基于空气斜槽输送技术的混凝土搅拌站粉料配料性能的研究及应用

章弘威，孙家宏，齐灰灰，孙成坛

（徐州徐工施维英机械有限公司，江苏 徐州 221004）

0 前言

空气斜槽输送机是用于倾斜向下输送干燥粉状物料（如：水泥、生料、粉煤灰、面粉、滑石粉、磷矿石粉等）的连续式气力输送设备，广泛应用于水泥制造行业，其结构简单、能耗低、维护简单、使用费用低。

在混凝土搅拌站生产工艺流程中，粉料仓通过输送设备将粉料（水泥、粉煤灰、矿粉）输送至粉料计量斗，并完成配料。目前，混凝土搅拌站中一般采用螺旋输送机作为粉料的输送和配料设备，使用中发现，螺旋输送机输送稳定、配料流量稳定、配料精度较高、使用性能较好，但是螺旋输送机结构复杂、价格较高、能耗高、维修难度和成本高。

若能用空气斜槽输送机代替螺旋输送机，用于混凝土搅拌站的粉料输送和配料，将很大程度上降低设备的客户使用及维修成本。空气斜槽输送机本身作为一种成熟的粉料输送设备，在输送功能上并不存在问题，但在精确配料的过程中存在配料流量不均匀，配料误差等问题。本文主要针对空气斜槽输送机的工作原理及配料性能展开研究，以寻找提高其配料精度的有效方法，为空气斜槽输送机在混凝土搅拌站的广泛应用打下基础。

1 空气斜槽输送技术的结构及工作原理

混凝土搅拌站中空气输送机的结构图见图1。

粉料经进料闸板阀流入斜槽内，由风机在风道内提供输送气流，在气流方向上，和粉料自身重力的作用下，粉料沿着风道经过手动限流阀，沿着图示 ③→⑥的方向流动，最后经过出料蝶阀流入粉料计量斗内，在达到计量目标值的时候，同时关闭风机及出料蝶阀。

可以看出对配料流量及精确的影响因素有：进料闸板阀的开度、手动限流阀的开度，以及风机的风量和压力。下面将针对这几个因素对配料精度的影响展开研究以寻求提高配料精度的有效办法。

图1 混凝土搅拌站中空气斜槽输送机结构图

2 影响空气斜槽输送机配料精度的几个因素的研究

2.1 进料闸板阀限流，风机降频

研究方法：在进料闸板阀开一半的情况下、通过逐步降低风机的供电频率，来降低风机的气量，分别记录不同频率下的配料曲线，以此来研究风机气量对空气斜槽输送机配料能力的影响。

图2～5 是不同频率下的配料曲线。

图2 50Hz 的配料曲线图

分析：50Hz 时的平均配料流量 55kg/s。

图3 40Hz 的配料曲线图

图3 分析：40Hz 时，平均配料流量 15kg/s 前快后慢，前 16s 平均配料流量 22kg/s，后 14s 均配料流量7kg/s。

图4 35Hz 的配料曲线图

图4 分析：35Hz 时，平均配料流量 9kg/s，前快后慢，前 16s 平均配料流量 19kg/s，后 21s 平均配料流量5kg/s。

图5 30Hz 配料曲线图

图5 分析：30Hz 流量不稳定 出现了不下料的现象。平均流量 7kg/s。

结论：

（1）在所有上述实验中，配料流量均不稳定，且50Hz 时出现暂时性堵料不下料现象。

（2）随着供电频率的降低，空气斜槽输送机的平均配料流量随之呈下降趋势。

（3）启动前 4s 的配料流量小，启动响应时间内配料流量较小。

（4）启动响应时间结束后 4s 内，配料流量大，风空气斜槽输送机尾部积料的快速卸料；

（5）快速配料区间之后直到配料结束，配料流量波动变化，此时进料闸板阀限流起作用，控制空气斜槽输送机的进料速度，闸板阀限流配料区间。闸板阀开度受限导致空气斜槽输送机进料口易起拱，进而导致配料流量不稳定。

2.2 进料闸板阀无限制，限流阀限流配料配料

研究办法：（1）在标频的情况下，进料闸板阀完全打开，最大程度上减小进料的不稳定性；（2）逐步调整限流阀开度，分别记录，不同开度下的配料曲线，来研究限流阀开度对空气斜槽输送机配料能力的影响，见图6～8。

图6 限流阀开3格的配料曲线图

图7 限流阀开5格的配料曲线图

图8 限流阀开7格的配料曲线图

分析：（1）与实验工况1相比，配料的稳定性在进料闸板阀全开的情况下有明显的提升。（2）随着限流阀开度的逐渐增大，空气斜槽输送机配料流量逐渐增大。（3）当空气斜槽输送机配料流量增大到一定的程度，大于进料流量时，配料流量由进料流量决定，表现出配料流量稳定性相对变差。

2.3 几个因素的研究结论

（1）在一定的风机气量范围内，风机气量与空气斜槽输送机配料流量正相关。

（2）在一定范围内，空气斜槽输送机限流阀的开度与空气斜槽输送机配料流量正相关。

（3）空气斜槽输送机的进料口流量的稳定性与其配料流量的稳定性直接相关。

3 调整措施及使用效果

3.1 调整措施

（1）变频控制风机气量成本较高，考虑到设备成本，采用调整空气斜槽输送机限流阀的开度控制配料流量，与配料目标总量相匹配。

（2）进料闸板阀全开保证空气斜槽输送机配料流量的稳定性。

3.2 使用效果

整改后配料效果：配料精度提高，个别配料偏差略大于 1%，过冲量比较稳定，在较小的范围内波动（-5～13kg）。水泥用量 600kg 左右时，配料偏差能够控制在±1% 的国标要求范围之内。矿粉用量 200kg 左右时，配料偏差能够控制在 ±3% 的范围之内，优于同行业内采用空气斜槽输送机配料的平均水平。如果要进一步提高配料精度，可以在空气斜槽输送机的进料口增加旋转喂料器，进一步提高配料流量的稳定性。整改后的粉料配料误差分布见图9。

图9 整改后的粉料配料误差分布图