樓式預拌干混砂漿生產(chǎn)線的設(shè)計與應用研究

王建軍，鄭世奇，李煥

（鄭州三和水工機械有限公司，河南 鄭州 450000）

近年來，為加強大氣環(huán)境污染，改善現(xiàn)場施工環(huán)境，提高工程施工效率，保證施工質(zhì)量，在各級政府和主管部門的正確領(lǐng)導和大力支持下，并結(jié)合本地實際、采取措施、加大環(huán)保力度，各省市陸續(xù)出臺禁止砂漿現(xiàn)場攪拌的強制措施，致使干混砂漿的社會認知度快速提升，吸引了大量社會資金投入，使干混砂漿產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大的快速發(fā)展，結(jié)合政策推動、企業(yè)快行、創(chuàng)新并進、跨越式的發(fā)展格局，呈現(xiàn)出起點高、規(guī)模大、總量多的發(fā)展特點。因工地現(xiàn)場攪拌制作砂漿采用開放式生產(chǎn)模式，所用骨料粒徑和級配不易控制，配比難以保證等造成砂漿質(zhì)量缺陷嚴重，存在工程質(zhì)量安全隱患，且現(xiàn)場攪拌制作砂漿所產(chǎn)生的揚塵造成嚴重的環(huán)境污染，且人力成本高、效率低。而干混砂漿生產(chǎn)線采用全自動化微機控制，骨料的粒徑和級配易于控制，配料采用傳感器自動計量，配料精度高。采用自動化攪拌，砂漿均勻度、和易性、質(zhì)量、性能高，砂漿類型多，可大批量生產(chǎn)，人力成本低，效率高等特點，給干混砂漿設(shè)備制造廠家?guī)砹饲八从械臋C遇，因各廠家設(shè)計理念和布置形式有所不同，所設(shè)計的產(chǎn)品種類眾多，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，環(huán)保效果不盡人如意，而目前規(guī)模較大的且大部分設(shè)備廠家生產(chǎn)的設(shè)備只能生產(chǎn)普通砂漿，如要生產(chǎn)特種砂漿，則需將各物料的溜料管道、稱量裝置、攪拌裝置、出料系統(tǒng)等反復沖刷才能生產(chǎn)，造成設(shè)備生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品單一的局面。樓式預拌干混砂漿生產(chǎn)線在設(shè)計時著重從多方面因素考慮。

1 能夠有效的節(jié)約占地面積

隨著工業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷發(fā)達，土地資源日趨緊張，面臨“一地難求”的尷尬局面，且土地投入成本高。為能夠合理利用土地資源，避免設(shè)計不合理造成土地不必要的浪費，在設(shè)計方案前期就要考慮將土地利用率達到最大化，樓式干混砂漿生產(chǎn)線采用立體化、各功能性部件從下到上垂直設(shè)計，相比階梯式干混砂漿生產(chǎn)線占地面積明顯減小，能夠在很大程度節(jié)約設(shè)備占地面積，且由于樓式干混砂漿生產(chǎn)線框架支撐點少，在設(shè)計、開挖、基礎(chǔ)施工過程較簡單，設(shè)計成本和施工成本明顯降低，減少了設(shè)備資金投入。在同樣配置的前提下，樓式干混砂漿生產(chǎn)線比階梯式干混砂漿生產(chǎn)線占地面積減少約30%左右。

2 能夠有效的降低能耗

由于儲料倉放置在配料稱重設(shè)備的上部，在配料過程中可以直接利用物料自身的重力通過溜料管和閥門進行配料稱重，無須使用電能輸送設(shè)備來進行輸送配料，既能節(jié)能降耗，同時也能減少噪音源，又能減少設(shè)備的維修點。在同樣配置的前提下，樓式干混砂漿生產(chǎn)線比階梯式干混砂漿生產(chǎn)線能耗減少約15%左右。

3 生產(chǎn)效率高

由于物料放置在稱量裝置的頂部，配料稱量是靠物料自重進行，可隨用隨配，無須二次提升物料，節(jié)約集料、配料以及卸料時間，有效提高設(shè)備的生產(chǎn)率。因儲料倉設(shè)計時與設(shè)備產(chǎn)量要求相匹配，儲存的物料能夠連續(xù)使用8 ～10 小時，中途可根據(jù)需要進行補料，如輸送物料的設(shè)備損壞或需要維修，儲料倉里的物料足夠維持設(shè)備維修所需的時間，不會直接影響設(shè)備正常生產(chǎn)。在同樣配置的前提下（考慮到階梯式干混砂漿生產(chǎn)線維修時間、物料運輸時間和設(shè)備空行程運行時間綜合因素）樓式干混砂漿生產(chǎn)線比階梯式干混砂漿生產(chǎn)線產(chǎn)能提升約20%左右。

4 環(huán)保效果優(yōu)異，維修成本低

因采用立體化垂直設(shè)計，物料靠自重下料，各功能性部件之間采用溜料管連接，中間無電能輸送設(shè)備，且在設(shè)計溜料管時充分考慮管路的耐磨性，必要時采用防耐磨設(shè)計。由于中間都是采用管路連接，通過封閉式的結(jié)構(gòu)設(shè)計有效控制生產(chǎn)環(huán)境中粉塵的產(chǎn)生，徹底有效地杜絕了灰塵產(chǎn)生的源頭，環(huán)保效果優(yōu)異，在配料、進出料溜料過程中沒有過多的電能輸送設(shè)備，故維修點少，故障率低，降低設(shè)備維護成本。

5 儲料倉種類和數(shù)量隨意可調(diào)

設(shè)計時根據(jù)客戶的要求，樓式干混砂漿生產(chǎn)線頂部儲料倉的數(shù)量、大小以及所裝物料的種類隨機可調(diào)，布置方便靈活，設(shè)計工作量小，功能齊全。儲料倉可放置多種物料，如使用分級概率篩篩分可進行粗、中、細砂的分級，也可同時儲存不用概率篩分級的天然烘干砂或人工機制砂。此設(shè)計物料存儲只需一次提升，減少物料多次輸送運轉(zhuǎn)，減少物料在運輸環(huán)節(jié)中產(chǎn)生離析，從而導致干混砂漿出現(xiàn)質(zhì)量問題。

6 主機數(shù)量布置方便

樓式干混砂漿生產(chǎn)線可根據(jù)客戶要求在儲料倉的數(shù)量不變的情況下布置多套攪拌主機，可以同時生產(chǎn)相同或不同用途的干混砂漿，且互不影響，這樣做的目的是在客戶投入成本最小的情況下使設(shè)備的功能和生產(chǎn)規(guī)模大幅提升。也可布置生產(chǎn)不同類型干混砂漿的攪拌機，這樣做的目的是在客戶投入成本最小的情況下能夠同時生產(chǎn)多種用途的干混砂漿。例如，在一個主樓框架里布置兩套生產(chǎn)同種干混砂漿的攪拌主機來提升設(shè)備的產(chǎn)能，提升客戶市場競爭力；或是在一個主樓框架里布置一臺普通砂漿攪拌主機和一臺特種砂漿攪拌主機來增加干混砂漿種類，增加干混砂漿產(chǎn)品的多樣性；也可在同一框架下布置更多臺攪拌主機。這種設(shè)計能夠在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上再增加較少的投資成本來實現(xiàn)提升產(chǎn)品產(chǎn)能和增加產(chǎn)品的多樣化的目的，提升客戶在市場的競爭力和影響力。這樣客戶就無須額外再投資大量資金新建設(shè)備，且新建設(shè)備需要立項審批、環(huán)評資質(zhì)、土地使用規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)計開挖施工等投入。不考慮土地、基礎(chǔ)設(shè)計施工等因素，僅設(shè)備在同樣配置的前提下（剔除儲料倉成本，因為多主機樓儲料倉為多機共用相同的儲料倉，而階梯式干混砂漿生產(chǎn)線儲料倉和主機框架必須重新建造）一套樓式干混砂漿生產(chǎn)線比兩套階梯式干混砂漿生產(chǎn)線投資成本降低約60%左右。

7 智能化程度高

設(shè)備微機控制系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，實現(xiàn)了干混砂漿生產(chǎn)線生產(chǎn)時的配料、卸料、攪拌和出料散裝等過程的自動化生產(chǎn)控制和通訊監(jiān)控等現(xiàn)代化的管理。本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的控制模式（電腦秤、單片機及集散式控制系統(tǒng)）不同，微機電源進行了交流凈化處理，對信號輸入，開關(guān)輸入輸出的控制回路進行了隔離；在軟件設(shè)計上，它充分利用了現(xiàn)代計算機硬件和軟件的發(fā)展成果，以高性能的工控機和高質(zhì)量的控制模板為依托，以WINDOWS2000 為操作平臺，通過先進的軟件設(shè)計，實現(xiàn)了控制和管理的完美結(jié)合，系統(tǒng)整體水平達到同行業(yè)國際先進水平。系統(tǒng)多窗口內(nèi)設(shè)在線幫助，僅需鼠標點擊就可指引操作人員操作，無須掌握專業(yè)的電腦知識，易學易懂。畫面親切，人性化設(shè)計，動態(tài)畫面模擬，能夠直觀顯示進料、配料、稱量、攪拌以及出料裝車或包裝的實時狀況，同時設(shè)有在線開關(guān)量檢測，能夠?qū)崟r了解各控制點限位開關(guān)情況，確保設(shè)備的安全生產(chǎn)。

控制系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機、I/O 控制接口模板及各種外圍設(shè)備組成。其主要控制技術(shù)原理是：控制程序根據(jù)用戶預先設(shè)置的運行參數(shù)及配比單，通過開關(guān)量輸入板及A/D 轉(zhuǎn)換板，不斷檢測攪拌站的各現(xiàn)場開關(guān)量信號和各秤重量信號，進行計算、分析和判斷，實時發(fā)出各種信號，控制各執(zhí)行機構(gòu)的動作，完成攪拌站的各種物料的配料計量、卸料、攪拌、出料等生產(chǎn)過程，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動記錄存盤，生成用戶需要的各種統(tǒng)計報表。

控制系統(tǒng)同時具備以下新技術(shù)和新功能：采用當前干混砂漿生產(chǎn)線微機控制最新技術(shù)，國家“十五”重點科技攻關(guān)成果，即雙機雙控熱備份雙屏顯示技術(shù)，該技術(shù)汲取了航天控制技術(shù)的精華，大大提高了攪拌樓微機控制系統(tǒng)的可靠性；主操作臺采用噴塑工藝、絲網(wǎng)印刷技術(shù)；操作系統(tǒng)采用WINDOWS2000/xp 多任務網(wǎng)絡操作平臺，生產(chǎn)數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫存放、攪拌系統(tǒng)網(wǎng)絡化調(diào)度管理接口（實現(xiàn)無紙化辦公）；系統(tǒng)故障自動恢復技術(shù)；遠程控制、診斷、排除故障等新技術(shù)。也可根據(jù)用戶需要，提供車輛自動識別和調(diào)度管理系統(tǒng)，以提高拌合系統(tǒng)運行效率。

微機控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制機，可靠、抗干擾能力強，可以在惡劣環(huán)境下運行；微機控制軟件是基于WINDOWS 系列操作系統(tǒng)多任務開發(fā)環(huán)境開發(fā)的，利用多窗口、多用戶的特點在屏幕上顯示全部的設(shè)備狀況和生產(chǎn)流程，簡化了操作過程，提高了生產(chǎn)率。

8 工廠化設(shè)計，整體形象好

樓式干混砂漿生產(chǎn)線采用工廠化設(shè)計，設(shè)備整體封裝，封裝框架與設(shè)備整體設(shè)計，不會額外增加設(shè)備的封裝成本，生產(chǎn)線內(nèi)部空間寬大明亮，通風效果優(yōu)異，設(shè)備運行噪音小，環(huán)保效果良好；外部整體高大壯觀，整體形象好（圖1）。

圖1

綜上所述，樓式干混砂漿生產(chǎn)線能夠節(jié)約土地資源，空間利用率高，降低設(shè)備投資成本，減輕環(huán)境負荷，能夠有效促進節(jié)能減排和生態(tài)平衡，有利于提高工程質(zhì)量和機械化水平，減輕維護工作量和設(shè)備維修成本，大幅提升設(shè)備的生產(chǎn)效率，增加干混砂漿產(chǎn)品的多樣性，智能化程度高，可實現(xiàn)遠程操作和控制，設(shè)備穩(wěn)定可靠，性價比高，封裝效果和整體形象好。