專利名稱：一種全連續混凝土生產方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種大體積混凝土的生產設備及生產方法，尤其涉及一種大體積混凝土的全連續生產系統及方法。
背景技術：
常規混凝土生產系統采用攪拌站的方式拌和混凝土，再通過一定的運輸方式將混凝土運輸到倉面。通常使用斗式攪拌機，按每斗所需計量各種材料，投入攪拌機料斗中攪拌后將混凝土輸出。混凝土產量主要決定于攪拌機的臺數、容量和攪拌時間，混凝土生產過程是不連續的(龔鐵平編譯.國外混凝土機械.中國建筑工業出版社，1983)。使用這種分批式混凝土攪拌方法，一方面要花費一定的攪拌時間，耗費能源；另一方面，如果需要大量的混凝土，就要增大攪拌機容量，或者增加攪拌機臺數，加大了能源消耗。如果能夠實現連續攪拌，不僅可以節省攪拌時間，還可以利用簡單的設備拌和大量的混凝土。
連續式混凝土攪拌系統是一種不同于傳統分批式攪拌系統的新型建筑施工方式，其特點可概括為連續稱量、連續給料、連續攪拌、連續出料。常規的連續式混凝土生產系統是通過連續給料系統將粗細骨料、膠凝材料和水連續加入連續混凝土攪拌機進行生產，如圖1所示。粗骨料連續給料系統3將各級粗骨料由水平皮帶機1送入連續混凝土攪拌機2中；砂漿給料系統4將砂、膠凝材料和水連續輸送到連續混凝土攪拌機2中。粗細骨料、膠凝材料和水進入連續混凝土攪拌機2后進行強制攪拌，然后連續輸出混凝土。國內自主開發的混凝土連續生產系統已成功應用于四川沙牌碾壓混凝土拱壩，是我國在混凝土連續生產系統方面的一個重大技術進步(國家電力公司科技環保部.碾壓混凝土高壩筑壩技術研究.水力發電，2001，81-4)。該混凝土連續生產系統實現了混凝土生產從給料、運料、攪拌、出料全過程的自動化，生產能力可在100～200m3/h之間調節，并能方便地實現多級配多品種混凝土生產需要(張祖義，龔國群，李躍興.碾壓混凝土攪拌設備研制.水力發電，2001，820-21)。系統采用重量法連續配料(張祖義，談兆鶴，范義維等，混凝土重量法連續配料裝置，ZL 01213441.4，2001，12)，混凝土的拌和采用國內研制的200m3/h雙臥軸連續強制式碾壓混凝土攪拌系統(張祖義，談兆鶴，范義維等，連續強制式混凝土連續攪拌機，ZL 01213440.6，2001，12)，取得了良好的社會和經濟效益。該系統的核心是強制式連續混凝土攪拌機，混凝土的生產需要動力，消耗能源，而且在生產過程中會產生很大的噪音，污染環境。
日本也是碾壓混凝土大壩建設技術發達的國家，由日本前田建設工業株式會社開發的連續混合設備(JIOCE連續攪拌系統)采用的是一種全新的拌和方式——靜態混合方法，該方法是材料通過靜態混合裝置(MY-BOX)時，利用材料分割、融合、再分割的循環作用，達到材料主動混合的目的。其實質是在混凝土通過MY-BOX的過程中，不斷混合，從而實現混凝土的自動拌和與混凝土的防分離功能(Matabee MAEDA，Kazuie YAMADA，Akira UCHIDA.Development of Continuous Mixer Based on New Kneading Theory and the Experimental Study forits efficiency.Japan Structure Construction Engineering，AIJ，No.505，23-30，1998)。該拌和方式獲得了包括日本和中國在內的多國發明專利(前田又兵衛，山田一宇，內田明等.混合方法及混合裝置.ZL 97109601.5，1997，12)。
JIOCE連續攪拌系統(山田一宇.連續混合設備.ZL 99805959.5，2001，6)是基于MY-BOX無動力混凝土連續拌和系統，如圖2所示。粗骨料連續給料系統3按配合比將各級粗骨料輸出到傾斜皮帶機11上，然后再輸送到水平皮帶機1上。砂漿生產系統12采用傳統的分批式生產系統生產砂漿。分批生產的水泥砂漿通過機構輸出到水平皮帶機1上，按配合比疊加在粗骨料上，然后由水平皮帶機1輸送到靜態混合裝置13，利用重力作用向下通過MY-BOX拌和生產出所需的混凝土，由水平運輸系統進行混凝土的運輸。該系統在拌和時所需能源少，是一種節能環保的混凝土生產系統。JIOCE連續攪拌系統已在奈月壩，宮川壩，木戶壩和三室川壩等工程中得到了廣泛應用，取得了良好的效果。但是在JIOCE連續攪拌系統中，砂漿的生產是分批式的，是不連續的；混凝土的運輸也是分批式的。
根據以上幾種混凝土生產系統中存在的問題，本發明提出了一種從材料的投入、砂漿的生產、混凝土的拌和到混凝土的運輸整個生產過程都連續的全連續混凝土生產系統。

發明內容
本發明的目的是提供一種全連續的混凝土生產方法及系統，可以實現混凝土的連續稱量、連續給料、連續拌和與連續運輸。即各種材料同時開始啟動投料，砂漿連續生產，與骨料同時連續輸送到傾斜的送料皮帶機上，然后同時進入靜態混合裝置進行連續拌和，并通過靜態混合裝置進行連續垂直輸送。
本發明的技術方案如下一種全連續混凝土生產系統，其結構包括粗骨料連續給料系統，砂漿給料系統和砂漿拌和系統，用于輸送粗骨料和砂漿的皮帶機以及與皮帶機相連的混凝土靜態混合裝置，其特征在于所述的砂漿拌和系統采用傾斜安裝的連續砂漿攪拌機，該連續砂漿攪拌機由電機，U形圓槽以及安裝在U形圓槽內的與電機軸相連的帶螺旋葉片的攪拌軸組成，連續砂漿攪拌機的進口端與所述的砂漿給料系統相連，其出口端與傾斜皮帶機相連；連續砂漿攪拌機通過連接構件固定在鋼架上；所述的傾斜皮帶機的出口與混凝土靜態混合裝置的入口相連；混凝土靜態混合裝置垂直或依地形傾斜布置。
在本發明的全連續混凝土生產系統中，砂漿的生產采用連續砂漿攪拌機，其特征在于所述的連續砂漿攪拌機的傾斜角為10～15°，以便達到良好的拌和質量。
本發明所提供的一種全連續混凝土生產方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)利用操作控制系統，控制砂漿給料系統4將砂、膠凝材料和水連續稱量后送入傾斜安裝的連續砂漿攪拌機中，所述的連續砂漿攪拌機的進口端與所述的砂漿給料系統相連，其出口端與傾斜皮帶機相連，砂漿在連續砂漿攪拌機中連續拌和，并將攪拌好的砂漿連續輸出到傾斜皮帶機上；同時利用操作控制系統，控制粗骨料連續給料系統，將存儲在料倉中的各級粗骨料分別通過各自的皮帶秤進行稱量，按配合比連續輸送到傾斜皮帶機上，使砂漿疊加在粗骨料上面，通過傾斜皮帶機送入靜態混合裝置；2)結合地形，將所述的靜態混合裝置傾斜布置在壩肩位置，利用靜態混合裝置的防分離特性進行混凝土的拌和與垂直運輸，使混凝土直接到達倉面；或將所述的靜態混合裝置垂直布置，通過運輸工具混凝土運至倉面。
本發明的全連續混凝土生產系統采用靜態混合裝置拌和混凝土，與傳統的強制式混凝土攪拌機相比造價低，拌和混凝土無需動力，降低了生產系統運行時的費用，并且拌和混凝土時噪聲低，具有節能環保的優點；在本發明的生產系統中通過一個連續砂漿攪拌機，進行砂漿的連續攪拌與連續輸送，解決了JIOCE連續攪拌系統中砂漿生產不連續的問題；根據本發明提供的全連續混凝土生產方法，將MY-BOX直接用于壩肩，可以實現混凝土的連續拌和與輸送，運輸過程也是連續的。從而實現了原材料的稱量、給料、砂漿攪拌、輸送、混凝土拌和以及混凝土的輸送的全連續生產，在大體積混凝土連續施工中具有廣闊的應用市場。本發明提供的全連續混凝土生產系統不僅適用于常規混凝土和碾壓混凝土的拌和，也可以適用于水泥砂礫土(CSG)、各種粉體和液體等的拌和，應用范圍極其廣闊。


圖1是強制式攪拌連續混凝土生產系統示意圖。
圖2是現有技術中靜態混合(JIOCE)連續混凝土生產系統的示意圖。
圖3是本發明提供的全連續混凝土生產系統示意圖。
圖4是連續砂漿生產系統示意圖。
圖5是本發明提供的全連續混凝土生產系統實施例示意圖。
圖中，1-水平皮帶機，2-連續混凝土攪拌機，3-粗骨料連續給料系統，4-砂漿給料系統，5-大石給料系統，5a-大石儲料倉，5b-大石稱量皮帶秤，6-中石給料系統，7-小石給料系統，8-砂給料系統，9-膠凝材料給料系統，10-水給料系統，11-傾斜皮帶機，12-砂漿生產系統，13-靜態混合裝置，14-操作控制系統，15-連續砂漿攪拌機，16-倉面，17-連續砂漿攪拌機進料口，18-帶螺旋攪拌葉片的攪拌軸，19-連接構件，20-鋼架，21-電機。
具體實施例方式
本發明的核心之一是材料是同時投入的，砂漿的生產是連續的，通過連續砂漿攪拌機的連續攪拌和輸送，粗骨料和砂漿可以同時連續輸送到靜態混合裝置進行混凝土的連續拌和；本發明的核心之二是將MY-BOX作為垂直輸送系統。從而實現材料的投入、稱量、輸送、拌和及運輸全過程的連續生產，是一個全連續的混凝土生產系統。
下面結合附圖介紹本發明的全連續混凝土生產系統。
圖3所示為本發明的全連續混凝土生產系統示意圖。操作控制系統14控制粗骨料連續給料系統3、砂漿給料系統4和連續砂漿攪拌機15。粗骨料連續給料系統3包括大石給料系統5、中石給料系統6、小石給料系統7。大石給料系統5由一個儲料倉5a和一個稱量皮帶秤5b組成。中石給料系統6、小石給料系統7的構造與大石給料系統5相同。砂漿給料系統4包括砂給料系統8、膠凝材料給料系統9、水給料系統10。砂漿給料系統4和連續砂漿攪拌機15組成一個連續砂漿生產系統，其詳細構造見圖2的示意圖。當操作控制系統14啟動后，砂漿給料系統4將砂、膠凝材料、水連續稱量后送入連續砂漿攪拌機15中。砂漿在連續砂漿攪拌機15中連續拌和，攪拌好的砂漿連續輸出到傾斜皮帶機11上。同時，粗骨料連續給料系統3將存儲在料倉中的各級骨料分別通過各自的稱量皮帶秤進行稱量，按配合比連續輸送到傾斜皮帶機11上；砂漿疊加在粗骨料上面，通過傾斜皮帶機11送入靜態混合裝置13中。結合地形，將靜態混合裝置13布置在壩肩位置，則可利用MY-BOX防分離的特性，在輸送過程中實現混凝土的拌和與防止分離，使混凝土直接垂直運輸到倉面16。
圖4為連續砂漿生產系統示意圖，包括砂漿給料系統4和連續砂漿攪拌機15。連續砂漿攪拌機15的進料口17與砂漿給料系統4相連，另一端出口端與傾斜皮帶機11相連。連續砂漿攪拌機15通過連接構件19固定在鋼架20上，傾斜安裝。連續砂漿攪拌機主要包括電機21，一個U形圓槽，以及安裝在U形圓槽內的與電機軸相連的帶有螺旋攪拌葉片的攪拌軸18。攪拌軸的轉速為120轉/分，由電機21控制。為保證砂漿的攪拌質量，砂漿攪拌機10-15°傾斜安裝，有助于攪拌葉片對砂漿的強制攪拌，增大材料出料的阻力，降低出料的速度，延長砂漿在攪拌機里的有效攪拌時間，從而保證了砂漿的質量。當操作控制系統14啟動后，砂漿給料系統4將存儲在料倉中的材料通過各自的稱量輸送系統，從進料口17進入連續砂漿攪拌機15，材料在連續砂漿攪拌機15中通過螺旋攪拌葉片進行連續攪拌，拌和好的砂漿連續輸出到傾斜皮帶機11上。
圖5為全連續混凝土生產系統的實施示意圖，混凝土的原材料利用連續給料系統經過稱量后，進入由皮帶、垂直輸送管與MY-BOX組成的水平、垂直輸送系統，直接到達倉面；或者進入安裝在拌和樓的MY-BOX拌和系統。圖5中，操作控制系統14啟動系統后，砂漿給料系統4通過砂給料系統8、膠凝材料給料系統9、水給料系統10，以及水平皮帶機1，將砂、膠凝材料、水輸送到連續砂漿攪拌機15中。水泥砂漿在連續砂漿攪拌機15中連續攪拌，然后連續輸出到水平皮帶機1上。同時，粗骨料連續給料系統3通過大石給料系統5、中石給料系統6、小石給料系統7，分別將各自料倉中的各級粗骨料通過其下面的皮帶秤，按配合比送到水平皮帶機1上。按配合比稱量好的粗骨料和砂漿通過水平皮帶機1輸送，可通過兩種方式進行混凝土的拌和和運輸。一種方式是利用合適地形的高差，將靜態混合裝置13直接傾斜布置于壩肩部位。MY-BOX與管道相連，組成一個垂直運輸系統，由于MY-BOX不僅可以實現材料的充分拌和，而且具有防分離的特點，這樣骨料與砂漿可以直接在這個系統中進行拌和與運輸，在拌和的同時也實現了混凝土的垂直運輸，將混凝土直接輸送到倉面19。另一種方式是砂漿和粗骨料進入垂直布置在拌和樓的靜態混合裝置13，拌和好的混凝土通過汽車進行水平運輸。從而實現混凝土從進料、拌和、運輸連續一體化的全連續混凝土生產系統。
權利要求
1.一種全連續混凝土生產系統，包括粗骨料連續給料系統(3)，砂漿給料系統(4)和砂漿拌和系統，用于輸送粗骨料和砂漿的傾斜皮帶機(11)以及與傾斜皮帶機(11)相連的混凝土靜態混合裝置(13)，其特征在于所述的砂漿拌和系統采用傾斜安裝的連續砂漿攪拌機(15)，該連續砂漿攪拌機包括電機(21)，U形圓槽以及安裝在U形圓槽內的與電機軸相連的帶螺旋葉片的攪拌軸(18)，連續砂漿攪拌機(15)的進口端(17)與所述的砂漿給料系統(4)相連，其出口端與傾斜皮帶機(11)相連；所述的連續砂漿攪拌機(15)通過連接構件(19)固定在鋼架(20)上；所述的傾斜皮帶機(11)的出口與混凝土靜態混合裝置(13)的入口相連；混凝土靜態混合裝置(13)垂直或依地形傾斜布置。
2.按照權利要求1所述的全連續混凝土生產系統，其特征在于所述的連續砂漿攪拌機(15)的傾斜角為10～15°。
3.一種實施如權利要求1所述的全連續混凝土生產系統的方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)利用操作控制系統(14)，控制砂漿給料系統(4)將砂、膠凝材料和水連續稱量后送入傾斜安裝的連續砂漿攪拌機(15)中，所述的連續砂漿攪拌機(15)的進口端(17)與所述的砂漿給料系統(4)相連，其出口端與傾斜皮帶機(11)相連，砂漿在連續砂漿攪拌機(15)中連續拌和，并將攪拌好的砂漿連續輸出到傾斜皮帶機(11)上；同時利用操作控制系統(14)控制粗骨料連續給料系統(3)將存儲在料倉中的各級粗骨料分別通過各自的稱量皮帶秤進行稱量，按配合比連續送到傾斜皮帶機(11)上，使砂漿疊加在粗骨料上面，通過傾斜皮帶機(11)送入靜態混合裝置(13)；2)結合地形，將所述的靜態混合裝置(13)垂直或傾斜布置在壩肩位置，利用靜態混合裝置的防分離特性進行混凝土的拌和與垂直運輸，使混凝土直接到達倉面(16)或通過運輸工具將混凝土運至倉面。
全文摘要
一種全連續混凝土生產方法及系統，涉及大體積混凝土的連續生產。包括粗骨料連續給料系統，砂漿給料系統和砂漿拌和系統，用于輸送粗骨料和砂漿的皮帶機以及與皮帶機相連的混凝土拌和系統。所述的砂漿拌和系統采用傾斜安裝的連續砂漿攪拌機。控制系統啟動后，粗骨料連續給料系統和砂漿給料系統將各種材料同時開始稱量、輸送。通過連續砂漿攪拌機將砂漿連續輸出；與粗骨料同時進入拌和系統進行混凝土的連續拌和；拌和系統直接放在壩肩，利用靜態混合裝置防分離的特點進行連續運輸。可以實現原材料的稱量、給料、砂漿攪拌、輸送、混凝土拌和以及輸送的全連續生產。
文檔編號B28C9/02GK1718406SQ200510012200
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月15日 優先權日2005年7月15日
發明者安雪暉, 黃志斌, 竹內利征, 鄭智仁, 金峰, 李正平, 何世欽, 吳元東, 張祖義, 李文 申請人:清華大學, 前田建設工業株式會社, 貴州烏江水電開發有限責任公司, 中國水利水電第八工程局