混凝土搅拌站的称量系统

混凝土搅拌站的称量系统

马成祥 ,张燕超

德通智能科技股份有限公司  河南 许昌   461000

一、简述

混凝土搅拌站常用于工程量大、工期长、工地集中的大、中型水利、电力、桥梁、公路等工程。为保障高品质的混凝土质量，需要按照混凝土的配比进行精准配料，所以高精度的称量系统尤为重要，且国标对称量系统精度也做出了明确的强制性要求，规定骨料称量的精度为±2%，水泥、粉煤灰、矿粉、水、外加剂的精度为±1%，所以必须合理的设计称量系统的结构。

二、称量系统结构及原理

1.骨料称量系统

骨料称量系统可分为加法称量和减法称量两种称量方式，下面从结构设计、称量原理对其介绍和对比。

加法称量结构由骨料仓、称量仓组成。其中骨料仓设置两个卸料门，两个料仓门为独立控制系统，可单独开启，也可联合开启。称量仓通常具备三个传感器，称量仓开口一般设计为规则的长方形，传感器一般位于称量仓的长度方向上，一侧设置两个，一侧设置一个。为提高称量精确度，传感器测量区域尽可能大，所以设置在同侧的两个传感器尽可能靠近宽度方向，单独设置的传感器位于框架的中间区域。

加法称量的原理为：系统需要配料时，控制系统发出仓门开启信号，骨料仓的两个仓门同时打开，开启称量的第一个阶段粗称量，系统预设粗称量一般为需求物料总重的90%左右（此数据可根据实际物料状态进行调整）。当称量仓内的数值达到系统预设的数值时，关闭其中一个料仓门，开启系统的第二阶段精称量，精称量包含剩余少部分物料重量和落差两部数据。当称量仓内的数值达到精称量设定数据时，料仓门关闭。对于普通配比、国标精度±2%要求内的混凝土，加法称量就可满足。如果想达到更高精度的称量，可采用减法称量称量。

减法称量的结构由暂存骨料仓、称量仓、称量小皮带组成。称量仓无料仓门，称量小皮带直接位于称量仓的下面。称量时，先打开暂存骨料仓门，骨料流入到称量仓中，此时小皮带处于静止状态，当称量仓中的重量达到预设值时，暂存骨料仓门关闭，称量皮带机启动，此时系统上的称量仓数据逐渐减小，当读数达到设定值后，皮带机停止。若称量斗内物料不足以满足下一盘生产时，暂存骨料仓门打开，开始向称量斗内补料，以此循环。

相对加法称量来说，称量仓的门被皮带机替代，称量时，从控制系统发出皮带机停止指令到皮带机完全停止的落差值微小且相对料门的落差值更有规律，根据实际试验取证减法称量精度更高，可达±1%以内。但是，减法称量结构复杂，设计、安装、维修相对麻烦，运用时，要综合考虑。

2.粉料称量系统

粉料称量系统从成本、高精度、稳定性综合考虑现在基本都只采用加法称量方式。粉料称量系统包含螺旋输送机或风槽、粉料称量斗两大主体部分。称量过程为系统需要配料时，控制系统将电信号传递给螺旋输送机启动，粉料从水泥仓运输到称量斗中，当重量达到系统预设值时，系统发出停止命令，螺旋机或风槽停止输送。称量完后，粉料仓下面的蝶阀打开，粉料进入到搅拌主机中。但由于螺旋的节距不均匀，粉料在其中的填充率不可能完全一模一样，同等螺距下，粉料的重量不一样，这就导致了粉料同骨料一样存在时差而导致的落差不稳定。

3.水称量系统

水称量系统从成本、高精度、稳定性综合考虑现在基本都只采用加法称量方式。水池通常设在搅拌站主楼的后侧，清水通过水泵、过滤阀、管道进入到水称箱中，称量后，水称经过蝶阀进入到主机中。水流从大容量敞开口的箱体进入到小管径的蝶阀通道时，容易形成涡流现象，故水称箱的底部设置十字撑破除涡流现象。

4.外加剂称量系统

外加剂称量系统从成本、高精度、稳定性综合考虑现在基本都只采用加法称量方式。外加剂储存在高分子复合材料的外加剂桶内，通过管道泵、管路系统将外加剂输送到外加剂称内。外加剂的用量相对整个混凝土物料来说非常低，所以称量要求很高。外加剂称量结构分为两部分：粗称量管路为外加剂通过管道直接进入到称量称，精称量为外加剂进入到精称箱后通过气动球阀进入到外加剂称量称量。设计时，粗精称量通过同一管路运输到称量称的精称箱内，精称管道和阀门处于精称箱的下方，而粗称管道处于精称箱的上方；称量时，外加剂通过管路系统直接进入到精称箱且下方的精称管道球阀关闭，这样在外加剂充满精称箱后走到粗称管道中进而落入称量桶内，此时仅称量粗称量的外加剂重量。当桶内重量达到预设值后，系统自动使管道泵停止运转，管道内无外加剂输入，粗称量停止。同时精称箱下面的球阀启动，系统进入到精称量阶段。精称箱下设手动球阀，可以控制外加剂的流量，从而精准控制外加剂的重量。通过上述设计，外加剂可以具备精准控制、定量扣除和填补物料的功能，例如外加剂需要20kg外加剂，粗称量称量的重量有19kg，精称箱可将缺少的1kg补上去。

三．称量系统的安装

称量系统和其他部件之间为软件连，若刚性连接，连接部件间的附加力影响称体的称量精度。在安装过程中，要使连接管处于自然状态。

传感器安装完毕后，检查传感器的安装方向，验证压式传感器仅承受正压力或拉式传感器仅承受拉力，不承受扭力。若安装需要在称量斗上焊接作业时，必须断开控制电源，检查称量斗传感器旁边预设的铜线是否短接，避免焊接时过大的电流通过传感器而损坏传感器。

传感器安装及设计时还应注意以下事项：

1、称量传感器不能受到过大外力而产生过大晃动导致传感器承压杆歪斜，进而导致之后传感器在承受压力时一直产生横向分力而产生称量偏差，所以对于所有称体一定要预设螺杆等悬挂装置以避免过大的外力冲击而产生过大晃动。

2、当安装称量传感器时，检查称量传感器底座的安装表面，擦拭上面的油膜及其他杂污，使其平整，干净；并用水平仪校正称量传感器的安装平面，使安装平面的误差不超过1mm，保证传感器受力基本一致，保证传感器内部应变片的变形一致，减少安装误差对传感器的干扰。

3、安装称量传感器的基座一般采用Q235钢材，其强度和刚度高于称量传感器弹性体的强度和刚度。

4、称量传感器的信号线不应与电源线或控制线平行布置，无法避免时应把称量传感器的电缆线单独穿入铁管内，并尽量缩短连接距离。称量传感器输出信号读出电路不应与会产生强烈干扰的设备和会产生大量热量的设备放在同一盒中，如果因空间局限，使用时设置隔板进行隔离，并做好散热措施。

5、称量传感器电缆线不宜自行加长，在确实需加长时应在接头处锡焊，并加防潮密封胶。