HLS240混凝土搅拌楼概述

HLS240混凝土搅拌楼概述
信华章，张辉
（无锡市新蕾机械制造有限公司，江苏无锡 214131）
［摘 要］本文从技术参数、结构组成、工作原理以及与传统混凝土搅拌站的比较优势介绍了新型产品HLS240混凝土搅拌楼。

根据用户反馈和使用过程的跟踪情况来看，该产品达到甚至超出了预期效果，得到了用户的好评。

随着混凝土搅拌设备不断向环保、节能、大型化方向发展，HLS240混凝土搅拌楼的市场前景将越来越广。

［关键词］HLS240混凝土搅拌楼；技术参数；结构；工作原理
［中图分类号］TU64 ［文献标志码］B ［文章编号］1001-554X（2019）01-0079-04
Overview of HLS240 concrete mixing building
XIN Hua-zhang，ZHANG Hui
从工作原理来讲，混凝土搅拌楼与混凝土搅拌站的最大区别在于砂石骨料上料方式的不同，即骨料是先提升再计量还是先计量后提升。

通俗地讲，混凝土搅拌站砂石骨料的储存和计量都在地面，在地面计量完以后再输送或提升到搅拌主楼上部的搅拌机进行搅拌；而混凝土搅拌楼的砂石骨料的储存和计量都在搅拌主楼的上部，是通过输送设备先将砂石骨料输送到主楼上部的骨料储存仓中储存，计量完以后可以直接投入搅拌机进行搅拌。

与混凝土搅拌站相比，由于混凝土搅拌楼的制造成本较高，所以目前国内的普及率还不是很高。

但是由于没有了骨料计量完后的输送时间，所以混凝土搅拌楼的生产效率更高，而且即使骨料输送设备发生故障，搅拌主楼仍然可以运行30min以上（运行时间与骨料储料仓容积大小相关），这对于混凝土的保供意义非常大。

再者由于结构形式和工作原理的不同，混凝土搅拌楼的环保性更好，运行成本更低。

鉴于混凝土搅拌楼的以上优点，根据客户的实际需求，成功开发了HLS240混凝土搅拌楼，实际运行使用效果良好，得到了用户的好评。

1 HLS240混凝土搅拌楼主要技术参数
见表1。

表1 HLS240混凝土搅拌楼主要技术参数
理论生产率/（m3/h）240
搅拌机公称容量/L4000
搅拌机功率/kW2×75
循环周期/s60
骨料最大粒径/mm≤80/60
骨料种类/种4
主楼骨料仓容积/m350×4
粉料仓容积/t300×4
斜皮带机输送能力/（t/h）800
风槽输送能力/（t/h）170
卸料高度/m 4.2
装机容量/kW≈267
骨料称量范围及精度/kg（0～5200）±2%水泥称量范围及精度/kg（0～2200）±1%
粉煤灰、矿粉称量范围及精
度/kg
（0～750）±1%水称量范围及精度/kg（0～1100）±1%外加剂称量范围及精度/kg（0～70）±1%
DOI:10.14189/ki.cm1981.2019.01.011
［收稿日期］2018-08-15
［通讯地址］信华章，江苏省无锡市华庄镇桑南村
产品结构
PRODUCTS & STRUCTURE
2 结构组成及工作原理 HLS240混凝土搅拌楼由骨料储供系统、粉料储供系统、计量系统、搅拌机、混凝土卸料斗、主
楼钢结构、气路系统、电气控制系统等8大部分组
成，如图1所示。

现就与搅拌站有区别的部分分别详述如下。

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111. 骨料上料仓 2. 水平皮带机 3. 斜皮带机 4. 粉料仓 5. 风槽 6. 旋转给料器 7. 主楼骨料仓
8. 计量系统 9. 搅拌机 10. 主钢结构 11. 混凝土卸料斗
图1 HLS240混凝土搅拌楼结构组成
2.1 骨料储供系统
骨料上料方式的不同是混凝土搅拌楼与混凝土搅拌站的最大区别。

骨料储供系统由地面上的4个骨料上料仓、水平皮带机、斜皮带机、旋转给料器及主楼骨料仓等组成。

骨料上料仓的地面以上为混凝土挡墙，地面以下是由钢板做成的带有气动卸料门的底仓。

与地面的4个骨料上料仓一一对应，主楼骨料仓也分成4个仓，下部也分别设有4个气动卸料门，向骨料计量斗供料。

主楼骨料仓直段部分的上部和下部设有检测物料料位的料位仪，用以检测骨料仓里料位的高低。

水平皮带机位于骨料上料仓下方。

旋转给料器由旋转料斗与支撑架组成，安装在主楼骨料仓顶部的中间位置，旋转料斗与支撑架之间均布有4套接近开关，以控制旋转料斗的启动与停止，旋转料斗可以旋转360°，以便给4个骨料仓供料。

旋转料斗的转速为6rpm 左右，注意不能太快，以便在需要停止的时候能够及时停下来。

工作原理：骨料经装载机分别上料到4个骨料上料仓中储存。

工作时，控制系统首先判断旋转给料器所处的主楼骨料仓的位置，将对应的骨料上料仓的底仓卸料门打开，将骨料卸料到水平皮带机，经水平皮带机输送到斜皮带机，再经斜皮带机输送给旋转料斗，进入对应的主楼骨料仓中储存。

当骨
料接触到主楼骨料仓的上部料位仪后，骨料上料仓的卸料门关闭，平皮带机和斜皮带机再运行一段时间，直到把皮带机上的全部骨料通过旋转料斗卸到主楼骨料仓中。

此时，旋转料斗旋转到下一个需要上料的主楼骨料仓，进入下一个上料循环。

需要特别注意的是，在确定主楼骨料仓上部料位仪安装位置时，需要考虑骨料上料仓的卸料门关闭以后，2条皮带机上的剩余骨料进入主楼骨料仓所占用的体积，既要防止骨料溢出，又不能浪费骨料仓的储存空间。

为了更准确地判断斜皮带机上的骨料是否输送完毕，以便对旋转料斗发出旋转指令，给下一个料仓上料，在斜皮带机的头部位置安装料位仪。

为了保险起见，在皮带机头部也可以加装摄像头来观察骨料的输送过程，手动控制旋转给料器的启动。

为了节约成本，地面骨料上料仓也可以设计成1个，即去掉水平皮带输送机，直接将上料仓放在斜皮带输送机的尾部。

不过在上料控制方面就不如4个仓上料那么智能化、方便，而且装载机的工作强度也要大一些，这里不再详述。

2.2 粉料储供系统
粉料储供系统由粉料仓和风槽组成。

粉料仓和搅拌站所用的粉料仓结构基本相同，唯一不同之
2019/01总第515期
处是下部出口直径更大，为600mm，所以不容易起拱，更容易下料，从而提高了粉料的输送效率。

风槽输送机由风盘、导料槽、气槽、透气层、手动闸阀、气动蝶阀、涡轮气泵、气管等组成（见图2）。

风槽通过风盘法兰直接与粉罐出口连接，中间没有手动阀门。

2个不同直径大小的气动蝶阀安装在风槽出口处。

风槽向下倾斜安装，即进料口位置高于出料口位置，向下倾斜角度一般在6°～12°之间，我们选用10°～12°，角度大，输送效率高。

由于风槽与粉罐出口直接相连，所以只要粉罐里面有水泥等粉料，风盘里就充满粉料。

需要工作时，2个气动蝶阀全部打开，然后涡轮风机启动，通过气管向气槽给气，有一定压力（4～5.5kPa）的气体透过透气层吹动透气层上的粉料向下、向前运动，经过气动蝶阀进入粉料计量斗进行计量。

当达到粉料称所设定目标值的85%~90%时（可根据实际情况进行调整），大直径蝶阀关闭，小直径蝶阀进行精计量。

达到设定的目标值后，小蝶阀和风机同时关闭。

关闭时间的设置同样需要考虑落差值。

经实际使用效果来看，风槽输送比螺旋输送具有输送效率高、送料均匀、计量精度高、能耗低（仅为螺旋输送机的1/8）、易于改变输送方向等优点，而且主体部分无转动部件，更便于维护，大大节约了维护、使用成本。

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1. 涡轮气泵
2. 风盘
3. 手动闸阀
4. 导料槽
5. 气槽
6. 透气层
7. 气管
8. 气动蝶阀
图2 风槽输送机结构组成
2.3 计量系统
计量系统由砂石计量装置、粉料计量装置、水和外加剂计量装置3部分组成，安装在搅拌主机上部的计量层平台上，即主楼骨料仓的下部。

砂石计量装置又包括砂计量装置和石计量装置，分别用来计量砂子和石子，计量方式为累加计量。

需要计量时，主楼骨料仓下部的卸料门打开，投料到骨料计量斗进行计量，达到设定的目标值后卸料门关闭。

当计量斗需要向搅拌主机投料时，计量斗卸料门打开，直接向主机投料，这样就节约了皮带机输送所延误的一部分时间，生产效率可提高10%以上。

粉料计量装置包括水泥计量装置和粉煤灰、矿粉计量装置，分别用来计量水泥、粉煤灰和矿粉。

其中水泥计量为单独计量，粉煤灰和矿粉为累加计量。

由于输送方式是采用风槽输送，所以计量时间和计量精度可完全控制在国家标准要求范围之内。

水、外加剂计量系统由储液箱、水计量装置、外加剂计量装置、水泵、外加剂泵、水、外加剂用气动蝶阀、液位计、传感器及管路附件等组成，如图3所示。

与大多数搅拌站不同的是，混凝土搅拌楼在计量层设置有储液箱，分别用来储存水和外加剂，既可以节约计量时间，又可以提高计量精度，同时还避免了2种泵的频繁启动，延长了泵的使用寿命。

气动蝶阀安装在储液箱下部的出水管路上。

液位计安装在储液箱内部的上、下位，用来检测液位高、低，从而控制水泵、外加剂泵的启停。

首先水泵、外加剂泵工作，分别向对应的储液箱供水和外加剂。

当水位上升接触到高位液位计时，泵停止工作。

水位下降到低位液位计检测不到时，泵开始工作。

需要计量时，气动蝶阀打开，水和外加剂分别
进入各自的计量斗进行计量。

达到设定的目标值以后，气动蝶阀关闭。

气动蝶阀关闭时间的确定同样需要考虑落差值。

如果实际需要，要求计量精度更高，可分别在水和外加剂储箱的底部加设精计量管路，这里不再详述。

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1. 储液箱
2. 上外加剂管
3. 上水管
4. 放外加剂管
5. 气动蝶阀
6. 外加剂计量斗
7. 称重传感器
8. 放水管 9. 气动蝶阀 10. 水计量斗
图3 水、外加剂计量系统结构组成
2.4 混凝土卸料斗
目前国内使用的混凝土卸料斗按功能可分为带卸料门和不带卸料门两种。

不带卸料门的卸料斗只起一个过渡卸料的作用。

带卸料门的不仅具有暂存混凝土的功能，提高生产效率，同时可以通过调节卸料口的开度大小以控制混凝土卸料的速度，避免了卸料速度太快，混凝土从搅拌车进料口溢出，不但浪费混凝土，而且污染搅拌车筒体，增加清洗成本。

HLS240混凝土搅拌楼所采用的就是带卸料门的混凝土卸料斗。

卸料斗的有效容积大于4m3。

2.5 主楼钢结构
主楼钢结构为拼装式结构，由支腿、立柱、斜撑、搅拌层、计量层、主楼骨料仓支撑、走台围栏等组成。

其中支撑搅拌层的支腿受力最大，选用377×9的钢管，搅拌层主梁选用400×200的H型钢，计量层平台选用300×200的H型钢，搅拌层立柱和主楼骨料仓支撑选用325×9的钢管，支腿斜撑选用168×6的钢管。

材质均为Q235-A，钢管均为焊接钢管。

经有限元分析和实际运行使用，钢结构强度和稳定性均达到设计要求。

搅拌楼的电气控制系统虽然与搅拌站的控制原理不同，但也比较容易实现，气路系统与搅拌站也是大同小异，而搅拌机与搅拌站的完全相同，这里不再详述。

3 结束语
综上所述，该混凝土搅拌楼与传统混凝土搅拌站相比：第一，由于地面骨料仓与主楼骨料仓数量相同，为一一对应关系，所以骨料储供更加自动化，不需要单独操作，而且效率更高；第二，粉料计量输送采用风槽，粉料起拱的概率大大降低，粉料的输送更加均匀，计量精度更容易保证，而且在同等长度下，风槽输送所需要的功率仅为螺旋输送机功率的1/5，有效降低了能耗；第三，由于骨料储存在计量层上方，骨料计量完后无需再输送，节约了骨料输送时间，所以生产效率更高；第四，主楼上部设置了储存水和外加剂的装置，水和外加剂的上料计量方式发生了改变，计量精度更容易保证，而且避免了水泵和外加剂泵的频繁启动，延长了使用寿命；第五，混凝土卸料斗带有卸料门，既可以储存混凝土，又可以控制混凝土的卸料速度，不仅提高了生产效率，而且可以防止由于卸料太快导致混凝土搅拌车内混凝土的溢出问题；第六，环保性能更加优越，搅拌楼本身的结构设计决定了它的全封装结构对外界无法造成污染。

根据用户反馈和在使用过程的跟踪情况来看，该混凝土搅拌楼达到甚至超出了预期的效果，得到了用户的好评，目前已经在贵州、安徽、江苏等省份得到推广应用。

随着混凝土搅拌设备不断向环保、节能、大型化方向发展，HLS240混凝土搅拌楼的市场前景将越来越广。

［参考文献］
［1］G B/T10171-2016. 建筑施工机械与设备混凝土搅拌站（楼）［S］.
［2］GB/T9142-2000. 混凝土搅拌机［S］.
［3］GB/T7920.4. 混凝土机械术语［S
］.
［4］GB14902-2012. 预拌混凝土［S］.
［5］GB/T10595. 带式输送机［S］.。