混凝土搅拌站配料系统和控制方式的改进设计及设备整体优化

辉宏通过调研混凝土搅拌站物料配料数据，统计配料超差数据，分析混凝土搅拌站物料配料时超差原因，针对配料精度的影响因素，从配料精度提升的具体措施，配料系统各组成系统的改进方案、配料控制方法，配料系统硬件设备等方面来探讨混凝土搅拌站配料系统和控制方式的改进设计及设备整体优化，能够在较短的时间内实现配料精度大幅提升。
混凝土搅拌设备在生产时经常出现的物料超差，不仅造成了一定的材料浪费和经济损失，也给施工单位的工作带来一定的难度。所以，采取具体的方案对现有混凝土搅拌站设备结构进行设计改进、优化配置参数和完善系统功能，不仅可以有效提高物料的配料精度和准确率，更能节约资源、提高工程质量。结合实际工作需要，对混凝土搅拌站的配料系统和控制系统的设计改进提出以下方案。
一、混凝土搅拌站各组成系统优化方案
1、骨料配料系统改进方案
料斗斗体设计优化，使斗体斜面角度突破砂石料骨料的休止角45°（参考湿砂参数），斗体四面角度均＞50°，并在砂仓上成对安装振动破拱装置，以避免骨料在料斗内起拱，下料不畅，影响骨料配料精度。
料斗斗口设计优化，充分考虑物料起拱和石子卡门情况，采用减压式料口和大间隙大斗门结构设计料口和料门结构，本料口结构减小了整个料斗中物料对料口处的压力，避免物料压实起拱，大间隙大斗门结构利用骨料的休止角和橡胶件共同作用封闭料口，如果料门发卡时，骨料从大间隙漏下。采用减压式料口和大间隙大斗门结构设计料口和料门结构，能有效的防止料门卡门，保证料门正常开启和关闭，提高配料精度。
料门设置机械调节机构，可调节料门开口大小，调节骨料流量，可提高流动性较好且每方用量较少的骨料配料精度。
料门开关门速度调节，通过在气缸上安装调节阀，控制气缸伸出及缩回速度，使料门慢开快关，通过系统控制，在配料时可以精确的补料，提高骨料配料精度。
2、粉料配料系统改进方案
粉料输送由传统单一螺旋喂料改为采用精确螺旋（子母螺旋）喂料，通过子螺旋的二次输送配料，大幅提升粉料的配料精度。通过控制系统合理的参数设置，在初始配料时，子螺旋和母螺旋同时启动工作，称量值达到设定目标值的一定比例后，母螺旋停止工作，子螺旋继续转动，将子母螺旋间存储的物料以更小的输送量输送到粉称量斗中。根据现有高速铁路用搅拌站的粉料用量，通过大量的实践应用，将子螺旋的输送量设计为0.5～1.0kg/s，即可满足粉料配料精度的要求。如某种粉料的单方配料用量较少，可以对子螺旋进行点动控制，进一步提高配料精度。
3、水、外加剂计量精度提升改进方案
水、外加剂的配料采用大给、小给以及点动配料方式，通过储液装置的二次精计量配料，大幅提升水、外加剂的配料精度。通过控制系统合理的参数设置，在初始配料时，输送水或外加剂的泵及储液装置的精确配料阀门同时启动工作，称量值达到设定目标值的一定比例后，泵停止工作，储液装置的精确配料阀门继续开启，将储液装置存储的液体物料以更小的输送量输送到水或外加剂称量斗中。根据现有高速铁路用搅拌站的水、外加剂用量多少不同，储液装置配置通径大小不同的精确给料阀门，可满足配料在3kg以上液体配料精度的要求。如某种外加剂的单方配料用量较少，可以对储液装置的精确配料阀门进行点动控制，进一步提高配料精度。

4、采用合理方式解决正负压问题
搅拌过程中，当物料投入搅拌器时，主机系统内为正压，粉料计量斗内为负压，使得粉料称量斗底部阀门的上下压力不均衡（下面是正压，上面是负压），主机内含尘气体对粉料称量斗产生向上的推力，导致粉料计量斗的称量值比实际值偏小，造成配料误差，并增加粉料（水泥、粉煤灰和矿粉等）用量。主机搅拌后卸料时，主机系统内为负压，而螺旋机输送粉料时，粉料称量斗内为正压，粉料计量斗内含尘气体对粉料称量斗产生向下的压力，使粉料计量斗的称量值偏大，造成配料误差，并少用了粉料。

主楼安放箱体式重力除尘装置，利用箱体来收集粉尘，粉尘依靠自身的重量沉降，箱体实质上是一个重力沉降，通过在箱体侧面配置一片除尘滤布，可以对箱体内的含尘气体进行过滤排放，同时也可以与大气交换气体，缓解除尘箱体内的气体压力，以消除搅拌机进料和卸料时产生的正负压问题。箱体侧面通过弯管与粉料称连接，以消除粉料称量斗进料和卸料时产生的正负压问题。通过除尘装置，使粉料称量斗、主机相连通，并通过除尘装置滤布与大气相通，使主机内气压和粉料计量斗内气压平衡，不会产生正负压，不对粉料配料精度产生影响。
5、配料秤提升改进方案
适当选用非线性误差、重复性误差、滞后性误差都很小的高精度称重传感器。保证各点传感器受力均衡，避免受侧向力或受扭。控制系统的配料控制方式及算法进行优化方案。系统上能够实现智能点动补秤及扣秤算法。砂石含水率可随机调整，系统自动完成加减水功能。操作台无按钮设计，结构简单化，零几率误操作设计。 

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