连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料处理方法及装置 【技术领域】
本发明涉及用于公路路面施工和沥青路面再生工程的连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料处理方法及装置，特别涉及冷骨料预分级处理方法及装置。背景技术
沥青路面施工中，用于加工沥青混合料的设备有两种类型，连续式沥青混凝土搅拌设备和间歇式沥青混凝土搅拌设备。连续式与间歇式沥青混凝土搅拌设备相比，效率高、产量大、能耗低、可靠度高，在先进国家公路路面工程中得到广泛的应用。90年代以来，连续式沥青搅拌设备在外国公路工程中取代间歇式沥青搅拌楼已经成为不可逆转的趋势。但是，即使象美国ASTEC公司拥有“双滚筒”(DOUBLE BRAL)这种优秀专利的连续式沥青混凝土搅拌设备在我国高速公路沥青路面施工中的使用也遇到了不可逾越的困难。其原因是，由于我国路面工程用的骨料的绝大部分供应厂商，没有根据沥青路面对级配的严格要求的多品种规格来分类，而现有的连续式沥青混凝土搅拌设备由于与间歇式沥青混凝土搅拌设备地工作原理的差异，其骨料的计量系统均被安排在骨料的供料环节(要求进入搅拌楼之前的骨料已经是规格合适的)，没有象间歇式沥青混凝土搅拌设备那样，在骨料烘干工序之后，进行筛分之后再称量。因此，现有的连续式沥青混凝土搅拌设备(如比较知名的美国ASTEC、法国ERMOMNT、意大利MARENE等公司的产品)，都不能保证当使用那些规格不良的骨料时，仍然可以拌制出级配良好、品质优良的混合料来。为此，我国国家标准GB 50092-96《沥青路面施工及验收规范》、交通部部颁标准JTJ 032-94《公路沥青路面施工技术规范》中关于“热拌沥青混合料的拌制”的条款都不得不一律规定：“当工程材料来源或质量不稳定时，不得采用连续式拌和机拌制”。
在现有专利技术中，如美国专利US5957302，US5120433提出的两种骨料筛粉处理装置是一种自行式用于就地施工的设备。中国专利CN87208676U，CN2307675Y，CN2308496Y，CN2111176U等均设计了用于水泥混凝土的骨料配料装置，且没有用于骨料分级的筛分机。虽然，上述公开的文献所设计的骨料的筛分装置和骨料配料装置可以组合，但是它们所适用的领域与热沥青混凝土的搅拌设备的要求相差甚远。发明内容
本发明是为了解决连续式沥青混凝土搅拌设备用于拌制那些工程材料来源或质量不稳定的骨料时，仍然可以保证得到正确的混合料的级配而设计的。本设计的原理是改变沥青搅拌设备的工艺流程，在现有的连续式沥青混凝土搅拌设备的配料系统的工艺流程的开始端，增加骨料预分级处理装置，使连续式沥青混凝土搅拌设备的功能得以提升，具有骨料的二次筛分功能，从而可以在工程材料来源或质量不稳定的不利情况下，拌制出来的沥青混合料的级配可满足任何规范的严格要求。
本发明的技术方案是一种连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料处理方法装置，其处理方法特征在于，冷骨料在进行连续计量之前，先通过筛分机进行预分级。冷骨料的预分级是由一台多层或多台单层或多层的筛分机实现的。经预筛分后的冷骨料分规格直接装入多个冷骨料仓，然后经过与各自规格相应的冷骨料计量装置进行连续计量，再送到连续式沥青混凝土搅拌设备的下一道烘干工序。冷骨料的连续计量方式有三种：(1)每种冷骨料用容积法连续计量，冷骨料的总重量流量用皮带称进行重量法连续计量；(2)各种冷骨料独自用减量法料斗称进行重量法连续计量；(3)各种冷骨料独自用皮带称进行重量法连续计量。
实现该方法的设备包括多个(比如常用的4个)冷骨料仓及其配料皮带机、称重计量装置、集料输送皮带机及机架，其特征在于：在冷骨料仓的上方有振动筛及溢料槽，振动筛与冷骨料仓间有骨料仓分隔板，它还包括冷骨料上料斗和冷骨料上料皮带机。振动筛为一台三层半或四层的多层筛分机，或2台以上单层或双层筛分机，用于骨料预分级处理。从而不管冷骨料在进入本设备之前是否已经预先分好级，或者已分级的粒径是否满足要求，都要在配料计量之前，被送到筛分机上进行预分级，从而确保冷骨料进行计量时得到良好的级配。当采用容积法进行骨料计量时，集料输送皮带机的出料端配有皮带电子称。当采用重量法进行骨料计量时，在每个冷骨料仓与其配料皮带机之间分别置有连续计量斗秤及其称重传感器。
本发明的有益效果是，现有连续式沥青混凝土搅拌设备采用本发明设计的冷骨料预分级处理方法，可以克服现有连续式沥青混凝土搅拌设备的不足，冲破上述规范(GB 50092-96，JTJ 032-94)条款的限制，使在“工程材料来源或质量不稳定”的那些工地，用连续式沥青混凝土搅拌设备来拌制的沥青混合料就完全可以应用于高速公路沥青路面的施工，使现有性能优秀的连续式沥青混凝土搅拌设备也能克服我国公路施工中骨料规格混杂的弊病，确保加工出来“级配合理、质量优良”的沥青混凝土适用于高速公路的施工。附图说明
图1为现有连续式沥青混凝土搅拌设备工艺流程图。
图2为采用了本发明冷骨料预分级处理方法的连续式沥青混凝土搅拌设备工艺流程。其冷骨料的连续计量方式采用各种冷骨料独自用减量法料斗称进行重量法连续计量。
图3为采用了本发明冷骨料预分级处理方法的连续式沥青混凝土搅拌设备工艺流程。其冷骨料的连续计量方式采用每种冷骨料用容积法连续计量，冷骨料的总重量流量用皮带称进行重量法连续计量。并使用天然砂作细骨料。
图4为实现本发明方法的连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料装置的结构示意图。其冷骨料的连续计量方式采用各种冷骨料独自用减量法料斗称进行重量法连续计量。
图5为图4所示的冷骨料配料装置的侧视图。
图6为实现本发明方法的连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料装置的结构示意图。其冷骨料的连续计量方式采用每种冷骨料用容积法连续计量，冷骨料的总重量流量用皮带称进行重量法连续计量。并使用天然砂作细骨料。
图7为图6所示的冷骨料配料装置的侧视图。
其中：1-冷骨料上料斗；2-冷骨料上料皮带机；3-振动筛；4-冷骨料仓；5-连续计量斗秤；6-骨料仓分隔板；7-冷骨料仓斗门；8-称重传感器；9-配料皮带机；10-集料输送皮带机；11-溢料槽；12-机架；13-皮带电子称；14-天然砂配料斗。具体实施方式
如图1所示，虚线框内是现有的广泛使用的连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料系统工艺流程。骨料是从已经分级良好的料堆区分别装载到若干个“冷骨料配料仓”上，经由每套配料装置(设使用4种规格的骨料来配料)进行配料，配料过程的计量方法通常采用“容积法”，即四种规格的冷骨料经配料后集中送到一台集料皮带机上，再通过一台“皮带电子称”将几种骨料的单位时间流过的总重量检测出来，作为以后的沥青计量和矿粉计量时进行比例控制的依据。图1的配料流程是：多台冷骨料配料仓—冷骨料连续计量(对骨料的总量进行计量)。由图1可见，现有的连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料系统要求骨料事先分级良好，否则每个骨料配料仓若自身所装的骨料的规格是混杂的，无论各自的计量如何精确，由4种规格混杂的骨料仓所配制的集料的级配肯定不能达到预先设定的要求。这就是传统的连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料的连续配料计量工艺流程的局限性所在。
如图2所示，本发明对传统的连续式沥青混凝土搅拌设备的工艺流程加以改进，在冷骨料的连续配料计量工序之前，增加了“骨料预分级处理”工序。与传统的连续式沥青混凝土搅拌设备的冷骨料配料系统相比，增加了一套“骨料预分级处理”装置。图2虚线框内所示的冷骨料配料系统工艺流程是：骨料预分级处理—多个冷骨料仓—多台冷骨料连续计量。图3的流程是：骨料预分级处理—多个冷骨料配料仓—冷骨料连续计量(对骨料的总量进行计量)。由此可见，不管冷骨料是否已经事先分级，或者已分级的粒径是否满足要求，都要在进入配料计量之前，首先被送到一台多层筛分机上进行预分级，从而确保冷骨料进行计量时得到良好的级配。
作为一种特例，对于使用天然砂作细骨料的场合，由于当天然砂的含水量较高时，会影响震动筛的筛分效率，而且天然砂的粒径十分良好，不须再筛分便可配料。为适应这种情况，本发明的一种设计，是将粒径良好的天然砂单独直接装入砂配料斗，而不须经过振动筛进行预筛分，如图3所示。
如图4-7所示，实现该方法的装置包括冷骨料上料斗1和冷骨料上料皮带机2，四个冷骨料仓4及其四条配料皮带机9、集料输送皮带机10及机架12，在冷骨料仓4的上方有振动筛3及溢料槽11，振动筛3与冷骨料仓4间有骨料仓分隔板6。冷骨料在进行连续计量之前，要先通过筛分机进行预分级。其骨料预分级处理工序可以用一台多层筛分机(比如3层半或4层)，也可以由几台1层或2层的筛分机配合使用，将骨料预先筛分成四种(或四种以上)粒径等级，分别装入四个(或四个以上)骨料仓待用。如图4-7所示，骨料(不管分级与否)被装载到冷骨料上料斗1，通过冷骨料上料皮带机2，送到一台有四层(或三层半)筛网的振动筛3上，筛分后得到四种规格的骨料，由分仓隔板6将骨料分别储存到四个骨料仓4内，超大粒径的骨料从溢料槽11弃废，从而完成了骨料预分级处理。
冷骨料的连续计量方式有三种，其一是每种冷骨料用容积法连续计量，冷骨料的总重量流量用皮带秤进行重量法连续计量，计量时通过调整连续式沥青混凝土搅拌设备骨料配料机的每个骨料仓的出料门开度及配料皮带线速度，控制流出的骨料流的容积流速，达到配料要求，各种骨料流落到一个集料皮带机上，由集料皮带机出料端的皮带秤检测出骨料流的总重量流量。其二是，各种冷骨料独自用减量法料斗秤进行重量法连续计量，开始计量时，打开连续式沥青混凝土搅拌设备骨料配料机的每个骨料仓的出料门，每种冷骨料从各自的料仓流出，快速装满位于其下方的计量料斗，每个计量料斗由三个或四个称重传感器支撑，称重传感器及时检测出料斗的总重量(料斗自重加上骨料的重量)，然后关闭出料门，启动每个计量料斗下面的配料皮带机，骨料从各个计量料斗流出，落到一个集料皮带机上，随着配料皮带机将骨料从计量料斗送出，计量料斗的重量将逐渐减少，通过自控系统调节配料皮带机的速度，保证配料速度能满足该种骨料的连续流量的精确度达到要求，当计量料斗的骨料到达下料位时，再次将骨料仓的出料门开启向计量料斗装料，如此周而复始。其三是，各种冷骨料独自用皮带称进行重量法连续计量，连续式沥青混凝土搅拌设备骨料配料机的每个骨料仓的配料皮带机均配置一台皮带秤，分别检测出每种骨料流的重量。
如图4、5所示，当采用减量法料斗称进行重量法冷骨料的连续配料计量时，在每个冷骨料仓斗门7与其配料皮带机9之间分别置有连续计量斗秤5及其称重传感器8。开始计量时，打开相应的骨料仓的斗门7，该仓的骨料快速装满连续计量斗秤5，启动计量斗下面的配料皮带机9，骨料从计量斗流出，落到集料皮带机10上。每个计量斗由三个或四个称重传感器8支撑，及时检测出料斗的总重量，随着配料皮带机9将骨料从计量斗送出，计量斗的重量将逐渐减少，通过自控系统调节配料皮带机9的速度，保证配料速度能满足该种骨料的连续流量的精确度达到要求。当连续计量斗秤5的骨料到达下料位时，再次将骨料仓4的斗门7开启向计量斗装料，如此周而复始。每种骨料都有这样的独立的连续骨料计量系统，集料皮带机10将四种已经过连续计量的骨料送到烘干筒。该方案是将各种骨料单独进行连续称量，亦即每一种骨料都是经过较之“容积法”更精确的“重量法”(减量法电子称或皮带电子称)连续计量，从而令骨料的级配更加合乎要求。
当使用天然砂作细骨料时，对于重量法，还置有一个包括称重传感器的天然砂计量斗秤及其配料皮带机，对于容积法，还置有一个天然砂配料斗及其配料皮带机。
如图6、7所示，当骨料连续配料计量方式采用容积法时，在集料输送皮带机10的出料端装有一台皮带电子称13。4种规格的冷骨料以容积法先进行配料，再集中送到一台皮带输送机10上由一台皮带电子称13将骨料的总流量检测出来，作为以后的沥青计量和矿粉计量时进行比例控制的依据。开始计量时，开动相应的骨料仓的配料皮带机9，该仓的骨料从仓内流出，调整出料门和配料皮带线速度，保证流出的骨料流的“容积”流速合乎要求，各种骨料经容积法配料之后，流落到集料输送皮带机10上，皮带电子称13及时检测出几种骨料流的总重量流量，集料输送皮带机10将四种已经过连续配料和总流量检测的骨料送到烘干筒。而作为细骨料的天然砂，直接装到天然砂配料斗14之中，由于天然砂的粒径十分良好，不须经筛分便可配料。