CN103538151B - 一体式制浆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体式制浆系统，主要解决了现有制浆站占地面积广、拆装费工费时、运输中组件的丢失与损坏、工作时易造成环境污染以及自动化程度不高，功效低等问题。该制浆系统包括可开闭的集装箱，设置于集装箱内上部的集中入料斗，位于该集中入料斗的出料口下方的制浆罐，通过管道分别与制浆罐上部连通的水箱和外加剂供给装置，通过管道与制浆罐下部连通的储浆罐，与储浆罐连接的送浆装置，为一体式制浆系统运行提供动力的动力系统，以及控制一体式制浆系统运行的控制系统；集中入料斗、制浆罐、水箱、外加剂供给装置、储浆罐及送浆装置均内置于集装箱内。本发明将制浆系统高度集成于一体，减小了制浆系统的占地面积，提高了设备的自动化程度。

Description

一体式制浆系统

技术领域

本发明属于基础处理工程施工技术领域，涉及一种制浆设备，具体的说，是涉及一体式制浆系统。

背景技术

制浆系统由多台组件组装构成，目前，基础处理工程施工中所用的制浆系统为开放式系统，设备之间相互独立，项目开工前，均需工作人员进行临时搭建和制浆站组装等工作，其主要存在以下缺陷：

一、制浆站的组装、拆解需要大量的人力、物力，且效率低；

二、整个制浆站内组件需单独运输，运输成本高；

三、组装完成后，体积庞大、制浆站内的组件分散、占用场地较大；

四、在对组件进行运输和储存时容易造成组件的损坏和丢失，影响下次使用；

五、开放式的制浆系统对工地环境污染严重，尤其不适用于城市施工；

六、相互独立的组件之间的组装麻烦，耗费时间，且每次组装后均需要调试，严重影响施工的工期；

七、现有制浆系统自动化程度低，工作效率欠佳。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构紧凑、设计合理、占地面积小且所有功能集成于一体的一体式制浆系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一体式制浆系统，包括可开闭的集装箱，设置于集装箱内上部的集中入料斗，位于该集中入料斗的出料口下方的制浆罐，通过管道分别与制浆罐上部连通的水箱和外加剂供给装置，通过管道与制浆罐下部连通的储浆罐，与储浆罐连接的送浆装置，空气压缩机，为一体式制浆系统运行提供动力的动力系统，以及控制一体式制浆系统运行的控制系统；所述集中入料斗、制浆罐、水箱、外加剂供给装置、储浆罐及送浆装置均内置于集装箱内。制浆罐包括用于搅拌的搅拌装置及电机。

进一步的，为了更好的实现集成化及设备的集中控制，所述集装箱包括一体的设备安装室和控制室，所述集中入料斗、制浆罐、水箱、外加剂供给装置、储浆罐及送浆装置均设置于设备安装室内，控制系统则安装于控制室内。控制系统一般选用PLC控制及触摸屏操作系统，集中入料斗的进料，制浆罐的运行，水箱的进水，外加剂供给装置的外加剂供给，制浆罐向储浆罐送浆，储浆罐及送浆装置等部件的工作均可通过控制系统实现智能化控制。

优选的，集装箱的设备安装室为一侧双开门的结构设计，另一侧为单开门的结构设计，一方面，方便设备的维修；另一方面，也方便设备初期的安装。设备安装且调试完成后，关闭每个活动门，整个设备的运行均在设备安装室内进行，避免浆溅射或溅出，极大地防止了制浆对施工场地的污染。若需连接送浆管道或需进入内部时，则可将设备安装室另一侧的单开门打开即可。

上述部件在集装箱内优选的安装方式及安装位置如下：所述集中入料斗和外加剂供给装置均与集装箱顶部连接，且在集装箱顶部开设有与集中入料斗上端开口匹配的进料口，制浆罐则位于二者的下方，制浆罐与储浆罐均与集装箱底部连接，水箱安装在集装箱上部的一侧。

再进一步的，在所述制浆罐和外加剂供给装置上均设有称重模块。通过称重模块可实时地检测制浆罐及外加剂供给装置中的所加料重量，加料达标后，称重模块反馈至控制系统，由控制系统发出相应的控制信息。

为了确保称重模块的精确度，所述集中入料斗、水箱、外加剂供给装置均安装在集装箱上，三者与制浆罐通过不使制浆罐承重的连接管连接。术语“不使制浆罐承重”是指入料斗、水箱、外加剂供给装置与制浆罐连接后，入料斗、水箱、外加剂供给装置安装在集装箱内部并由集装箱承受其设备自身的重量，设备自身的重量并不会通过连接用的部件传递至制浆罐，以保证称重模块对制浆罐的重量称量准确无误；外加剂供给装置的称重模块通过吊装的形式对外加剂供给装置进行称重，简言之，外加剂供给装置安装在集装箱的顶部，在二者之间设有称重模块，其所称重的对象仅包括了外加剂供给装置，同样确保了对外加剂供给装置的重量称量准确无误。

为了使得制浆罐内制浆更加充分、提高制浆质量，在所述制浆罐上还设有一端与其下部连接、另一端与其上部连接的回流管，且该回流管由两个管道构成，一个管道与制浆罐下部连接，另一个管道与制浆罐上部连接，二者之间通过软性管道连通。当制浆罐与储浆罐之间连接的管道关闭时，从制浆罐下端出料口排出的浆可通过回流管回流至制浆罐内再次参与制浆，提高制的浆的质量。同时，回流管中软性管道的设计，其目的在于确保对制浆罐称重的准确度，其原理与上述的“不使制浆罐承重”一样。在另一种实施方案中，回流管也可采用全软性管道结构或一部分为软性管道结构。

同理的，为了确保对制浆罐称重的准确度，所述制浆罐与储浆罐之间通过不使制浆罐承重的管道连接。基于上述，二者连接用的管道可采用与回流管道相同或相似的结构。

在一种实施方案中，所述水箱通过输水管道与外部水源连接，所述集装箱的箱壁内设有中空的通道，输水管道则内置于该通道内。内置的输水管道一方面使得本发明的外部更加简洁，另一方面，也提高了本发明的集成程度。

更进一步的，所述水箱内设有用于反馈水箱内水位的水位传感器。优选的，水位传感器为上下各一个，当水位低于下面的水位传感器时，输水管道打开并送水，当水位高于上面的水位传感器时，输水管道关闭，停止送水，使得水箱内始终保持在一定水位。输水管道的开启与关闭通过安装在其上的阀门实现。

为了确保从储浆罐内送浆的顺利，所述储浆罐内还设有用于防止所存储浆凝固的搅拌装置以及用于反馈浆液液面高度的超声波液位计。优选的，该搅拌装置的搅拌速度较为缓慢。

本发明的设计原理：将制浆系统集成在一个集装箱内，然后采用PLC控制系统对集成的制浆系统进行统一控制，省去了大量的临建工作，高度的集成化，大大地减小了制浆系统的占地面积，再配以智能控制，提高设备的智能化工作，减少人工，降低人工劳动强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明将制浆系统统一集成于集装箱内，一方面，高度的集成化，从而将整个制浆系统整合为一体结构，减小了制浆系统的占地面积，省去了大量的临建工作和运输费用；另一方面，通过PLC控制系统对各组件的运行采取统一控制，提高了设备运行的自动化程度，降低了施工人员的劳动强度，提高了施工效率。

（2）本发明中集装箱划分为两部分，控制室用于安装控制系统、操作柜、动力柜（动力系统）等，设备安装室则用于安装制浆系统中运行的主要组件，且设备安装室一侧为双开门结构设计，另一侧为单开门，一方面，方便设备的维修；另一方面，也方便设备初期的安装。设备安装且调试完成后，关闭每个活动门，整个设备的运行均在设备安装室内进行，避免浆溅射或溅出，极大地防止了制浆对施工场地的污染。

（3）本发明中制浆罐和外加剂供给装置均通过称重模块进行称重，然后通过称重模块将称重信息反馈至控制系统，由控制系统控制制浆罐的进料、搅拌等动作。

（4）本发明中集中入料斗、水箱、外加剂供给装置均安装在集装箱内的顶部并由集装箱承受其设备自身的重量，与制浆罐连接后，设备自身的重量并不会通过连接用的部件传递至制浆罐，以保证称重模块对制浆罐的重量称量准确无误。

（5）本发明在制浆罐上还设有一回流管道，回流管可将从制浆罐中排出的浆再次输送至制浆罐参与制浆，使得制浆罐内制浆更加充分、提高了制浆质量。

（6）本发明在集装箱的箱壁内设有中空的通道，输水管道则内置于该通道内，内置的输水管道一方面使得本发明的外部更加简洁、美观，另一方面，也提高了本发明的集成程度。

附图说明

图1为本发明中的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的侧视图。

其中，附图标记所对应的名称：1-集装箱，2-集中入料斗，3-制浆罐，4-水箱，5-外加剂供给装置，6-储浆罐，7-送浆装置，8-回流管，9-称重模块,11-设备安装室，12-控制室，13-空气压缩机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

现有制浆站存在需将各组件在施工场地进行现场组装，不仅麻烦，而且占地面积大，设备运行自动化程度低等缺陷，为了克服现有技术的缺陷，本实施例提供了一种一体式制浆系统，如图1至3所示，该一体式制浆系统中包含的工作组件有：制浆罐3、储浆罐6、送浆装置7、水箱4、集中入料斗2、外加剂供给装置5、空气压缩机13等。在此基础上，本实施例还提供了一个集装箱1，上述所有部件均安装在该集装箱内，具体的说，集装箱包括一体的设备安装室11和控制室12，二者中间由隔板隔开，集中入料斗2、制浆罐3、水箱4、外加剂供给装置5、储浆罐6及送浆装置7均设置于设备安装室11内，设备的控制系统和动力系统则安装于控制室12内。

进一步的，集装箱的设备安装室为一侧双开门的结构设计，另一侧为单开门的结构设计，相对于控制室的一面同样可设计为单开门的结构。一方面，方便设备的维修；另一方面，也方便设备初期的安装。设备安装且调试完成后，关闭每个活动门，整个设备的运行均在设备安装室内进行，避免浆溅射或溅出，极大地防止了制浆对施工场地的污染。若需连接送浆管道或需进入内部时，则可将设备安装室另一侧的单开门打开即可。术语“双开门”是指设备安装室该侧设计有两个可打开的门，二者组合构成的面积基本与该侧面积一致，“单开门”是指指设备安装室的另一侧设计有一个可打开的门，该门的面积可占该侧面积的1/2至1/4，也可根据实际需要改进。

如何将各组件合理的设置在集装箱内，尽量减小设备的占地空间，是本发明面临的第一个难题，为此，本实施例提供了一种解决方案如下：

集中入料斗2和外加剂供给装置5均与集装箱1顶部连接，换言之，二者直接安装在集装箱的顶部，同时，在集装箱顶部与集中入料斗上端开口匹配的地方开设有进料口，入料管道直接通过该进料口将料输送至集中入料斗内；制浆罐通过若干根连接支撑柱与集装箱底部连接，同时，位于集中入料斗和外加剂供给装置的下方，外加剂和料均可通过输送管道送入制浆罐内；储浆罐同样通过若干根连接支撑柱与集装箱底部连接，一般地，其与制浆罐并排设置，二者之间通过管道连接，为了方便描述，在此将二者之间的管道命名为制浆输送管道，送浆装置7安装在集装箱底部并与储浆罐连接；水箱设置在集装箱的顶部一侧，水箱通过输水管道与外界的水源连接，本实施例中，将集装箱设有水箱的一侧的箱壁的内部设置一条中空的通道，输水管道内置在该通道内，该设计的优点在于，一方面使得本发明的外部更加简洁、美观，另一方面，也提高了本发明的集成程度。

制浆罐为现有制浆罐，其主要用于制浆，其包括了罐体、搅拌机构等部件。本实施例中，为了使得制浆罐内制浆更加充分、提高制浆质量，在制浆罐上还设有一端与其下部连接、另一端与其上部连接的回流管，且该回流管由两个管道构成，一个管道与制浆罐下部连接，另一个管道与制浆罐上部连接，二者之间通过软性管道连通。当制浆罐与储浆罐之间连接的管道关闭时，从制浆罐下端出料口排出的浆可通过回流管回流至制浆罐内再次参与制浆，提高制的浆的质量。同时，回流管中软性管道的设计，其目的在于确保对制浆罐称重的准确度，其原理与上述的“不使制浆罐承重”一样。在另一种实施方案中，回流管也可采用全软性管道结构或一部分为软性管道结构。

储浆罐，主要用于将制备好的浆进行存储备用，现有技术中，储浆罐内的浆经常凝固，为了克服这一缺陷，本实施例在储浆罐内设有搅拌速度较为缓慢的搅拌装置，通过搅拌装置对储浆罐内部浆进行搅拌，在不破坏浆质量的前提下，防止浆凝固。搅拌装置可包括搅拌叶片及驱动电机，其成熟的设备，因此，本实施例中不作赘述。

外加剂供给装置，主要用在制浆罐制浆时，添加外加剂辅助制浆，现有技术中均是通过人工直接向制浆罐内添加，本实施例中，外加剂供给装置主要用一个储液箱构成，其通过管道与制浆罐连接，为了方便描述，在此，将该管道命名为外加剂输送管道。

送浆装置，可采用液压送浆泵，主要用于将储浆罐内的浆输送至施工现场，其为现有成熟的设备，在此不作赘述。

动力系统，为本发明运行提供动力支撑，在本发明公开的内容的基础上，本领域技术人员可以根据以往的经验，得知动力系统的组成，如：电力等。

控制系统，一般采用PLC控制系统及与之匹配的触摸屏操作系统。其主要实现的方式如下：

一、制浆罐、储浆罐的搅拌均通过控制系统控制，具体的说，二者的驱动电机由控制系统控制。

二、本实施例在制浆罐的底部设有若干称重模块9，一般地，称重模块选用重量传感器；外加剂供给装置同样设有称重模块，同样采用重量传感器，用以反馈外加剂向制浆罐内的加入量，称重模块反馈信息至控制系统。

三、水箱内设有用于反馈水箱内水位的水位传感器。优选的，水位传感器为上下各一个，当水位低于下面的水位传感器时，输水管道打开并送水，当水位高于上面的水位传感器时，输水管道关闭，停止送水，输水管道的开启与关闭通过安装在其上的阀门实现，而阀门又由空气压缩机控制其动作，控制系统控制空气压缩机实现对阀门的控制。

四、回流管、外加剂输送管道、制浆输送管道等连接有的管道上均设置相应的阀门控制管道的开闭，这些阀门均通过空气压缩机控制其动作，控制系统控制空气压缩机实现对阀门的控制。

通过控制系统对上述部件进行控制，是现有成熟的技术，因此，本实施例中不作赘述。

称重模块称重的准确度，直接关系到设备的正常运行，本实施例通过下述方案，确保了称重模块的称重精确度：

制浆罐的称重精确度

与制浆罐连接的部件有：储浆罐、外加剂供给装置、水箱、集中入料斗，若采用普通的管道连接方式，则会影响到制浆罐下部的称重模块对其称重的精确度，为了克服这一缺陷，本实施例将集中入料斗、水箱、外加剂供给装置均安装在集装箱上，具体的说，三者与集装箱的上部连接，重量集中于集装箱上，然后通过不使制浆罐承重的连接管连接；制浆罐与储浆罐之间通过不使制浆罐承重的管道连接。术语“不使制浆罐承重”是指入料斗、水箱、外加剂供给装置、储浆罐与制浆罐连接后，入料斗、水箱、外加剂供给装置、储浆罐安装在集装箱内部并由集装箱承受其设备自身的重量，设备自身的重量并不会通过连接用的部件传递至制浆罐，以保证称重模块对制浆罐的重量称量准确无误。

同时，制浆罐上的回流管也采用特殊的结构，回流管由两个管道构成，一个管道与制浆罐下部连接，另一个管道与制浆罐上部连接，二者之间通过软性管道连通。回流管中软性管道的设计，其目的就在于确保对制浆罐称重的准确度。

上述的管道、连接管均可采用与回流管相同或相似的结构。除此之外，集中入料斗还可通过帆布与制浆罐连接、外加剂供给装置则可通过插入制浆罐内的细管与制浆罐连接，且该细管可相对于制浆罐晃动，其并不与制浆罐直接接触。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一体式制浆系统，其特征在于，包括可开闭的集装箱（1），设置于集装箱（1）内上部的集中入料斗（2），位于该集中入料斗（2）的出料口下方的制浆罐（3），通过管道分别与制浆罐（3）上部连通的水箱（4）和外加剂供给装置（5），通过管道与制浆罐（3）下部连通的储浆罐（6），与储浆罐（6）连接的送浆装置（7），空气压缩机（13），为一体式制浆系统运行提供动力的动力系统，以及控制一体式制浆系统运行的控制系统；所述集中入料斗（2）、制浆罐（3）、水箱（4）、外加剂供给装置（5）、储浆罐（6）、空气压缩机（13）及送浆装置（7）均内置于集装箱（1）内；在所述制浆罐（3）和外加剂供给装置（5）上均设有称重模块（9）；所述集中入料斗（2）、水箱（4）、外加剂供给装置（5）均安装在集装箱（1）上，三者与制浆罐（3）通过不使制浆罐（3）承重的连接管连接；在所述制浆罐（3）上还设有一端与其下部连接、另一端与其上部连接的回流管（8），且该回流管（8）由两个管道构成，一个管道与制浆罐（3）下部连接，另一个管道与制浆罐（3）上部连接，二者之间通过软性管道连通；所述制浆罐（3）与储浆罐（6）之间通过不使制浆罐（3）承重的管道连接。

2.根据权利要求1所述的一体式制浆系统，其特征在于，所述集装箱（1）包括一体的设备安装室（11）和控制室（12），所述集中入料斗（2）、制浆罐（3）、水箱（4）、外加剂供给装置（5）、储浆罐（6）及送浆装置（7）均设置于设备安装室（11）内，控制系统则安装于控制室（12）内。

3.根据权利要求2所述的一体式制浆系统，其特征在于，所述水箱（4）通过输水管道与外部水源连接，所述集装箱（1）的箱壁内设有中空的通道，输水管道则内置于该通道内。

4.根据权利要求2所述的一体式制浆系统，其特征在于，所述水箱（4）内设有用于反馈水箱内水位的水位传感器。

5.根据权利要求1所述的一体式制浆系统，其特征在于，所述储浆罐（6）内还设有用于防止所存储浆凝固的搅拌装置，以及用于反馈浆液液面高度的超声波液位计。

6.根据权利要求1所述的一体式制浆系统，其特征在于，所述集中入料斗（2）和外加剂供给装置（5）均与集装箱（1）顶部连接，且在集装箱（1）顶部开设有与集中入料斗（2）上端开口匹配的进料口，制浆罐（3）则位于二者的下方，制浆罐（3）、储浆罐（6）与空气压缩机（13）均与集装箱（1）底部连接，水箱（4）安装在集装箱（1）上部的一侧。