水上攪拌站設施的布置方法及配置選取建議

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隨著我國橋梁建設特別是大橋梁建設的發(fā)展，混凝土質量要求越來越高，澆筑的數(shù)量越來越大，澆筑速度越來越快。為解決大橋梁混凝土的施工問題，有必要研制一種水上混凝土攪拌站，以滿足大橋梁的混凝土施工需求。以下結合工程實踐，就水上混凝土攪拌站的研制進行了一些探討。

1　設計要求

根據(jù)水上混凝土攪拌站的應用特點，應滿足如下要求：

1)保證工程所需的混凝土生產質量及生產率要求。

2)能自動完成砂、石、水泥、水、粉煤灰、添加劑等混凝土配料的計量配方工作，并符合國家有關計量標準。

3)設備整體布局合理，重心低，滿載和空載時確保船體的平衡性和一定的抗風浪能力。

4)投資費用低，使用維修方便，各部件盡量應標準化。

5)可靠性要求高，確保生產的連續(xù)性。

2　設計方案

水上混凝土攪拌站主要由攪拌機、水泥、粉煤灰倉及螺旋輸送機、砂石料倉及皮帶輸送機、水泥粉煤灰稱斗、砂石料稱斗、水及添加劑稱量斗等幾個部分組成，其整體布置根據(jù)船體的尺寸、生產率要求、可靠程度要求等選擇方案。

2.1　整體布置尺寸的確定

考慮水上混凝土攪拌站的整體布置尺寸時，首先考慮的因素就是要保證船體在滿載和空載時的平衡性及一定的抗風能力，以及各部件功能的完整性和合理性。

1)L1、L2的確定。假設已知船件尺寸L、B及滿載物料時的重力布置，就可以根據(jù)船體的平衡方程在縱向將L進行分配成L1和L2，并在空載時進行校驗。且可重新確定滿載物的允許值。

2)橫向尺寸B1、B2、B3、B4可按船體的對稱原則確定。

3)h1、h2、h3、h4的確定。可以依靠現(xiàn)場使用混凝土泵的接料斗高度來確定h1(攪拌機出料口高度)，在滿足的前提下，盡量減少h1的值，以降低重心及其上料機構的提升高度。將h1加上水泥稱量斗的高度就可確定h2。根據(jù)確定的砂石料斗外形尺寸，并在滿足可以卸料至攪拌機提升斗的條件下，盡量將斗落倉，確保h3最小。砂石倉的高度h4必須滿足小于卸料皮帶的允許提升高度。

2.2　主要機構及系統(tǒng)的選型設計

2.2.1　主機系統(tǒng)。根據(jù)生產率V和坍落度要求選定混凝土攪拌機。機架底高保證滿足H1，上部安裝水泥稱量斗、添加劑及水稱量斗，保證高度為H2，一邊可以安裝螺旋輸送機，另一邊安裝提升料斗機構。

2.2.2　砂、石稱料斗。取設計生產率為V(m3/h)，每拌生產量為Q(m3)，設定每拌配方砂為G1，石為G2，則可確定稱料斗容量：

V=(G1+G2)r，

式中：r———容積系數(shù)，取1。5～2。

確保上料高度滿足小于H3值。

傳感器量值范圍滿足小于(G1+G2)，精度符合國家有關計量標準。采用累計稱量方式。

料斗上安裝附著式振動器，保證卸料干凈。采用氣動開門或皮帶卸料方式。

根據(jù)以上要求，可以選用合適的結構形式，有定型產品，也可訂制非定型產品。

2.2.3　砂石料運輸機構———皮帶輸送機的選型

1)皮帶輸送機長度的確定

式中：L2、H3———確定值；

H5———可調整值，是砂石倉落艙調度；

A———拌合機中心至稱料斗中心距。

A=(H1+a+H5)·ctgα+b1+b2，

式中：a———拌合機高度；

b———提升料斗落艙高度；

b1———稱料斗寬度；

α———提升傾斜角，一般出廠為α=60°；

b2———提升寬度。

驗算傾角α，使α滿足：

調整H5及A值，使得滿足上式。

2)寬度B帶，功率N1，帶速V2的確定

帶速按標準一般選擇V2=1。6m/s。

運輸能力設定為Q1時，可以根據(jù)生產率V及配方值G1、Gn求得。

那么：

式中：Kα———傾角系數(shù)；

Ka———斷面系數(shù)；

Kv———速度系數(shù)；

Φ———物料動坡角；

Q1———運輸能力。

3)驅動功率N1的確定

分析主要運行阻力：載物皮帶上直線運行阻力W1，曲線區(qū)段運行阻力W2，裝載阻力W3，卸載阻力W4。

按照逐點計算法準則，可知任意兩點的張力關系是：

Sn=Sn-1+W(n-1)-n。

那么在驅動滾輪處的輸入S入、輸出S出張力關系為：

S入=S出+W0，

式中：W0———所有阻力之和。

即：S入=S出+(W1+W2+W3+W4)，

則：S入-S出=W1+W2+W3+W4。

S入-S出就是電動滾輪克服荷載的圓周力。

則驅動功率N1為：

電機功率：

式中：K———功率安全系數(shù)；

η———傳動功率。

2.2.4　砂石儲料倉。

由于船寬B、高度H4、底部落艙尺寸H5已知，那么可以根據(jù)貯藏容量確定其結構尺寸。出料口采用弧形氣動門，門頂部設置減壓錐，以減少料對弧形門的重力作用。

2.2.5　水泥、粉煤灰倉。

水泥、粉煤灰倉的大小可以根據(jù)容量要求制造，一般20t、30t、60t各種規(guī)格都可以。

進料采用氣力輸送。一般散裝運輸罐廠都設有此裝置。若沒有，可以自行選用離心式鼓風機和羅茨鼓風機設計該系統(tǒng)。

料倉上部設有分離器和除塵器，作用是將物料從氣物混合物中分離出來，并將清潔空氣排入大氣中。二者往往是結合在一起的，有離心式和振動式兩種。

下部出口處設有氣動破拱裝置和減壓錐，有利于物料順利通過出料口流至螺旋輸送機內。料倉上下設料位指示器。

2.2.6　水泥、粉煤灰稱量系統(tǒng)。

根據(jù)每次攪拌所需水泥，粉煤灰的量確定斗的大小，采用三點傳感器稱量方式，氣動卸料。并安裝附著式振動器，確保卸料干凈。采用累計稱量，保證精度滿足計量標準。

2.2.7　水、添加劑系統(tǒng)。

在攪拌機下面安裝水和添加劑貯料箱，用泵向安裝在攪拌機上面的稱量計加料，采用累計計量，氣動卸料。

2.2.8　氣動控制回路。

攪拌站的氣動控制主要包括砂石倉供料氣系統(tǒng)、稱料斗卸料系統(tǒng)、攪拌機料門開啟系統(tǒng)、氣動破拱裝置等。

2.2.9　配料控制系統(tǒng)。

配料控制系統(tǒng)共設置了三套稱料系統(tǒng)，共選用配料控制器三個，有各種混凝土配方貯存和自動控制功能，并能記憶打印，自動除皮和自動補償誤差。

2.2.10　電氣控制系統(tǒng)。

整個控制電路分為五大塊：1)砂石配料系統(tǒng)；2)水泥和粉煤灰配料系統(tǒng)；3)水和添加劑配料系統(tǒng)；4)攪拌機給料、攪拌、卸料系統(tǒng)；5)綜合控制系統(tǒng)。1)～3)動作可以由配料控制器完成，4)在攪拌機油泵啟動，卸料門關閉的前提下，執(zhí)行各卸料氣缸動作，完成攪拌機的供料攪拌工作，5)是綜合控制系統(tǒng)，將前四塊電路在滿足各部塊之間的動作關系的前提下進行聯(lián)動控制方式，實現(xiàn)自動、半自動和手動三種控制方式。

問：

建個HZS60型混凝土攪拌站比較合理的價格大約是多少？

答：

此類型的攪拌站，屬于中型攪拌站，設備的投入費用應該在50萬元左右，根據(jù)不同的設備配置，價格會有所浮動。

問：

混凝土75站控制電器是國產還是進口？一般都是用國產的就可以吧？

答：

HZS50型攪拌站，在客戶沒有特定要求的情況下，很多電器元件多為國產，如果客戶有特殊的要求，可以采用進口元件。

問：

強制雙臥軸攪拌機在裝運過程中有什么注意的事項嗎？

答：

要求(1) 中裝時應注意機器重心不得偏移，吊裝鋼絲繩應準確地掛在底盤圓形吊鉤上(嚴禁用攪拌筒上的吊鉤作整機起吊)。

(2) 裝運上軌道折疊后用鐵絲捆住，料斗由制動銷固定。

(3) 整機及散件在車廂內固定應牢固平衡，并用安全鉤掛牢。

問：

HZS60型混凝土攪拌站運營，最少需要幾輛混凝土罐車？

答：

混凝土運輸車收到很多條件的限制，比如距施工地點距離的遠近，罐車本身方量的大小，一般建設一條HZS60混凝土攪拌站的生產線，5部混凝土運輸車基本夠用。

問：

建個HZS90型混凝土攪拌站的基礎部分需要要多少錢？

答：

建設基礎的費用，涉及到各地的人工成本，混凝土價格成本，鋼筋預埋板的成本，所以地域差異很大，這個不能一概而論。

問：

小型混凝土攪拌站一套控制系統(tǒng)多少錢？是不是控制系統(tǒng)還分幾種？

答：

控制系統(tǒng)分為簡易集中控制系統(tǒng)和全自動電腦控制系統(tǒng)，這個有很大的差異。不可一概而論，費用從一兩萬元到五六萬之間。

問：

混凝土35站的出料高度？

答：

攪拌站的出料高度，一般是3.8米，但是隨著混凝土運輸車的改變，現(xiàn)在多調整至4.1米出料。