搅拌站中液体外加剂精确计量系统设计

搅拌站中液体外加剂精确计量系统设计

【摘 要】高铁对混凝土配方中液体外加剂的用量有时较少，精度要求还很高，要求控制在±1%，且要求每一盘的精度均需达标。本文设计了一套精确的外加剂计量系统，该系统包括粗计量管路和精计量管路，在两套管路上增加电动阀门，通过单片机控制阀门的开关，并在精计量管路上增加球阀，可手动调节精计量的落差值，使外加剂的计量精度达到设定要求。

【关键词】外加剂；落差值；计量精度

0 引言

混凝土搅拌站是将水泥、骨料、水、外加剂、掺合料等物料按照混凝土配比要求进行计量，然后经搅拌机搅拌成合格混凝土的成套设备。搅拌站主要包括物料运送、物料储存、计量、搅拌、控制系统等部分，其中物料包括骨料、水泥、掺合料、水、外加剂等。随着高标号、高性能、多用途商品混凝土的普及，对商品混凝土塌落度、凝结时间等均有特定要求，这些就需要不同的外加剂来满足。

外加剂的用量一般只占水泥量的5%以下，却能显改善混凝土的和易性、强度、耐久性或调节凝结时间及节约水泥。因其量小、作用大、有腐蚀性等特点，外加剂供给称量系统在搅拌站的设计中显得尤为重要。混凝土用外加剂从物理形态来区分，外加剂为液体外加剂和粉状外加剂。高铁用混凝土对混凝土配方中液体外加剂的用量有时较少，精度要求高，要求控制在±1%，且要求每一盘的精度均需达标。本文就高铁用搅拌站中液体外加剂精确计量系统进行设计。

1 液体外加剂精确计量系统的结构及工作原理

液体外加剂精确计量系统结构组成如图1所示，主要由支架、计量桶、水箱、精计量桶、管路、配料控制器和水泵组成。液体外加剂依靠水箱存储；液体外加剂的供给依靠水泵；计量桶由外加剂秤斗、传感器、传感器吊杆、电动阀门等部分组成；精计量桶由桶体、手动阀门、电动阀门组成。

本系统包括粗计量管路和精计量管路，在两套管路上增加电动阀门，通过单片机控制阀门的开关，并在精计量管路上增加球阀，可手动调节精计量的落差值。计量时，两套管路同时打开，以提高上料速度，当达到设定值的85%（此比例可调整）时，关闭主管路，依靠增加的精计量管路的自流进行剩余量的计量，当达到设定值时自动关闭精计量管路，完成液体外加剂的计量。如此降低了落差值，计量分度值可达到10g，使外加剂的计量精度达到了设定要求。

1.支架；2.计量桶；3.水箱；4.精计量桶；5.配料控制器；6.水泵

2 液体外加剂精确计量系统部件选择要点

2.1 液体外加剂的存储

外加剂储液罐作为搅拌站的配套件，必须有防腐功能，一般由搅拌站生产厂家或外加剂生产厂家提供。外加剂储液罐分为放于地面和放于搅拌站三楼两种型式，大部分将外加剂储液罐放于地面。

2.2 液体外加剂的供给

液体外加剂的供给依靠泵，所以泵的合理选择就显得至关重要。在搅拌站的设计中，由于液体外加剂有腐蚀性，外加剂泵一般选择化工离心泵或不锈钢离心泵。实际使用时，有些商混站的液体外加剂用量较大，考虑液体在管路中流动需占用一定的时间，液体外加剂供给泵的流量要综合考虑以上因素。泵吸入口压力+泵扬程≤泵系统工作压力。泵与电机轴承配置合理，能有效地平衡泵运转产生的径向和轴向负荷，从而保证了泵的运行平稳，降低振动噪音。

泵体上宜设有排气阀，工作前能排空泵内空气。泵体上应设有放出孔，泵长时间不用时，打开放出孔，将泵内液体排干净。泵的进口管道必须充满液体，防止泵在汽蚀状态下长期运行。单个搅拌站一般有两套液体外加剂管路，液体外加剂管路与水管并排布置，布局合理美观，弯头和阀门的数量尽量少，减少管路扬程损失。

2.3 液体外加剂的称量

对于高速铁路专用搅拌站，采用高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构，能明显改善或提高混凝土性能的专用复合外加剂。此类外加剂的量特别小，每立方混凝土中液体外加剂的用量甚至小于1kg。搅拌站中液体外加剂的精度要求为±1%，则高速铁路专用搅拌站每罐的误差绝对值为±0.02kg，这是整个搅拌站中称量方面的难点。搅拌站在使用过程中不可避免有振动，由振动引起的计量误差难以把握，这是造成液体外加剂计量不准的主要原因。

本文解决液体外加剂计量不准的方法是将液体外加剂在静态环境下精确称量准确后，用一定方式将称好的液体外加剂直接输送进入搅拌主机内。

3 结语

本系统以较低的成本提高了高铁用混凝土搅拌站的液体外加剂计量系统的计量精度，满足了高速铁路建设对混凝土的高标准要求。

近几年高速铁路不断投入建设，对高铁用混凝土的搅拌站需求量会稳步增长，混凝土用液体外加剂精确计量系统的应用也必不可少。根据我国国情，基础设施建设项目颇多，可以将本装置推广至所有商品混凝土搅拌站的实际应用中，提高祖国基础设施建设质量。

【参考文献】

[1]刁勍凌.搅拌站中外加剂供给称量系统的设计[J].建设机械技术与管理，2010（2）：93-95.

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