隧图围回国圈ｌ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＭＡＩＮＴＥＮＡＮＣＥ 文章编号：１０００—０３３Ｘ（２Ｏ１３）１１ ０¨Ｏ一０３ 稳定土拌和站水泥输送系统的改进 马建峰 （沧州路桥工程公司，河北沧州０６１０００） 摘 要：结合稳定土拌和站水泥输送系统的工作原理，从水泥输送系统的流程、喂料机的内部结构、 螺旋输送机安装、电机调速控制、水泥剂量及外部环境条件进行了改造和调整。检测结果对比显 示，改进后水泥碎石的水泥计量精度显著提高，不仅减少了水泥材料的浪费而且提高了产品的质量 稳定性。 关键词：瞬时流量；内漏；起拱；计量精度 中图分类号：Ｕ４１５．５ 文献标志码：Ｂ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｓｏｉｌ Ｍｉｘｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ＭＡ Ｊ ｉａｎ—ｆｅｎｇ （Ｃａｎｇｚｈｏｕ Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｃａｎｇｚｈｏｕ ０６１０００，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗａｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ａｎｄ ａｄｊ ｕｓｔｅｄ ｉｎ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｅｅｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ，ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｉｒａｌ ｃｏｎｖｅｙｏｒ，ｍｏｔｏｒ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｅｍｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｏｕｔｓｉｄｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｉｓ ｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃｕｔｓ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｂｏｏｓｔｓ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｓｔａｎｔ ｆｌｏｗ；ｉｎｔｅｒｎａｌ ｌｅａｋ；ｂｕｍｐｉｎｇ；ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ０ 引 言 水泥稳定碎石材料具有整体强度高、水稳性好 等特点，因此作为高等级公路底基层在中国公路建 设中被广泛采用。水泥碎石作为底基层主要承载来 自路面的汽车载荷，其质量优劣对整条公路的使用 １ 叶轮喂料机水泥输送方式分析 １．１水泥的输送流程 散装水泥用粉料运输车从水泥厂运来，然后用 空气压缩机泵送到水泥储存大仓内。 水泥因重力从水泥仓中自流到叶轮喂料机内， 再由叶轮喂料机运送到螺旋电子称内。叶轮喂料机 的转速通过电磁调速电机控制，速度可控。水泥进 入转速恒定的螺旋电子称内，因电子称的前端装有 寿命和维修成本起着决定性的作用。 在水泥碎石的质量标准中，水泥含量的计量精 度是一项非常重要的指标 ］。水泥含量低于设计值 会造成水泥碎石不易成型和抗压强度达不到设计要 拉力传感器，水泥进入电子称后传感器产生电压信 号，信号经放大后输入计算机ＡＤ板转换成数字信 号。经过计算机程序处理，产生的结果与电脑程序 内根据产量和水泥的百分剂量换算出来的设定瞬时 求，导致沥青混凝土路面早期破坏；水泥含量偏高则 会造成原材料浪费和水泥碎石的干缩裂缝，干缩裂 缝可以反射到沥青混凝土路面上，当降水较多时，路 面会在车辆载荷的作用下快速损坏。本文在分析影 流量进行比较；比较信号（电压信号）通过ＡＤ板转 换成模拟信号，用以控制调速器调整叶轮喂料机的 转速。如果水泥瞬时流量比设定值低，比较电压信 响水泥计量精度因素的基础上，提出了提高计量精 度的措施。 收稿日期：２０１３ ０４—０５ １１０ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＭＡＩＮＴＥＮＡＮＣＥ 号电压高，叶轮喂料机叶轮转速增大，水泥流量逐渐 增大，直至达到设定值；反之，比较电压信号电压低， 叶轮喂料机叶轮转速降低，水泥流量逐渐减小，直至 达到设定值 ］。此过程不断循环从而实现水泥流量 的自动控制。 水泥从电子称流出进入螺旋输送器，最终进入 搅拌锅，如图ｌ所示。 喂料机 缸 螺旋输送机 图１改造前的水泥输送方式 １．２使用过程中的问题及原因分析 新设备投入使用的前１～２月，电子称显示的水 泥瞬时流量和设定值波动幅度较小，上下浮动在质 量合格范围内。随着时间推移，经过电子称的实际 水泥流量和电脑中的设定值会出现波动幅度逐渐增 大的现象，严重时即使喂料机叶轮达到最高转速，水 泥电子称内也无水泥流过；另一种情况是喂料机叶 轮不旋转，水泥电子称内也可能有水泥流过。上述 情况造成水泥稳定碎石的水泥剂量不稳定，从而影 响产品质量，经过分析，出现问题的主要原因可归纳 如下。 （１）叶轮喂料机内漏严重。叶轮喂料机的叶轮 外缘和内壁之间有一定的间隙（图２），一般为１～ ２ ｍｍ，如果间隙适宜，叶轮不旋转时能将水泥封闭 在水泥仓内。随着使用时间的延长，该间隙会因磨 损而增大，甚至达到３．５ ｍｍ以上，这样即使喂料机 叶轮不转动，水泥也会由于重力作用直接漏到电子 称内，此现象被称为叶轮喂料机内漏。如果此时向 水泥仓内加入水泥，因仓内压力增大，在压力的作用 下叶轮喂料机内漏会更加严重，即使不旋转，电子称 中也会有大量水泥流过，无法通过调节水泥流量计 来降低水泥的瞬时流量，导致成品中水泥含量偏高。 （２）水泥在水泥仓内起拱。如果水泥在水泥仓 锥口吸收空气中水分而在锥口处板结，下部水泥排 空后，上部水泥则无法流下。这时即使喂料机转速 进口 出口 图２叶轮喂料机内部间隙 很快也不会有水泥进入电子称，即会出现水泥碎石 中没有水泥的情况，这种情况被称为水泥起拱。 （３）水螺旋输送机安装角度过大。由于螺旋输 送器的倾斜角度达到６Ｏ。，不符合安装角度不宜超 过３０。的要求，造成输送效率下降。同时，螺旋输送 器长时间使用后，螺旋轴叶片磨损与内壁间隙增大 将产生严重内漏，使每小时的输送量下降，从而导致 整台设备的产量下降。 ２ 大口螺旋输送机结构及系统控制 ２．１ 设备结构 将水泥仓的支腿增高，增大水泥仓出料口尺寸； 再将大口螺旋输送机进料口用螺栓连接在水泥仓出 口处法兰上，并安装成水平工作状态 ；然后将水泥 电子称水平吊在大口螺旋输送机的出料口下方。电 子秤的进料口和输送机的出料口垂直对齐，电子称 的出料口和拌缸的进灰口对齐，如图３所示。 缸 图３ 改造后的水－『尼输送方式 ２．２工作流程 大口螺旋输送机转动后，水泥流入转速恒定的 电子称进口。水泥进入电子称后，传感器产生信号 并输入计算机，经过内部程序处理后，将处理结果和 电脑内设定的瞬时流量值进行比较，产生比较电压 信号，此信号经过数模转换后对大口螺旋输送机的 ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＭＡＩＮＴＥＮＡＮＣＥ 转速进行，使电子称内的水泥实际流量达到设 定的水泥瞬时流量值。 ２．３系统控制原理 水泥从大口螺旋输送机进入水泥电子称，水泥 称前端拉力传感器测出物料质量后生产的电压信号 （毫伏级经放大后成为０～５ Ｖ）将自动输入到计算 机的ＡＤ脉冲板，经过计算机预先设计的程序处理 后，瞬时流量与目标流量进行比较，再通过ＤＡ板输 出０～５ Ｖ的电压信号。该电压信号通过变频器控 制水泥供料螺旋转速，使单位时间内通过螺旋电子 称的水泥流量与设定流量相等，从而实现螺旋电子 称自动配料控制。 ３ 效果分析 （１）采用大口径螺旋输送机（图４）取代叶轮喂 料机后，由于螺旋进出口之间的长度为５．５ ＩＴＩ，水泥 由上下流动改为水平螺旋推动，因而具有了良好的 白锁性，不会出现水泥内漏的现象，即使水泥仓内压 力增大，水泥也不会流进电子称内。 调速器 ４大１５１螺旋输送机结构 （２）水泥输送系统的组成部件由３个减为２个， 减少了１个叶轮喂料机，费用降低７ ０００元，降低了 故障率，并提高了设备的可靠性。 （３）大口径螺旋输送机下料口由原来的３０ ｃｍＸ ３０ ｃｍ加大到３０ ｃｍ×５Ｏ ｃｍ，在改善水泥流动性的 同时也解决了水泥起拱的问题。水泥进口截面积增 大，可以适当降低螺旋输送机转速，减弱旋转惯性作 用对水泥瞬时流量的不利影响，使水泥瞬时流量控 制更加灵敏、迅捷。 （４）水平使用大口径螺旋提高了输送效率，减 小了设备的磨损，延长了部件使用寿命。 （５）设备改造后，水泥碎石的水泥百分含量完 全控制在设计标准（一０．５ ～１．０ ）范围内。改造 １１２ 前后的效果对比见表１、２及图５。 表ｌ 改造前某时段瞬时水泥流量记录 记录时间 Ｏ ３Ｏ ６Ｏ ９０ １２０ １ｊＯ ｌ８Ｏ ２１Ｏ ２４０ ２７Ｏ ３００ 间隔／ｒａｉｎ 水泥流量／ ３００ ３４７ ３８２ ３６７ ２８１ ２６３ ２９３ ３６７ ３７１ ３３７ ３Ｏｌ （ｋｇ・ｒａｉｎ ） 表２ 改造后某时段瞬时水泥流量记录 记录时间 Ｏ ３Ｏ ６０ ９０ １２Ｏ １５Ｏ １ ８Ｏ ２１Ｏ ２４０ ２７Ｏ ３００ 间隔／ｒａｉｎ 水泥流量／ ３００ ３３７ ２８５ ３Ｏ７ ２９６ ２９３ ２９３ ３０４ ３０７ ３００ ３（）７ （ｋｇ・ｒａｉｎ ） 、、．． 、一 改进 川Ｉ Ｉ 值 水泥 ３ＯＯ ＼ — 驯 、 （水沈 ２６７ ＼ 。’‘一 改进后 ＿ ＿● ＿ ●Ｉ ● Ｉ ＿ｌ ０ ３０ ６０ ９０ １ ２０ １ ５Ｏ １８０ ２１０ ２４０ ２７０ ３００ 时间／ａｒｉｎ ５改进前后水泥流量对比 （６）在黄骅２０５国道改线段工程中水泥消耗量 节省２ ，生产水泥碎石１Ｏ×１０ ｔ后共节省水泥 １００ ｔ，产生经济效益近３万元。对同类型的３台设 备进行改造后，年节省水泥费用１０万元。 ３ 结 语 本文通过对水泥输送方式的更改和设备结构 的改进有效地改善了水泥的流动性。该方案使水 泥在整个输送过程中流动更加顺畅，水泥瞬时流 量的自动化调整更加及时有效。实践证明：改进 后，碎石中水泥计量精度有了很大的提高，保证了 成品料的质量，减少了原材料的浪费，有利于提升 公路的整体性能。 参考文献： ［１］ＪＴＪ ０７１ ９７，公路工程质量检验评定标准Ｉｓ］． ［２］韩 宇，谢立杨，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］付林坪，甘付宾，李放．稳定土厂拌设备水泥计量系统的改 进＿Ｊ］．筑路机械与施工机械化，２０１ ２，２９（８）：７９ ８０． ［责任编辑：杜卫华］
