一種鋼纖維混凝土電桿生產系統及方法
【專利摘要】一種鋼纖維混凝土電桿生產系統及方法，主要包括生產系統，鋼纖維混凝土電桿生產系統包括混凝土混合輸送設備、上料設備、離心設備及養護設備，所述混凝土混合輸送設備包括稱量輸送機構，稱量輸送機構與多級混合攪拌機構連接；所述上料設備包括行走旋轉機構，行走旋轉機構上兩側分別設有一次離心加料機構和二次離心加料機構；所述離心設備包括底座，底座上至少設有一組固定托輪和一組活動托輪；所述養護設備包括蒸養池，蒸養池內設有豎直安裝框架，蒸養池一側設有水化池。本發明提供的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統及方法，通過設置混凝土混合輸送設備、上料設備、離心設備及養護設備，實現自動化作業且克服鋼纖維混凝土電桿生產過程中的缺陷，提高電桿整體強度。
【專利說明】
一種鋼纖維混凝土電桿生產系統及方法
技術領域
[0001]本發明涉及電桿生產設備及方法，尤其是一種鋼纖維混凝土電桿生產系統及方法。
【背景技術】
[0002]傳統的混凝土電桿由于易開裂、強度不夠逐漸被鋼纖維混凝土電桿所取代，鋼纖維混凝土具有較高的抗拉、抗彎極限強度及抗沖擊性，耐久性也較傳統的混凝土具有較高的提升。現有的鋼纖維混凝土電桿的生產與傳統的混凝土電桿生產工藝大致相同，均需要經過制作鋼筋骨架一灌漿一預應力張拉一離心分離一蒸養等工藝過程。但鋼纖維混凝土電桿生產過程中仍然存在許多問題:1)、在制作過程中，中間工序有些需要人工完成，勞動強度很大，無法控制量，使生產質量得不到保證;2)、鋼纖維混凝土電桿的強度好壞很大程度取決于鋼纖維在混凝土中的分布情況，而鋼纖維的分布又與鋼纖維自身的體積率、混凝土的配合比、配筋及離心速度等因素有關，需要在傳統工藝上進行改進;3)、傳統制作過程均只進行一次離心成型，無法彌補離心過程中端頭強度不足的問題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種鋼纖維混凝土電桿生產系統及方法，能夠獲得高強度的鋼纖維混凝土電桿，保證電桿產品的合格率。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，包括混凝土混合輸送設備、上料設備、離心設備及養護設備，所述混凝土混合輸送設備包括稱量輸送機構，稱量輸送機構通過傳送機構與多級混合攪拌機構連接;所述上料設備包括行走旋轉機構，行走旋轉機構上兩側分別設有一次離心加料機構和二次離心加料機構，一次離心加料機構和二次離心加料機構對安裝在模具架內的模具兩次離心分別進行加料;所述離心設備包括底座，底座上至少設有一組固定托輪和一組活動托輪;所述養護設備包括蒸養池，蒸養池內設有豎直安裝框架，蒸養池一側設有水化池。
[0005]所述多級混合攪拌機構包括一級混合攪拌斗、二級混合攪拌斗及三級混合攪拌斗，所述一級混合攪拌斗的出料管伸入到二級混合攪拌斗中，所述二級混合攪拌斗上部設有安裝架，多個扇形噴頭通過角度調節機構安裝在安裝架上;所述三級混合攪拌斗內設有C型攪拌軸，三級混合攪拌斗底部設有料口啟閉機構。
[0006]所述行走旋轉機構包括移動機構和旋轉機構，所述移動機構包括底座，底座下端通過行走輪設置在滑軌上，底座上端通過伺服電機、鏈條傳動機構控制行走輪行走;所述旋轉機構包括轉軸，轉軸通過第二伺服電機帶動旋轉。
[0007]所述一次離心加料機構包括設置在底座上的攪拌機構，攪拌機構的出料口與螺旋輸送機構的進料口連通，螺旋輸送機構的出料管中心軸線與模具架上的模具高度一致。
[0008]所述二次離心加料機構包括安裝座，安裝座上設有氣壓缸，氣壓缸與二次攪拌加料罐連通，二次加料罐內設有帶活塞的推板。
[0009]所述蒸養池的四周側壁上從上往下等距離均布有多個蒸汽噴嘴和溫度檢測器，蒸汽噴嘴與溫度檢測器通過電路驅動模塊與控制模塊連接。
[0010]所述水化池底部設置有安裝框架，上端設有多個自動噴嘴頭。
[0011 ]所述上料設備分兩組對應設置在模具架前后。
[0012]一種鋼纖維混凝土電桿生產的方法，包括以下步驟:
一、混凝土及鋼筋骨架制備:通過混凝土混合輸送設備將混凝土濕料進行稱量、混合攪拌，混凝土濕料的配合比為:水泥:490.5-550.7千克/每立方米;砂:732.6-780.5千克/每立方米;石子:1100.3?1423.4千克/每立方米;水:201.8-224.5千克/每立方米;鋼纖維:2.6?4.1千克/每立方米;與此同時，按設計要求進行鋼筋骨架制作，并將制作好的鋼筋骨架放入到模具內調整定位。
[0013]二、灌漿:控制系統啟動上料設備，使一次離心加料機構完成接料，通過行走旋轉機構的運動定位，螺旋輸送機構的出料管向模具與骨架形成的空腔內連續輸送混凝土直到最終完成混凝土的灌漿。
[0014]三、張拉離心:對鋼筋骨架進行預應力張拉，張拉力控制在1300KN?1700 KN，然后進行離心成型，離心成型采用慢速-中速-變速-高速分階段逐級增加，由1000轉/每分鐘?1300轉/每分鐘增大到2500轉/每分鐘?2900轉/每分鐘。
[0015]四、補料:控制系統啟動上料設備，使二次離心加料機構上端的料斗接收一定量的混凝土進行攪拌，；同時將離心后的模具轉移到模具架上，通過二次離心加料機構對模具兩端頭加入混凝土，隨后進行二次離心，離心速度控制在500轉/每分鐘?1400轉/每分鐘。
[0016]五、混凝土結構養護:將混凝土結構放入蒸養池中，按給定工藝曲線升溫、恒溫和降溫，通入蒸汽進行人工養護，完成熱養護后，放入水化池進行定期水養。
[0017]本發明一種鋼纖維混凝土電桿生產系統及方法，具有以下技術效果:
1)、通過設置混凝土混合輸送設備、上料設備、離心設備及養護設備可實現鋼纖維混凝土電桿自動化生產，降低勞動強度，另外由于整個過程各部分銜接緊密，因此結構緊湊，減少占地面積，同時降低傳統因過于分散帶來的運輸成本和能耗。
[0018]2)、通過設置多級攪拌斗，可使各種原料混合均勻為混凝土灌漿、離心獲得高質量的成品打下基礎。
[0019]3)、通過設置兩次離心加料機構，可實現對兩次離心過程進行加料，從而彌補鋼纖維混凝土電桿制作過程中存在兩頭強度不足的問題，并提高電桿內襯鋼纖維的密度，使鋼纖維分布更加均勻，保證電桿的整體強度。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
圖1為本發明的整體示意圖。
[0021]圖2為圖1中A處的示意圖。
[0022]圖3為本發明中C型攪拌軸的示意圖。
[0023]圖4為本發明中上料設備的示意圖。
[0024]圖5為本發明中蒸養池的示意圖。
[0025]圖6為本發明中水化池的示意圖。
[0026]圖7為本發明中離心設備的示意圖。
[0027]圖8為本發明中離心設備的局部示意圖。
[0028]圖9為本發明中扇形噴頭上的角度調節機構的示意圖。
[0029]圖中:混凝土混合輸送設備I，上料設備2，離心設備3，養護設備4，稱量輸送機構5，傳送機構6，多級混合攪拌機構7，行走旋轉機構8，一次離心加料機構9，二次離心加料機構10，模具架11，底座12，固定托輪13，活動托輪14，蒸養池15，水化池16，一級混合攪拌斗17，二級混合攪拌斗18，三級混合攪拌斗19，扇形噴頭20，底座21，行走輪22，滑軌23，第一伺服電機24，鏈條傳動機構25，轉軸26，攪拌機構27，螺旋輸送機構28，安裝座29，氣壓缸30，二次攪拌加料罐31，推板32，蒸汽噴嘴33，溫度檢測器34，電路驅動模塊35，控制模塊36，安裝框架37，噴嘴頭38，C型攪拌軸39，電桿40，轉軸41，托輪42，活動板43，彈性減震板44，雙套筒45，插孔46，鎖緊螺栓47。
【具體實施方式】
[0030]如圖1所示，一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，包括混凝土混合輸送設備1、上料設備2、離心設備3及養護設備4，所述混凝土混合輸送設備I包括稱量輸送機構5，稱量輸送機構5通過傳送機構6與多級混合攪拌機構7連接，其中稱量輸送機構5包括分別裝砂、水泥及碎石的料斗，料斗下端設有兩稱量傳送帶，物料經稱量后落入到下端料倉內混合，并從一端傾斜的料口流入到傳送斗內，傳送斗經卷揚機帶動鋼絲繩傳送到多級混合攪拌機構處;所述上料設備2包括行走旋轉機構8，行走旋轉機構8上兩側分別設有一次離心加料機構9和二次離心加料機構10，一次離心加料機構9和二次離心加料機構10對安裝在模具架11內的模具兩次離心分別進行加料;所述離心設備3包括底座12，底座12上設有兩組固定托輪13和一組活動托輪14，三組托輪均包括轉軸41和托輪42，其中，活動托輪14通過活動板43可調節安裝在底座12上，由此可保證不同直徑的鋼纖維混凝土電桿進行離心時，離心輪與模具的支撐點處受力合適，減少離心鋼輪與模具之間的磨損及噪音，提高離心輪的使用壽命。另外為防止鋼托輪與鋼模具在旋轉離心過程中沖擊產生巨大振動及噪音，在轉軸41的安裝座下端設有彈性減震板44;所述養護設備4包括蒸養池15，蒸養池15內設有豎直安裝框架，豎直安裝框架通過槽鋼制成，下端設有墊腳，為蒸汽流通提供蒸汽通道。通過豎直安裝框架將混凝土結構進行豎直放置來進行蒸養，由于蒸養池均在地底下挖坑進行安裝制作，相對于橫向放置而言，這樣就可以節省大量空間，同時便于安放，提高工作效率;蒸養池15—側設有水化池16，經熱養護的混凝土，由于水分散失較多，介質濃度較大，影響水化速率，水化產物得不到延伸，使混凝土的強度和密實度得不到顯著的提高，因此水化池為水泥水化反應進一步提供條件。
[0031 ] 所述多級混合攪拌機構7包括一級混合攪拌斗17、二級混合攪拌斗18及三級混合攪拌斗19，所述一級混合攪拌斗17進行水泥、砂及石子的初次混合，一級混合攪拌斗17的出料管伸入到二級混合攪拌斗18中，所述二級混合攪拌斗18上部設有安裝架，多個扇形噴頭20通過角度調節機構安裝在安裝架上，角度調節機構包括雙套筒45，其中一個套環上環繞有多個插孔46、且通過插銷、插孔46安裝在支撐架上；另一套環上設有鎖緊螺栓47，且通過鎖緊螺栓47實現對扇形噴頭20的鎖緊。所述三級混合攪拌斗19內設有C型攪拌軸39，C型攪拌軸39可通過驅動裝置實現對混合物料進行上下翻轉式攪拌，防止混凝土凝固，三級混合攪拌斗19底部設有料口啟閉機構，料口啟閉機構包括活動板，活動板與氣缸活塞桿固接，并由控制系統控制啟閉。混合攪拌時，通過設置一級混合攪拌斗，可進行水泥、混凝土及石子及減水劑等添加物的初級混合攪拌，由于一級混合攪拌斗的出料管伸入到二級混合攪拌斗中，通過二級混合攪拌斗中的限位器控制原料的高度，避免原料與上面的加水裝置造成封堵。通過二級混合攪拌斗成比例加水，由于扇形噴頭分多個分布在二級混合攪拌斗上部，可均勻加水，避免混合料抱團，保證原料快速混水均勻。另外通過角度調節機構可調節噴水角度及安裝位置，以適應實際需求，另外，也可方便更換維修。
[0032]所述行走旋轉機構8包括移動機構和旋轉機構，所述移動機構包括底座21，底座21下端通過行走輪22設置在滑軌23上，底座21上端通過第一伺服電機24、鏈條傳動機構25控制行走輪22行走;所述旋轉機構包括轉軸26，轉軸26通過第二伺服電機帶動旋轉。工作時，啟動第一伺服電機，通過控制系統控制行走輪行走，當到達模具架11 一側時，轉軸旋轉，使離心加料機構的加料裝置與模具架上的模具端口正對。
[0033]所述一次離心加料機構9包括設置在底座21上的攪拌機構27，攪拌機構27的出料口與螺旋輸送機構28的進料口連通，螺旋輸送機構28的出料管中心軸線與模具架11上的模具高度一致。灌漿時，在行走旋轉機構的運動下，首先，攪拌機構上端的料斗進行接料；其次，當運動、旋轉到一定位置后，攪拌機構一邊攪拌，一邊將混凝土經攪拌機構的出料口出來，進入到螺旋輸送機構，螺旋輸送機構經帶絞龍的出料管向模具與骨架形成的空腔內輸送，且邊輸送，行走旋轉機構邊勾速與送料反方向運動，直到一端灌滿混凝土位置。
[0034]所述二次離心加料機構10包括安裝座29，安裝座29上設有氣壓缸30，氣壓缸30與二次攪拌加料罐31連通，二次加料罐31內設有帶活塞的推板32。二次加料罐31上方設有攪拌斗，攪拌斗上設有稱量器。由于第一次離心作用，甩出了水及少量漿，兩端頭留出空缺，且存在密實度不夠的問題，因此當第一次離心后需要進行補料。當模具內的混凝土進行第一次離心后，在行走旋轉機構的運動下，二次離心加料機構的攪拌斗進行接料；當運動、旋轉到一定位置后，氣壓缸動作，氣缸活塞桿向前，氣壓推動推板將混合帶鋼纖維的混凝土向模具的端頭輸送。
[0035]所述蒸養池15的四周側壁上從上往下等距離均布有多個蒸汽噴嘴33和溫度檢測器34，蒸汽噴嘴33與溫度檢測器34通過電路驅動模塊35與控制模塊36連接，其中，電路驅動模塊包括傳感器調理電路、電動閥及電動閥驅動電路。控制模塊是通過單片機系統進行控制。蒸養池是建在地下的保溫池，用鋼筋水泥制造，周邊填入保溫材料，頂部加一厚鋼板制成的蓋子，池子周邊均勻分布13個蒸汽噴嘴，蒸汽通過調節閥控制流入池中的流量，并通過溫度檢測器檢測池中的溫度值，根據工藝參數控制電動閥的開度，形成閉環控制。
[0036]所述水化池16底部設置有安裝框架37，上端設有多個自動噴嘴頭38。通過安裝框架將電桿進行豎直放置，通過上面的自動噴嘴頭實現定期噴水，進行二次水養護，經過水養護的混凝土，其內氫氧化鈣等物質不同程度被溶出，隨著氫氧化鈣濃度降低，高堿性水化硅酸鈣變成強度更高的低堿性水化硅酸鈣，使混凝土的強度和密實度得到顯著的提高。
[0037]所述上料設備2分兩組對應設置在模具架11前后。由此可從模具架兩端同時進行加料，提高工作效率。另外，由于鋼纖維混凝土的和易性，灌漿時間太長，離心時鋼纖維的運動受阻，成型后鋼纖維外露現象會很嚴重，因此，兩頭送料不僅可以提高灌漿速度還可提高離心質量。
[0038]一種鋼纖維混凝土電桿生產的方法，包括以下步驟:
一、混凝土及鋼筋骨架制備:螺旋輸送機將各種原料分別從料倉中輸送到裝砂、水泥及碎石的料斗中，通過混凝土混合輸送設備I將混凝土濕料進行稱量、混合攪拌，混凝土濕料的配合比為:水泥:490.5-550.7千克/每立方米；砂:732.6-780.5千克/每立方米;石子:1100.3-1423.4千克/每立方米;水:201.8-224.5千克/每立方米;鋼纖維:2.6?4.1千克/每立方米;與此同時，按設計要求進行鋼筋骨架制作，并將制作好的鋼筋骨架放入到模具內調整定位。
[0039]二、灌漿:控制系統啟動上料設備2，使一次離心加料機構9完成接料，通過行走旋轉機構8的運動定位，螺旋輸送機構28的出料管向模具與骨架形成的空腔內連續輸送混凝土，邊輸送邊退，直到最終完成混凝土的灌漿。
[0040]三、張拉離心:首先對鋼筋骨架進行預應力張拉，張拉力控制在1300KN?1700 KN，然后進行離心成型，離心成型采用慢速-中速-變速-高速分階段逐級增加，由1000轉/每分鐘?1300轉/每分鐘增大到2500轉/每分鐘?2900轉/每分鐘。
[0041 ]四、補料:通過二次離心加料機構10上端的料斗中接收一定量的混凝土(大約在5千克-10千克)進行攪拌；同時將離心后的模具通過門機吊裝到模具架11上，通過二次離心加料機構10對模具兩端頭加入混凝土，隨后進行二次離心，離心速度控制在500轉/每分鐘?1400轉/每分鐘。由于第一次鋼纖維混凝土電桿經離心后，模具內的混凝土離心脫去部分水和漿，導致兩端的密實度及強度不夠，成為整根電桿強度的薄弱處。另外成型后的鋼筋混凝土結構中心存留部分水漿，內壁粗糙不圓滑(鋼纖維分散不均的結果)。通過第二次補料離心，使混凝土結構兩端的強度得到很大改善，增加鋼纖維內層分布密度，避免混凝土結構因兩頭強度不夠、內襯鋼纖維密度不夠導致電桿端頭或內壁過早開裂的現象。同時，通過兩次離心，不僅使鋼纖維分布更加均勻，提高電桿整體強度(特別是抗彎強度)，而且減少鋼纖維部分裸露在外腐蝕生銹，提高電桿使用壽命。
[0042]五、混凝土結構養護:將混凝土結構放入蒸養池15中，按給定工藝曲線升溫、恒溫和降溫，通入蒸汽進行人工養護，升溫階段每小時升溫35°C，最后到達84°C時維持恒溫狀態。為了確保蒸汽池中的溫度基本均衡，通過自動調節噴嘴噴出的蒸汽的方向，使蒸汽在池中形成環形流動，檢測溫度前關閉蒸汽閥，讓池內的溫度達到基本平衡，再采集數據。完成熱養護后，放入水化池16進行定期水養，每隔半小時，通過電磁閥開啟出水閥，對混凝土結構進行灑水。
【主權項】
1.一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，包括混凝土混合輸送設備(I)、上料設備(2)、離心設備(3)及養護設備(4)，其特征在于:所述混凝土混合輸送設備(I)包括稱量輸送機構(5)，稱量輸送機構(5)通過傳送機構(6)與多級混合攪拌機構(7)連接;所述上料設備(2)包括行走旋轉機構(8)，行走旋轉機構(8)上兩側分別設有一次離心加料機構(9)和二次離心加料機構(1 )，一次離心加料機構(9 )和二次離心加料機構(1 )對安裝在模具架(11)內的模具兩次離心分別進行加料;所述離心設備(3)包括底座(12)，底座(12)上至少設有一組固定托輪(13)和一組活動托輪(14);所述養護設備(4)包括蒸養池(15)，蒸養池(15)內設有豎直安裝框架，蒸養池(15 ) 一側設有水化池(16)。2.根據權利要求1所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，其特征在于:所述多級混合攪拌機構(7)包括一級混合攪拌斗(17)、二級混合攪拌斗(18)及三級混合攪拌斗(19)，所述一級混合攪拌斗(17)的出料管伸入到二級混合攪拌斗(18)中，所述二級混合攪拌斗(18)上部設有安裝架，多個扇形噴頭(20)通過角度調節機構安裝在安裝架上;所述三級混合攪拌斗(19)內設有C型攪拌軸(39)，三級混合攪拌斗(19)底部設有料口啟閉機構。3.根據權利要求1所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，其特征在于:所述行走旋轉機構(8)包括移動機構和旋轉機構，所述移動機構包括底座(21)，底座(21)下端通過行走輪(22)設置在滑軌(23)上，底座(21)上端通過伺服電機(24)、鏈條傳動機構(25)控制行走輪(22)行走;所述旋轉機構包括轉軸(26)，轉軸(26)通過第二伺服電機帶動旋轉。4.根據權利要求1所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，其特征在于:所述一次離心加料機構(9 )包括設置在底座(21)上的攪拌機構(27 )，攪拌機構(27 )的出料口與螺旋輸送機構(28)的進料口連通，螺旋輸送機構(28)的出料管中心軸線與模具架(11)上的模具高度一致。5.根據權利要求1所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，其特征在于:所述二次離心加料機構(10)包括安裝座(29)，安裝座(29)上設有氣壓缸(30)，氣壓缸(30)與二次攪拌加料罐(31)連通，二次加料罐(31)內設有帶活塞的推板(32 )。6.根據權利要求1所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，其特征在于:所述蒸養池(15)的四周側壁上從上往下等距離均布有多個蒸汽噴嘴(33)和溫度檢測器(34)，蒸汽噴嘴(33)與溫度檢測器(34)通過電路驅動模塊(35)與控制模塊(36)連接。7.根據權利要求1所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，其特征在于:所述水化池(16)底部設置有安裝框架(37)，上端設有多個自動噴嘴頭(38)。8.根據權利要求1所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統，其特征在于:所述上料設備(2)分兩組對應設置在模具架(11)前后。9.一種利用權利要求1?8任一項所述的一種鋼纖維混凝土電桿生產系統進行鋼纖維混凝土電桿生產的方法，其特征在于包括以下步驟: 一、混凝土及鋼筋骨架制備:通過混凝土混合輸送設備(I)將混凝土濕料進行稱量、混合攪拌，混凝土濕料的配合比為:水泥:490.5-550.7千克/每立方米;砂:732.6-780.5千克/每立方米;石子:1100.3?1423.4千克/每立方米;水:201.8-224.5千克/每立方米;鋼纖維:.2.6-4.1千克/每立方米;與此同時，按設計要求進行鋼筋骨架制作，并將制作好的鋼筋骨架放入到模具內調整定位； 二、灌漿:控制系統啟動上料設備(2)，使一次離心加料機構(9)完成接料，通過行走旋轉機構(8)的運動定位，螺旋輸送機構(28)的出料管向模具與骨架形成的空腔內連續輸送混凝土直到最終完成混凝土的灌漿； 三、張拉離心:對鋼筋骨架進行預應力張拉，張拉力控制在1300KN?1700KN，然后進行離心成型，離心成型采用慢速-中速-變速-高速分階段逐級增加，由1000轉/每分鐘?1300轉/每分鐘增大到2500轉/每分鐘?2900轉/每分鐘； 四、補料:控制系統啟動上料設備(2)，使二次離心加料機構(1 )上端的料斗接收一定量的混凝土進行攪拌，；同時將離心后的模具轉移到模具架(11)上，通過二次離心加料機構(10)對模具兩端頭加入混凝土，隨后進行二次離心，離心速度控制在500轉/每分鐘?1400轉/每分鐘； 五、混凝土結構養護:將混凝土結構放入蒸養池(15)中，按給定工藝曲線升溫、恒溫和降溫，通入蒸汽進行人工養護，完成熱養護后，放入水化池(16)進行定期水養。
【文檔編號】B28B21/04GK105881728SQ201610368757
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】陳良洪
【申請人】湖北紅業建材科技開發有限公司