CN101476270B - 水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，包括有车架，气控制系统、电力系统、控制系统，其特征在于：车架上安装有砂供料系统、水泥供料系统、乳化沥青供料系统、乳化剂供料系统、水供料系统、搅拌机组；采用本发明搅拌灌注水泥乳化沥青砂浆，可以有效地提高工作效率，减轻工人的作业强度，实现乳化沥青、乳化剂、水和干粉(水泥和砂)自动供料及自动计量，乳化沥青温度可自动控制。一次性储料，每小时能灌注8m³，可完成400米无砟轨道框架板水泥乳化沥青砂浆施工。

Description

水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车

技术领域

本发明属于一种高速铁路施工设备，具体是一种水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车。

背景技术

板式轨道是一种适用高速铁路发展的无碴轨道结构，比有碴轨道具有更加良好的稳定性，且运营的维护工作量和维护费用远远低于有碴轨道。国外发达国家轮轨式高速铁路越来越多采用板式轨道。板式轨道结构主要由轨道板、水泥沥青砂浆弹性垫层、混凝土底座、凸形挡台及钢轨扣件等构成，为了使板式轨道具有一定的弹性，并固定轨道结构的位置，在混凝土底座和轨道板2-4cm之间，以及凸形挡台周围填充缓冲材料层，同时消除混凝土构件施工误差。作为缓冲充填材料，应既有一定的弹性，又有一定的强度，水泥砂浆强度足够高，但弹性不足，沥青弹性好，但强度低，受温度影响大，因此采用了将二者结合的水泥沥青砂浆，一般采用水泥、乳化沥青、砂及各种掺和料混合而成，通称水泥沥青砂浆。所以，水泥沥青砂浆是注入轨道板和底座之间的一种半弹性、半刚性填充层，填充于轨道板板底及凸形挡台四周，为板式无碴轨道提供一定的弹性，其主要功能是作为调整层，并对板式轨道提供一定的弹性缓冲作用。

板式轨道技术是国外高速铁路的一项先进技术。目前的正在修建的武广客运专线及京沪高速铁路等项目均采用板式无碴轨道技术。在武广客运专线施工，引进的日本东亚道路工业株式会社进口的水泥乳化沥青砂浆移动式简易注入车，其费用高昂、技术陈旧，其技术停留在上世纪80年代水平，很多工艺参数和设施难以适应现代施工生产需要，在实际使用中有诸多不便，导致生产效率低下，工人劳动强度大，工作环境差且环境污染严重。国内也有个别的工程机械厂商研制了水泥乳化沥青砂浆灌注设备，但均未实现上料、出料全部自动化，工人劳动强度并未降低，作业效率也不能满足现代施工需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，实现水泥沥青砂浆上料、出料全部自动化，工人劳动强度大大降低，作业效率能满足现代施工需要。

本发明采用以下技术方案：

水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，包括有车架，气控制系统、电力系统、控制系统，其特征在于：车架上安装有砂供料系统、水泥供料系统、乳化沥青供料系统、乳化剂供料系统、水供料系统、搅拌机组；

砂供料系统包括安装于车架一端的砂仓以及安装于砂仓底部的螺旋送料设备；

水泥供料系统包括安装于砂仓侧边的水泥仓及安装于水泥仓底部的螺旋送料设备；

乳化沥青供料系统包括乳化沥青搅拌罐，乳化沥青搅拌罐顶部安装有孔盖，侧壁上有进水口、出水口，底部连接有乳化沥青供料管道，乳化沥青供料管道中连接有供料泵与气控胶管阀，罐内安装有搅拌叶轮，罐顶部安装有电机，驱动所述的搅拌浆叶转动，罐内环壁安装有盘管，所述的盘管接入冷热水循环系统，罐内安装有温度计，罐体外包覆有保温隔热层；

乳化剂供料系统包括乳化剂罐，乳化剂罐内安装有搅拌装置，乳化剂罐顶部安装有搅拌装置驱动电机，乳化剂罐底部连接有乳化剂供料管道，乳化剂供料管道中连接有供料泵及气控胶管阀；

水供料系统包括水罐以及污水收集箱、废水管道、高压水枪及洗漱池等设施，水罐底部连接有供水管道，供水管道中安装有水泵及气控胶管阀；

搅拌机组包括搅拌罐，搅拌罐内安装有搅拌轴，搅拌轴下端安装有搅拌叶片，所述的搅拌罐顶部安装有电机及其减速器，与搅拌轴转动连接；搅拌轴中有平衡气道，平衡气道两端的开口分别位于搅拌罐内、外，搅拌罐底部卸料口上安装有卸料阀，搅拌罐内固定有多块挡板分列于所述的搅拌叶片的四周，所述的搅拌罐侧壁上安装有吊杆座，有吊杆通过称重传感器与吊杆座连接，吊杆悬挂在与车架固定连接的框架上；

气控制系统用于控制气控胶管阀。

所述的水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，其特征在于所述的搅拌罐有二个，安装于砂仓与水泥仓底部的螺旋送料装置经过分配输送器后通向搅拌仓。

所述的水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，其特征在于所述的其特征在于所述的搅拌罐内安装有八块挡板。

砂浆搅拌灌注车设计的核心部件搅拌机组采用圆盘涡轮式(透平式叶轮)的设计，罐内加装导流挡板；

供料及计量系统：主要材料砂、水泥、水、乳化沥青及乳化剂，采用自动供料及自动计量；

动力及搅拌机驱动系统采用电力及变频技术，解决不同速度的任意调整及设定。控制系统采用PLC及工控机自动控制；

配备清洗装置及污水收集系统；

整机采用集装箱化设计，以便于汽车、火车长途运输，并能满足与轮胎式或轮轨式走行底盘装配。

本发明的主要技术特点

1、在整体设计方面：

1)、整机采用加大容积设计，一次加料可完成300米无砟轨道水泥乳化沥青砂浆运输、搅拌、灌注工作；

2)、主要材料(水、乳化沥青、乳化剂、水泥、砂)采用自动上料；消泡剂、引气、铝粉(高速搅拌)、AE剂材料配料较少，采用人工加料；

3)、为满足水泥乳化沥青砂浆施工在5～40℃范围以外能够进行，在乳化沥青罐内增加一套冷却和加热系统；

4)、整机控制系统采用自动、手动两种操作模式。自动控制系统采用PLC及工控机自动控制，系统具有参数任意调、数据自动保存、查询、打印功能，系统具有故障查询、自动报警功能；

5)、机组同时具有施工一次投料能力；

6)、机组具有综合作业效率高、安全可靠、性价比高等特点。

2、在机构设计方面：

干粉料(水泥、砂)输送：采用螺旋输送器输送，分配输送器供料到2个(1#、2#)搅拌机；

液料(水、乳化沥青、乳化剂)输送：采用管道离心泵泵送，利用气控胶管阀开关管道，实现为2个搅拌罐供料；

搅拌机组：二台搅拌机组采用离心式叶轮搅拌，筒体四周布置八片挡板，使水泥乳化沥青砂浆在叶轮搅拌下，沿挡板上下流动，保证水泥乳化沥青砂浆搅拌均匀、效率高。搅拌机驱动采用变频控制技术，保证了搅拌机转速在0～150r/m无级变速，可满足高低速搅拌。

3、在供料控制系统方面

采用工控机对整个搅拌系统进行集中控制，可设定多组配合比并根据指定配合比自动控制搅拌车各子系统工况，且可随时切换到手动控制，达到水泥乳化沥青砂浆搅拌掺料的微调控制，以保证砂浆质量。

4、在设备的使用维护方面

整机所有驱动采用电力驱动，行星减速机减速，减少维护保养工作量。搅拌机变速系统采用变频调整技术，控制精度高，工作可靠，维护保养工作少；控制系统设有故障自诊断系统和故障报警系统，及时提醒故障部位，保证了整机工作可靠性。

本发明的积极效果：

(1)、采用本发明搅拌灌注水泥乳化沥青砂浆，可以有效地提高工作效率，减轻工人的作业强度，实现乳化沥青、乳化剂、水和干粉(水泥和砂)自动供料及自动计量，乳化沥青温度可自动控制。一次性储料，每小时能灌注8m³，可完成400米无砟轨道框架板水泥乳化沥青砂浆施工。

(2)、本发明可实现手动控制和自动控制，具有材料配合比、搅拌机转速、搅拌时间任意设置功能、搅拌机转速自动控制、数据自动存储打印、手动控制和自动控制任意切换等功能，软件系统具有称重自动校正、故障自诊断和报警功能。称重系统采用双路系统，双路显示、各计量传感器称重误差超标报警显示。

(3)、本发明采用“工业控制计算机+显示仪表+PLC”的控制模式，实现人性化操作界面，工人作业环境优良、操作简便、安全可靠。

(4)、节能环保，采用的搅拌机驱动系统变频技术和电控系统的通讯技术，节约了原材料，降低了能源消耗；自动供料系统减少了粉尘污染，废水收集系统避免了废水的随地排放，保护了环境，提供了较好的作业环境。

附图说明

图1为乳化沥青供料系统。

图2为乳化剂供料系统示意图。

图3为水供料系统示意图。

图4为砂供料系统示意图。

图5为水泥供料系统示意图。

图6乳化沥青搅拌罐结构图。

图7搅拌机组总体结构图。

图8供气系统示意图。

图9电控系统示意图。

图10为本发明结构框图。

具体实施方式

水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车主要组成部分为：车架、砂供料系统、水泥供料系统、乳化沥青供料系统、乳化剂供料系统、水供料系统、搅拌机组、气控制系统、电力系统、控制系统等部分组成。其装配见图10，以N17平板车为运输底盘，采用轨道运输施工方案。

砂供料系统包括安装于车架1一端的砂仓2以及安装于砂仓2底部的水平螺旋送料器3，水平螺旋送器后连接有倾斜螺旋送料器4；再经过分配输送器5送入搅拌罐6；

水泥供料系统包括安装于砂仓2侧边的水泥仓7及安装于水泥仓7底部的螺旋送料器8，螺旋送料器8输出端送入搅拌罐6；

乳化沥青供料系统包括乳化沥青搅拌罐9，乳化沥青搅拌罐9顶部安装有孔盖10，侧壁上有进水口11、出水口12，底部连接有乳化沥青供料管道，乳化沥青供料管道中连接有供料泵与气控胶管阀13，罐内安装有搅拌叶轮15，罐顶部安装有电机14，驱动搅拌叶轮15转动，罐内环壁安装有盘管16，所述的盘管16接入冷热水循环空调恒温系统17，罐内安装有温度计，罐体外包覆有保温隔热层；

乳化剂供料系统包括乳化剂罐18，乳化剂罐18内安装有搅拌装置，乳化剂罐顶部安装有搅拌装置驱动电机，乳化剂罐底部连接有乳化剂供料管道，乳化剂供料管道中连接有供料泵及气控胶管阀19；

水供料系统包装水罐20，水罐20底部连接有供水管道，供水管道中安装有水泵及气控胶管阀；

搅拌机组包括搅拌罐6，搅拌罐6内安装有搅拌轴22，搅拌轴22下端安装有搅拌叶片，所述的搅拌罐6顶部安装有电机及其减速器，与搅拌轴22转动连接；搅拌轴22中有平衡气道23，平衡气道23两端的开口分别位于搅拌罐6内、外，搅拌罐6底部卸料口上安装有卸料阀24，搅拌罐6内固定有八块挡板25分列于所述的搅拌叶片的四周，所述的搅拌罐6侧壁上安装有吊杆座，有吊杆26通过称重传感器21与吊27与吊杆座连接，吊杆26悬挂在与车架1固定连接的框架27上；

气控制系统用于控制气控胶管阀。

乳化沥青、乳化剂、及水自动供料系统、水泥和砂自动供料系统，可实现液料和干粉料的自动供料。设置的气动胶管阀能确保供料系统动作迅速，提高灌注效率。

搅拌机组采用离心式叶轮搅拌，筒体四周布置挡扳，使水泥乳化沥青砂浆在叶轮搅拌下，沿挡板上下流动，保证水泥乳化沥青砂浆搅拌均匀。搅拌机的变频驱动控制技术可实现0～150rpm工作范围内无级调速，搅拌叶片可根据配方不同进行更换调整。

电控系统采用“工业控制计算机+显示仪表+PLC”配置，总线控制模式，是一种多任务、高智能、高稳定性的自动化控制系统，可设定配合比自动控制各子系统，且可随时切换到手动控制，达到投料的微调控制，以保证砂浆质量。控制系统设有故障诊断系统和故障报警系统，及时提醒故障部位，保证了整机工作可靠性。操作台设置了电压表、变频器显示屏、水泵、乳化沥青泵、乳化剂泵、空压机的启停按钮和两位按钮、紧急停止按钮、手自动转换按钮、速度控制旋钮及阀门旋钮等，可分别操作两个搅拌机，操作简单易懂。

气控系统采用管道离心泵泵送，利用气控胶管阀开关管道，供料到两个搅拌机。

电力系统采用电力驱动，行星减速机减速，提高了可靠性，减少维护保养工作量。

温控系统为满足水泥乳化沥青砂浆施工在5～35℃范围以外能够进行，在乳化沥青罐内增加一套冷却和加热系统。对乳化沥青加热、冷却实现温度控制，水泥乳化沥青砂浆可作业时段得到了较大的拓宽。

水供料系统包括废水收集箱、废水管道、高压水枪及洗漱池等设施，方便工后清洗，废水集中处理，避免施工污染，有利于环保。

车上备齐各种原料，将水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车开到须灌注水泥乳化沥青砂浆的路基附近，进行作业前的各种准备工作。

Claims (3)

1.水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，包括有车架，气控制系统、电力系统、电控系统，其特征在于：车架上安装有砂供料系统、水泥供料系统、乳化沥青供料系统、乳化剂供料系统、水供料系统、搅拌机组；

砂供料系统包括安装于车架一端的砂仓以及安装于砂仓底部的螺旋送料设备；

水泥供料系统包括安装于砂仓侧边的水泥仓及安装于水泥仓底部的螺旋送料设备；

乳化沥青供料系统包括乳化沥青搅拌罐，乳化沥青搅拌罐顶部安装有孔盖，侧壁上有进水口、出水口，底部连接有乳化沥青供料管道，乳化沥青供料管道中连接有供料泵与气控胶管阀，所述乳化沥青搅拌罐内安装有搅拌叶轮，所述乳化沥青搅拌罐顶部安装有电机，驱动所述的搅拌叶轮转动，所述乳化沥青搅拌罐内环壁安装有盘管，所述的盘管接入冷热水循环系统，所述乳化沥青搅拌罐内安装有温度计，所述乳化沥青搅拌罐体外包覆有保温隔热层；

乳化剂供料系统包括乳化剂罐，乳化剂罐内安装有搅拌装置，乳化剂罐顶部安装有搅拌装置驱动电机，乳化剂罐底部连接有乳化剂供料管道，乳化剂供料管道中连接有供料泵及气控胶管阀；

水供料系统包括水罐以及污水收集箱、废水管道、高压水枪及洗漱池，水罐底部连接有供水管道，供水管道中安装有水泵及气控胶管阀；

搅拌机组包括搅拌罐，搅拌罐内安装有搅拌轴，搅拌轴下端安装有搅拌叶片，所述的搅拌罐顶部安装有电机及其减速器，与搅拌轴转动连接；搅拌轴中有平衡气道，平衡气道两端的开口分别位于搅拌罐内、外，搅拌罐底部卸料口上安装有卸料阀，搅拌罐内固定有多块挡板分列于所述的搅拌叶片的四周，所述的搅拌罐侧壁上安装有吊杆座，有吊杆通过称重传感器与吊杆座连接，吊杆悬挂在与车架固定连接的框架上；

气控制系统用于控制气控胶管阀。

2.根据权利要求1所述的水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，其特征在于所述搅拌机组中的所述搅拌罐有二个，安装于砂仓与水泥仓底部的螺旋送料装置经过分配输送器后通向搅拌仓。

3.根据权利要求1所述的水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，其特征在于所述搅拌机组中的所述搅拌罐内安装有八块挡板。

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