一種輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置及其自動(dòng)控制方法與流程

本發(fā)明涉及建筑機(jī)械領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置及其自動(dòng)控制方法。

背景技術(shù)：

輕質(zhì)土(泡沫混凝土)是通過(guò)發(fā)泡系統(tǒng)用機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經(jīng)過(guò)泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料。輕質(zhì)土的干體積密度相當(dāng)于普通水泥混凝土的1/5～1/8，可減輕建筑物整體載荷；輕質(zhì)土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對(duì)沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用；現(xiàn)澆輕質(zhì)土吸水性小，相對(duì)獨(dú)立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

現(xiàn)有輕質(zhì)土生產(chǎn)專用設(shè)備中泡沫系統(tǒng)、水泥漿混合輸送系統(tǒng)、輕質(zhì)土混合系統(tǒng)做成整機(jī)，再將混合后的輕質(zhì)土遠(yuǎn)距離輸送至澆筑施工場(chǎng)地。

水泥漿輸送泵輸出壓力要和泡沫發(fā)生器輸出壓力相等，輕質(zhì)土的輸出能力由兩個(gè)系統(tǒng)共同控制，市場(chǎng)上最先進(jìn)的泡沫發(fā)生器前端壓力不能超過(guò)0.7mpa，泡沫發(fā)生器后端只能達(dá)到的最大壓力為0.6mpa，而水泥漿輸送泵輸送壓力基本選用1.2mpa，輕質(zhì)土的輸送能力由發(fā)泡系統(tǒng)控制。因同一工地澆注管的轉(zhuǎn)移，有時(shí)需要噴淋，工況壓力隨時(shí)會(huì)變動(dòng)，水泥漿輸送泵采用容積泵，輸出壓力由工況決定，可隨時(shí)變動(dòng)，不受工況影響，泡沫發(fā)生器輸出壓力變動(dòng)有滯后性，容易引起水泥漿進(jìn)入發(fā)泡系統(tǒng)，堵塞管道、泡沫發(fā)生器，澆筑壓力的微變，能引起發(fā)泡系統(tǒng)流量的巨變，使發(fā)泡系統(tǒng)很不穩(wěn)定。因輕質(zhì)土在輸送管道長(zhǎng)距離輸送，壓力隨管道變化，泡沫和水泥漿有相對(duì)移動(dòng)、摩擦，輕質(zhì)土消泡大，泡、漿分層現(xiàn)象嚴(yán)重。

并且，利用傳統(tǒng)的輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置生產(chǎn)所需濕容重的輕質(zhì)土?xí)r，往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，誤差大，耗時(shí)久，采用自動(dòng)控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，濕容重控制很不穩(wěn)定，容重誤差大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種輕質(zhì)土容重控制穩(wěn)定、產(chǎn)能大、輸送距離遠(yuǎn)，且輕質(zhì)土泡、漿混合均勻的輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置，目的之二是提供一種輕質(zhì)土生產(chǎn)的自動(dòng)控制方法。

本發(fā)明可以通過(guò)采取以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置，包括水泥漿拌合裝置、水泥漿泵送裝置、泡沫發(fā)生裝置、輕質(zhì)土混合器，所述水泥漿拌合裝置的出料口與所述水泥漿泵送裝置的進(jìn)料口連接，所述水泥漿泵送裝置的出料口通過(guò)第一輸送管道與輕質(zhì)土混合器連接，所述泡沫發(fā)生裝置的出料口通過(guò)第二輸送管道與輕質(zhì)土混合器連接，所述輕質(zhì)土混合器設(shè)置于澆筑施工場(chǎng)地。

優(yōu)選地，所述第一輸送管道、第二輸送管道的最大長(zhǎng)度為1000米。

優(yōu)選地，所述泡沫發(fā)生裝置包括泡沫發(fā)生器、壓縮空氣發(fā)生裝置、稀釋液自動(dòng)配料裝置，所述壓縮空氣發(fā)生裝置和稀釋液自動(dòng)配料裝置的出料口均與泡沫發(fā)生器前端連通，所述泡沫發(fā)生器的后端與第二輸送管道連通。

優(yōu)選地，所述稀釋液自動(dòng)配料裝置包括一可外接發(fā)泡劑儲(chǔ)罐和水源的稀釋液儲(chǔ)罐。

優(yōu)選地，所述稀釋液儲(chǔ)罐的出料口依次通過(guò)一多級(jí)離心泵、稀釋液流量計(jì)量、流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與泡沫發(fā)生器前端連通。

優(yōu)選地，所述壓縮空氣發(fā)生裝置包括一空壓機(jī)和與空壓機(jī)相連接的空氣儲(chǔ)罐，所述空氣儲(chǔ)罐的出料口依次通過(guò)減壓穩(wěn)壓閥、電動(dòng)控制開關(guān)、管道緩沖器、空氣流量計(jì)量、流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與所述泡沫發(fā)生器的前端連通。

優(yōu)選地，所述水泥漿泵送裝置為一螺桿泵，所述第一輸送管道安裝電磁流量計(jì)。

優(yōu)選地，所述輕質(zhì)土混合器為管道式靜態(tài)混合器，其底部設(shè)有若干萬(wàn)向輪。

一種利用上述的一種輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置的自動(dòng)控制方法，包括以下步驟：

步驟1：檢測(cè)或計(jì)算水泥漿拌合裝置內(nèi)的水泥漿密度、泡沫發(fā)生裝置內(nèi)的稀釋液的發(fā)泡倍率、稀釋液密度；

步驟2：檢測(cè)水泥漿泵送裝置所輸出的水泥漿流量；

步驟3：根據(jù)如下關(guān)系換算得到稀釋液流量：

稀釋液流量＝[(水泥漿密度-濕容重)/(濕容重-泡沫密度)]*水泥漿流量/發(fā)泡倍率；

步驟4：根據(jù)如下關(guān)系換算得到空氣流量：

空氣流量＝稀釋液流量*(發(fā)泡倍率-1)；

步驟5：調(diào)整泡沫發(fā)生裝置中輸入輕質(zhì)土混合器的稀釋液流量和空氣流量，使其等同于步驟3、步驟4所得到的數(shù)值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是：將輕質(zhì)土混合器設(shè)置在澆筑施工場(chǎng)地，輕質(zhì)土現(xiàn)場(chǎng)混合、澆注，沒(méi)有長(zhǎng)距離輸送，輕質(zhì)土基本沒(méi)有消泡，混合更均勻，氣泡大小也更均勻，容重誤差小；通過(guò)設(shè)置第二輸送管道，控制泡沫發(fā)生器的后端壓力穩(wěn)定，使得現(xiàn)場(chǎng)澆筑壓力的變化不會(huì)引起發(fā)泡系統(tǒng)不穩(wěn)定，避免了水泥漿進(jìn)入發(fā)泡系統(tǒng)，堵塞管道、泡沫發(fā)生器；通過(guò)設(shè)置管道緩沖器，控制泡沫發(fā)生器的前端壓力穩(wěn)定，使得泡沫系統(tǒng)穩(wěn)定輸出。

利用輕質(zhì)土生產(chǎn)的自動(dòng)控制方法，可以根據(jù)輕質(zhì)土施工工藝確定的輕質(zhì)土濕容重、水泥漿密度、發(fā)泡倍率等參數(shù)，換算得出泡沫發(fā)生裝置的稀釋液流量和空氣流量。通過(guò)調(diào)整前端的稀釋液流量、空氣流量，即可得到所需的輕質(zhì)土濕容重，方便快捷，精確度高、控制程度高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置的工藝流程圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

10-水泥漿拌合裝置，20-螺桿泵，21-第一輸送管道，30-泡沫發(fā)生裝置，31-第二輸送管道，32-泡沫發(fā)生器，33-發(fā)泡劑儲(chǔ)罐，34-水源，35-稀釋液儲(chǔ)罐，36-第三輸送管道，37-第四輸送管道，38-多級(jí)離心泵，39-空壓機(jī)，40-空氣儲(chǔ)罐，41-減壓穩(wěn)壓閥，42-管道緩沖器，50-輕質(zhì)土混合器。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件；本說(shuō)明書所使用的術(shù)語(yǔ)“固定”、“連接”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”以及類似表述只是為了說(shuō)明的目的；本說(shuō)明書所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合；本發(fā)明所用第一、第二等只是為了方便編號(hào)而設(shè)置，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量，由此，限定有第一、第二的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。

本說(shuō)明書附圖中省略了電線、氣管、皮帶等，具體根據(jù)實(shí)施例中的實(shí)際情況而定。

本發(fā)明提出一種水泥漿下料裝置。

如圖1-2所示，一種輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置，包括水泥漿拌合裝置10、水泥漿泵送裝置、泡沫發(fā)生裝置30、輕質(zhì)土混合器50，水泥漿拌合裝置10的出料口與水泥漿泵送裝置的進(jìn)料口連接，水泥漿泵送裝置的出料口通過(guò)第一輸送管道21與輕質(zhì)土混合器50連接，泡沫發(fā)生裝置30的出料口通過(guò)第二輸送管道31與輕質(zhì)土混合器50連接，輕質(zhì)土混合器50設(shè)置于澆筑施工場(chǎng)地。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，輕質(zhì)土混合器50位一管道式靜態(tài)混合器，水泥漿泵送裝置為容積泵，優(yōu)選為螺桿泵20；水泥漿拌合裝置10包括水泥漿自動(dòng)配料系統(tǒng)與攪拌系統(tǒng)。第一輸送管道、第二輸送管道的最大長(zhǎng)度為1000米，可根據(jù)施工需要進(jìn)行設(shè)定，且第一輸送管道上安裝有電磁流量計(jì)。

具體地，泡沫發(fā)生裝置30包括泡沫發(fā)生器32、壓縮空氣發(fā)生裝置、稀釋液自動(dòng)配料裝置，壓縮空氣發(fā)生裝置和稀釋液自動(dòng)配料裝置的輸出端均與泡沫發(fā)生器32前端連通，泡沫發(fā)生器32的后端與第二輸送管道31連通。泡沫發(fā)生器32前端即入料端，后端即出料端。

進(jìn)一步地，稀釋液自動(dòng)配料裝置包括稀釋液儲(chǔ)罐35、第三輸送管道36、第四輸送管道37，第三輸送管道36的一端用于連接發(fā)泡劑儲(chǔ)罐33，發(fā)泡劑由蠕動(dòng)泵通過(guò)第三輸送管道36輸送至稀釋液儲(chǔ)罐35；第四輸送管道37的一端用于連接水源，水由潛水泵或離心泵通過(guò)第四輸送管道37輸送至稀釋液儲(chǔ)罐35內(nèi)。第四輸送管道37上安裝有流量計(jì)。稀釋液儲(chǔ)罐35的出料口與泡沫發(fā)生器32前端連通。蠕動(dòng)泵、潛水泵或離心泵等的啟動(dòng)開關(guān)均與一控制裝置電性連接。根據(jù)需要，往稀釋液儲(chǔ)罐35內(nèi)泵入設(shè)定量的水、發(fā)泡劑，進(jìn)行混合攪拌。

發(fā)泡劑儲(chǔ)罐33可以與稀釋液儲(chǔ)罐35通過(guò)第三輸送管道36固定設(shè)置，也可以可分離設(shè)置。該發(fā)泡劑儲(chǔ)罐33為一發(fā)泡劑桶。

壓縮空氣發(fā)生裝置包括一空壓機(jī)39和與空壓機(jī)39相連接的空氣儲(chǔ)罐40，空氣儲(chǔ)罐40的出口與泡沫發(fā)生器32的前端連通。

進(jìn)一步地，稀釋液儲(chǔ)罐35的出料口依次通過(guò)一多級(jí)離心泵38、稀釋液流量計(jì)量、流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與泡沫發(fā)生器32前端連通，流量和壓力是曲線關(guān)系，同時(shí)泡沫發(fā)生器32后端壓力受工況變化很小，使得流量穩(wěn)定控制容易實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，在空氣儲(chǔ)罐40的出口依次通過(guò)減壓穩(wěn)壓閥41、電動(dòng)控制開關(guān)、管道緩沖器(圖中未示出)、空氣流量計(jì)量、流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與泡沫發(fā)生器32的前端連通。隨著壓力的輸進(jìn)或輸出，空氣儲(chǔ)罐40內(nèi)的壓力會(huì)緩慢升高或降低。在空氣儲(chǔ)罐40的壓縮空氣出口接減壓穩(wěn)壓閥41，減壓穩(wěn)壓閥41是穩(wěn)壓力不能穩(wěn)流量，管道空氣流量不穩(wěn)定，流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的空氣調(diào)節(jié)閥需自動(dòng)調(diào)節(jié)，空氣調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)使管道壓力微變，使減壓穩(wěn)壓閥41空氣流量巨變，調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)反而加大了發(fā)泡系統(tǒng)的不穩(wěn)定，從而會(huì)使泡沫發(fā)生器32工況也不穩(wěn)定。本發(fā)明在減壓穩(wěn)壓閥41后接了管道緩沖器，能使減壓穩(wěn)壓閥41流量不穩(wěn)定不影響后端流量穩(wěn)定，能使調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣體流量時(shí)前端壓力穩(wěn)定，從而使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)控制相對(duì)容易。優(yōu)選地，在空氣儲(chǔ)罐40連接至泡沫發(fā)生器32前端的管路上還設(shè)置有手動(dòng)控制閥，其中，手動(dòng)控制閥用以在自動(dòng)調(diào)節(jié)閥失效后，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)控制。

輕質(zhì)土混合器50的底部設(shè)有若干萬(wàn)向輪，使得其能夠在澆筑施工場(chǎng)地根據(jù)需要進(jìn)行移動(dòng)。

本發(fā)明還提供一種利用該輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置的自動(dòng)控制方法，根據(jù)水泥漿流量和設(shè)定的輕質(zhì)土的濕容重對(duì)泡沫發(fā)生裝置的空氣流量和稀釋液流量進(jìn)行控制。

其具體步驟如下：

步驟1：檢測(cè)或計(jì)算水泥漿拌合裝置內(nèi)的水泥漿密度、泡沫發(fā)生裝置內(nèi)的稀釋液的發(fā)泡倍率、稀釋液密度；

步驟2：檢測(cè)水泥漿泵送裝置所輸出的水泥漿流量；

步驟3：根據(jù)如下關(guān)系換算得到稀釋液流量：

稀釋液流量＝[(水泥漿密度-濕容重)/(濕容重-泡沫密度)]*水泥漿流量/發(fā)泡倍率；

步驟4：根據(jù)如下關(guān)系換算得到空氣流量：

空氣流量＝稀釋液流量*(發(fā)泡倍率-1)；

其中，通過(guò)發(fā)泡劑性能及輕質(zhì)土施工工藝確定稀釋液的發(fā)泡倍率、稀釋液密度。水泥漿由水泥、粉煤灰、水等組成，水泥漿密度＝(水泥重量+水重量+粉煤灰重量)/[水泥重量/水泥密度+水重量/水密度+粉煤灰重量/粉煤灰密度]。水泥漿密度根據(jù)不同配比可參照該公式進(jìn)行換算。

步驟3、4中的公式推導(dǎo)如下：

濕容重為1立方輕質(zhì)土質(zhì)量，單位為kg/m³；所有物料流量單位為m³/h，物料密度單位為kg/m³，公式中物料重量指1小時(shí)物料的重量。

公式①：濕容重＝(水泥漿重量+泡沫重量)÷輕質(zhì)土流量；

公式②：輕質(zhì)土流量＝水泥漿流量+泡沫流量；

由公式①、②得出公式③：

濕容重＝(水泥漿重量+泡沫重量)÷(水泥漿流量+泡沫流量)；

公式④：水泥漿重量＝水泥漿流量×水泥漿密度；

公式⑤：泡沫重量＝泡沫密度×泡沫流量；

由公式③、④、⑤得出公式⑥：

泡沫流量＝(水泥漿密度-濕容重)÷(濕容重-泡沫密度)×水泥漿流量；

公式⑦：稀釋液流量＝泡沫流量÷發(fā)泡倍率；

由公式⑥、⑦可得如下公式一和公式二：

公式一：稀釋液流量＝[(水泥漿密度-濕容重)÷(濕容重-泡沫密度)]*水泥漿流量÷發(fā)泡倍率；

公式二：空氣流量＝稀釋液流量*(發(fā)泡倍率-1)。

其中，發(fā)泡劑與水混合后為稀釋液，稀釋液與空氣通過(guò)泡沫發(fā)生器后生成的為泡沫。發(fā)泡倍率是指氣泡群與稀釋液的體積比，而氣泡群是指稀釋液產(chǎn)生的氣泡群體。

該自動(dòng)控制方法應(yīng)用于之前所述的輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置，使得該輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置為自動(dòng)控制，其中，輕質(zhì)土的濕容重為輸入值，水泥漿流量為檢測(cè)值，發(fā)泡倍率為輸入值，稀釋液密度為輸入值，根據(jù)控制裝置的自動(dòng)換算，即可得出所需的稀釋液流量和空氣流量，并且這兩個(gè)流量可根據(jù)相應(yīng)管道上的控制閥和流量計(jì)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明中，水泥漿泵送裝置的輸出壓力不需與泡沫發(fā)生器32輸出壓力相等，輕質(zhì)土的輸送能力基本上由水泥漿泵送裝置控制，該水泥漿泵送裝置的輸送壓力選用1.2mpa，輸送能力就有1.2mpa，水泥漿流量穩(wěn)定，不受工況壓力變化。泡沫輸送壓力損失小，泡沫發(fā)生器32前端最大壓力選用0.6mpa左右，能滿足各種工況。因同一工地澆注管的轉(zhuǎn)移、有時(shí)需要噴淋，工況壓力隨時(shí)會(huì)變動(dòng)，水泥漿泵送裝置采用容積泵，輸出壓力由工況決定，可隨時(shí)變動(dòng)，不受工況影響。氣泡群在第二輸送管道中的壓力損失小，同時(shí)對(duì)于澆注壓力的微變，第二輸送管道起到壓力變化緩沖作用，澆注系統(tǒng)的變化不會(huì)引起發(fā)泡系統(tǒng)不穩(wěn)定，輕質(zhì)土混合器50中的泡沫壓力微大于水泥漿口壓力，水泥漿不會(huì)進(jìn)入第二輸送管道。輕質(zhì)土現(xiàn)場(chǎng)混合、澆注，沒(méi)有長(zhǎng)距離輸送，輕質(zhì)土基本沒(méi)有消泡，混合更均勻，氣泡大小也更均勻。并且結(jié)合本發(fā)明提供的自動(dòng)控制方法，相比于傳統(tǒng)工藝輕質(zhì)土容重誤差大于15％，本發(fā)明提供的輕質(zhì)土生產(chǎn)裝置能夠使得輕質(zhì)土的容重誤差控制在5％以內(nèi)。

結(jié)合較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。