CN110712299A - 可双级驱动型建筑用水泥搅拌站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，解决了现有技术搅拌效率低、搅拌效果差、生产成本高、以及PLC控制器的供电电路易损坏的问题；包括架体、投料机、水、外加剂系统、操作间、PLC控制器、配料机、砂石存储斗，配料机另一侧设水泥称量斗，架体靠近水泥称量斗的一旁设有水泥仓，水泥仓下方设有气路系统，水泥仓通过水泥螺旋机将水泥运送到水泥称量斗中，配料机底部设搅拌机，搅拌机底部设有与其相通的混凝土存储料斗，PLC控制器内设有用于为PLC控制器供电的供电电路。本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，具有搅拌效率高、搅拌更均匀、保证施工进度、以及可有效保护PLC控制器供电电池以延长其使用寿命的特点。

Description

可双级驱动型建筑用水泥搅拌站

技术领域

本发明涉及可双级驱动型建筑用水泥搅拌站。

背景技术

水泥混凝土在基础设施建设中是一种重要而必要的建筑材料，目前，在建工程所需要的搅拌好的水泥制品，大多是由距离在建工程地较远的地方，通过专门的水泥运输车运输到在建工程所在地，这些专门的水泥运输车行驶速度慢，有的路段对通行车辆还有吨位限制，这些都大大制约了在建工程的施工进度。因此，为提高基础设施建设工程的效率，需要在工地提供一种结构简单，效率高的水泥搅拌站。

随着建筑业的迅速发展，人们对水泥搅拌装置越来越重视，但是传统的水泥搅拌机结构过于简单，不能够很好的将水泥搅拌，搅拌效果不好，而且传统的水泥搅拌机经常会残留很多水泥在装置中，这样就会造成严重的浪费，有时候会因为倒入的搅拌料过多而导致搅拌的转速不够或动力不足等原因，从而导致搅拌机的搅拌效果不理想，现有技术因搅拌叶片与搅拌箱底部还有一段距离从而会导致搅拌箱底部水泥搅拌不均匀。控制器供电电池缺乏保护而易损坏，缩短供电电池使用寿命，增加运营成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，该水泥搅拌站具有搅拌效率高、搅拌更均匀、保证施工进度、以及可有效保护PLC控制器供电电池以延长其使用寿命的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，包括架体、投料机、水、以及外加剂系统，所述架体一侧设操作间，所述操作间后方设PLC控制器，所述架体的上部设有配料机，所述配料机一侧设砂石存储斗，所述配料机另一侧设水泥称量斗，所述架体靠近水泥称量斗的一旁设有水泥仓，所述水泥仓下方设有气路系统，所述水泥仓通过水泥螺旋机将水泥运送到水泥称量斗中，所述配料机底部设搅拌机，所述搅拌机底部设有与其相通的混凝土存储料斗。

所述搅拌机包括顶部设进料口、底部设出料口的搅拌箱体，位于搅拌箱体正下方用于支撑搅拌箱体的支撑架装置，位于搅拌箱体内且从上到下分布的第一搅拌装置和第二搅拌装置，与进料口连接的进料装置，与出料口连接的出料装置，以及第一驱动电机和第二驱动电机，所述搅拌箱体的底部为一斜面且与水平面之间的夹角为15°-30°，所述出料口位于斜面的最低端；

所述支撑架装置包括四根支撑立柱，数量为四根且每一根分别位于相邻两根支撑立柱之间的横杆，位于支撑架装置一侧的两根支撑立柱之间用于安装放置第一驱动电机的第一支撑平台，位于支撑架装置另一侧的两根支撑立柱之间用于安装放置第二驱动电机的第二支撑平台，所述第一支撑平台和第二支撑平台的底部分别设有第一支撑斜杆和第二支撑斜杆；

所述第一搅拌装置包括第一搅拌轴和错位设于第一搅拌轴两侧的两个以上第一搅拌叶片，所述第二搅拌装置包括第二搅拌轴和错位设于第二搅拌轴两侧的两个以上第二搅拌叶片，所述第一驱动电机的驱动轴通过第一调速装置与第一搅拌轴固定连接，所述第二驱动电机的驱动轴通过第二调速装置与第二搅拌轴固定连接，所述第一搅拌叶片和第二搅拌叶片上均等距设有两个以上搅拌叶孔；

所述搅拌箱体至少一个侧面在靠近搅拌箱体底部处设有两个以上通气孔，所述通气孔通过通气管与设于横杆上的高压气泵连接；

所述进料装置包括一端与进料口连接、另一端连有进料漏斗的螺旋进料管，所述出料装置包括与出料口连接的出料管和设于出料管上的出料阀，所述水泥称量斗、配料机、砂石存储斗与进料漏斗相连接；

所述PLC控制器内设有用于为所述PLC控制器供电的供电电路，所述供电电路包括蓄电池BT、电容C1、电容C2、电容C3、金氧半场效晶体管V1、金氧半场效晶体管V2、二极管D1、二极管D2以及型号为R5421的控制IC，其中：电容C1连接蓄电池BT，控制IC引脚VDD连接在C1与蓄电池BT之间；电容C2一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚V-；电容C3一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚Ct；金氧半场效晶体管V1同时接蓄电池BT、控制IC引脚Do以及金氧半场效晶体管V2；金氧半场效晶体管V2接控制IC引脚Co；二极管D1与金氧半场效晶体管V1并联；二极管D2与金氧半场效晶体管V2并联；控制IC引脚VSS接蓄电池BT。

进一步地，所述金氧半场效晶体管V1、V2的型号均为SI9926。

进一步地，所述供电电路还包括一端接蓄电池BT、另一端接电容C1的电阻R1。

进一步地，供电电路还包括一端接控制IC引脚V-、另一端接蓄电池BT的电阻R2。

进一步地，供电电路还包括与蓄电池BT连接的保险丝FUSE。

进一步地，所述架体通过水泥基础与地面固定。

进一步地，所述PLC控制器为西门子S7-200PLC控制器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，能够将砂石、石灰、煤渣等原料按规定比例进行快速高效的混合搅拌，设备安装简便，可在建筑施工工地现场安装，上下料由一人在操作室操作即可，混合后的水泥不需要较长距离运输即可使用，极大地降低了生产成本，具有搅拌效率高、搅拌更均匀、保证施工进度、以及可有效保护PLC控制器供电电池以延长其使用寿命的特点。

(2)本发明每一个搅拌装置单独配一台驱动电机，且在驱动电机和搅拌轴之间设调速装置，以及在搅拌叶片上等距设若干搅拌叶片孔，使搅拌动力得到了很好的满足，大大提高了搅拌效率，同时可以根据搅拌箱体内物料的多寡调节搅拌速度，既实现了精细化搅拌作业又能使搅拌更加均匀；将搅拌箱体底部设计成斜面，便于下料的同时还能使搅拌箱体内的水泥下料完全；在靠近搅拌箱底部设通气孔，通过高压气泵向搅拌箱体内鼓气，使底部水泥被吹动搅拌，实现了搅拌箱底部水泥也能更均匀搅拌的目的。

(3)本发明的PLC控制器内设有用于为所述PLC控制器供电的供电电路，供电电路可以在锂电池过放电过程中对其进行有效的保护，确保锂电池不因电压低而导致电池受到损害，进而延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明搅拌机结构示意图。

图3为本发明搅拌叶片结构示意图。

图4为本发明供电电路的电路原理图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-搅拌箱体、2-支撑架装置、3-第一驱动电机、4-第二驱动电机、5-支撑立柱、6-横杆、7-第一支撑平台、8-第二支撑平台、9-第一支撑斜杆、10-第二支撑斜杆、11-第一搅拌轴、12-第一搅拌叶片、13-第二搅拌轴、14-第二搅拌叶片、15-搅拌叶孔、16-第一调速装置、17-第二调速装置、18-螺旋进料管、19-进料漏斗、20-出料管、21-出料阀、22-水泥基础、23-通气孔、24-高压气泵、80-架体、81-操作间、82-PLC控制器、83-配料机、84-砂石存储斗、85-水泥称量斗、86-水泥仓、87-气路系统、88-水泥螺旋机、89-搅拌机、90-混凝土存储料斗。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1-4所示，本发明提供的可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，具有搅拌效率高、搅拌更均匀、保证施工进度、以及可有效保护PLC控制器供电电池以延长其使用寿命的特点。本发明包括架体80、投料机、水、以及外加剂系统，所述架体80一侧设操作间81，所述操作间81后方设PLC控制器82，所述架体80的上部设有配料机83，所述配料机83一侧设砂石存储斗84，所述配料机83另一侧设水泥称量斗85，所述架体80靠近水泥称量斗85的一旁设有水泥仓86，所述水泥仓86下方设有气路系统87，所述水泥仓86通过水泥螺旋机88将水泥运送到水泥称量斗85中，所述配料机83底部设搅拌机89，所述搅拌机89底部设有与其相通的混凝土存储料斗90，所述架体80通过水泥基础22与地面固定，所述PLC控制器82为西门子S7-200PLC控制器。

所述搅拌机包括顶部设进料口、底部设出料口的搅拌箱体1，位于搅拌箱体1正下方用于支撑搅拌箱体1的支撑架装置2，位于搅拌箱体1内且从上到下分布的第一搅拌装置和第二搅拌装置，与进料口连接的进料装置，与出料口连接的出料装置，以及第一驱动电机3和第二驱动电机4，所述搅拌箱体1的底部为一斜面且与水平面之间的夹角为15°-30°，所述出料口位于斜面的最低端。

所述支撑架装置2包括四根支撑立柱5，数量为四根且每一根分别位于相邻两根支撑立柱5之间的横杆6，位于支撑架装置2一侧的两根支撑立柱5之间用于安装放置第一驱动电机3的第一支撑平台7，位于支撑架装置2另一侧的两根支撑立柱5之间用于安装放置第二驱动电机4的第二支撑平台8，所述第一支撑平台7和第二支撑平台8的底部分别设有第一支撑斜杆9和第二支撑斜杆10。

所述第一搅拌装置包括第一搅拌轴11和错位设于第一搅拌轴11两侧的两个以上第一搅拌叶片12，所述第二搅拌装置包括第二搅拌轴13和错位设于第二搅拌轴13两侧的两个以上第二搅拌叶片14，所述第一驱动电机3的驱动轴通过第一调速装置16与第一搅拌轴11固定连接，所述第二驱动电机4的驱动轴通过第二调速装置17与第二搅拌轴13固定连接，所述第一搅拌叶片12和第二搅拌叶片14上均等距设有两个以上搅拌叶孔15。

所述搅拌箱体1至少一个侧面在靠近搅拌箱体1底部处设有两个以上通气孔23，所述通气孔23通过通气管与设于横杆6上的高压气泵24连接。

所述进料装置包括一端与进料口连接、另一端连有进料漏斗19的螺旋进料管18，所述出料装置包括与出料口连接的出料管20和设于出料管20上的出料阀21，所述水泥称量斗85、配料机83、砂石存储斗84与进料漏斗19相连接。

本发明每一个搅拌装置单独配一台驱动电机，且在驱动电机和搅拌轴之间设调速装置，以及在搅拌叶片上等距设若干搅拌叶片孔，使搅拌动力得到了很好的满足，大大提高了搅拌效率，同时可以根据搅拌箱体内物料的多寡调节搅拌速度，既实现了精细化搅拌作业又能使搅拌更加均匀。

所述PLC控制器82内设有用于为所述PLC控制器82供电的供电电路，所述供电电路包括蓄电池BT、电容C1、电容C2、电容C3、金氧半场效晶体管V1、金氧半场效晶体管V2、二极管D1、二极管D2以及型号为R5421的控制IC，其中：电容C1连接蓄电池BT，控制IC引脚VDD连接在C1与蓄电池BT之间；电容C2一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚V-；电容C3一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚Ct；金氧半场效晶体管V1同时接蓄电池BT、控制IC引脚Do以及金氧半场效晶体管V2；金氧半场效晶体管V2接控制IC引脚Co；二极管D1与金氧半场效晶体管V1并联；二极管D2与金氧半场效晶体管V2并联；控制IC引脚VSS接蓄电池BT。

所述金氧半场效晶体管V1、V2的型号均为SI9926；所述供电电路还包括一端接蓄电池BT、另一端接电容C1的电阻R1；供电电路还包括一端接控制IC引脚V-、另一端接蓄电池BT的电阻R2；供电电路还包括与蓄电池BT连接的保险丝FUSE。

本发明的PLC控制器内设有用于为所述PLC控制器供电的供电电路，供电电路可以在锂电池过放电过程中对其进行有效的保护，确保锂电池不因电压低而导致电池受到损害，进而延长其使用寿命。

本发明供电电路的工作原理为：

在正常状态下电路中IC控制器的“Co”与“Do”引脚都输出高电压，两个金氧半场效晶体管都处于导通状态，蓄电池BT可以自由地进行充电和放电，由于金氧半场效晶体管的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。

在蓄电池BT对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至一定低压时，其容量已被完全放光，此时如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。

在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“Do”脚将由高电压转变为零电压，使金氧半场效晶体管V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使蓄电池BT无法再对负载进行放电，起到了过放电保护作用。而此时由于二极管D1的存在，充电器可以通过该二极管D1对蓄电池BT进行充电。

由于在过放电保护状态下蓄电池BT电压不能再降低，因此要求保护电路的消耗电流极小，此时控制IC会进入低功耗状态，整个保护电路耗电会小于0.1μA。在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断金氧半场效晶体管V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由电容C3决定，通常设为100毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。

除了上述蓄电池过放电保护外，本发明亦可实现过充电保护和过电流保护，工作原理分别如下：

过充电保护

锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V(根据正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V)，转为恒压充电，直至电流越来越小。

蓄电池BT在被充电过程中，如果充电器电路失去控制，会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被充电至超过4.3V时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。

在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“Co”引脚将由高电压转变为零电压，使金氧半场效晶体管V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对蓄电池BT进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于二极管D2的存在，蓄电池BT可以通过该二极管对外部负载进行放电。

在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断金氧半场效晶体管V2信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由电容C3决定，通常设为1秒左右，以避免因干扰而造成误判断。

过电流保护

由于锂离子电池的化学特性，电池生产厂家规定了其放电电流最大不能超过2C(C＝电池容量/小时)，当电池超过2C电流放电时，将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。

蓄电池BT在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个金氧半场效晶体管时，由于金氧半场效晶体管的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，该电压值U＝I*RDS*2RDS为单个金氧半场效晶体管导通阻抗，控制IC上的“V-”引脚对该电压值进行检测，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使U>0.1V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“Do”引脚将由高电压转变为零电压，使金氧半场效晶体管V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用。

在控制IC检测到过电流发生至发出关断金氧半场效晶体管V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由电容C3决定，通常为13毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，其特征在于：包括架体(80)、投料机、水、以及外加剂系统，所述架体(80)一侧设操作间(81)，所述操作间(81)后方设PLC控制器(82)，所述架体(80)的上部设有配料机(83)，所述配料机(83)一侧设砂石存储斗(84)，所述配料机(83)另一侧设水泥称量斗(85)，所述架体(80)靠近水泥称量斗(85)的一旁设有水泥仓(86)，所述水泥仓(86)下方设有气路系统(87)，所述水泥仓(86)通过水泥螺旋机(88)将水泥运送到水泥称量斗(85)中，所述配料机(83)底部设搅拌机(89)，所述搅拌机(89)底部设有与其相通的混凝土存储料斗(90)；

所述搅拌机(89)包括顶部设进料口、底部设出料口的搅拌箱体(1)，位于搅拌箱体(1)正下方用于支撑搅拌箱体(1)的支撑架装置(2)，位于搅拌箱体(1)内且从上到下分布的第一搅拌装置和第二搅拌装置，与进料口连接的进料装置，与出料口连接的出料装置，以及第一驱动电机(3)和第二驱动电机(4)，所述搅拌箱体(1)的底部为一斜面且与水平面之间的夹角为15°-30°，所述出料口位于斜面的最低端；

所述支撑架装置(2)包括四根支撑立柱(5)，数量为四根且每一根分别位于相邻两根支撑立柱(5)之间的横杆(6)，位于支撑架装置(2)一侧的两根支撑立柱(5)之间用于安装放置第一驱动电机(3)的第一支撑平台(7)，位于支撑架装置(2)另一侧的两根支撑立柱(5)之间用于安装放置第二驱动电机(4)的第二支撑平台(8)，所述第一支撑平台(7)和第二支撑平台(8)的底部分别设有第一支撑斜杆(9)和第二支撑斜杆(10)；

所述第一搅拌装置包括第一搅拌轴(11)和错位设于第一搅拌轴(11)两侧的两个以上第一搅拌叶片(12)，所述第二搅拌装置包括第二搅拌轴(13)和错位设于第二搅拌轴(13)两侧的两个以上第二搅拌叶片(14)，所述第一驱动电机(3)的驱动轴通过第一调速装置(16)与第一搅拌轴(11)固定连接，所述第二驱动电机(4)的驱动轴通过第二调速装置(17)与第二搅拌轴(13)固定连接，所述第一搅拌叶片(12)和第二搅拌叶片(14)上均等距设有两个以上搅拌叶孔(15)；

所述搅拌箱体(1)至少一个侧面在靠近搅拌箱体(1)底部处设有两个以上通气孔(23)，所述通气孔(23)通过通气管与设于横杆(6)上的高压气泵(24)连接；

所述进料装置包括一端与进料口连接、另一端连有进料漏斗(19)的螺旋进料管(18)，所述出料装置包括与出料口连接的出料管(20)和设于出料管(20)上的出料阀(21)，所述水泥称量斗(85)、配料机(83)、砂石存储斗(84)与进料漏斗(19)相连接；

所述PLC控制器(82)内设有用于为所述PLC控制器(82)供电的供电电路，所述供电电路包括蓄电池BT、电容C1、电容C2、电容C3、金氧半场效晶体管V1、金氧半场效晶体管V2、二极管D1、二极管D2以及型号为R5421的控制IC，其中：电容C1连接蓄电池BT，控制IC引脚VDD连接在C1与蓄电池BT之间；电容C2一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚V-；电容C3一端接蓄电池BT，另一端接控制IC引脚Ct；金氧半场效晶体管V1同时接蓄电池BT、控制IC引脚Do以及金氧半场效晶体管V2；金氧半场效晶体管V2接控制IC引脚Co；二极管D1与金氧半场效晶体管V1并联；二极管D2与金氧半场效晶体管V2并联；控制IC引脚VSS接蓄电池BT。

2.根据权利要求1所述的可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，其特征在于：所述金氧半场效晶体管V1、V2的型号均为SI9926。

3.根据权利要求1所述的可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，其特征在于：所述供电电路还包括一端接蓄电池BT、另一端接电容C1的电阻R1。

4.根据权利要求1所述的可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，其特征在于：供电电路还包括一端接控制IC引脚V-、另一端接蓄电池BT的电阻R2。

5.根据权利要求1所述的可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，其特征在于：供电电路还包括与蓄电池BT连接的保险丝FUSE。

6.根据权利要求1所述的可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，其特征在于：所述架体(80)通过水泥基础(22)与地面固定。

7.根据权利要求1所述的可双级驱动型建筑用水泥搅拌站，其特征在于：所述PLC控制器(82)为西门子S7-200PLC控制器。

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