穩(wěn)定土廠拌設(shè)備計量的精度由水泥計量精度決定,而穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的水泥供給直接影響到水泥計量精度和供料的穩(wěn)定性,并決定攪拌后成品料的質(zhì)量,水泥含量少的位置會出現(xiàn)強度不足;水泥含量多的位置又會造成裂縫增加。
從經(jīng)濟性看,每噸成品料中所含水泥只有5%左右,但其價值卻高于其他95%骨料價值總和,因此水泥供給系統(tǒng)是評價穩(wěn)定土廠拌設(shè)備性能的關(guān)鍵所在。提高水泥計量的精度不僅是用戶保證成品質(zhì)量、控制生產(chǎn)成本的有效手段,也是穩(wěn)定土廠拌設(shè)備制造商所追求的目標(biāo)之一。
1、水泥計量方式介紹
穩(wěn)定土廠拌設(shè)備是一種強制式連續(xù)攪拌設(shè)備,其工作原理決定了骨料、水泥和水等物料的計量必須是一種動態(tài)連續(xù)的計量。按計量方式,水泥計量有以下3種:
?。?)容積計量法。
采用螺旋輸送機或葉輪給料機對水泥進行輸送和計量,通過改變驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)整水泥的輸送量。由于缺少直觀顯示,水泥輸送量的設(shè)定和調(diào)整非常麻煩,只能依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場稱量進行標(biāo)定。水泥受環(huán)境因素的影響,其密度和流量計經(jīng)常發(fā)生變化,造成水泥有時超差較大且不易發(fā)現(xiàn),計量精度不穩(wěn)定,水泥浪費嚴(yán)重。
?。?)減量稱重法。
在水泥倉出口處裝有給料蝶閥,下面與水泥計量斗相連,水泥計量斗由3-4個傳感器掛在水泥倉上,下面裝有可調(diào)速的螺旋輸送機。當(dāng)微機發(fā)出給料指令時,蝶閥打開,向水泥稱量斗里加水泥,同時進行稱重采樣。當(dāng)稱時斗中的水泥達到上料位時,微機發(fā)出指令,關(guān)閉蝶閥,讀出料斗和物料的總重,并啟動螺旋輸送機配料。隨著水泥的輸出,稱重傳感器的檢測值不斷減小,當(dāng)水泥到達下料位時,蝶沿革打開,開始加料。在加料的過程中,螺旋機以加料前一刻的速度繼續(xù)供料,直到水泥到達上料位。在水泥輸送過程中,微機將檢測值與設(shè)定值進行比較,調(diào)節(jié)螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速來控制水泥的計量精度,其計量精度高,且不受環(huán)境干擾。為了減少水泥加料對計量精度的影響,可在水泥倉和計量斗之間增加水泥儲料斗,當(dāng)水泥計量斗中的水泥達到最小量時,將儲料斗中的水泥瞬間加入,可大大縮短加料時間,提高計量精度。
?。?)螺旋連續(xù)稱量法。
采用螺旋電子秤對水泥進行輸送和計量。在螺旋輸送機的計量段上面裝有稱重傳感器,當(dāng)水泥流經(jīng)計量段時,傳感器將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為電信號輸送給控制計算機與設(shè)定值進行比較,并發(fā)出電信號調(diào)整電機轉(zhuǎn)速經(jīng)調(diào)整水泥輸送量,其計量精度可達1%。在水泥倉和螺旋電子秤之間增加送料螺旋或葉輪給料機,較好地控制了水泥流量的穩(wěn)定性。
2、水泥計量準(zhǔn)確性分析
目前穩(wěn)定土廠拌設(shè)備所配置的水泥計量系統(tǒng)多采用稱重計量方式,容積計量方式正逐漸被淘汰。常用的計量系統(tǒng)主要有螺旋連續(xù)稱重和減量秤稱重。
2.1減量秤稱重
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減量秤的結(jié)構(gòu)如圖1。從結(jié)構(gòu)上看,水泥稱量斗的容積有限,在生產(chǎn)中有一個補充物料的過程,稱重傳感器不能檢測稱量斗重量的減少速率,因此系統(tǒng)在加料過程中把出料螺旋(葉輪)的電機轉(zhuǎn)速鎖定在加料前那一時刻的電機轉(zhuǎn)速上。此時減量秤稱重系統(tǒng)恒速出料,實際上是個容積式加料系統(tǒng)。容積式加料系統(tǒng)加料穩(wěn)定的條件是所出物料的容重不變,這就要求料倉底部物料所受壓力不變。然而補充物料是把物料從料倉下限位加到料倉上限位的過程,隨著料倉中的水泥不斷增加,出料口物料的壓力也在增大,從而改變了物料的容重。因此在出料電機轉(zhuǎn)速按料倉中物料最少時設(shè)定的情況下,加料過程中系統(tǒng)的實際出料量會不斷增加。停止加料后,稱重傳感器重新檢測料倉重量的減少速率,控制器重新調(diào)整出料電機轉(zhuǎn)速直到出料量重新穩(wěn)定在控制范圍之內(nèi)。從上述分析可以看出,減量秤控制是一個調(diào)整→穩(wěn)定→加料→調(diào)整→穩(wěn)定的循環(huán)過程。
從以上分析可以看出,影響減量秤稱重系統(tǒng)出料穩(wěn)定性的主要因素是稱重斗補充物料的時間占整個稱量斗物料輸出總時間的百分比。這一數(shù)值越小,則在一個控制循環(huán)中加料和調(diào)整的時間就越少,穩(wěn)定出料的時間就越多,有利于整體出料的穩(wěn)定。
2.2螺旋電子秤稱重
目前國內(nèi)的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備水泥稱量系統(tǒng)大部分采用螺旋電子秤稱量系統(tǒng),其構(gòu)造如圖2所示。上面的螺旋送料器稱為送料螺旋,下面的稱為計量螺旋送料螺旋可以緩沖落料沖擊,將水泥平穩(wěn)地送入計量螺旋。計量螺旋上傳感器將所采集到的重量信號反饋到控制系統(tǒng),通過比較處理后發(fā)出指令,使給送料螺旋上的調(diào)速電機,以控制水泥的流量,使其保持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi),實現(xiàn)水泥的計量。其瞬時給料量Qt由下式?jīng)Q定:
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從上式可見,瞬時給料量Q1的準(zhǔn)確度完全取決于負(fù)荷qt和物料流速Vt的測量精度?,F(xiàn)有螺旋電子秤中掛在拉力傳感器下的計量螺旋均采用恒速運行,把螺旋轉(zhuǎn)速視為常數(shù),即沒有測速或速度補償環(huán)節(jié)。但實際上由于電網(wǎng)頻率、電壓和負(fù)荷的變化,螺旋轉(zhuǎn)速并非恒定不變。另外由于螺旋葉片與管壁之間的間隙,造成
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