粉狀外加劑精確稱量系統研究

婁高峰，楊文明，趙春光

（河南三和水工機械有限公司，河南 鄭州 450100）

1 外加劑概述

外加劑是在進行干粉砂漿攪拌的過程中，通過外部摻加混入干粉砂漿中的，通常其占干粉砂漿總質量的1%以下，但是，卻能夠對干粉砂漿的物理性能起到很大的改善作用。外加劑的主要特點就是摻入量很少，但是品種很多，但卻對干粉砂漿的性能起到了很大的改善，能夠通過很小的投資實現快速高性價比的收益。伴隨著科技水平的不斷提高，對外加劑的使用也越來越廣泛，外加劑已經成為干粉砂漿主要組成成分。

通過對干粉砂漿添加一定量的外加劑使其物理性能更加優越，通過外加劑的不斷更新，可以將外加劑劃分為如下幾種類型：（1）可以改變干粉砂漿流變性能的外加劑，這可以通過對干粉砂漿添加水的多少實現對其流變性能的改變，比如，比較常用的減水劑以及保水劑兩種。（2）改變干粉砂漿的凝結性能。這主要是用來控制干粉砂漿的凝結時間滿足應用的要求，如速凝劑以及緩凝劑。（3）改變干粉砂漿中的含氣量，通常可以通過發氣劑或者引氣劑對干粉砂漿含氣水平進行調節。（4）改善干粉砂漿的耐久性能，通常使用的是抗凍劑或者防腐蝕劑來調節干粉砂漿耐久性。（5）通過添加其他外加劑來改善干粉砂漿的特殊性能。伴隨著干粉砂漿行業的不斷發展以及社會對環保性材料的需求，現在越來越多的綠色外加劑已經出現。

2 粉狀外加劑稱重特點

隨著現代社會環保意識的不斷增強，越來越多的企業開始應用干粉砂漿攪拌設備。由于在進行混合料的攪拌過程中，需要添加一定量的粉狀外加劑，同時，由于外加劑使用量小，并且價格昂貴，外加劑的添加量對干粉砂漿的性能改變具有很大的作用，因此，對外加劑稱量具備一定的精確性要求。現在，傳統的粉狀外加劑的稱量系統不能充分滿足對使用量很小粉狀外加劑進行計量，通常企業采用人工計量的方法，這樣就造成了產品性能的不穩定，并且成本會增大。

粉狀外加劑一般在干粉砂漿總質量的占比為1%以下，但卻對干粉砂漿性能的改變具有很大的作用，比如，可以改變其強度、改善耐久性。由于粉狀外加劑具有量小，具有一定的腐蝕性并且作用大等一些優點，粉狀外加劑精準稱量系統就顯得格外重要。目前，市場上具有一些外加劑稱量系統，雖然可以實現稱量，但是大多具有一些缺點，比如，稱量過程出現震動影響稱量精度，或者稱量過程出現出料無法準確控制的情況。

3 粉狀外加劑稱重系統設計

為了能夠在粉狀外加劑添加過程中，實現對其進行精準的稱量，本文設計了一種粉狀外加劑添加過程中的精準稱量系統，通過本系統可以精確、穩定并且高效地實現外加劑的稱量，如圖1 所示為本設計的技術方案圖。

圖1 粉狀外加劑精確稱量系統方案圖

從圖中可以看出，本文設計的稱量系統由稱量斗、稱重檢測傳感器、支架、支撐鋼絲繩、稱量儀表和出料口等部分組成，系統中的系統支架是通過多個圓筒形的鋼架疊加在一起而形成的。相鄰的鋼架通過上面的法蘭盤，利用螺栓連接到一起，并且系統中兩個法蘭盤之間通過橡膠形成防震支座。系統中，稱量斗形狀是倒圓錐形的，通過將其頂端固定在系統支架最上方的鋼架上形成一體，保證防抖。在系統中的稱量斗和支架的連接處布置了稱重檢測傳感器，系統支架還通過兩組鋼絲繩懸吊在系統稱量儀表的下部，并且鋼絲繩的另一端與系統支架最下方的鋼架外壁相連。在系統最下部設置了出料口，在系統稱量斗的內部存在下料裝置，并且和出料口位置對應。系統稱量斗上部最邊緣的位置設置了進料口，并且同時布置了變頻螺旋機實現進料的調整。系統中的稱重檢測傳感器的精度和檢測靈敏度優于系統設計的精度和靈敏度值。

通常粉狀外加劑使用量很少，如果稱量系統出現震動，就會對外加劑稱量產生很大的誤差。因此，本系統通過利用兩組柔性鋼絲繩的方式將系統支架形成懸吊結構，并且將稱量斗布置在系統支架上方，并且通過在支架內部設置多組橡膠形成進一步的減震作用，從而形成了復合式減震效果。通過上述的這種設計可以有效地避免粉狀外加劑稱量過程產生震動對稱量精度的影響。

本文設計的稱量系統包括稱量部分和稱量檢測傳感器部分兩組功能組成。在稱量過程中，首先，由變頻螺旋機將粉狀外加劑通過進料口進入稱量斗時，因為所選擇的稱量計的精度比較低，因此可以較快地做出第一次進料步驟，而后通過精度更高的稱重檢測傳感器系統對外加劑進行卸載，這樣既保證了進料的過程比較迅速，同時又保證了卸料的過程精度得到滿足。

同時，本文設計的系統利用螺旋扣將稱量計以及系統支架連接在一起，這樣可以對稱量斗的調平更加快速方便，對稱量系統的精度進一步改善。另外，采用稱重檢測傳感器結合變頻螺旋機使得粉狀外加劑的下料過程精度更高。系統利用旋轉刀片旋轉過程使得進入稱量斗的外加劑更加迅速地進入下料口。

4 稱量系統稱量過程

本稱量系統工作過程按如下步驟進行：（1）調節螺旋扣旋鈕，直到稱量斗水平為止。（2）啟動變頻螺旋機，同時將帶稱量粉狀外加劑通過進料口加入稱量斗中，并觀察稱量計的測量值，設置稱量計的數值為欲稱量重量值，當加入外加劑大于設置數值時停止送料，等到稱量計顯示數據平穩；（3）啟動電動機，電動機帶動螺帶旋轉，這樣外加劑會向出料口處流動；（4）外加劑從出料口流出的同時，稱重檢測傳感器會輸出檢測信號，當檢測到出料重量與設定值接近時，控制電機旋轉速度降低，使外加劑卸料速度降低。當卸料重量達到了設定的數量時，控制電機停止轉動，卸料停止。

5 結語

本文設計的干粉砂漿粉狀外加劑精確稱量系統主要的組成部分包括稱量斗、稱重傳感器、支架、柔性鋼絲繩、稱量計和下料裝置。利用合理的結構設計，使系統工作過程震動得到最大化的改善，降低了對稱量精度的影響。通過不同精度和靈敏度的稱量裝置，使得進料速度和出料精度得到保障。