CN1084481A - 用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于在混凝土定量分批处理过程中的供给 超细粉末的技术，其中，超细粉末首先贮存在一气压 输送容器20中，尔后，在由压缩空气通过压缩空气进 口24流化的同时排出到输送管路24中，接着，供给 到设在输送管路24另一端的称重装置，通过一测力 计31称重，当称重量值达到预定值的90％后减少气 压输送空气的供给量并调节旁路调节阀38减少对 超细粉末的输送，当称重量值达到预定值的100％时 停止将超细粉末排给到输送管路23。

Description

在本发明涉及一种用于超细粉末（如二氧化硅粉尘或新生成烟尘（neofume），的处理技术，这种处理技术例如包括超细粉末的贮存、输送和自动称重等。

二氧化硅烟尘是细度为5～100米²/克比表面、容积密度为100～400公斤/米³的超细粉末。也就是说，二氧化硅烟尘比表面系数一般为0.3米²/克的普通水泥细得多。当二氧化硅烟尘与超级增塑剂和诸如高性能减水剂之类的所谓分散剂在混凝土搅拌过程中一起加入到混凝土中时，它们的细小颗粒分散在混凝土中并致密地填充混凝土中的空隙。由于二氧化硅烟尘具有较高的活性且为超细粉末，因此它可以促进混凝土中火山灰和水泥的反应。此外，即使二氧化硅粉末在混凝土表面大量泛出，但由于超细粉末的特性，二氧化硅粉尘仍有助于轻而易举地搅拌出水灰比值小且强度高的混凝土。

新生烟尘是以超细粉末形式通过烟灰获得的，具有比表系数为20～130米²/克的细度。特性与二氧化硅烟尘一样。

在预搅拌混凝土工厂，这种类型的超细粉末总是以这样的形式使用，即，在美国被制成稀浆;在挪威，为了方便对其的处理则通过将空气鼓入贮存筒仓所产生的松散搅拌而进行粒化。对于制成稀浆的形式而言，由于泛出率是按体积计算的，因此所添加的超细粉末按重量计算的泛出量不清楚，由此这不适合于日本实际使用的标准。对于粒化的形式而言，根据本发明人的研究已经发现，二氧化硅烟尘不能完全实现作为在混凝土中的超细粉末所要实现的性能（见1991年混凝土工程年度报告13-1的第291～296页中“二氧化硅烟尘的物理特性对高强度混凝土特性的影响”之一）。

当上述的超细粉末贮存在筒仓内时，会产生起拱现象，使其很难从筒仓中排出。为了防止在立式筒仓中产生起拱现象，人们提出了上述的充气松破技术，然而，这种技术不能方便地用于粒化超细粉末，因为超细粉末有这样的问题，即，当它在空气中充气松破时便悬浮在空气中并大量散逸。此外，当超细粉末从筒仓中排出、输送、搅拌到混凝土中时，要在短时间内完成将一特定量的超细粉末从筒仓中排出、自动称重，然后供给到混凝土搅拌器是不容易的。原因如下：

（1）、由于起拱现象等，从筒仓中排出的超细粉末量变化极大。

（2）、为了用螺旋输送器或类似物垂直提升超细粉末，输送器通常必须被超细粉末填满，然而，超细粉末的稳定供给是困难的。

（3）、因此，需要提供一个中间容器，用于在其中贮存一特定量的超细粉末和将该特定量的超细粉末从其中排出。此外，当从中间容器引出的排料管路包括一垂直向上输送的管路时必须采用定量输送的形式。

（4）、在（3）的情况下，即使在输送前对超细粉末进行称重，已输送的超细粉末量也不能够被认可，因为它还受到在输送管路中超细粉末的残余量影响。

另外，当将一超细粉末供给装置安装在现有的混凝土分批搅拌设 备上时，安装一般受到狭小安装空间的极大限制。

因此，对超细粉末的处理，尽管现有技术中已存在浆化或粒化等处理方式，但仍存在很大的困难。

本发明的一个目的是，提供一种在不使用粒化的情况下对超细粉末进行干法处理的技术。

将由本发明解决的问题如下：

（a）超细粉末在分批处理过程中很难被输送。特别是，利用现有的输送装置向上输送时，残留在输送管路中的超细粉末量变化极大。

（b）对于已沉淀的超细粉末，由于甚至很小的振动都能产生压实现象，促使空气从已沉淀的超细粉末的间隙中逸出，因而这种粉末易于结团。这使得很难将超细粉末贮存在立式筒仓中并且已贮存在其中的超细粉末也很难排出，对于这种情况，即使使用充气松破技术，效果也不理想。因为已产生了松化现象。

（c）在使用压缩空气的一种简单的气力输送系统中，很难输送超细粉末，因为输送管道易被其阻塞。此外，在分批处理过程中，当气力输送一特定量的超细粉末时，有这样的问题出现，即，即使该特定量的超细粉末被事先称出，然后被气力输送，那么在输送目的地其称重估计也将发生变化。

（d）甚至当使用其它通用型式的输送装置时，也很难实现上述的定量输送。

为了解决在使用超细粉末中产生的上述问题，诸如，超细粉末不能从贮存筒仓排出，超细粉末在气力输送中阻塞输送管路或在输送中称重困难等，本发明人经过认真地研究，发现了解决上述问题的方法，完成了本发明。也就是说，本发明的目的是提供这样一种技术，该技术在不用粒化和没有危及超细粉末性能的条件下以及在泛出量按重量计算的严格管理下，能够容易地在一分批搅拌设备中干法使用上述的超细粉末。

为了实现上述目的，本发明提供了下列技术手段。即，本发明主要提供一种用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，该方法的组成步骤为：将超细粉末贮存在一气力输送容器中，将一压缩空气供入气力输送容器中。以便在使超细粉末流化的同时排入到一气力输送管路，通过压缩空气将超细粉末输送到输送管路的另一端，在输送管路的另一端对已输送的超细粉末进行称重;最后将一特定量的超细粉末供给到供给目的地，例如，一混凝土分批搅拌设备。

在这种方法中，可以使用这样一种称重技术，即，使称出的超细粉末量多于将要供给到供给目的地的超细粉末量，并且通过从所称出的超细粉末量中减去一特定量的方式，将一特定量的超细粉末供给到供给目的地。本发明还提供了另一种用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，该方法的组成步骤为：气力输送超细粉末，在气力输送的过程中，在气力输送目的地不间断地对已输送的超细粉末进行称量，和控制已输送的超细粉末量，使称重值与预定程序对应一致，在上述方法中，通过当上述称重值达到预定最终称重值时停止对超细粉末的输送和通过具有预定最终称重值的超细粉末全部供给到供给目的地，可以使输送到供给目的地的超细粉末的重量准确无误。上述预定程序可以不受任何限制，但最好是这样，即，当上述称重值达到预定最终称重值的一个特定比值时减少对超细粉末的输送，当上述称重值达到预定最终稳重值时停止对超细粉末的输送。用于减少对超细粉末输送的方式可以是下述这组方式中的任意一种或是其中两种或两种以上的组合，这组方式是减少排入输送管路的超细粉末量;减小压缩空气供给量，和调节旁路流量。通过一旁路管路使正在输送的超细粉末的一部分返回贮存筒仓。

用于在定量分批处理过程中供给超细粉末、适于具体实现本发明的设备包括一超细粉末气力输送装置和一称重装置，称重装置设置在气力输送装置的给料端，用于对已气力输送的超细粉末进行称重。称重装置在其底部具有一气力输送器，称重装置通过在气力输送器的排料端安装一气氛遮隔装置可以很容易地安装在现有的混凝土分批搅拌设备上。

实施上述方法、用于在混凝土定量分批搅拌过程中供给超细粉末的设备，其全部组成包括：

（a）一超细粉末贮存筒仓;

（b）一气力输送容器，该容器具有一用于接收来自贮存筒仓的超细粉末的接收装置和一压缩空气供给装置;

（c）一排料装置，该装置用于将超细粉末从气力输送容器中排出;

（d）一气力输送管路，该管路用于输送被排出的超细粉末;

（e）一称重装置，该装置设置在气力输送管路的另一端，用于接收已被气力输送的超细粉末，对其进行称重，尔后将其供给到供给目的地。

（f）一返回管路，该管路从称重装置延伸至上述的超细粉末贮存筒仓;

（g）一旁路管路，该管路用于将气力输送管路通过一个调节阀与所说的返回管路连通;

（h）一控制装置，该装置用于根据在上述称重装置处得到的称重值调节超细粉末从输送管路中的排出量，压缩空气的供给量以及旁路管路的调节阀的开通。

上述的超细粉末贮存筒仓是卧式的。在筒仓内，在筒仓的水平中间面之上和之下部分分别水平设置有超细粉末传输装置。筒仓的内部高度为5.0米或小于5.0米。当筒仓的内部高度大于5.0米时，由于超细粉末被压实而将产生起拱现象，这将使超细粉末难以从中排出，筒仓的内部高度最好是2米或2米以下，更进一步地说，如果考虑到超细粉末输送装置的运动，内部高度可以是1.8米或更小。此外，为了能够容易地将超细粉末排出筒仓，一振动装置可以设置在筒仓外壁的这样一个部分上，即该部分靠近设置在筒仓下底面上的超细粉末传输装置。如果振动装置选择失误，将产生相反的效果，使超细粉末难以从筒仓中排出。因此按照筒仓的条件适当地选择振动装置，是十分重要的。

当本发明的设备制成的尺寸使本发明的设备在使用状态或拆散封装状态都能安装在卡车的载重平板上在公路上运输时，本发明的设备可以作移动式设备。

图1是本发明的一个实施例的总体结构图。

图2是本发明该实施例的程序框图。

图3是一程序图表，表示了该实施例的一个程序。

在本发明中，由于超细粉末是在干燥而非粒化的条件下由气力进行输送的，因此超细粉末的优良性能可以得到充分的保护而不会受到危害。此外，由于超细粉末是在其输送目的地进行称重，因此超细粉末被输送到输送目的地时可以保证具有一准确的重量值，即使根据气力输送管道的状态在气力输送管道中仍有正在输送的超细粉末也是如此。

再则，按照本发明，超细粉末在气力输送容器中被流化，因此可以很容易地将其从气力输送容器中排出并进行气力输送，而不会在管路中产生任何阻塞。

已气力输送的超细粉末贮存在称重装置上并被称重。在此，本发明有一使称重值按一特定变化规律变化的预定程序，例如一预定输送曲线。已气力输送的超细粉末的数量是按照上述预定输送曲线增加或减少的。参照图2所示的程序框图，其中给出了一种控制方法，该方法的组成步骤为：气力输送超细粉末，在输送期间在气力输送目的地对已输送的超细粉末不断地进行称重;和控制输送量，使称重值与预定的程序对应一致。具体地说，首先开始气力输送超细粉末并对超细粉末已气力输送的数量进行称重。然后对比预定称重值，判断已气力输送的数量是否符合预定称重值。在上述的情况下如果判断结论为“否”，通过控制用于调整输送量的装置将超细粉末已气力输送的数量调整到与预定称重值相符。在此，用于调整输送量的装置诸如可以是调节气力输送空气量的装置，调节旋转阀转速的装置和调节旁路阀开通的装置。当最终预定值设定在称重装置之中时，判断已输送的超细粉末量是否达到了最终预定称重值。此时，如果判断结果为“否”，气力输送将继续，而上述的控制也将继续进行。如果达到了最终预定称重值，气力输送停止。

所谓预定的程序例如可以是这样的：当上述称重值达到最终预定称重值的一个特定比值（如90%）后，减少气力输送空气的供给量，从而减少对超细粉末的输送速度，以便可以精细地调节已输送的超细 粉末量。而当上述称重达到最终预定称重值时，停止向管路中排出超细粉末。图3是一典型的程序图表，表示在按本发明的一程序中气力输送量和气力输送速度相对于气力输送时间的关系。气力输送量图表中的虚线主要强调这样一种状态，即，实际气力输送量被控制得与由实线行所示的预定曲线相一致。在已气力输送的超细粉末称重量达到预定值的90%之前，气力输送一直都是以最大气力输送速度进行的。当已气力输送的超细粉末量达到预定称重值的90%时，输送速度通过减小旋转阀转速，降低气力输送风量和开通旁阀门而被减小，从而使已输送的超细粉末量与最终预定称重值一致。

图1是用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的设备实施例的总流程图。该设备包括一贮存筒仓10，一气力输送器20，一称重装置30，一混凝土搅拌器40，一空气压缩机50和一控制装置60。

贮存筒仓是卧式的。当该卧式筒仓的内部高度为1.8米或小于1.8米时，可以防止超细粉末结团并能在没有粒化的情况下顺利排出仓外。如果贮存筒仓10的内部高度大于1.8米，当超细粉末长期停留在仓中，例如停留三天或更多天，超细粉末将被压实，很难被排出到仓外。此时由于已经产生了粒化现象，故即使采用鼓风和类似方式进行松散搅拌也不能取得理想的结果。

将超细粉末装入贮存筒仓10可以利用一柔性袋状容器和一气力输送器完成。图1出示了一装入口11，一柔性袋状容器13和一悬吊装置12。为了使超细粉末能够容易地装入仓10，一输送螺旋输送器14设置在贮存筒仓10内的水平中间面之上。在贮存筒仓中为了使超细粉末顺利排出，仓10的每个侧壁至少相对水平面倾斜60°。同时，为了排出超细粉末，贮存筒仓10中还设有一排料螺旋输送器15。另外，在本实施例的贮存筒仓10中，在靠近排料螺旋输送15的外壁上安装有四个振动器，每个振动器的振动频率为100KHz，输出功率为75W。贮存筒仓10还具有一布袋除尘器16和一仓内料位探测仪17。

气力输送容器20设置在仓10之下，用于贮存一特定量的超细粉末和将该超细粉末分批气力输送到称重装置30。气力输送容器20具有一压缩空气喷口24。通过喷口24喷入的压缩空气使超细粉末保持在流化状态，以使其能很容易地从容器20中排出。此外，气力输送容器20还包括一旋转阀27，用于将超细粉末供入输送管路23。输送管路23用于输送超细粉末，它在气力输送容器20具有喷口24的一侧具有一压缩空气进口25。用于气力输送的压缩空气由空压机50和贮气罐51供给，压力至少为2公斤/厘米²，并且是经过干燥处理的。

超细粉末通过输送管路23从气力输送容器20处被气力输送到设置在混凝土搅拌器40之上的称重装置30中，称重是利用一附加在称重装置30上的测力计31进行的，旋转阀22的转动是由称重开始信号启动的，并且当称重装置30的称重值达到预定称重值的90%时其转动速度受到自动控制而被减小，而当称重装置达到预定称重值的100%时其转动速度减小至零。气力输送空气从一设置在称重装置30之上的分离器32处进入一空气供给管36，然后返回至袋式除尘器16。此外，空气供给管36通过一旁路管路37与一输送管路23连通。在这种情况下，与上述方式类似，当称重装置30的称重值达到预定称重值的90%时，设置在旁路管路37上的调节阀38的开通受到调节，并且当达到预定称重值的100%的，调节阀38被全部开通。从而可以保持称重准确性并防止超细粉末的泄漏。

称重装置30在其上部具有一分离器32，并且它还具有一振动器和一排料气力输送器33，用于保障对超细粉末的接收和排出能顺利进行。排料气力输送器33能够将称重装置30中的超细粉末的全部量完全排出。由于排料气力输送器33能倾斜程度很小地输送，因而称重装置33能够很容易地安装在现有的混凝土分批搅拌设备上而不占据搅拌机上之上的任何空间。此外，称重装置30的排料中止门34之下设有一防湿门35作为气氛遮隔装置，用于防止来自搅拌机40的湿气。防湿门35防止超细粉末粘附在壁面或类似面上，特别是防止上述气力输送器33由于湿气而使排料性能受到损害。

控制装置60按照本发明控制超细粉末的定量分批供给。称重装置30的称重由测力计31进行，所得到的称重值作为一信号61被控制装置60接收，而控制装置60分别通过信号62、63和64调节调节阀的开通。

当贮存筒仓10为移动式卧式筒仓时，超细粉末也是首先从一柔性袋状容器中倒入贮存筒仓10并在其中贮存，然后被排出仓外使用。此时贮存仓10具有输送螺旋输送器14和排料螺旋输送器15，用于将超细粉末供给到内部空间为1立方米的气力输送容器20中。由排料螺旋输送器15供给的超细粉末量由于超细粉末在仓内起拱和拱破碎而不可避免地发生变化。因此，在气力输送容器20上设有一斜位探测器，用于控制排料螺旋输送器15的启动和停止。此外，传输螺旋输送器的安装数目不受限制，可以按照仓10的尺寸或类似参数进行适当选择。对于排螺旋输送器10，15而言，其型式和安装数目可以按照贮存仓的状态进行选择。

由于本发明的设备能够拆散成若干可搬运并放置在一卡车上的小尺寸部件，因而适用于临时性混凝土分批搅拌设备，因此其使用范围可以扩大。

本发明设备的的工作过程如下。

（1）根据称重起始信号，设置贮存筒仓10内的排料螺旋输送器15与气力输送容器20之间的开/关阀21用来使超细粉末供给到气力输送容器20。

（2）气力输送容器的开/关阀21关闭，空气从压缩空气供给口24吹入，用于使超细粉末流化。随后，旋转阀22开始动作，将超细粉末排出到输送管路23，同时，气力输送空气从压缩空气供给口25供入，输送超细粉末。

（3）称重装置30的测力计31测量超细粉末的重量并将重量值信号61传输给控制装置60。控制装置60例如可以进行这样的控制即当测得已输送的超细粉末量达到理想预定称重值的90%时，控制装置60通过调节旋转阀22的转速（信号65）、气力输送空气量（信号63）、旁路调节阀38的开通（信号64）或类似参数等减小对超细粉末的输送当控制装置确认已输送的超细粉末量达到理想预定称值的100%时，停止对超细粉末的输送。从而实现以一特定量准确地对超细粉末进行输送。

控制装置60或者也可以按下述方式进行控制，即，当已输送的超细粉末量达到理想预定称重量的90%时，旋转阀的转速根据转速控制信号而被减小，并且当达到预定称重值时，旋转阀停止动作，尔 后停止供给气力输送空气。这种方式可以具有同前述方式一样的准确性。

（4）当超细粉末从称重装置30处排出时，压缩空气供给到气力输送器33，同时，排料中止门34和防湿门35打开，由此使超细粉末以一特定量供给到混凝土搅拌器40。

因此，按照本发明，超细粉末诸如二氧化硅烟尘可心准确无疑地输送到所要送至的设备中。一般在搅拌混凝土的过程中，现有技术是将超细粉末以一特定量事先称重并装入一个袋子中（20公斤），当使用时由人力直接从袋了中倒入搅拌器，而按照本发明的方法和设备，添加超细粉末是自动进行的，因此，本发明可节省人力。此外，由于按照本发明的方法和设置提高了称重的准确性或类似指标，因此本发明可使混凝土的性能得到显著的改善。

Claims (14)

1、一种用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，其组成步骤为：

将所说超细粉末贮存在一气力输送容器中；

将一压缩空气供给到所说气力输送容器，并在使所说超细粉末流化的同时将其排出所说气力输送容器；

将所说超细粉末输送到一输送管路的另一端；

在所说另一端对所说超细粉末称重；

将所说超细粉末以一特定量值供给到供给目的地。

2、一种如权利要求1所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，其特征在于，以从所说超细粉末的称重值中减去一特定量值的这样的方式供给一特定量值的超细粉末。

3、一种用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，其组成步骤为：

利用一压缩空气将所说超细粉末流化，同时将其输送到一输送管路的另一端;

在输送过程中，在所说的另一端对所说超细粉末进行不间断地称重;和

控制所说超细粉末的输送量，使所说超细粉末的称重量值与一预定方案对应。

4、一种如权利要求3所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，其特征在于，当所说称重量值达到一预定的最终称重量值时停止输送所说的超细粉末，然后将已输送的所说超细粉末全部供给到供给目的地。

5、一种如权利要求3或4所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，其特征在于，所说的预定方案是，当所说称重量值与所说最终预定称重量值之比达到一特定比值后减小对所说超细粉末的输送，并且当所说称重量值达到所说最终预定称重量值时停止对所说超细粉末的输送。

6、一种如权利要求5所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，其特征在于，所说的特定比值是90%。

7、一种如权利要求5所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的方法，其特征在于，减少对所说超细粉末的输送可以使用下述这组方式中的任何一种或者是使用这组方式中两种或两种以上的组合方式，这组方式是：减小排出到所说输送管路中的所说超细粉末的数量;减小一气力输送气体的供给流量;和通过一旁路管路使输送量的一部分返回并对旁路流量进行调节。

8、一种用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的设备，包括：

一超细粉末气力输送装置;和

一称重装置，该装置设置在所说气力输送装置的供给端，用于对经过气力输送的所说超细粉末进行称重。

9、一种用于在定量分批处理过程中供给超细粉末如权利要求8所述的设备，其特征在于，所说称重装置具有一位于其底部的气力输送装置，并且一气氛隔遮装置设置在所说气溜输送装置的排料端。

10、一种用于在定量处理过程中供给超细粉末的设备，包括：

一超细粉末贮存筒仓，

一气力输送容器，该容器附加有一个用于接收来自所说贮存筒仓的超细粉末的接收装置和一压缩空气供给装置;

一排料装置，该装置用于将超细粉末从所说气力输送容器中排出;

一气力输送管路，该管路用于输送被排出的超细粉末;

一称重装置，该装置设置在所说气力输送管路的另一端，用于接收经过气力输送的超细粉末，对其进行称重，尔后将其供给到供给目的地，

一返回管路，该管路从所说称重装置延伸至所说的超细粉末的贮存筒仓;

一旁路管路，该管路用于将说的气力输送管路通过一个调节阀与所说的返回管路连通;和

一控制装置，该装置用于根据在所说称重装置处得到的称重值调节超细粉末从所说输送管路中排出量，所说压缩空气的供给量以及所说旁路管路的所说调节阀的开通。

11、一种如权利要求10所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的设备，其特征在于，所说的超细粉末贮存筒仓是卧式的，并且超细粉末输送装置分别水平设置在筒仓内部由水平中间面分开的上部和下部中。

12、一种如权利要求10或11所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的设备，其特征在于，所说的超细粉末贮存筒仓的内部高度为5.0米或小于5.0米。

13、一种如权利要求10、11或12所用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的设备，其特征在于，一振动器设置在所说超细粉末贮存筒仓外壁上的这样一种部分上。即该部分靠近设置在所说超细粉末贮存筒仓下底面上的所说超细粉末输送装置。

14、一种如权利要求10至13中任一权利要求所述的用于在定量分批处理过程中供给超细粉末的设备，其特征在于，所说设备的全部结构是以这样一种尺寸构成上，即，当所说设备处于工作状态或被拆散封装时，该尺寸能够使所说设备安装在一卡车的载重平板上。

Images