CN113618925B - 一种液体原料计量组件、方法及自密实混凝土制备设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种液体原料计量组件、方法及自密实混凝土制备设备，涉及混凝土设备技术领域，包括：第一容器、第二容器、第一阀门、第二阀门、三通接头、泵、流量控制单元、控制器。在本申请技术方案中，通过在输送管路上设置流量控制单元，以用于控制管路中所通过液体的体积，使得控制器能够控制进入到搅拌机内的水和液体外加剂的体积。如此设置，第一、通过管路体积流量的控制实现了水和液体外加剂的计量，相较于称重装置，体积更小，有利于设备的小型化。第二、液体通过管道直接输送至搅拌机中，中间没有单独的称重过程，连续输送且不停留，效率更高。第三、水和液体外加剂使用同一管道部件进行计量，结构简单紧凑。

Description

一种液体原料计量组件、方法及自密实混凝土制备设备
技术领域
本申请涉及混凝土设备技术领域，尤其涉及一种液体原料计量组件、方法及自密实混凝土制备设备。
背景技术
自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。自密实混凝土在隧道施工中应用广泛。隧道空间受限，对施工设备的外形尺寸要求较高。中国专利201810105836.6公开了一种成品输送自密实混凝土搅拌车，该成品输送自密实混凝土搅拌车为一体式自密实混凝土搅拌设备，将自密实混凝土需要的多种物料的储存、计量、输送和搅拌设备集成在一起。在此类集成式自密实混凝土搅拌设备中，原料需要按一定比例添加到搅拌机中，称重装置用于对各种物料进行质量计量。
此类集成式自密实混凝土搅拌设备中，水和液体外加剂需要分别设置盛放容器以及计量装置，需要占用大量的空间，不利于小型化，而隧道空间受限，对施工设备的外形尺寸要求较高，因此普通的自密实混凝土搅拌设备外形尺寸难以达到隧道施工要求。
发明内容
本申请所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种液体原料计量组件、方法及自密实混凝土制备设备。
该液体原料计量组件包括：
用于存储液体外加剂的第一容器；
用于储存水的第二容器；
三通接头，其具有第一接口、第二接口、第三接口；
用于控制管路通断的第一阀门，其第一端通过管路连接到第一容器，其第二端通过管路连接到三通接头的第一接口；
用于控制管路通断的第二阀门，其第一端通过管路连接到第二容器，其第二端通过管路连接到三通接头的第二接口；
泵，其进水口与三通接头的第三接口管路连接；
流量控制单元，其第一端通过管路连接到泵的出水口，其第二端通过管路连接到搅拌机；所述流量控制单元用于控制管路中所通过液体的体积；
控制器，其分别与泵、第一阀门、第二阀门、流量控制单元相连接；
当向搅拌机内添加水时，所述控制器控制第一阀门关闭，第二阀门开启，控制泵从第二容器中吸水输送至搅拌机内，并通过流量控制单元控制输送至搅拌机内的水的体积；
当向搅拌机内添加外加剂时，所述控制器控制第一阀门开启，第二阀门关闭，控制泵从第一容器中吸取外加剂输送至搅拌机内，并通过流量控制单元控制输送至搅拌机内的外加剂的体积。
在一些技术方案中，流量控制单元第一端位置设置有用于感应管道中是否有液体经过的感应器；当所述感应器感应到管道中有液体经过时，流量控制单元开始计量管道中经过的液体的体积。
在一些技术方案中，流量控制单元包括：用于计量管道中所通过液体的体积的流量计和用于控制管路通断的第三阀门；所述控制器分别与流量计和第三阀门连接；当流量计检测到管路中经过的液体的体积达到预定值时，控制器控制第三阀门关闭。
在一些技术方案中，流量控制单元设置在所述搅拌机上方。
在一些技术方案中，当泵开启之后，感应器在预设时间内未感应到管道中有液体通过时，控制器控制泵关闭。
在一些技术方案中，第一容器和第二容器内还设置有液位报警器；所述液位报警器用于当容器内部的液位高度低于液位下限值时产生警报。
在一些技术方案中，控制器上还连接有输入装置；所述输入装置用于设定输送到搅拌机内的水和外加剂的体积。
另一方面，本申请还提出了一种自密实混凝土制备设备，包括以上部分提出的液体原料计量组件。
另一方面，本申请还提出了一种液体原料计量方法，所述液体原料计量方法应用于以上部分提出的液体原料计量组件，其包括：
步骤S101，控制器控制第一阀门关闭，第二阀门开启，控制泵从第二容器中吸水输送至搅拌机内，并通过流量控制单元控制输送至搅拌机内的水的体积；当输送至搅拌机内的水的体积达到第一体积V时，控制器控制第二阀门关闭、控制泵关闭；
步骤S102，控制器控制第一阀门开启，控制泵开启从第一容器中吸取外加剂输送至搅拌机内，并通过流量控制单元控制输送至搅拌机内的外加剂的体积；当输送至搅拌机内的外加剂的体积达到第二体积V时，控制器控制第一阀门关闭、控制泵关闭；
步骤S103，控制器控制第二阀门开启，控制泵从第二容器中吸水输送至搅拌机内，并通过流量控制单元控制输送至搅拌机内的水的体积；当输送至搅拌机内的水的体积达到第三体积V时，控制器控制第二阀门关闭、控制泵关闭。
在本申请技术方案中，通过在输送管路上设置流量控制单元，以用于控制管路中所通过液体的体积，使得控制器能够控制进入到搅拌机内的水和液体外加剂的体积。如此设置，第一、通过管路体积流量的控制实现了水和液体外加剂的计量，相较于称重装置，体积更小，有利于设备的小型化。第二、液体通过管道直接输送至搅拌机中，中间没有单独的称重过程，连续输送且不停留，效率更高。第三、水和液体外加剂使用同一管道部件进行计量，结构简单紧凑。
附图说明
图1是本申请实施例中一种液体原料计量组件的结构示意图。
图2是本申请实施例中一种液体原料计量组件的另一结构示意图。
图3是本申请实施例中一种液体原料计量方法的流程图。
具体实施方式
以下是本申请的具体实施例并结合附图，对本申请的技术方案作进一步的描述，但本申请并不限于这些实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
参考图1和图2，本申请实施例提出了一种液体原料计量组件，其包括：第一容器1、第二容器2、第一阀门3、第二阀门4、三通接头5、泵6、流量控制单元8、控制器10。
在本申请实施例中，液体原料计量组件应用于集成式自密实混凝土搅拌设备，具体用于储存和计量液体原料，例如水和液体外加剂。具体地，自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。自密实混凝土的制作原料包括外加剂、胶结材料和粗细骨料，具体可以包括如下材料：石子、砂、水泥、煤灰、液体外加剂、固体外加剂。其中，石子是粗骨料；砂为细骨料；水泥和煤灰为粉料。在一些实施方式中，液体外加剂可以为减水剂。集成式自密实混凝土搅拌设备将自密实混凝土需要的多种物料的储存、计量、输送和搅拌设备集成在一起。在此类集成式自密实混凝土搅拌设备中，原料需要按一定比例添加到搅拌机中，各种计量装置用于对各种物料进行质量计量。集成式自密实混凝土搅拌设备能够用于现场制作自密实混凝土。
集成式自密实混凝土搅拌设备具有形成外部结构的设备壳体。集成式自密实混凝土搅拌设备在设备壳体内设置有搅拌机、传送带、料箱、称重装置。这些常规构成部分为现有技术的范畴，这里不再赘述。此类集成式自密实混凝土搅拌设备中，储存容器中的液体原料输送到计量装置中进行称重计量，储存容器和计量装置往往需要占用大量的空间，不利于小型化，而隧道空间受限，对施工设备的外形尺寸要求较高，因此普通的自密实混凝土搅拌设备外形尺寸难以达到隧道施工要求。
第一容器1用于存储液体外加剂；第二容器2用于储存水。三通接头5具有第一接口、第二接口、第三接口。第一阀门3用于控制管路通断，其第一端通过管路连接到第一容器1，其第二端通过管路连接到三通接头5的第一接口。第二阀门4用于控制管路通断，其第一端通过管路连接到第二容器2，其第二端通过管路连接到三通接头5的第二接口。泵6的进水口与三通接头5的第三接口管路连接。流量控制单元8的第一端通过管路连接到泵6的出水口，其第二端通过管路连接到搅拌机9；所述流量控制单元8用于控制管路中所通过液体的体积。
控制器10分别与泵6、第一阀门3、第二阀门4、流量控制单元8相连接。控制器10用于控制各个部件动作以实现向搅拌机9内定量添加水和液体外加剂。第一阀门3、第二阀门4为电磁阀，并受到控制器10的控制。第一阀门3设置在第一容器1与泵6之间，当第一阀门3开启时，泵6能够吸取第一容器1内的液体外加剂。第二阀门4设置在第二容器2与泵6之间，当第二阀门4开启时，泵6能够吸取第二容器2中的水。
具体地，第一容器1通过第一管路连接到三通接头5的第一接口，第一管路上布置有第一阀门3。第二容器2通过第二管路连接到三通接头5的第二接口，第二管路上布置有第二阀门4。泵6的进水口与三通接头5的第三接口管路连接。泵6通过第三管路连接到搅拌机9，第三管路上布置有流量控制单元8。此处，泵6能够从第一管路吸取液体外加剂或者从第二管路吸取水，并通过第三管路定量注入到搅拌机9内。
当向搅拌机9内添加水时，所述控制器10控制第一阀门3关闭，第二阀门4开启，控制泵6从第二容器2中吸水输送至搅拌机9内，并通过流量控制单元8控制输送至搅拌机9内的水的体积。当第一阀门3关闭，第二阀门4开启时，第一管路不导通，第二管路导通，此时，泵6能够通过第二管路从第二容器2中吸取水，并通过第三管路注入到搅拌机9内。流量控制单元8能够控制从第三管路注入到搅拌机9内的水的体积。
当向搅拌机9内添加外加剂时，所述控制器10控制第一阀门3开启，第二阀门4关闭，控制泵6从第一容器1中吸取外加剂输送至搅拌机9内，并通过流量控制单元8控制输送至搅拌机9内的外加剂的体积。当第一阀门3开启，第二阀门4关闭时，第一管路导通，第二管路不导通，此时，泵6能够通过第一管路从第一容器1中吸取液体外加剂，并通过第三管路注入到搅拌机9内。流量控制单元8能够控制从第三管路注入到搅拌机9内的液体外加剂的体积。
需要说明的是，液体外加剂经过管道注入到搅拌机9内时可粘附残留在管道内壁上，从而致使注入到搅拌机9的液体外加剂体积产生一定的偏差，影响制作自密实混凝土的原料比例，从而可能导致所制作的自密实混凝土质量降低。
在本申请实施例中，液体原料计量组件向搅拌机9内输送液体原料的过程如下：第一步，首先向搅拌机9内注入第一体积V1的水。第二步，向搅拌机9内注入第二体积V2的液体外加剂。第三步，向搅拌机9内注入第三体积V3的水。通过以上三个步骤，总共向搅拌机9内注入水的体积为V1+V3，向搅拌机9内注入液体外加剂的体积为V2。此处，分两次向搅拌机9内注入水，向搅拌机9内注入液体外加剂前注入一次水，向搅拌机9内注入液体外加剂后注入一次水。如此设置具有如下效果：一方面，可有效减少输送过程中液体外加剂在管道内的残留。另一方面，可减少注入到搅拌机9的液体外加剂体积的偏差，保证液体外加剂在自密实混凝土原料中占比，从而保证自密实混凝土的生产质量。
流量控制单元8用于控制管路中所通过液体的体积。参考图1和图2，流量控制单元8包括：用于计量管道中所通过液体的体积的流量计81和用于控制管路通断的第三阀门82；所述控制器10分别与流量计81和第三阀门82连接；当流量计81检测到管路中经过的液体的体积达到预定值时，控制器10控制第三阀门82关闭。此处，第三阀门82为电磁阀。流量计81能够用于测量管路中经过的液体的累积流量，即液体体积。此处，在控制器10的控制下，流量计81与第三阀门82联动，实现了控制管路中通过的液体体积，从而实现控制进入到搅拌机9内的水或液体外加剂的体积。
进一步地，流量控制单元8第一端位置设置有用于感应管道中是否有液体经过的感应器7；当所述感应器7感应到管道中有液体经过时，流量控制单元8开始计量管道中经过的液体的体积。此处，感应器7可以为超声波传感器、水流开关等。
在一些实施方式中，所述流量控制单元8设置在所述搅拌机9上方。如此设置可使得流量控制单元8与搅拌机9之间的管道内部的液体能够被完全排到搅拌机9内，避免液体滞留在管道内。
在一些实施方式中，当泵6开启之后，感应器7在预设时间内未感应到管道中有液体通过时，控制器10控制泵6关闭。如此设置可避免没有原料输送时泵6长时间的空转。
在一些实施方式中，第一容器1和第二容器2内还设置有液位报警器；所述液位报警器用于当容器内部的液位高度低于液位下限值时产生警报，从而保证第一容器1和第二容器2内具有足够的液体原料。
在一些实施方式中，控制器10上还连接有输入装置；所述输入装置用于设定输送到搅拌机9内的水和外加剂的体积。操作人员能够通过输入装置对水和外加剂的体积进行设定。
在本申请技术方案中，通过在输送管路上设置流量控制单元，以用于控制管路中所通过液体的体积，使得控制器能够控制进入到搅拌机内的水和液体外加剂的体积。如此设置，第一、通过管路体积流量的控制实现了水和液体外加剂的计量，相较于称重装置，体积更小，有利于设备的小型化。第二、液体通过管道直接输送至搅拌机中，中间没有单独的称重过程，连续输送且不停留，效率更高。第三、水和液体外加剂使用同一管道部件进行计量，结构简单紧凑。
本申请实施例还提出了一种自密实混凝土制备设备，其包括以上部分提出的液体原料计量组件。相关的内容参见前一部分的内容，这里不再赘述。
参考图3，本申请实施例还提出了一种液体原料计量方法，所述液体原料计量方法应用于以上部分提出的液体原料计量组件，其包括：步骤S101至步骤S103。
步骤S101，控制器10控制第一阀门3关闭，第二阀门4开启，控制泵6从第二容器2中吸水输送至搅拌机9内，并通过流量控制单元8控制输送至搅拌机9内的水的体积；当输送至搅拌机9内的水的体积达到第一体积V1时，控制器10控制第二阀门4关闭、控制泵6关闭。
步骤S102，控制器10控制第一阀门3开启，控制泵6开启从第一容器1中吸取外加剂输送至搅拌机9内，并通过流量控制单元8控制输送至搅拌机9内的外加剂的体积；当输送至搅拌机9内的外加剂的体积达到第二体积V2时，控制器10控制第一阀门3关闭、控制泵6关闭。
步骤S103，控制器10控制第二阀门4开启，控制泵6从第二容器2中吸水输送至搅拌机9内，并通过流量控制单元8控制输送至搅拌机9内的水的体积；当输送至搅拌机9内的水的体积达到第三体积V3时，控制器10控制第二阀门4关闭、控制泵6关闭。
在本实施例中，控制器10按顺序依次执行步骤S101、步骤S102、步骤S103。在本申请实施例中，液体原料计量组件向搅拌机9内输送液体原料的过程如下：第一步，首先向搅拌机9内注入第一体积V1的水。第二步，向搅拌机9内注入第二体积V2的液体外加剂。第三步，向搅拌机9内注入第三体积V3的水。通过以上三个步骤，总共向搅拌机9内注入水的体积为V1+V3，向搅拌机9内注入液体外加剂的体积为V2。此处，分两次向搅拌机9内注入水，向搅拌机9内注入液体外加剂前注入一次水，向搅拌机9内注入液体外加剂后注入一次水。如此设置具有如下效果：一方面，可有效减少输送过程中液体外加剂在管道内的残留。另一方面，可减少注入到搅拌机9的液体外加剂体积的偏差，保证液体外加剂在自密实混凝土原料中占比，从而保证自密实混凝土的生产质量。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种液体原料计量组件，其特征在于，所述液体原料计量组件包括：
用于存储液体外加剂的第一容器(1)；
用于储存水的第二容器(2)；
三通接头(5)，其具有第一接口、第二接口、第三接口；
用于控制管路通断的第一阀门(3)，其第一端通过管路连接到第一容器(1)，其第二端通过管路连接到三通接头(5)的第一接口；
用于控制管路通断的第二阀门(4)，其第一端通过管路连接到第二容器(2)，其第二端通过管路连接到三通接头(5)的第二接口；
泵(6)，其进水口与三通接头(5)的第三接口管路连接；
流量控制单元(8)，其第一端通过管路连接到泵(6)的出水口，其第二端通过管路连接到搅拌机(9)；所述流量控制单元(8)用于控制管路中所通过液体的体积；所述流量控制单元(8)第一端位置设置有用于感应管道中是否有液体经过的感应器(7)；当所述感应器(7)感应到管道中有液体经过时，流量控制单元(8)开始计量管道中经过的液体的体积；当泵(6)开启之后，感应器(7)在预设时间内未感应到管道中有液体通过时，控制器(10)控制泵(6)关闭；
控制器(10)，其分别与泵(6)、第一阀门(3)、第二阀门(4)、流量控制单元(8)相连接；
当向搅拌机(9)内添加水时，所述控制器(10)控制第一阀门(3)关闭，第二阀门(4)开启，控制泵(6)从第二容器(2)中吸水输送至搅拌机(9)内，并通过流量控制单元(8)控制输送至搅拌机(9)内的水的体积；
当向搅拌机(9)内添加外加剂时，所述控制器(10)控制第一阀门(3)开启，第二阀门(4)关闭，控制泵(6)从第一容器(1)中吸取外加剂输送至搅拌机(9)内，并通过流量控制单元(8)控制输送至搅拌机(9)内的外加剂的体积；
所述液体原料计量组件添加液体原料的具体步骤如下：
步骤S101，控制器(10)控制第一阀门(3)关闭，第二阀门(4)开启，控制泵(6)从第二容器(2)中吸水输送至搅拌机(9)内，并通过流量控制单元(8)控制输送至搅拌机(9)内的水的体积；当输送至搅拌机(9)内的水的体积达到第一体积V1时，控制器(10)控制第二阀门(4)关闭、控制泵(6)关闭；
步骤S102，控制器(10)控制第一阀门(3)开启，控制泵(6)开启从第一容器(1)中吸取外加剂输送至搅拌机(9)内，并通过流量控制单元(8)控制输送至搅拌机(9)内的外加剂的体积；当输送至搅拌机(9)内的外加剂的体积达到第二体积V2时，控制器(10)控制第一阀门(3)关闭、控制泵(6)关闭；
步骤S103，控制器(10)控制第二阀门(4)开启，控制泵(6)从第二容器(2)中吸水输送至搅拌机(9)内，并通过流量控制单元(8)控制输送至搅拌机(9)内的水的体积；当输送至搅拌机(9)内的水的体积达到第三体积V3时，控制器(10)控制第二阀门(4)关闭、控制泵(6)关闭。
2.根据权利要求1所述的液体原料计量组件，其特征在于，所述流量控制单元(8)包括：用于计量管道中所通过液体的体积的流量计(81)和用于控制管路通断的第三阀门(82)；所述控制器(10)分别与流量计(81)和第三阀门(82)连接；当流量计(81)检测到管路中经过的液体的体积达到预定值时，控制器(10)控制第三阀门(82)关闭。
3.根据权利要求1所述的液体原料计量组件，其特征在于，所述流量控制单元(8)设置在所述搅拌机(9)上方。
4.根据权利要求1所述的液体原料计量组件，其特征在于，所述第一容器(1)和第二容器(2)内还设置有液位报警器；所述液位报警器用于当容器内部的液位高度低于液位下限值时产生警报。
5.根据权利要求1所述的液体原料计量组件，其特征在于，所述控制器(10)上还连接有输入装置；所述输入装置用于设定输送到搅拌机(9)内的水和外加剂的体积。
6.一种自密实混凝土制备设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的液体原料计量组件。
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