和粉料仓(4),其中每套搅拌站中的砂石骨料仓(1)均沿船体纵向布置,每个砂石骨料仓中间均有一个由汽缸控制的卸料斗(9),在卸料斗的下方、船体上固定有水平输送装置(8),水平输送装置(8)的出料端与初级提升机(6)的进料端配合连接,初级提升机(6)的出料端位于配料楼(2)的入料口处,配料楼(2)的出料口处有二级提升机(7),二级提升机(7)的出料口又位于搅拌楼(3)的入料口处,搅拌楼(3)的入料口与粉料仓(4)的出料口之间连接有螺旋机(10);
船体靠粉料仓(4)的一侧的船仓内设置有水、附加剂仓(5)和沉淀池(14),船体靠砂石骨料仓(1)的一侧的船仓内设置有排水仓(13),所述综合室(12)位于船体靠砂石骨料仓(1)一侧的船体端部位置,所述综合室(12)包括办公室和休息室,综合室(12)下方的船仓为备用仓库(15);
所述砂石骨料仓(1)的侧壁与船体的角度大于60度,砂石骨料仓的卸料斗(9)与船体(11)的甲板焊为一体,在每个砂石骨料仓的四角设置有三层斜拉筋,在砂石骨料仓的纵向中间设置有三层横拉筋。
2根据权利要求1所述的船载式搅拌站,其特征在于:所述配料楼(2)由分料机构、砂石储存仓和砂石称量斗组成,其中分料机构的斗口闸门由汽缸控制,砂石储存仓内设置有料位器,料位器为刚性压式传感器。
3.根据权利要求1所述的船载式搅拌站,其特征在于:所述搅拌楼(3)由搅拌层和计量层组成,搅拌层设有搅拌机,计量层设有水泥和粉煤灰计量系统、水和附加剂计量系统和砂石储存斗,其中水泥和粉煤灰计量系统、水和附加剂计量系统为刚性压式传感器,砂石储存斗下设有砼出料斗,砼出料斗由汽缸控制。
4.根据权利要求1所述的船载式搅拌站,其特征在于:所述粉料仓(4)包括水泥仓和粉煤灰仓,其中水泥仓的重心高度不高于9.2米。
5.根据权利要求1所述的船载式搅拌站,其特征在于:所述水、附加剂仓(5)内设置有储水池和附加剂池。
6.根据权利要求1所述的船载式搅拌站,其特征在于:所述初级提升机(6)和二级提升机(7)为大倾角皮带输送机,其机架底部设置有返料溜槽结构。
7.根据权利要求1所述的船载式搅拌站,其特征在于:所述水平输送装置(8)是平皮带输送机,平皮带输送机的平皮带与水平面成一定夹角。
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