阅读说明：本技术 一种连续式沥青混合料搅拌设备及其控制方法 (Continuous asphalt mixture stirring equipment and control method thereof ) 是由 林海翔 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种连续式沥青混合料搅拌设备及其控制方法,包括搅拌机组和控制系统；搅拌机组包括上下两级设置的搅拌机A和搅拌机B,该搅拌机A和搅拌机B均包括有底座、搅拌缸体、搅拌装置、传动装置、卸料门装置及倾角调节机构,搅拌机A的出料口与搅拌机B的进料口上下连通设置；倾角调节机构调节搅拌缸体倾角度；搅拌装置由传动装置带动作旋转搅拌动作；卸料门装置安装于出料口位置以调节开度；控制系统包括PLC模块,倾角度控制模块A、转速控制模块A及开度控制模块A,以及倾角度控制模块B、转速控制模块B及开度控制模块B。本发明有效延长沥青混合料的搅拌时间,提高混合的均匀性,可适用于多种类型的沥青混合料搅拌,混合均匀性佳。(The invention discloses a continuous asphalt mixture stirring device and a control method thereof, wherein the continuous asphalt mixture stirring device comprises a stirring unit and a control system; the stirring unit comprises a stirrer A and a stirrer B which are arranged in an upper-lower two-stage manner, the stirrer A and the stirrer B respectively comprise a base, a stirring cylinder body, a stirring device, a transmission device, a discharging door device and an inclination angle adjusting mechanism, and a discharging opening of the stirrer A and a feeding opening of the stirrer B are arranged in an up-down communication manner; the inclination angle adjusting mechanism adjusts the inclination angle of the stirring cylinder body; the stirring device is driven by the transmission device to do rotary stirring action; the discharge door device is arranged at the position of the discharge hole to adjust the opening degree; the control system comprises a PLC module, a tilt angle control module A, a rotating speed control module A, an opening control module A, a tilt angle control module B, a rotating speed control module B and an opening control module B. The invention effectively prolongs the stirring time of the asphalt mixture, improves the mixing uniformity, is suitable for stirring various asphalt mixtures and has good mixing uniformity.)

一种连续式沥青混合料搅拌设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及沥青搅拌技术领域，具体是指一种连续式沥青混合料搅拌设备及其控制方法。

背景技术

现有连续式沥青混合料搅拌设备中的搅拌缸采用的是水平布置的结构形式，为了提高沥青混合料混合的均匀性，势必要求延长搅拌缸体的长度，以此来延长沥青混合料在搅拌缸体内的搅拌时间，由此带来的问题是搅拌缸整体重量大，成本高，占地面积大。而且对于固定结构的搅拌缸其对于各种类型的沥青混合料适应性不佳，无法灵活变换设备本身相关参数，导致生产效率低。

鉴于上述缺点的存在，本案对上述问题进行深入研究，并提出一种连续式沥青混合料搅拌设备及其控制方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续式沥青混合料搅拌设备及其控制方法，有效延长沥青混合料的搅拌时间，提高混合的均匀性，而且可适用于多种类型的沥青混合料搅拌，混合均匀性佳。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种连续式沥青混合料搅拌设备，包括搅拌机组和控制系统；

搅拌机组包括上下两级设置的搅拌机A和搅拌机B，该搅拌机A和搅拌机B均包括有底座、搅拌缸体、搅拌装置、传动装置、卸料门装置及倾角调节机构，搅拌缸体的靠近其两端的顶部和底部分别设有进料口和出料口，搅拌机A的出料口与搅拌机B的进料口上下连通设置；倾角调节机构安装于底座与搅拌缸体间，调节搅拌缸体以出料口所在端为倾斜高端的倾角度；搅拌装置安装于搅拌缸体内，并由传动装置带动作旋转搅拌动作；卸料门装置安装于出料口位置以调节开度；

控制系统包括PLC模块，与PLC模块电连接的用于独立控制搅拌机A 搅拌缸倾角度、搅拌转速及卸料开度的倾角度控制模块A、转速控制模块A 及开度控制模块A，以及与PLC模块电连接的用于独立控制搅拌机B搅拌缸倾角度、搅拌转速及卸料开度的倾角度控制模块B、转速控制模块B及开度控制模块B。

所述倾角调节机构为举升机构，搅拌缸体的对应进料口所在一端活动铰接在底座上，举升机构活动铰接在搅拌缸体与底座间，以对搅拌缸体的对应出料口所在一端作升降调节动作。

所述举升机构为两组举升油缸，对称设于搅拌缸体的两侧位置。

所述举升机构还配设有实时感应搅拌缸体的倾角度值的位置传感器。

所述搅拌缸体的倾角度为搅拌缸体中心线与水平间夹角a，该倾角度值控制在0°≤a≤25°。

所述PLC模块录入有多种类型的沥青混合料的搅拌缸参数，每种沥青混合料类型可有若干种搅拌缸参数设置，搅拌缸参数包括搅拌缸转速V、搅拌缸水平夹角a、卸料门开度L三个重要参数。

所述搅拌机A的搅拌装置具有平行布置的两根搅拌轴，搅拌轴上的搅拌臂的布置形式从进料端至出料端依次为：三进给一返回设一组，一进给一返回设若干组，后返回设一组，该后返回对应的后返回臂位于出料口的后方；所述搅拌机B的搅拌装置具有平行布置的两根搅拌轴，搅拌轴上的搅拌臂的布置形式从进料端至出料端依次为：N进给一返回，后返回设一组，该后返回对应的后返回臂位于出料口的后方。

所述搅拌轴上设有13根搅拌臂，搅拌装置A的所述一进给一返回设4 组；搅拌装置B的N进给一返回为11进给一返回。

本发明还提供一种连续式沥青混合料搅拌控制方法，其步骤如下：

1)依据待混合搅拌的沥青混合料类型，调节上下两级连续搅拌的各自搅拌缸参数，搅拌缸A：搅拌缸转速V、搅拌缸水平夹角a及卸料门开度L；搅拌缸B：搅拌缸转速V、搅拌缸水平夹角a及卸料门开度L；

2)控制启动搅拌缸A和搅拌缸B按各自的搅拌缸参数自动工作，待混合搅拌的沥青混合料从搅拌缸A送入，经搅拌缸A混合搅拌后，连续送入搅拌缸B，于此进行连续式进料连续式出料的连续搅拌生产。

所述步骤1)中，先将多种类型的沥青混合料的各自对应的两级搅拌缸参数录入PLC模块预存储；之后，依据待混合搅拌的沥青混合料类型，直接选取预存储的对应沥青混合料类型的两级搅拌缸参数即可。

所述每种沥青混合料类型可有若干种搅拌缸参数设置，对应的两级搅拌缸参数为组合设置或者分开独立设置。

所述搅拌缸水平夹角a即搅拌缸的倾角度值，指的是搅拌缸体中心线与水平间的夹角，该夹角a控制在0°≤a≤25°。

所述搅拌缸A的搅拌形式为：进料端采用三进给一返回，从中部至出料口采用一进给一返回若干组，出料口的后端采用后返回；搅拌缸B的搅拌形式为：从进料口至出料口采用N进给一返回，出料口的后端采用后返回。

采用上述方案后，本发明一种连续式沥青混合料搅拌设备及其控制方法，采用上下两级连续搅拌，并且两级搅拌各自单独设定独特的搅拌缸参数，包括搅拌缸转速V、搅拌缸水平夹角a及卸料门开度L，三者协同配合缺一不可，其中特别是搅拌缸水平夹角a的调节设计，用于着重调节搅拌缸的出料速度，从而达到控制产量与沥青混合料均匀性的基本目的。通过搅拌缸特定三种参数的灵活组合调控，可以有效延长沥青混合料的搅拌时间，提高混合的均匀性。而且可适用于多种类型的沥青混合料搅拌，均能够达到混合均匀性佳的效果。

附图说明

图1是本案搅拌设备的主视图；

图2是搅拌机A的主视图；

图3是搅拌机B的主视图；

图4是卸料门装置的示意图；

图5是搅拌装置A的示意图；

图6是搅拌装置B的示意图；

图7是控制系统的工作原理框图。

标号说明

搅拌机A100，底座11，搅拌缸体12，进料口121，出料口122，

传动装置13，搅拌装置14，倾角调节机构15，卸料门装置16；

搅拌机B200，底座21，搅拌缸体22，进料口221，出料口222，

传动装置23，搅拌装置24，倾角调节机构25，卸料门装置26；

控制系统300，PLC模块30，

倾角度控制模块A31，转速控制模块A32，开度控制模块A33，

倾角度控制模块B34，转速控制模块B35，开度控制模块B36；

机架400。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种连续式沥青混合料搅拌设备，如图1-7所示，包括搅拌机组和控制系统300。搅拌机组包括上下两级设置的搅拌机A100和搅拌机 B200，搅拌机A100和搅拌机B200呈上下层设于机架400上，为连续搅拌的上下两级。

搅拌机A100包括有底座11、搅拌缸体12、传动装置13、搅拌装置14 及卸料门装置16。该所述各装置的结构和功能采用现有技术(具体参见本申请人在前申请的201920729928.1)。以下对相关结构及工作原理稍作概述以利于理解。

搅拌缸体12的靠近其两端的顶部和底部分别设有进料口121和出料口 122，具体来讲，搅拌缸体12以混合料在其内搅拌传送的方向为从前至后方向，搅拌缸体12的靠近其前端的顶部设有进料口121，搅拌缸体12的靠近其后端的底部设有出料口122。搅拌装置14安装于搅拌缸体12内，具有平行布置的两根搅拌轴141，搅拌轴141在搅拌缸体12内沿前后向延伸设置，搅拌轴141上设有搅拌臂，搅拌臂按发挥的作用分为进给搅拌臂和返回搅拌臂。传动装置13安装于搅拌缸体12外，并且与搅拌装置14(两根搅拌轴141)传动连接，以此带动搅拌装置14(两根搅拌轴141)转动实现搅拌。卸料门装置16安装于搅拌缸体12底部以控制出料口122卸料及卸料开度调整。

搅拌机B200的基础结构设计与搅拌机A100相同，包括有底座21、搅拌缸体22、传动装置23、搅拌装置24及卸料门装置26。搅拌缸体22的靠近其两端的顶部和底部分别设有进料口221和出料口222。搅拌装置24安装于搅拌缸体22内，具有平行布置的两根搅拌轴241，搅拌轴241上设有搅拌臂，搅拌臂按发挥的作用分为进给搅拌臂和返回搅拌臂。传动装置13安装于搅拌缸体22外，并且与搅拌装置24(两根搅拌轴241)传动连接，以此带动搅拌装置24(两根搅拌轴241)转动实现搅拌。卸料门装置26安装于搅拌缸体22底部以控制出料口222卸料及卸料开度调整。

本案的核心发明点主要体现在以下3点的整体设计：

①搅拌机A100和搅拌机B200上下两级连续搅拌设计，其中搅拌机 A100的出料口122与搅拌机B200的进料口221上下连通设置，如此搅拌机A100送出的混合料即可直接连续送入搅拌机B200中。

②搅拌机A100和搅拌机B200还均设有倾角调节机构，具体来讲，搅拌机A100的倾角调节机构15安装于底座11与搅拌缸体12之间，用于调节搅拌缸体12的搅拌缸倾角度，该搅拌缸倾角度以出料口122所在端(后端)为倾斜高端，具体指搅拌缸体中心线与水平间的水平夹角a。同理，搅拌机A200的倾角调节机构25安装于底座21与搅拌缸体22之间，用于调节搅拌缸体22的搅拌缸倾角度(搅拌缸水平夹角a)。在搅拌机硬件条件一定的情况下，通过搅拌缸水平夹角的变化，来调节搅拌缸的出料速度，从而达到控制产量与沥青混合料均匀性的基本目的。

③搅拌设备设计特殊的控制系统300，包括PLC模块30，均与PLC模块30双向电连接的倾角度控制模块A31、转速控制模块A32及开度控制模块A33。倾角度控制模块A31与倾角调节机构15对应配合，用于独立控制搅拌机A100的搅拌缸倾角度(搅拌缸水平夹角a(A))；转速控制模块A32 与传动装置13对应配合，用于独立控制搅拌机A100的搅拌缸搅拌转速V(A)；开度控制模块A33与卸料门装置16对应配合，用于独立控制搅拌机 A100的搅拌缸卸料开度L(A)。

同理，控制系统300还包括均与PLC模块30双向电连接的倾角度控制模块B31、转速控制模块B32及开度控制模块B33。PLC模块30为中央总控制器，倾角度控制模块B31与倾角调节机构25对应配合，用于独立控制搅拌机B100的搅拌缸倾角度(搅拌缸水平夹角a(B))；转速控制模块B32 与传动装置23对应配合，用于独立控制搅拌机B100的搅拌缸搅拌转速V(B)；开度控制模块B33与卸料门装置26对应配合，用于独立控制搅拌机 B100的搅拌缸卸料门开度L(B)。

本案搅拌设备的主要创新性体现在作为整体的上述3个发明点，三者相辅相成共同作用下得到的，采用上下两级连续搅拌，并且两级搅拌各自单独设定独特的搅拌缸参数，该特殊的搅拌缸参数包括搅拌缸转速V、搅拌缸水平夹角a及卸料门开度L，三者协同配合缺一不可，其中特别是连续两级搅拌缸水平夹角a的独立调节设计，着重调节搅拌缸的出料速度，从而达到控制产量与沥青混合料均匀性的基本目的。由此，通过两级连续和两级搅拌缸各自特定三种参数的灵活组合调控，可以有效延长沥青混合料的搅拌时间，提高混合的均匀性。而且通过灵活调节所述参数组合，可适用于多种类型的沥青混合料搅拌，均能够达到混合均匀性佳的效果。

优选方案，本案对搅拌机A100和搅拌机B200的各自搅拌装置还提出优选方案，如图5所示，搅拌机A100的搅拌装置14，其二搅拌轴141上的搅拌臂的布置形式从进料端至出料端依次为：三进给一返回设一组，一进给一返回设若干组，后返回设一组，该后返回对应的后返回臂位于出料口的后方。换言之，搅拌机A的搅拌臂的布置形式分三个阶段，从进料口 121开始，第一阶段先连续三个进给臂142配一返回臂142，用于将沥青混合料快速拨动至搅拌缸中部，避免沥青混合料滞积于搅拌缸前端部；第二阶段，搅拌缸中部采用一进给臂142配一返回臂143的若干重复组结构形式，通过搅拌臂的旋转运动，带动沥青混合料在有限的空间进行充分的搅拌融合；第三阶段，于出料口122的后方设置一后返回臂144，用于快速将沥青混合料拨动至卸料门，同时避免在出料口122后方滞留。

如图6所示，所述搅拌机B200的搅拌装置24，其二搅拌轴241上的搅拌臂的布置形式从进料端至出料端依次为：N进给一返回，后返回设一组，该后返回对应的后返回臂位于出料口的后方。换言之，搅拌机B200的搅拌臂的布置形式分两个阶段，经过上级混合搅拌的沥青混合料由进料口121 送入，第一阶段采用N根同一朝向的进给臂242，沥青混合料可迅速向搅拌缸尾部流动，搅拌流动过程中进行混合搅拌；第二阶段，于出料口222的后方设置一后返回臂244，用于快速将沥青混合料拨动至卸料门，同时避免在出料口222后方滞留。

给出优选实施例，所述搅拌装置14的搅拌轴141上设有13根搅拌臂，对应所述一进给一返回设4组，即布置形式为进给/进给/进给/返回/进给/ 返回/进给/返回/进给/返回/进给/返回/后返回；搅拌装置24的搅拌轴241 上同样设有13根搅拌臂，N进给一返回为11进给一返回，即布置形式为进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/返回/后返回。

所述搅拌机A100和搅拌机B200的各自搅拌装置的搅拌进程布置形式作为一个整体看待，其作为第四个发明点，是对上述三个发明点的进一步补充和反馈，使本案搅拌设备的技术性能优势更加凸出。本案所述连续两级搅拌进程布置形式是在上下两级连续搅拌的基础上特别设计的，亦是结合了两级搅拌缸倾角度各自可调所带来的出料速度的可灵活调控而特别设计，所带来的混合均匀性和类型适用性具有进一步提升。反过来讲，只有在本案所述3个发明点基础上，特别是两级搅拌缸倾角度各自可调的技术设计前提下，两级搅拌进程的所述特定形式布置所发挥的混料匀料效果才具有十分突出性和利于实现各种类型沥青适应性。

优选方案，所述倾角调节机构15/25为举升机构，具体以倾角调节机构15为例，倾角调节机构25同理。搅拌缸体12的前端(对应进料口121 所在一端)活动铰接在底座11上，举升机构活动铰接在搅拌缸体12与底座11之间，以对搅拌缸体12的后端(对应出料口122所在一端)作升降调节动作。举升机构具体可以采用举升油缸，通过举升油缸的伸缩动作，即可带动搅拌缸体12后端升降，最终实现搅拌缸水平夹角a的调节。具体实施例中，举升油缸设有两组，对称设于搅拌缸体的两侧位置。所述倾角度值(搅拌缸水平夹角a)优选地控制在0°≤a≤25°范围内调节。

优选方案，所述倾角度值的调控采用位置传感器传感实现，即举升机构还配设有位置传感器，用于实时感应搅拌缸体12/22的倾角度值，并将信号实时反馈给PLC模块。

优选方案，所述PLC模块30预录入存储有多种类型的沥青混合料的搅拌缸参数，例如按周知的沥青混合料分为AC25、AC20、AC16、AC13、AC10、 AC5等等一一预设定存储。每种沥青混合料类型可有若干种搅拌缸参数设置，搅拌缸参数包括搅拌缸转速V、搅拌缸水平夹角a、卸料门开度L三个重要参数。其中每组沥青混合料类型对应的两级搅拌缸参数亦可以为组合设置或者分开独立设置。如此极利于灵活调用及多变可选，实用性极强，满足实际生产需求，带来极佳的经济效益。当启动设备进行生产时，可任意选取上述参数配置，做好全自动生产控制。上述参数可依实际产量要求与均匀性要求进行随机调整，并实时调整并存储。

优选方案，搅拌机A100和搅拌机B200的搅拌缸倾角度可调，为了利于各自灵活可调，上下连通设置的出料口122与进料口221，二者连通采用伸缩可调连通组件，比如采用可伸缩连通管组件。

基于同一发明思想，本案还涉及一种连续式沥青混合料搅拌控制方法，其步骤如下：

1)依据待混合搅拌的沥青混合料类型，调节上下两级连续搅拌的各自搅拌缸参数，搅拌缸A：搅拌缸转速V(A)、搅拌缸水平夹角a(A)及卸料门开度L(A)；搅拌缸B：搅拌缸转速V(B)、搅拌缸水平夹角a(B)及卸料门开度L(B)；

例如沥青混合料类型AC25料，设定参数为，连续式搅拌缸A中的参数为：搅拌缸转速度V＝40rpm；搅拌缸水平夹角a＝10°；卸料门开度L＝70％；连续式搅拌缸B中的参数为：搅拌缸转速度V＝30rpm；搅拌缸水平夹角 a＝15°；卸料门开度L＝80％.

2)控制启动搅拌缸A和搅拌缸B按各自的搅拌缸参数自动工作，待混合搅拌的沥青混合料从搅拌缸A送入，经搅拌缸A混合搅拌后，直接连续送入搅拌缸B，于此进行连续式进料连续式出料的连续搅拌生产。

本案搅拌控制方法，采用上下两级连续搅拌，并且两级搅拌各自单独设定独特的搅拌缸参数，该特殊的搅拌缸参数包括搅拌缸转速V、搅拌缸水平夹角a及卸料门开度L，三者协同配合缺一不可，通过两级连续和两级搅拌缸各自特定三种参数的灵活组合调控，可以有效延长沥青混合料的搅拌时间，提高混合的均匀性。而且通过灵活调节所述参数组合，可适用于多种类型的沥青混合料搅拌，均能够达到混合均匀性佳的效果。

优选方案，所述步骤1)中，先将多种类型的沥青混合料的各自对应的两级搅拌缸参数录入PLC模块预存储；之后，依据待混合搅拌的沥青混合料类型，直接选取预存储的对应沥青混合料类型的两级搅拌缸参数即可。优选实施例，所述每种沥青混合料类型可有若干种搅拌缸参数设置，对应的两级搅拌缸参数为组合设置或者分开独立设置，以利于灵活调用。

优选方案，所述搅拌缸水平夹角a(A)/a(B)即搅拌缸的倾角度值，指的是搅拌缸体中心线与水平间的夹角，该夹角a控制在0°≤a≤25°。

优选方案，所述搅拌缸A的搅拌形式为：进料端采用三进给一返回，从中部至出料口采用一进给一返回若干组，出料口的后端采用后返回。所述搅拌缸B的搅拌形式为：从进料口至出料口采用N进给一返回，出料口的后端采用后返回。给出优选实施例，搅拌缸A中，对应所述一进给一返回设 4组，布置形式为进给/进给/进给/返回/进给/返回/进给/返回/进给/返回/ 进给/返回/后返回；搅拌缸B中，N进给一返回为11进给一返回，布置形式为进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/进给/返回/ 后返回。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。