稳定土厂拌设备水泥计量系统的改进

【摘 要】由于稳定土厂拌设备水泥计量系统的计量精度对所生产的混合料的质量起着重要的作用，故根据厂拌设备的计量原理，对现有的计量系统结构进行改进。新结构应用于稳定土厂拌设备中，使用结果表明水泥计量精度得到提高。

【Abstract】Considering the weighing precision of cement weighing system might affect the mixture quality of stabilized soil mixing plant, improvement were made on the structure of current weighing system according to the weighing principle of mixing plant. The new structure was applied to stabilized soil mixing plant, and the ap-plication shows that the weighing precision has been improved.

【关键词】厂拌设备；计量系统；改进；计量精度

【Key words】 mixing plant; weighing system; improvement; weighing precision

中图分类号：U415.5 文献标志码：B 文章编号：1000-033X(2012)06-0077-02

0 引言

随着公路建设事业的飞速发展，高等级公路施工对稳定土厂拌设备的水泥的计量精度和生产要求越来越高。当混合料配合比设计完成后，要对稳定土厂拌设备的骨料秤、水泥秤及水秤等进行动态标定［1］，故水泥计量系统的计量精度对混合料的质量起着重要的作用。

1 稳定土厂拌设备水泥计量系统的结构

稳定土厂拌设备是一种连续强制式搅拌设备，其工作方式及原理决定了它对骨料、水泥和水等原材料的计量是动态、连续的［2］。水泥系统的计量方式可分为容积式计量和电子称重式计量两种。目前，动态电子称重式计量在稳定土厂拌设备上得到了广泛应用。水泥计量一般采用螺旋连续称重，其结构大致有两种。

1.1 水泥大仓+称量螺旋+输送螺旋

水泥计量系统由粉料大仓、喂料机、水泥计量螺旋（秤）、输送螺旋机等组成。该结构中，水泥的计量主要依靠喂料机和水泥计量螺旋（秤）。如图1所示，该水泥计量秤结构一般进料口采用铰链或者X簧片连接，出料口端采用一只压力式传感器来采集水泥流经计量螺旋时的质量信号，速度信号采集来源于驱动喂料机的变频器。

1.2 水泥大仓+输送螺旋+水泥贮仓+称量螺旋

这种水泥计量系统由粉料大仓、输送螺旋机、水泥暂贮仓、水泥暂贮仓上的仓满料位计、喂料螺旋、水泥计量螺旋等组成。该结构中，水泥的计量主要依靠喂料螺旋机和水泥计量螺旋秤。系统工作时，大仓内散装水泥靠重力作用进入输送螺旋机，把水泥暂时储存在水泥暂贮仓内。喂料螺旋机依靠变频器的驱动，把暂贮仓内的水泥输送到水泥计螺旋内，水泥流经计量螺旋之后，被输送入搅拌缸内。水泥流经计量螺旋后，就得到了称重计量。如图2所示，该水泥计量秤结构一般采用三点吊装的拉力式传感器来采集水泥流经计量螺旋时的质量信号，速度信号采集来源于驱动喂料螺旋机的变频器。

2 水泥计量系统的工作原理

水泥计量系统设备厂家一般采用螺旋连续计量装置。螺旋计量秤上的传感器所采集到的质量信号通过信号放大器传输到PLC的模拟量块上，控制喂料螺旋机的变频器和PLC之间通过Modbus通讯，质量信号和速度信号通过PLC反馈到控制系统。通过控制系统比较处理后，发出指令给喂料螺旋机上的变频调速电机，以控制水泥的流量，使其在一个相对稳定的范围内实现水泥的计量。

3 机械结构对计量精度的影响

从整个系统来看，水泥计量不只是称重问题，还涉及到水泥的供给、料仓的结构、水泥料位的高低(仓压大小)、调速机构的组成和计量螺旋秤的结构形式等因素，任何一个环节出现问题，都会直接影响到水泥的计量精度［3］。当粉料大仓底部发生水泥结拱时，尽管计量螺旋已测出水泥用量不足的信号，并使喂料机加速运转，还是不能保证水泥流量加大，导致成品料中水泥含量不足。另外，由于计量螺旋过长，自身质量较大，也会影响到水泥的计量精度；若喂料机叶片粘料、螺旋管径或螺距选取不当，也会使得水泥供料反馈速度不及时，造成水泥计量的偏差。所以图1的这种结构实际效果不太理想。

图2的设计结构在图1的基础上进行了创新和改进，在输送螺旋出料口处增加了一个水泥暂贮仓，可起到缓冲输送水泥的压力（泄大仓的仓压）及稳定流量的作用。暂贮仓上限位置装有料位计，依靠上料位计来启动、停止大仓下的输送螺旋，使暂贮仓内的水泥量始终保持在某一使用范围，同时也维持了贮仓内的压力，保证了料源的稳定性。采用变频调速技术对喂料螺旋电机进行无级调速，以控制供给量的大小；螺旋与水平面成20°的倾角，在出口处形成一段缓冲区，可有效地防止水泥的自流现象，也可以自动启动暂贮仓的振动器，以确保水泥流量的稳定性。

图4、5是上述两种水泥计量系统结构在某工地施工现场采集到的水泥含量为3.5%时的流量曲线图。由图4的曲线可以看出流量波动较大，水泥稳定性差，影响拌制成品料的质量；由图5的曲线可以看出流量波动较小，曲线平滑，水泥稳定性好，水泥计量精度高。

4 结语

水泥计量系统的计量精度是综合评价稳定土厂拌设备性能稳定、质量优劣的关键性指标，提高水泥系统的控制计量精度不仅是用户保证成品料质量、控制成本的有效手段，也是稳定土厂拌设备生产厂家追求的目标之一。

参考文献：

［1］ JTG F80/2—2004，公路工程质量检验评定标准［S］.

［2］ 韩 宇，谢立扬，许俊清.稳定土厂拌设备的动态标定分析［J］.筑路机械与施工机械化，2006，23（12）：30-32.

［3］ 胡国华，李高磊，袁洪庆.从公路实践出发浅述稳定土拌和设备的计量校验［J］.建设机械技术与管理，2006，19（4）：102-104.

收稿日期：2011-09-15