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混凝土搅拌站设计与选用
来源:阜新恒泰机械有限责任公司 郑克强  发布时间:2007/5/7 13:31:49  阅读:66490
 
第二章  搅拌站术语与概念
 
第一节        搅拌站术语
 
1、混凝土搅拌站(楼):由供料、贮料、配料、搅拌、出料、控制等系统及结构部件组成,用于生产混凝土的成套设备。
2、混凝土搅拌站(楼)生产率:在规定的试验工况下,混凝土搅拌站(楼)每小时生产出的混凝土量(以捣实后体积计)。试验工况指:a,混凝土各组成材料供料充分,成品混凝土出料及时,混凝土搅拌站(楼)连续运转;b,混凝土配合比不变,骨料级配、水泥种类和标号、混凝土标号和塌落度及用水量等均按GB4477的规定;c,每一次循环搅拌的混凝土量应以混凝土搅拌机组的公称容量计算;d,不加掺和料和附加剂,不进行干搅拌。
3、混凝土搅拌站(楼)型号:由混凝土搅拌站(楼)的组代号、装机台数、搅拌机形式代号、主参数和变型或更新代号等组成。其中,组代号HZ为混凝土搅拌站,HL为混凝土搅拌楼;装机台数用阿拉伯数字标准,单机可省略;搅拌机型式代号S为双卧轴式,D为单卧轴式,T为行星式,W为涡浆式,F为锥形倾斜出料式,Z为锥形反转出料式;主参数代号为生产率,单位m3/h;变更或更新代号用A、B、C…表示。
4、引用标准与使用范围
GB/T 10171混凝土搅拌站(楼)分类,适用于生产普通混凝土的周期式混凝土搅拌站(楼)。
GB/T 10172混凝土搅拌站(楼)技术条件,适用于GB/T 10171中规定的搅拌站(楼)。
GB/T 9142混凝土搅拌机,适用于周期式混凝土搅拌机、混凝土搅拌站(楼)中配套的搅拌机。
GB/T 4477混凝土搅拌机性能试验方法。
 
第二节  搅拌站和搅拌楼的概念
 
从产品标准的术语定义来看,混凝土搅拌站(楼)按照骨料在混凝土生产流程中需要提升的次数,分为混凝土搅拌楼和混凝土搅拌站。骨料经一次提升而完成全部生产流程的称为搅拌楼,骨料提升两次或两次以上的称为搅拌站。
从混凝土生产流程的工作程序和功能内容来看,料场贮存的石子和砂,筒仓贮存的水泥等大宗原材料,分别通过骨料和粉料集运系统转运提升到设备主体上部的储料仓,各种物料在设备主体内从上到下完成储料、配料、搅拌、出料工作流程的为搅拌楼。设备主体没有储存仓,骨料经配料后再提升向搅拌机投料,粉料则由螺旋输送机直接向主体的计量装置供料的为搅拌站。
从产品结构特点和成套设备的配置来看,搅拌楼的主体是全封闭的,自上而下分别为受料室、储料室、计量室、搅拌室和控制室、支腿和搅拌输送车接料室。储存仓的容量一般可供20分钟以上连续生产,主体的高度重量和设备基础较大。搅拌楼的骨料和粉料的集运方式及其配置形式多种多样,因地制宜,较典型的形式是砂石料场下设接料斗,通过地槽水平皮带机、倾斜皮带机送至主体,水泥由筒仓通过斗式提升机、翻板机构、卸料导管或螺旋送入主体。搅拌楼的控制系统包括骨料集运流程、粉料集运流程和混凝土生产流程的控制。
搅拌站的结构特点和配置与搅拌楼相比,首先是主体没有储存仓,因此高度重量和设备基础都缩小;其次是物体集运与混凝土生产流程合为一体,成套设备的配置大为简化,流程更为简捷;另外,控制系统对成套设备的工作统一控制,操作与管理较为简便。搅拌站的型式多样,主要区别在于骨料的储供配料及提升形式的区别和组合变形的多样性,按照产品研制的发展历程,搅拌站大致可分为以下型式。
1.第一代产品为拉铲集料式搅拌站。早期引进的紧凑式搅拌站和国产搅拌站的骨料系统采用扇形料场储料、悬臂拉铲集料、卸料门下带称量斗、料车提升投料的方式,代号A型。拉铲式搅拌站还有称量斗与提升料斗分别设置或合二为一,提升轨道为直轨或弯轨,轨道角度60°~90°,料车底门投料或倾翻投料,不同的混凝土卸料高度等结构变型,采用涡浆式搅拌机时主机悬挑型式,以及料场分隔仓改为储料仓用装载机上料方式等各种变更型式。国外还有270°以上扇形料场,用皮带机上料,拉铲集料门下设皮带秤等形式。拉铲式搅拌站的主机规格以0.5m3、1m3、1.5m3为主,国外产品还有2m3。拉铲的悬臂长度为8m、12m、16m,国外产品达20m。
拉铲式搅拌站的建站投资比较低,因此被广泛采用。但在实际应用中逐渐显露其不足:1)拉铲卷扬的钢丝绳和铲斗的磨损量大,拉铲的作业环境差,劳动强度大;2)料场的堆积容积有限而且死料多,对砂石供应流通领域的物流要求较高;3)受拉铲与提升装置的规格和露天料场的影响,搅拌站的规格和资质升级也受限制。因此,拉铲式搅拌站虽曾独领风骚,随着产品的技术进步和规格品种的发展而逐渐被淘汰。
2.第二代产品为配料机组合式搅拌站。骨料配料机又称配料站,是集砂石的储供料、计量和配料输出的功能于一体的模块化骨料后台装置,它与骨料提升装置组合的形式逐渐替代了拉铲式搅拌站的骨料系统。配料机的隔离式储料仓有多种数量和容积的规格,计量方式有称量斗独立计量或累积计量、皮带机累积秤、行走小车累积计量等形式,上料方式一般采用装载机将独立料场的砂石料转运到配料机储料仓,也有用多根斜皮带机直接或转接对配料机储料仓上料形式,国外还有在配料机储料仓上方安置行走式拉铲的集料方式。配料机组合式搅拌站骨料贮存采用的独立料场形式是符合国情的普遍形式,配料机与拉铲形式相比建站投资相近,但性价比提高,适用性更强,因此配料机投入实际应用后便风靡市场。
组合式搅拌站的基本形式是配料机与直轨料车提升组合的骨料系统,代号B型,主机规格仍以0.5m3、1m3、1.5m3为主,主体结构比较简单,60°直轨结构占地面积较小,建站投资也较低,应用在工程施工现场比较多见。然而,骨料系统采用料车提升方式的搅拌站也有难以逾越的弱点:1)是提升卷扬的钢丝绳磨损较大,钢丝绳缠绕和料车轨道运行的维护保养工作量较大;2)是受提升驱动和制动装置配套的局限,规格难以再大;3)是骨料流程中由于料车下降时间的因素存在,批次骨料的工作循环周期相应增加,提高生产率受到限制。
3.第三代产品为皮带机提升仿楼式搅拌站。倾斜皮带机是搅拌楼传统的骨料集运装置,采用倾斜皮带机提升骨料,再加上全封闭的主体,使设备宏观外形与搅拌楼相似,俗称仿楼式。提升皮带机按皮带机的带型区别有通用槽形皮带机,人字型浅花纹皮带机和波形档边形大倾角皮带机等形式。骨料提升采用倾斜皮带机的方式优点很多:1)皮带机是一种通用输送设备,各种配置技术成熟,运行稳定,工作可靠;2)不同的技术规范及输送能力能满足各种主机规格和主体结构形式搅拌站的设计条件;3)搅拌站的工作循环周期可以按搅拌机的搅拌周期设定,以提高搅拌站的生产率;4)成套设备的不同配置和布局方式可以适应不同现场的条件和不同用户的需求。
搅拌站第三代产品的骨料系统有两种形式,一种是斜皮带机前加置配料机,骨料提升至主体的中途斗暂存再投料的基本形式,代号C型,适配的主机规格为1m3、1.5m3、2m3、3m3、;另一种是隔墙料场下的地槽里加置独立计量的砂、石计量斗,批次骨料经水平皮带机输送,倾斜皮带机提升到主体的中途斗暂存后投料的仿楼流程形式,代号E型,适用主机规格为1.5m3、2m3、3m3、4m3。实际应用中,双机组对称布置,全封闭集中统一的控制和主体结构形式被广泛应用,成为商品砼搅拌站的理想模式;隔墙料场加地槽形式常被高资质的商品砼搅拌站采用,料场上可加盖或建屋,以适应各种气候条件下作业;配料机形式适用独立露天料场,常被扩大规模或升级改造的商品砼工厂采用;人字形浅花纹皮带机形式占地面积较小,常被场地受限制的商品砼工厂和混凝土制备要求高的工程用搅拌站采用。
搅拌站第三代产品结构合理,性能优越,配置先进,功能齐全,成套设备布局能适应商品砼和工程站的使用要求和适用条件,一经面世便大有一统天下之势。然而C型砼搅拌站虽然兼顾了商品站和工程站的适用条件,但是专用为工程站时难免有所欠缺,为此,我公司在C型砼搅拌站基础上,开发了专用于工程站的第四代产品。
4.第四代产品为骨料直投式砼搅拌站,代号D型,适配主机规格以1m3、1.5m3、2m3为主。其结构特点是骨料提升采用人字花纹带型的倾斜皮带机,皮带机输出直接投料。主体没有中途暂存斗,计量系统将水泥与掺合料,水与添加剂的计量装置及其架体采用模块化结构设计,并直接坐落在搅拌机上。其优点是骨料流程简捷,结构紧凑,设备占地面积小,设备主体结构安装调试简捷,拆迁移动便利,外观简洁美观,主体台面通畅,维护保养方便,而且能采用砂浆裹石搅拌工艺,满足拌制高性能砼的要求,是工程站的理想配置模式。
 
 
 
 
第三节  搅拌站的各种称谓
 
1.商混站和工程站
商混站指适用商品砼生产和供应方式的搅拌站,工程站指适用施工现场拌制混凝土的搅拌站。两者在产品的性能与功能方面都应符合国家的标准要求,成套设备应配套齐全、完善,工艺合理、可靠,能满足各种混凝土的生产。商品站更强调的是产品的生产效率和管理功能,工程站更期望的是较好的拆装移动性和较少的初期投资。从产品的适用性看E型砼搅拌站是典型的商混站,D型砼搅拌站是专用的工程站,C型搅拌站则是商混与工程兼容性搅拌站。
2.固定式和移动式搅拌站
固定式与移动式是个相对的概念。商混站一般是不会迁移的,产品的结构设计是固定的,如搅拌楼、E型搅拌站。而工程站一般施工周期要小于产品使用寿命,施工结束后需拆迁转移场地,因此产品结构设计应减少拆装部套件,同时考虑设备基础费用与拆迁成本。如B型搅拌站组合形式的拆迁移动性较好,A型D型C型搅拌站的移动性能则逐一次之。搅拌站初期产品中有的结构设计是可以整体拖运或配料机与主体拆卸拖行的,称为移动式搅拌站,一般规格较小,配置简单,适用于道路,隧道等延伸性工程。随着工程施工技术与管理的进步,砼输送泵与布料杆的应用,以及汽车起重机的普及,牵引拖运形式的移动式搅拌站已消声蹑迹,但性能优良且移动性良好的工程站则受用户的青睐。
3.强制式与自落式搅拌站
主机采用立轴涡浆、立轴行星、单卧轴、双卧轴等强制式搅拌机的通称强制式搅拌站,其搅拌周期较小,生产率较高,其中双卧轴搅拌机是应用最广泛的机型。主机采用锥形反转出料或锥形倾翻出料等自落式搅拌机的通称自落式搅拌站,其搅拌周期较长,能适应大粒径骨料而且驱动功率较小,采用多台锥形倾翻出料搅拌机的搅拌楼是生产水工混凝土的常见机型。
4.周期式与连续式搅拌站
国家标准定义的混凝土搅拌机和搅拌站都是周期式的,也就是混凝土生产的配料、投料、搅拌、出料按周期进行循环作业的方式。还有应用螺旋式搅拌原理,物料在拌筒里边搅拌边输送到卸料位置的搅拌机称为连续式搅拌机,主机采用连续式搅拌机,配料采用流量计量,供料装置也连续供应的成套设备则称为连续式搅拌站,这种形式的特点是能用较小的结构尺寸得到较大的生产率,但计量精度和可靠性较难保证,搅拌效果也不如周期式搅拌机,适用于批量较大标号较小的道路工程制备混凝土。
周期式搅拌站的工作循环周期指主机两次卸料间的时间间隔,也就是成套设备完成配料、投料、搅拌、出料等工作循环所需的最长时间。设工作循环周期为T(S),搅拌主机额定容量为E(m3)则搅拌站生产率Q=3600E/T(m3/h)。设计时将骨料、粉料、液料各系统和搅拌流程的工作时序相互交叉重叠,使工作循环周期尽量接近搅拌工作周期,以提高搅拌站的生产率。
对于搅拌楼,由于砂、石水泥等大宗材料的集运提升流程与配料计量流程分离,各种物料通过重力下落采用开启斗门等方式完成计量,工作周期要小于搅拌机工作周期,因此,同样规格容量主机的搅拌楼生产率能更高些。而选择搅拌工作周期较长的自落式搅拌机的水工混凝土搅拌楼,则可以配置3至4台主机使多次配料的循环周期与搅拌工作周期接近,充分发挥成套设备的生产效率。
 
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