CN108356990B - 一种应用于混凝土拌和站的自动供水系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于混凝土拌合站的自动供水系统，储水系统，包括水池、水泵、储水箱，储水箱内设有液位传感器；计量系统，包括称量传感器和计量水箱；卸水系统，包括加压泵、喷头，加压泵的入口通过第一下水管路与计量水箱出口连接，加压泵的入口还通过第二下水管路与储水箱出口连接，加压泵的出口通过总下水管路连接喷头；喷头设置于搅拌筒上方，喷头与搅拌筒的连接处设有缓冲装置；控制器，分别与水泵、液位传感器、称量传感器、加压泵和喷头连接。生产过程中通过旋转喷头实现对搅拌筒侧壁的集中清洗，减少粘附在搅拌筒侧壁上的骨料。通过一个系统即可实现生产用水和清洗用水的供应，结构简单，操作方便。

Description

一种应用于混凝土拌和站的自动供水系统

技术领域

本发明涉及混凝土生产设备领域，具体涉及到一种应用于混凝土拌合站的自动供水系统。

背景技术

随着经济的发展和技术的不断进步，建筑工程业也进入了高峰期。在高铁建设、高层建筑、地下、水下工程等建设领域，人们对混凝土生产质量的要求越来越高。混凝土拌合站是一种大型的预拌混凝土的设备，基本上各类建筑工程都离不开它的身影，混凝土拌合站的功能通常是把加入到拌筒中的砂石、水泥、添加剂、掺合料等材料拌合成匀质的混凝土，供水系统是混凝土拌合站重要的组成系统，对整个搅拌站的生产起到重要作用，水计量的准确性直接影响到混凝土的强度，严格按照施工配合比确定的各种掺量进行混凝土生产是混凝土质量的重要保证。目前，国内混凝土拌合站供水系统多是用水称斗进行水量计量，计量时水称斗容易受到干扰，搅拌筒搅拌时所带来的震动很容易影响水计量的准确性。现有技术中会通过将水称斗与搅拌筒之间的水管换为软管或撤掉水管的方式来减小或消除干扰，但前者仍会存在一定干扰，后者则导致水从水称斗进入搅拌筒时无法加压，只能依靠自身重力流入搅拌筒中，无法快速供水且不能起到降尘作用。

水称斗计量后，水进入搅拌筒的常用卸水方式一般有两种：高压卸水或常压卸水，以下将它们的优缺点进行比较分析。高压卸水：即水从水称斗出来进入搅拌机前先通过一个水泵，将水加压之后送入搅拌机水经过加压后再通过特制的喷头，可以在搅拌机盖内形成高压水幕参考卸水量，通过对泵的合理选型，能有效控制卸水时间同时还可以配合合适的喷头力位起到降低搅拌机盖内扬尘和清洗搅拌轴的作用，这种方式为日前多数搅拌站所普遍采用，但要注意在每次计量完毕后开始卸水时，加压泵都需要首先将管路中的空气排净才能开始泵水，不仅延误时间而且还容易会对泵造成损伤。常压卸水：即水从水称斗出来不经水泵直接进入搅拌机，是一种完全依靠水的自重卸料的力式，也是早期传统搅拌站通常采用的卸水力式，现在也还有些搅拌站在一直沿用这种力式的优点在于卸水管路简单、造价低；缺点是卸水时间较长，并且由于无法形成水幕，搅拌机盖内污染比较严重，出水口容易堵塞，进一步延长卸水时间，而且卸水压力小无法对搅拌轴进行有效的冲洗，出现抱轴问题几率增加。

另外，混凝土拌合站工作时耗水量十分巨大，耗水量与耗电量一样，都影响着混凝土搅拌站的使用成本。通常，混凝土拌合站的清洗工作需要非常多的水，与清洗用水相比，混凝土生产用水所占比例极小。因为混凝土一旦凝固就很难清除，所以混凝土搅拌机，混凝土运输车等部位，就需要经常清洗，基本上，只要停止工作，就需要立刻清洗这些设备。因此，如何节约清洗用水是混凝土拌合站工作水路设计中的一大难点。

中国发明专利(201320547001.9：混凝土拌合站水路系统)公开了一种混凝土拌和站水路系统，通过对水计量装置加以改进设计，减掉管道泵，添加待水斗，从而改善了混凝土拌合站的水计量精度和生产效率，但由于其使用常压卸水方式，卸水时间较长，并且由于无法形成水幕，搅拌机盖内污染比较严重，出水口容易堵塞，而且卸水压力小无法对搅拌轴进行有效的冲洗，出现抱轴问题几率增加。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种应用于混凝土拌合站的自动供水系统，其特征在于，包括：

储水系统，包括水池、水泵、储水箱，所述水泵设置于水池底部，水泵通过上水管路连接储水箱入口，所述储水箱内设有液位传感器；

计量系统，包括包括称量传感器和计量水箱，计量水箱入口通过连接管道与所述储水箱出口连接，称量传感器与计量水箱连接，用于对计量水箱的水量进行称量；

卸水系统，包括加压泵、喷头，加压泵的入口通过第一、第二下水管路分别与计量水箱出口和储水箱出口连接，加压泵的出口通过总下水管路连接喷头；喷头设置于搅拌筒上方，喷头与搅拌筒的连接处设有缓冲装置；

控制器，分别与水泵、液位传感器、称量传感器和加压泵连接，用于控制水泵将水从水池泵入储水箱，并在接收到生产供水指令时，控制水从储水箱出口进入计量水箱，称量传感器显示水量达到要求时，控制水从计量水箱排出，并通过加压泵加压后进入喷头。

优选地，所述控制器还用于，当接收到清洗供水指令时，控制水从储水箱出口直接进入加压泵，通过加压泵加压后的水进入喷头。

优选地，所述储水箱出口设有第一控制阀门和第二控制阀门，计量水箱出口处设有第三控制阀门，喷头处设有第四控制阀门。

优选地，所述控制器接收到生产供水指令时，控制第一控制阀门打开，控制水从储水箱出口进入计量水箱，并在称量传感器显示水量达到要求时，控制第三控制阀门打开；

并在接收到清洗供水指令时，控制第二供水阀门打开，水从储水箱出口直接进入加压泵。

优选地，所述加压泵周围设置支管，支管用于短接加压泵。

优选地，所述支管直径应较小，能够排出气体即可。

优选地，所述下水管路上设有增压阀，增压阀与控制器连接，当检测到加压泵损坏时，控制器控制增压阀开启，用于对水流进行加压。

优选地，所述缓冲装置为圆环状，由弹性材料制成，设置于所述喷头外围与搅拌筒连接处。

优选地，所述缓冲装置为套接在喷头外围的减震材料，所述减震材料为异形 epe珍珠棉或软橡胶。

优选地，所述第一下水管路和总下水管路均为软管。

优选地，所述喷头包括多个喷嘴，所述喷嘴在喷头下方沿放射状排列，喷嘴的倾斜角度由喷头中心向外逐渐增大，在30-80°间变化。

优选地，所述喷嘴设置为喷洒范围有一定重叠，保证供水的均匀性。

优选地，所述喷嘴为螺旋状喷嘴；所述喷头设置为可旋转结构；

优选地，所述喷嘴可选用简单圆形钢管喷嘴、压扁的钢管喷嘴或螺旋状喷嘴 (锥形喷雾效果)。

更优选地，所述喷嘴为螺旋喷嘴。

优选地，所述喷头可旋转。

优选地，所述设于水池底部的水泵可为QW型潜水泵。

本发明还提供一种应用前述供水系统进行供水的方法，其特征在于，控制器用于控制整个供水系统的工作，在液位传感器指示液面低于需要时，控制水泵将水从水池泵入储水箱，并在液位传感器指示液面高于需要时，停止供水；

在接收到生产供水指令时，控制第一控制阀门打开，使水从储水箱出口进入计量水箱；当称量传感器显示水量达到要求时，第一控制阀门关闭，第三控制阀门打开，水从计量水箱排出进入第一下水管路，通过加压泵加压后，经总下水管路进入喷头；

在接收到清洗供水指令时，控制第二控制阀门打开，水从储水箱出口直接进入加压泵，通过加压泵加压后，经总下水管路进入喷头。

优选地，在接收到生产供水指令时，控制喷头旋转除去搅拌筒壁上粘附的混凝土；

优选地，在接收到清洗供水指令时，控制喷头旋转以实现对搅拌筒的大面积清洗。

优选地，第四控制阀门处于常开状态，控制器用于根据生产或清洗需要控制阀门打开程度。例如，生产供水时第四控制阀门可适当开小，而清洗供水时第四控制阀门可适当开大。

与现有技术相对比，本发明产生的有益效果是：

(1)本发明提供的应用于混凝土拌合站的自动供水系统，通过添加缓冲装置，能够防止因搅拌筒振动引起的称量传感器读数不准确，使混凝土生产中供水更加准确。

(2)本发明提供的应用于混凝土拌合站的自动供水系统，通过设置多个不同方向的喷嘴，并在下水管路上设置加压泵，实现高压供水，通过采用螺旋状喷嘴，能够实现锥形喷雾，保证供水时喷洒均匀的同时还能起到防尘作用，并且水与骨料的混合更均匀，保证了混凝土的质量。

(3)本发明提供的应用于混凝土拌合站的自动供水系统，通过在下水管路上设置支管将加压泵进行短接，当水进入下水管路时，支管能够在水压作用下将气体先行排出，这样当水到达加压泵进水口时就能直接使用高压泵水了，能够有效延长加压泵的使用寿命。

(4)本发明提供的应用于混凝土拌合站的自动供水系统，通过将喷头设置为可旋转形式，当卸水即将完毕时，通过旋转喷头实现对搅拌筒侧壁的集中清洗，冲刷掉一部分混凝土，可防止混凝土搅拌完毕后再清洗时混凝土凝固在侧壁上难以清洗，且能够增加混凝土制备的物料准确性，冲刷下来的废水还能直接在搅拌筒中继续与其它物料混合，节约冲洗用水。

(5)本发明提供的供水系统还包括第二下水管路，当生产结束需要进行清洗时，储水箱中的水可直接通过第二生产管路进入搅拌筒，可以对实现生产和清洗两套水路的统一设置，结构简单且可以有效节约占地面积。

附图说明

图1为本发明提供的一种应用于混凝土拌合站的自动供水系统结构示意图；

图2为本发明提供的喷头的仰视图。

附图中标记的具体含义如下：

1：水池；2：水泵；3：上水管路；4：储水箱；5：液位传感器；6：第一控制阀门；7：称量传感器；8：计量水箱；9：第二控制阀门；10：第一下水管路； 11：加压泵；12：支管；13：喷头；14：缓冲装置；15：搅拌筒；16：第三控制阀门；17：第二下水管路：18：控制器：19：喷嘴；20：第四控制阀门；21：总下水管路。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细的说明。

参图1所示，图1为本发明提供的一种应用于混凝土拌合站的自动供水系统结构示意图，其包括：

储水系统，包括水池1、水泵2、储水箱4，所述水泵2设置于水池1底部，水泵2通过上水管路3连接储水箱4入口，所述储水箱4内设有液位传感器5；

计量系统，包括称量传感器7和计量水箱8，计量水箱8入口通过连接管道与所述储水箱4出口连接，称量传感器7与计量水箱8连接，用于对计量水箱8 的水量进行称量；

卸水系统，包括加压泵11、喷头13，加压泵11的入口通过第一下水管路 10与计量水箱8出口连接，加压泵11的入口还通过第二下水管路17与储水箱4 出口连接，加压泵11的出口通过总下水管路21连接喷头13；喷头13设置于搅拌筒15上方，喷头13与搅拌筒15的连接处设有缓冲装置14；

控制器18，分别与水泵2、液位传感器5、称量传感器7、加压泵11和喷头 13连接。

并且，储水箱4出口设有第一控制阀门6和第二控制阀门9，计量水箱8出口处设有第三控制阀门16，喷头13处设有第四控制阀门20，上述第一、第二、第三和第四控制阀门均与控制器18连接。控制器18接收到生产供水指令时，控制第一控制阀门6打开，控制水从储水箱4出口进入计量水箱8，并在称量传感器7显示水量达到要求时，控制第三控制阀门16打开；并在接收到清洗供水指令时，控制第二供水阀门9打开，水从储水箱4出口直接进入加压泵11。

下水管路上设有加压泵11，用于对卸水过程施加压力，同时下水管路上还设有一小段支管12，用于将加压泵11进行短接，当水进入下水管路时，支管12 可以在水压作用下将下水管路中的气体先行排出，这样当水到达泵进水口处时就可以直接使用加压泵11来泵水，防止给泵造成损伤。同时，支管12直径应尽可能小，这样支管12的过水量可忽略不计。

通常，为保证抽水泵开始工作时有水，当水泵2不是潜水泵时，可在上水管路3安装止回阀，但如果安装止回阀，会有部分水剩余在管路中，可能会影响计量水箱8的称量精度，因此采用本发明中所提供的加压泵11或加压阀更为合适。

在本发明的另一个实施例中，可以将加压泵11和支管12用增压阀替代，应用于不需要太高卸水压力的工作环境中，增压阀与控制器18连接，当工作环境不需要太高压力或检测到加压泵损坏时，控制器控制增压阀开启，用于对水流进行加压。

如图1所示，本发明提供的供水系统中，喷头13与搅拌筒15连接处设有一圈缓冲装置14，所用缓冲装置14为套接在喷头13外围的减震材料，减震材料可根据需要选择，优选异形epe珍珠棉或软橡胶。添加缓冲装置14可有效防止搅拌筒15工作时产生的振动对计量水箱8的影响。

本发明提供的供水系统中，喷头13上设置有若干个方向不同的喷嘴19，喷嘴19的倾斜角度由喷头13中心向外逐渐变大，优选在30°至80°范围内逐渐增大。根据实际需要，喷嘴19可选用简单圆形钢管喷嘴、压扁的钢管喷嘴或具有锥形喷雾效果的螺旋状喷嘴。本实施例中选用螺旋状喷嘴，除供水外，其产生的喷雾还能起到一定的降尘效果。

另外，本发明中将喷头13设置为可旋转结构，卸水后期可通过总控制系统控制喷头13旋转，实现对搅拌筒15侧壁的清洗，将粘附在侧壁上的混凝土冲洗下来，保证混凝土生产的物料精度，同时在生产过程中能够对搅拌筒15侧壁进行一定清洗，可有效防止生产结束后清洗时有大量混凝土已经凝固在搅拌筒内难以清洗，需要耗费大量水，花费大量时间。

混凝土生产中，卸水时间对混凝土质量起着至关重要的作用。卸水时间是指在一个生产周期中从计量水箱8下部第三控制阀门16打开到其关闭的时间在这段时间内，每次生产所需用的水将从计量水箱8流入搅拌筒15，开始完成它与混凝土中其它物料的混合过程。对卸水时间的控制很重要，卸水时间过长会影响整个搅拌周期，使搅拌站无法满足额定生产率，而且还会影响到水与其它物料的混合效果，造成搅拌不均匀或局部物料太干，增大搅拌筒15负载，长期将影响搅拌筒使用寿命；卸水时间过短同样会造成混凝土搅拌不均匀的质量问题，并且对生产过程中搅拌筒15内部产生的大量粉尘起不到降灰的效果，搅拌筒15抱轴现象的出现也会相应增加。因此，在混凝土供水系统中添加加压泵11或增压阀来提升供水压力是非常有必要的。

本发明还提供一种应用前述供水系统进行供水的方法，其中控制器18用于控制水泵2将水从水池1泵入储水箱4，并在接收到生产供水指令时，控制水从储水箱4出口进入计量水箱8，称量传感器7显示水量达到要求时，控制水从计量水箱8排出，并通过加压泵11加压后进入喷头13，在接收到清洗供水指令时，控制水从储水箱4出口直接进入加压泵11，通过加压泵11加压后的水进入喷头 13。

并且控制器18还用于，在接收到生产供水指令时，控制喷头13旋转除去壁上粘附的混凝土；在接收到清洗供水指令时，控制喷头13旋转以实现对搅拌筒 15的大面积清洗。

图2为本发明提供的喷头13的仰视图，图中可以看出缓冲装置14套设在喷头13和搅拌筒15之间。

本发明提供的应用于混凝土拌合站的自动供水系统结构简单，操作方便，能够保证混凝土生产过程中的物料精度，同时能够在生产中实现对搅拌筒15的清洗，节约生产完毕后的清洗用水。并且清洗用水和生产用水可以通过同一套系统实现，占地面积小，使用方便。

上文所述的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并不是用以限制本发明的保护范围，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种应用于混凝土拌合站的自动供水系统，其特征在于，包括：

储水系统，包括水池、水泵、储水箱，所述水泵设置于水池底部，水泵通过上水管路连接储水箱入口，所述储水箱内设有液位传感器；

计量系统，包括称量传感器和计量水箱，计量水箱入口通过连接管道与所述储水箱出口连接，称量传感器与计量水箱连接，用于对计量水箱的水量进行称量；

卸水系统，包括加压泵、喷头，加压泵的入口通过第一下水管路与计量水箱出口连接，加压泵的入口还通过第二下水管路与储水箱出口连接，加压泵的出口通过总下水管路连接喷头；喷头为可旋转结构；喷头设置于搅拌筒上方，喷头与搅拌筒的连接处设有缓冲装置；

控制器，分别与水泵、液位传感器、称量传感器、加压泵和喷头连接；

所述储水箱出口设有第一控制阀门和第二控制阀门，计量水箱出口处设有第三控制阀门，喷头处设有第四控制阀门，所述第一、第二、第三和第四控制阀门均与控制器连接。

2.如权利要求1所述的自动供水系统，其特征在于，所述加压泵周围设置支管，支管用于短接加压泵。

3.如权利要求1所述的自动供水系统，其特征在于，所述下水管路上设有增压阀，增压阀与控制器连接。

4.如权利要求1所述的自动供水系统，其特征在于，所述缓冲装置为套接在喷头外围的减震材料，所述减震材料为异形epe珍珠棉或软橡胶。

5.如权利要求1所述的自动供水系统，其特征在于，所述第一下水管路和总下水管路均为软管。

6.如权利要求1所述的自动供水系统，其特征在于，所述喷头包括多个喷嘴，所述喷嘴在喷头下方沿放射状排列，喷嘴的倾斜角度由喷头中心向外逐渐增大，在30-80°间变化。

7.如权利要求6所述的自动供水系统，其特征在于，所述喷嘴为螺旋状喷嘴。

8.一种应用权利要求1所述供水系统进行供水的方法，其特征在于，控制器用于控制整个供水系统的工作，在液位传感器指示液面低于需要时，控制水泵将水从水池泵入储水箱，并在液位传感器指示液面高于需要时，停止供水；

在接收到生产供水指令时，控制第一控制阀门打开，使水从储水箱出口进入计量水箱；当称量传感器显示水量达到要求时，第一控制阀门关闭，第三控制阀门打开，水从计量水箱排出进入第一下水管路，通过加压泵加压后，经总下水管路进入喷头；

在接收到清洗供水指令时，控制第二控制阀门打开，水从储水箱出口直接进入加压泵，通过加压泵加压后，经总下水管路进入喷头。

9.一种如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制器还用于，在接收到生产供水指令时，控制喷头旋转除去搅拌筒壁上粘附的混凝土；

在接收到清洗供水指令时，控制喷头旋转以实现对搅拌筒的大面积清洗；

第四控制阀门处于常开状态，控制器用于根据生产或清洗需要控制阀门打开程度。