CN109944248A - 一种砾石土料堆料机下料斗加水装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砾石土料堆料机下料斗加水装置及工艺，包括由基础构架、连续输送系统和加水配送系统组成。所述基础构架包括门式堆料机；所述门式堆料机沿水平铺设的轨道移动进行堆料；所述连续输送系统由卸料胶带机和上料胶带机构成；所述卸料胶带机是带卸料小车的胶带机，卸料小车能够进行垂直方向上的移动；所述上料胶带机上搭载含水率检测设备用于实时检测输送砾石土料的含水率；所述连续输送系统由自动化加水控制设备和输水管构成。本发明实现了砾石土料的均匀化、快速加水。减短了土料闷制时间，为大规模生产土料加水提供了可能。而且避免砾石土料供料前被反复碾压，便于控制土料的力学性能指标。

Description

一种砾石土料堆料机下料斗加水装置及工艺

技术领域

本发明涉及大坝砾石土料加水装置及工艺。属于砾石土心墙防渗料的改性、加工技术领域。

背景技术

砾石土心墙堆石坝已逐渐成为世界高坝建设的主流坝型之一，它的心墙土料的质量直接关系到工程坝型选择、坝体防渗安全等关键问题。天然砾石土料含水率过低则不易碾压密实，为了解决筑坝用砾石土料含水率偏低的问题，可对其进行人工配(浸)水，提高其含水率。

根据工程经验以及《水电水利工程砾石土心墙堆石坝施工规范》等相关规范，目前工程中基本采用以下几种措施提高土料含水率。主要有表面洒水法、筑畦灌水法、喷灌灌水法。

(1)表面洒水法。补水量有限，主要用于少量补充水分、加工规模小的工程，不适宜土料加工强度高的工程。

(2)筑畦灌水法。其工艺流程为：在成品料堆装载机和推土机摊铺+筑畦灌水+闷制。用装载机将土料在成品料堆进行堆料，推土机推平，挖机进行灌畦开挖，按计算量向每个畦沟内灌水，再循环铺料、灌水，最终形成的料堆，然后进行闷制，检测含水率达到要求且均匀后，经立采混合后装载机装料给运输设备运至大坝填筑。

(3)喷灌灌水法。其工艺流程为：在成品料堆装载机和推土机分层摊铺+喷水加水+闷制。用装载机将土料在成品料堆进行堆料，推土机推平，采用喷水设施按计算量喷水，再循环铺料、喷水，最终形成的料堆，然后进行闷制，检测含水率达到要求且均匀后，经立采混合后装载机装料给运输设备运至大坝填筑。喷水设施设置水量自动控制系统，根据计算的加水量调节喷水强度。

从筑畦灌水法工艺流程可以看出，操作过程简单，但加水是集中灌水，未能将水均匀的加入土料，导致需要较长的时间闷制；另外在分层摊铺和灌畦开挖的时候，机械设备在土料上来回行走，在灌水渗入土料之前土料已经局部压实，导致闷制时间加长和含水率不均匀。而且需要较大场地、多料堆轮换才能满足大规模土料加水需求。

喷灌灌水法工艺流程虽然解决了表层土料加水的不均匀性，但仍存在内部土料未充分与水混合以及机械设备在土料上来回行走的问题。根据实际工程经验，喷灌灌水法料堆摊铺厚度有限，每层土料铺摊完成后进行统一喷洒掺水，即每间隔一定时间(等待喷水下渗)再喷一次水，每层土料要喷水多次才可满足加水量，最后一次喷水完成约1h后才能进行上层土料铺摊，加水时序过长。

因此，需要研究一种操作简单、连续化程度高的可靠装置或工艺，既可以使土料均匀加水降，也可以大规模自动化生产补水合格土料。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题而提供一种既可以使土料均匀加水，也可以大规模自动化生产补水合格的砾石土料堆料机下料斗加水装置及工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种砾石土料堆料机下料斗加水装置，包括基础构架、连续输送系统和加水配送系统，所述基础构架包括门式堆料机，所述门式堆料机沿水平铺设的轨道前后移动进行堆料；所述连续输送系统由卸料胶带机和上料胶带机构成；所述卸料胶带机是带卸料小车的胶带机，卸料小车能够进行垂直于堆料机轨道方向上的移动；所述上料胶带机上搭载含水率检测设备用于实时检测输送砾石土料的含水率；所述加水配送系统由自动化加水控制设备和输水管构成，可根据土料需水量精确控制洒水喷头的出水量；所述的含水率检测设备以及自动化加水控制设备都与控制单元或计算机中控通过电气连接。

进一步的，所述门式堆料机上设有伸缩料斗和洒水喷头。

进一步的，所述伸缩料斗底部设置有料位计用于探测料斗卸料的高度，伸缩料斗长度通过门式堆料机的控制系统进行智能化的控制。

进一步的，所述洒水喷头是固定在伸缩料斗的出料口侧面。

进一步的，含水率检测设备是一款非接触式多频谱微波水分、密度测量仪。

进一步的，自动化加水控制设备是电气化控制的电磁流量计，它通过电气方式与控制单元或计算机中控连接。自动化加水控制设备根据控制单元或计算机中控反馈的加水量信号，控制输水管的水压实现洒水喷头的精确洒水量。

进一步的，控制单元或计算机中控接收的是含水率检测设备输入的砾石土料含水率信号，通过计算机内嵌程序得出实时的需要补水量，生成并输出加水量信号至自动化加水控制设备。

本发明具有以下技术效果：

(1)实现了砾石土料的均匀化、快速加水。

洒水喷头、输水管自动化加水控制设备以及含水率检测设备共同组成砾石土料加水装置；洒水喷头是固定在伸缩料斗的出料口侧面，可实现雾状喷水，达到土料和水在下落过程中充分混合，实现了一次性加水的目的，解决了土料加水不均匀、简化了土料加水流程。

(2)减短了土料闷制时间，为大规模生产土料加水提供了可能。

土料和水下落过程中混合，通过伸缩料斗自然堆存于闷制料堆，可以避免加水过程中机械设备的碾压、导致加水渗入时间加长的，含水率闷制不均匀等问题。

(3)避免砾石土料供料前被反复碾压，便于控制土料的力学性能指标。

目前的表面洒水法、筑畦灌水法、喷灌灌水法等都需要机械设备完成，避免不了对砾石土料的反复碾压，使得砾石土料的力学性能指标发生变化难以控制甚至不满足填筑设计要求指标。采用本发明的技术方案不但能使得砾石土料不受碾压使其力学性能指标得以有效控制，而且能减少了车辆的燃油消耗，降低废气排放，节约劳动力，增加了施工效率，减少施工附属道路修建。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的砾石土料加水装置示意图(俯视图)；

图2是本发明的一个实施例的堆料机下料斗加水喷头大样图；

图3是本发明的一个实施例的堆料机下料斗加水过程图(立视图)。

附图中的标记为：1-门式堆料机，2-卸料胶带机，3-上料胶带机，4-含水率检测设备，5-自动化加水控制设备，6-输水管，7-伸缩料斗，8-洒水喷头，9-闷制料堆，10-控制单元或计算机中控。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示：本发明的结构包括以下项目：门式堆料机1，卸料胶带机2，上料胶带机3，含水率检测设备4，自动化加水控制设备5，输水管6，伸缩料斗7，洒水喷头8，闷制料堆9，控制单元或计算机中控10。闷制料堆9是采用本发明的装置堆存完成的物料构成的。图1给出了砾石土料堆料机下料斗加水装置平面布置图，图中分别给出了门式堆料机1的运行方向(沿着箭头方向上下移动)以及卸料胶带机2卸料小车的运行方向(沿着箭头方向左右移动)。附图1中，“卸料胶带机2”和“上料胶带机3是垂直搭接的。卸料小车在卸料胶带机2上是左右移动，门式堆料机1是沿轨道上下移动的。附图3是个立视图，所以料胶带机3应该是垂直卸料胶带机2向内，图中的位置是示意的。

控制单元或计算机中控10主要是计算机控制系统，可以接受含水率检测设备4检测的砾石土料含水率输入信号，通过计算机系统计算，输出加水量信号至自动化加水控制设备5实现砾石土的自动化、精确化补水。自动化加水控制设备5是电气化控制的电磁流量计，它通过电气方式与控制单元或计算机中控10连接。自动化加水控制设备5根据控制单元或计算机中控10反馈的加水量信号，控制输水管6的水压实现洒水喷头8的精确洒水量。

本发明中的门式堆料机1为堆场常见的自动化控制的物料堆存设备，可自主实现在轨道方向的运动进行堆料，也称为桥式堆料机，它是砾石土加水装置的基础构架。

卸料胶带机2和上料胶带机3构成了砾石土料的连续输送系统，卸料胶带机2和上料胶带机3平面上垂直搭接。其中，卸料胶带机2是带卸料小车的胶带机，卸料小车设置垂直方向的料斗用于垂直升降；上料胶带机3上搭载含水率检测设备4其目的是可以实时检测输送砾石土料的含水率；含水率检测设备4采用是一款非接触式多频谱微波水分、密度测量仪，本装置采用的是MS-A-590水分仪，其通过安装支架连接在上料胶带机3上。本实施例采用的是MS-A-590水分仪。该含水率检测设备由以下部分组成：①微波传感天线(发射天线和接收天线)②安装支架。MS-A-590水分仪与控制单元或计算机中控10通过电气连接。

门式堆料机1通过在轨道方向的运动进行堆料以及卸料胶带机2的卸料小车在轨道垂直方向上的移动来实现转换堆料区域的目的(见附图1)；自动化加水控制设备5和输水管6构成了砾石土料的加水配送系统。含水率检测设备4检测的砾石土来料的天然含水率的数据通过有线或无线的方式传输给控制单元10；控制单元或计算机中控10是计算机控制系统，可以接受含水率检测设备4检测的砾石土料含水率输入信号，通过计算机系统计算，输出加水量信号至自动化加水控制设备5；自动化加水控制设备5根据控制单元10计算输出的信号控制自动化加水控制设备5的电控阀门从而精确控制洒水喷头8的出水量。

伸缩料斗7底部设置有料位计可以探测料斗卸料的高度，通过门式堆料机1的控制系统，智能化的控制伸缩料斗长度。为避免砾石土物料分离产生不均匀，建议卸料高度不超过1.5m。其中洒水喷头8是固定在伸缩料斗7的出料口侧面(见附图2)，可实现雾状喷水，达到土料和水在下落过程中充分混合。

闷制料堆9要求在完成堆料后进行表面封闭覆盖，减少水分流失。加水土料最终在闷制料堆9中经过一定时间自然闷制达到含水量均匀。

本工艺实现步骤如下：

上料胶带机3上搭载含水率检测设备4可以实时检测输送砾石土料的含水率并形成传输电气信号，通过有线或无线的方式传输给控制单元10；控制单元或计算机中控10通过计算机系统计算，输出加水量信号至自动化加水控制设备5；自动化加水控制设备5根据控制单元10计算输出的信号控制自动化加水控制设备5的电控阀门从而精确控制洒水喷头8的出水量；其中洒水喷头8是固定在伸缩料斗7的出料口侧面，可实现雾状喷水，达到土料和水在下落过程中充分混合。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种砾石土料堆料机下料斗加水装置，其特征在于：包括基础构架、连续输送系统和加水配送系统，所述基础构架包括门式堆料机(1)，所述门式堆料机(1)沿水平铺设的轨道移动进行堆料；所述连续输送系统由卸料胶带机(2)和上料胶带机(3)构成；所述卸料胶带机(2)是带卸料小车的胶带机，卸料小车能够进行垂直于门式堆料机(1)轨道方向上的移动；所述上料胶带机(3)上搭载含水率检测设备(4)用于实时检测输送砾石土料的含水率并输送信号给控制单元或计算机中控(10)；所述加水配送系统由自动化加水控制设备(5)和输水管(6)构成；所述的自动化加水控制设备(5)根据控制单元或计算机中控(10)反馈的加水量信号，控制输水管的水压实现洒水喷头的精确洒水量。

2.根据权利要求1所述的砾石土料堆料机下料斗加水装置，其特征在于：所述门式堆料机(1)上设有伸缩料斗(7)和洒水喷头(8)。

3.根据权利要求2所述的砾石土料堆料机下料斗加水装置，其特征在于：所述控制单元或计算机中控(10)接收的是含水率检测设备(4)输入的砾石土料含水率信号，通过计算机内嵌程序得出实时的需要补水量，生成并输出加水量信号至自动化加水控制设备(5)。

4.根据权利要求3所述的砾石土料堆料机下料斗加水装置，其特征在于：所述伸缩料斗(7)底部设置有料位计用于探测料斗卸料的高度，伸缩料斗(7)长度通过门式堆料机(1)的控制系统进行智能化的控制。

5.根据权利要求3所述的砾石土料堆料机下料斗加水装置，其特征在于：所述洒水喷头(8)是固定在伸缩料斗(7)的出料口侧面。

6.一种砾石土料堆料机下料斗加水工艺，其特征在于：包含了由基础构架、连续输送系统和加水配送系统组成的加水装置及砾石土加水方法。

7.根据权利要求6所述的砾石土料堆料机下料斗加水工艺，其特征在于：包括如下步骤：先由上料胶带机(3)上的含水率检测设备(4)检测土料含水率，反馈给控制单元或计算机中控(10)，控制单元或中控系统(10)通过精确计算所需加水量，在输出信号至自动化加水装置(5)，自动化加水装置(5)再精确控制加水量，实现在堆料机下料斗堆料过程中使得土料与水均匀混合。