CN101879743B - 无机轻集料保温砂浆的连续式生产工艺及生产装置 - Google Patents

Abstract

一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产工艺，将水泥、粉煤灰、无机填料和功能性填料配料搅拌混合得无机胶凝粉料，将无机胶凝粉料和无机轻集料搅拌混合得无机轻集料保温砂浆，无机轻集料保温砂浆再包装得成品；一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产装置，所述连续式生产装置包括无机填料储罐、水泥储罐、粉煤灰储罐、功能性填料储罐、一次计量配料仓、物料暂存仓、一次搅拌混合机、无机胶凝料成品仓、无机胶凝料成品罐、二次计量配料仓、无机轻集料计量斗、二次搅拌混合机和称量包装机；本发明简化生产操作方法、有助于生产工艺的管理、降低劳动强度，提高设备和场地的利用率，减少工序粉尘污染；有助于准确配料、物料的输送和转存，提高劳动生产率。

Description

无机轻集料保温砂浆的连续式生产工艺及生产装置

(一)技术领域

本发明涉及一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产工艺及生产装置。

(二)背景技术

无机轻集料保温砂浆就是以无机轻集料(如憎水膨胀珍珠岩、玻化微珠、闭孔珍珠岩、膨胀蛭石、陶砂等)为保温材料，以水泥等无机胶凝为主要胶结料，掺入高分子聚合物及功能性添加剂制成的建筑保温干粉砂浆。其材料执行标准为GB/T 20473-2006及浙江省工程建设标准DB33/T1054-2008。

现有的无机轻集料保温砂浆的生产工艺可以归结为三种。

A.工艺一：

将无机轻集料(如憎水膨胀珍珠岩、玻化微珠、闭孔珍珠岩、膨胀蛭石、陶砂等)、水泥等无机胶结料、高分子聚合物及功能性添加剂等组分分别进行计量后，直接送入混合机中搅拌到接近均匀，然后将其物料送入成品仓，最后进行计量包装。

该工艺的主要不足之处：

1)能耗高，劳动强度大，环境粉尘污染严重，生产效率低下；

2)生产过程极易产生堵塞现象，影响正常的生产：

3)各种物料间很难达到混合均匀状态，并且搅拌的时间过长，极易将无机轻集料(珍珠岩、玻化微珠等)搅碎，破碎率达到25％以上，导致成品保温砂浆的主要技术指标导热系数提高，降低了材料的保温性能。

B.工艺二：

将水泥等无机胶结料、高分子聚合物及功能性添加剂等组分分别进行计量后，直接送入混合机中搅拌均匀，然后将其混合粉料送入成品仓，按工艺配比要求将混合粉料进行计量粗包装；随后将粗包装的混合粉料与无机轻集料(珍珠岩、玻化微珠等)在混合机中搅拌混合均匀，在搅拌状态下进行计量包装。

该工艺的主要不足之处：

1)能耗高，材料的损耗多，费工费时，劳动强度大，环境粉尘污染极严重，生产效率低下。

2)由于在搅拌状态下进行计量包装，无机轻集料的破损率再25％以上，出现前后包装的产品质量不稳定，堆积密度相差较大(差值达到50kg/m3)。

C.工艺三：

将水泥等无机胶结料、高分子聚合物及功能性添加剂等组分分别进行计量后，直接送入混合机中搅拌均匀，然后将其混合粉料送入成品仓，按实际施工使用的配比要求将混合粉料进行计量包装出厂。在工地施工现场使用时，将包装出厂的混合粉料与无机轻集料(珍珠岩、玻化微珠等)按配比要求，在混合机中加水配成浆料直接使用。

该工艺方法的主要不足之处：

1)该工艺方法与国家和行业的相关标准规范要求相冲突。

2)由于无机轻集料(珍珠岩、玻化微珠等)存在二次装卸运输、无机轻集料(珍珠岩、玻化微珠等)在混合粉料生产工厂内和施工现场的二次污染及物料的消耗。

3)由于混合粉料与无机轻集料(珍珠岩、玻化微珠等)在施工现场进行混配使用，会出现搅拌时间加长、质量不稳定，搅拌不均匀等不正常现象，影响产品技术指标的稳定性。

(三)发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的无机轻集料保温砂浆的生产工艺及装置存在的混合方法、间歇操作及工艺方法不当，而导致劳动强度高，粉尘污染严重，工艺操作性差，产品质量不稳定，生产效率低下的缺陷，从而提供一种能够降低劳动强度、避免粉尘污染、实现工艺可操作性、确保产品质量稳定及提高生产效率的无机轻集料保温砂浆的连续式生产工艺及生产装置。

一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产工艺，包括下述步骤：

(1)将水泥、粉煤灰、无机填料和功能性填料经计量配料后，进行搅拌混合生产出无机胶凝粉料，其中水泥、粉煤灰、无机填料的重量比为700～900∶60～200∶50～300；

(2)将无机胶凝粉料和无机轻集料经计量配料后，进行搅拌混合生产出无机轻集料保温砂浆，其中无机胶凝粉料与无机轻集料的重量体积比为1∶5～8.2Kg/L；

(3)无机轻集料保温砂浆再经计量、包装即得成品。

一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产装置，所述连续式生产装置包括无机填料储罐、水泥储罐、粉煤灰储罐、功能性填料储罐、一次计量配料仓、物料暂存仓、一次搅拌混合机、无机胶凝料成品仓、无机胶凝料成品罐、二次计量配料仓、无机轻集料计量斗、二次搅拌混合机和称量包装机，无机填料储罐、水泥储罐和粉煤灰储罐出料口分别经阀门与一次计量配料仓进料口连接，一次计量配料仓出料口经封闭式斗式提升机连接物料暂存仓进料口，物料暂存仓出料口经阀门连接一次搅拌混合机进料口，功能性填料储罐出料口经阀门连接一次搅拌混合机进料口，一次搅拌混合机出料口经阀门连接无机胶凝料成品仓进料口，无机胶凝料成品仓出料口依次经阀门和封闭式斗式提升机连接无机胶凝料成品罐进料口，无机胶凝料成品罐出料口依次经阀门和封闭式斗式提升机连接二次计量配料仓进料口，二次计量配料仓和无机轻集料计量斗出料口分别经阀门连接二次搅拌混合机进料口，二次搅拌混合机出料口依次经阀门和卸料机连接至称量包装机。

优选地，所述的阀门为气动阀。

优选地，所述的一次搅拌混合机为犁刀式或无重力式混合机。

优选地，所述的二次搅拌混合机为螺带搅拌混合机。

优选地，所述的无机填料储罐共四个，各无机填料储罐之间顶部相通并连接除尘器。

优选地，所述的水泥储罐和粉煤灰储罐顶部相通并连接除尘器。

优选地，所述的物料暂存仓和无机胶凝料成品仓顶部相通并连接除尘器。

优选地，所述的无机胶凝料成品罐顶部连接除尘器。

优选地，所述的一次计量配料仓、二次计量配料仓和阀门分别连接控制系统。

本发明的有益效果在于：

A.本发明采用带有除尘装置的斗式提升机将其物料提送到各自的储罐内，并进行有效的设备结构及自动控制显示系统设置，简化了生产操作方法、有助于生产工艺的管理、降低本工序工人20％的劳动强度，提高相关的设备和场地的利用率达到40％以上，减少了70％的工序粉尘污染；

B.本发明采用了一次计量配料和二次计量配料的工艺过程，简化了计量配料过程的繁杂，有助于配料的准确、物料的输送和转存，可以提高相关设备的利用率20％以上，提高本工序40％以上的劳动生产率；

C.本发明采用一次搅拌混合产出无机胶凝粉料和二次搅拌混合产出无机轻集料保温砂浆的工艺，避免了现有的几种生产工艺方法的所有不足。首先可以控制无机轻集料的破碎率在5％左右，稳定保温砂浆成品的质量；其次，方便工艺操作，降低了劳动强度，至少减少粉尘污染的环节二个；再次，避免设备和输送管路出现的物料堵塞现象，提高相关设备利用率达30％以上；

D.本发明采用胶凝粉料的存储工艺，可以有效提高前后工艺过程的生产效率，简化工艺操作方法，提高工艺设备的利用率，100％地减少该过程的粉尘污染。避免了现有几种工艺方法存在的操作繁杂，劳动强度高，粉尘污染严重，工艺运行不流畅等严重的缺陷；

E.在产品的计量包装工艺过程中采用了带刮板的输送机，有效地解决了混合机排出成品料时，出现排出料前后存在时间差大，导致成品的前后质量不均匀的问题。现有的工艺控制的前后时间差达到12分钟以上，本发明可以控制前后时间差到2分钟内。由于混合机可以及时排料到输送机内，因此可以大大地提高混合机和相关设备的利用率在35％以上。输送机处于密闭状态运行，可以避免100％的粉尘污染。确保成品的运送过程质量稳定，有助于包装机的称量精确度到25±0.5和提高包装效率40％以上。还降低了成品出料时35％以上的劳动强度。

(四)附图说明

图1是所述连续式生产无机轻集料保温砂浆的生产装置的结构示意图。

(五)具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产工艺，包括下述步骤：

(1)将水泥、粉煤灰、无机填料和功能性填料经计量配料后，进行搅拌混合生产出无机胶凝粉料，其中水泥、粉煤灰、无机填料的重量比为700～900∶60～200∶50～300；

(2)将无机胶凝粉料和无机轻集料经计量配料后，进行搅拌混合生产出无机轻集料保温砂浆，其中无机胶凝粉料与无机轻集料的重量体积比为1∶5～8.2Kg/L；

(3)无机轻集料保温砂浆再经计量、包装即得成品。

参照图1，一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产装置，所述连续式生产装置包括无机填料储罐1，2，3，4、水泥储罐5、粉煤灰储罐6、功能性填料储罐25、一次计量配料仓15、物料暂存仓16、一次搅拌混合机17、无机胶凝料成品仓18、无机胶凝料成品罐19、二次计量配料仓20、无机轻集料计量斗21、二次搅拌混合机22和称量包装机24，无机填料储罐1，2，3，4、水泥储罐5和粉煤灰储罐6出料口分别经阀门26与一次计量配料仓15进料口连接，一次计量配料仓15出料口经封闭式斗式提升机12连接物料暂存仓16进料口，物料暂存仓16出料口经阀门连接一次搅拌混合机17进料口，功能性填料储罐25出料口经阀门连接一次搅拌混合机17进料口，一次搅拌混合机17出料口经阀门连接无机胶凝料成品仓18进料口，无机胶凝料成品仓18出料口依次经阀门和封闭式斗式提升机13连接无机胶凝料成品罐19进料口，无机胶凝料成品罐19出料口依次经阀门和封闭式斗式提升机14连接二次计量配料仓20进料口，二次计量配料仓20和无机轻集料计量斗21出料口分别经阀门连接二次搅拌混合机22进料口，二次搅拌混合机22出料口依次经阀门和卸料机23连接至称量包装机24。

所述的阀门26为气动阀。所述的一次搅拌混合机17为犁刀式或无重力式混合机。所述的二次搅拌混合机22为螺带搅拌混合机。所述的无机填料储罐1，2，3，4共四个，各无机填料储罐之间顶部相通并连接除尘器7。所述的水泥储罐5和粉煤灰储罐6顶部相通并连接除尘器8。所述的物料暂存仓16和无机胶凝料成品仓18顶部相通并连接除尘器9。所述的无机胶凝料成品罐19顶部连接除尘器10。所述的一次计量配料仓15、二次计量配料仓20和阀门26分别连接控制系统。

(1)原材料的准备工序

水泥、粉煤灰分别从其槽罐车压入各自的储罐5，6内。重钙粉、石灰等袋装无机填料由斗式提升机11提升到各自的储罐内1，2，3，4。无机轻集料(珍珠岩，玻化微珠等)从运输车上用输送机输送到其库房内。

除尘器用于压料/配料过程的粉尘清除和排气。控制系统用于远程控制计量和阀门，自动控制的放料和关闭系统，用于计量配料。在水泥和粉煤灰槽罐内设置料位显示系统，用于及时显示槽罐内物料的存储量。为了防止水泥和粉煤灰在各自的槽罐内搭拱，影响正常的出料操作，在槽罐内设置自动的破拱装置。在各槽罐内还设置料位显示系统，可以及时显示槽罐的物料存储量。

工艺要求：(A)堆存量不大于其槽罐或库房容积的80％。

(B)控制粉尘污染，除尘效率达到95％以上。

(2)一次计量配料

按工艺配方要求依次将水泥、粉煤灰、重钙粉等从其储罐05，06，01，经绞龙输送到一次计量配料仓15称量配料后，由斗式提升机12提到物料暂存仓16。功能性填料的称量在专门的配料室中完成。

主要的工艺参数：

(A)主要组分的质量比

水泥∶粉煤灰∶重钙粉∶石灰＝700～900∶60～200∶50～200∶0～100；

(B)称量误差小于2％；

(C)控制粉尘污染，除尘效率达到95％以上；

(D)操作周期小于4分钟；

(E)功能性填料的称量误差小于0.1％。

(3)一次搅拌混合产出无机胶凝粉料

将物料暂存仓16和功能性填料储罐25的配料加入到一次搅拌混合机17中进行搅拌，混匀后排入到无机胶凝粉料成品仓18中。

物料暂存仓16底出料口经过气动下料阀与一次搅拌混合机17进料口直接连接。当工艺需要物料暂存仓16内的无机料进入搅拌混合机17内时，打开下料阀排出无机料直接进入搅拌混合机17内，待仓内的物料全部排出后，下料阀进行关闭操作。物料暂存仓16底部设置的气动下料阀由远程控制系统进行控制。在完成规定的搅拌时间后，搅拌混合机17自动打开下料阀，排出合格的无机胶凝粉料进入无机胶凝料成品仓18。排料完毕后，自动关闭混合机下料阀门，搅拌混合机进入下批生产状态。

主要的工艺参数：

(A)加料时间小于2分钟；

(B)搅拌时间5-8分钟；

(C)搅拌混合机17的装填系数为60-70％；

(D)排料时间1-3分钟；

(E)无粉尘操作。

(4)胶凝粉料的存储

无机胶凝粉料成品仓18中的无机胶凝粉料经斗式提升机13提到无机胶凝料成品罐19存储。

进入无机胶凝粉料成品仓18的无机胶凝粉料通过一定直径的管道利用位差落入封闭式斗式提升机的进料口，由提升机输送到无机胶凝料成品罐19内备用。完成无机胶凝粉料的存储，有利于确保前面工序设备的连续运行，提高工艺设备的利用率。

无机胶凝粉料成品仓18底部设置气开阀门，由控制室按程序自动控制。其顶部设置排气管和除尘器连接，便于配气和除尘。仓内设置防结料结构，及时消除料堵。封闭式斗式提升机的运行是按程序设计自动进入开停状态的。

无机胶凝料成品罐19顶部设有排气管与除尘器连接，分别用于罐内排气和除尘；罐内设置料位仪，在控制室内自动显示料位；罐内设置防结料装置，可以及时消除出料时产生的料堵现象；罐底部装有气动阀，通过控制系统实现打开出料和关闭阀门的操作。无机胶凝料成品罐的容积大小可根据工艺要求设计确定。

主要的工艺参数：

(A)提升时间1-3分钟；

(B)无机胶凝料成品罐19的装填系数为80％；

(C)无粉尘操作，除尘器的除尘效率大于95％。

(5)二次计量配料

无机胶凝粉料的计量：无机胶凝料成品罐19中的无机胶凝粉料经斗式提升机14提到二次计量配料仓20中称量。无机轻集料从库房中取出，投入到无机轻集料计量斗21中进行计量。

无机胶凝料成品罐19底部出口经气开阀门后与封闭式斗式提升机的14进口连接。斗式提升机的运行受计量称量系统的控制，当无机胶凝粉料提升到计量配料仓达到工艺要求的重量时，无机胶凝粉料存贮大罐底部出口的气开阀门被关闭，斗式提升机停止运行。称量误差控制小于2％。

二次计量配料仓20的进料口与斗式提升机的出料口连接，顶部排气管连接除尘器，用于压料过程的粉尘清除和排气。二次计量配料仓20底部通过气动控制阀与U型计量绞龙的入口连接。粉料称量采用重量感应器传输到控制室显示实际的物料重量，并且由计量系统控制相关输送系统的开停。

无机轻集料的计量配料被集中在带有除尘设置的室内完成，每批无机轻集料的计量是在按工艺配方要求大小的容器设备一无机轻集料计量斗内通过人工装填完成的。其计量斗的底部设置气动阀，通过控制系统按照设置程序实现自动开关操作。

主要工艺参数：

(A)无机胶凝粉料的称量误差小于2％，操作时间小于2分钟；

(B)无机轻集料的体积计量误差小于1％，操作时间小于3分钟；(C)组分配比无机胶凝粉料与无机轻集料的重量体积比为1∶5～8.2Kg/L；

(D)无机胶凝粉料的计量配料要求无粉尘操作，无机轻集料计量配料时除尘器的除尘效率大于95％。

(6)二次搅拌混合

无机胶凝粉料从二次计量配料仓20经计量绞龙送到二次搅拌混合机22，无机轻集料从计量斗21用重力差经控制阀门落入到二次搅拌混合机22。加入的物料经搅拌混合机22搅拌均匀后排入卸料机23中。

无机胶凝粉料通过U型绞龙从二次计量配料仓20输送到二次搅拌混合机22，U型绞龙按计量绞龙设置控制程序。采用U型绞龙可以实现多个混合机并联使用，以提高二次搅拌混合的生产能力，又可以简化物料输送的工艺设备，确保生产的连续性。U型绞龙的开停受搅拌混合机的进出料的信号显示控制，在混合机排料阀关闭，和进料阀打开后，U型绞龙运转，二次计量配料仓20的下料阀打开，进行输送物料。待二次计量配料仓20的物料排空下料阀自动关闭，及二次搅拌混合机22的进料阀关闭后，U型绞龙停止运转。

二次搅拌混合机22正常操作时，转速控制小于60rpm.，搅拌时间小于3分钟。按设计程序自动控制搅拌过程和进出物料。低的转速虽可以减少无机轻集料的破损量，但也会降低混合的效率。

在二次搅拌混合机22的顶部设计了无机胶凝粉料进料口、无机轻集料进料口、检修用人孔。无机胶凝粉料进口与U型绞龙送料口间采用气动阀连接；混合机的无机轻集料进口与无机轻集料计量斗之间设置气动阀；检修人孔生产时保持密封。

在二次搅拌混合机的底部设置足够大的排出料口，要求在2分钟内完成混合机内物料的排出。出料口经气动阀与带刮板的输送机相连接。排出的物料由输送机存储，并送入下一工序。

在控制室只要打开无机轻集料计量斗21底部的气开阀门，就可以将计量斗内的物料投入到搅拌混合机。无机轻集料和无机凝胶粉料可以从各自的入口同时加入，也可以分步进行。

主要工艺参数：

(A)加料时间小于2分钟；

(B)搅拌时间3～6分钟；

(C)搅拌混合机17的装填系数为60～70％；

(D)排料时间1～2分钟；

(E)无粉尘操作。

(7)产品的计量包装

二次计量的配料经搅拌混合机22搅拌均匀后即制得成品无机轻集料保温砂浆，按工艺要求快速排入卸料机23内，在此边存边被刮板推送入称量包装机24内及时称量包装。

该工艺过程主要是将上工序生产的成品无机轻集料保温砂浆及时计量包装，送入成品库。

卸料机23用于存储各混合机排出的成品无机轻集料保温砂浆量，并及时送到各计量打包机的入口，确保混合机产出的成品在规定时间里全部进入输送机内，实现连续的生产操作。

卸料机23具备多口进料设计，各进料口分别经气动阀与各并联的搅拌混合机下排料口连接。当混合机完成规定搅拌时间就自动打开阀门，将二次搅拌混合机内的成品排入输送机里，排料完成后及时关闭。

卸料机23的内存容积按照打包机的装有量及打包速度、进料量、物料的推移速度等工艺要求进行设计计算确定的。输送机的内存、输送及进出料均处于密闭状态运行。

卸料机23的输送部分是由控制系统、输送刮板、传动机构及清料装置等结构组成的。控制系统要完成输送机的开停和输送速度的调节等任务。输送刮板主要用于推移物料向规定的方向前进，并确保被推送的成品物料不产生离析。清料装置用于清理沉积在输送机底板上的物料不至于过度的沉积而影响正常的物料传送。

为了及时将输送机内的物料计量打包，在卸料机23底部设置了多个出料口，分别和相连的称量包装机进口连接。

称量包装机24需要完成物料的灌包和称量任务，根据成品物料的特性(成品物料的最小堆积密度达到250kg/m³)和工艺要求每台包装机的包装速度不小于2包/分钟(0.1m³/包)。包装机的设置数量取决于包装机的灌包速度及搅拌混合机的设计生产能力。

主要的工艺参数：

(A)刮板推送速度    3--10m/min；

(B)输送机的料堆高度    30--55cm；

(C)包装机灌包速度    2---4包/min；

(D)每包体积    0.1±0.005m3/包；

(E)进入输送机中的成品逗留时间1--2分钟。

(F)无粉尘操作，除尘器的除尘效率大于95％。

Claims (1)

1.一种无机轻集料保温砂浆的连续式生产装置，其特征在于：所述连续式生产装置包括无机填料储罐、水泥储罐、粉煤灰储罐、功能性填料储罐、一次计量配料仓、物料暂存仓、一次搅拌混合机、无机胶凝料成品仓、无机胶凝料成品罐、二次计量配料仓、无机轻集料计量斗、二次搅拌混合机和称量包装机，无机填料储罐、水泥储罐和粉煤灰储罐出料口分别经阀门与一次计量配料仓进料口连接，一次计量配料仓出料口经封闭式斗式提升机连接物料暂存仓进料口，物料暂存仓出料口经阀门连接一次搅拌混合机进料口，功能性填料储罐出料口经阀门连接一次搅拌混合机进料口，一次搅拌混合机出料口经阀门连接无机胶凝料成品仓进料口，无机胶凝料成品仓出料口依次经阀门和封闭式斗式提升机连接无机胶凝料成品罐进料口，无机胶凝料成品罐出料口依次经阀门和封闭式斗式提升机连接二次计量配料仓进料口，二次计量配料仓和无机轻集料计量斗出料口分别经阀门连接二次搅拌混合机进料口，二次搅拌混合机出料口依次经阀门和卸料机连接至称量包装机；所述的阀门为气动阀；所述的一次搅拌混合机为犁刀式或无重力式混合机；所述的二次搅拌混合机为螺带搅拌混合机；所述的无机填料储罐共四个，各无机填料储罐之间顶部相通并连接除尘器；所述的水泥储罐和粉煤灰储罐顶部相通并连接除尘器；所述的物料暂存仓和无机胶凝料成品仓顶部相通并连接除尘器；所述的无机胶凝料成品罐顶部连接除尘器；所述的一次计量配料仓、二次计量配料仓和阀门分别连接控制系统。

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