拌和站取料装置及方法与流程

本发明涉及沥青混合料搅拌技术领域，尤其涉及一种拌和站取料装置及方法。

背景技术：

沥青混合料搅拌设备是沥青路面施工的关键设备，是沥青混合料产生的源头，该设备的运行质量直接影响工程施工的质量与速度。搅拌器作为沥青混合料搅拌设备的核心部件，其性能的优劣直接决定成品沥青混合料的质量，进而影响混合料的施工质量和路用性能，因此，对于搅拌器性能以及混合料搅拌质量的评价显得尤为重要。

目前，对搅拌器性能的评价方法通常是人工取适量的由搅拌器放出的成品沥青混合料，将所取混合料送至实验室进行相关性能指标的试验，依次判断搅拌器的性能和混合料的质量。该方法存在以下问题：成品混合料无法实时采集；采集重量不易控制，易造成浪费；无法采集搅拌器不同搅拌区域和搅拌位置的混合料，从而无法对不同搅拌区域的搅拌质量进行对比分析。因此，研究一种可实时在线采集成品混合料、可精确控制混合料采集重量、可采集不同搅拌区域混合料的装置和方法，在本技术领域内显得很有必要。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种拌和站取料装置及方法，以解决现有技术中无法对沥青混合料进行实时采集的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种拌和站取料装置，包括取料系统、接料系统和控制系统，取料系统用于从拌和站的搅拌器中取出物料，接料系统与取料系统连接，以接收并存储取料系统所取出的物料，控制系统用于根据用户预先或临时设定的指令实时地对取料系统和/或接料系统进行控制。

进一步地，取料系统包括取料管路和导料机构，取料管路的一端与搅拌器连通且取料管路与接料系统连通，导料机构用于将物料从搅拌器中导出并通过取料管路输送至接料系统，导料机构与控制系统连接，以通过控制系统对导料机构进行控制。

进一步地，导料机构包括导料轴和驱动件，导料轴设置在取料管路内，驱动件能够驱动导料轴旋转，以在旋转过程中通过设置在导料轴上的螺旋桨叶将物料导出。

进一步地，驱动件能够驱动导料轴正转和反转，导料轴正转时，导料机构能够将物料从搅拌器中导出；导料轴反转时，导料机构能够将取料管路中的残余物料导入搅拌器中。

进一步地，取料管路倾斜向上设置，取料管路的轴线与竖直方向之间的夹角为75°～85°。

进一步地，取料管路的远离搅拌器的一端的侧面设有出料口，出料口处设有喷嘴，喷嘴能够吹出气体以防止物料在出料口处堆积。

进一步地，搅拌器的外壁上设有采样接口，采样接口的端部设有第一法兰盘，取料管路的端部设有第二法兰盘，采样接口与取料管路通过螺栓穿过第一法兰盘和第二法兰盘上的螺栓孔来实现连接。

进一步地，搅拌器的外壁上设有采样接口，取料管路与采样接口连接，采样接口包括多个，多个采样接口分别设置在搅拌器的不同位置，以通过取料系统取出搅拌器中不同位置的物料。

进一步地，多个采样接口沿搅拌器的周向布置。

进一步地，接料系统包括储料仓，储料仓包括至少两个相互独立的隔仓，以分别接收并存储取自搅拌器中不同位置的物料。

进一步地，接料系统包括阀门机构，阀门机构与控制系统连接，以通过控制系统控制阀门机构选择性地打开至少两个隔仓中的至少一个，并关闭至少两个隔仓中的至少另一个。

进一步地，阀门机构包括阀门板、转轴、转臂和气缸，阀门板与转臂连接，转臂与气缸的缸杆连接，以在气缸的缸杆运动时带动转臂绕转轴转动，进而带动阀门板摆动，以便通过阀门板打开或关闭隔仓。

进一步地，阀门板被构造为在使至少两个隔仓中的至少一个打开并使至少两个隔仓中的至少另一个关闭时阀门板倾斜设置，以对落入打开的隔仓内的物料进行引导。

进一步地，隔仓的底部设有料位传感器，料位传感器用于在隔仓接收物料之前检测隔仓内的料位，料位传感器与控制系统信号连接，以将料位传感器所检测到的料位信号传递给控制系统，便于控制系统根据料位信号控制阀门机构对隔仓进行选择。

进一步地，接料系统包括计量器，计量器用于对接料系统所接收的物料的重量进行测量，并且计量器与控制系统信号连接，以将计量器所测量的重量信号传递给控制系统，便于控制系统根据重量信号对取料系统进行控制。

进一步地，接料系统包括储料仓，计量器包括称重传感器，称重传感器的一端连接在固定壁上，称重传感器的另一端与储料仓连接，储料仓设置在取料系统的出料口的下方，以通过称重传感器对储料仓的增重进行测量。

进一步地，用户预先或临时设定的指令包括取料位置、开始取料的时刻、取料所消耗的时间和取料重量中的至少一个。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于上述的拌和站取料装置的拌和站取料方法，包括：

提供取料系统、接料系统和控制系统；

通过控制系统接收用户预先或临时设定的指令；

控制系统根据指令实时地对取料系统和/或接料系统进行控制，以通过取料系统从拌和站的搅拌器中取出物料，并通过接料系统接收并存储取料系统所取出的物料。

进一步地，接料系统包括储料仓，储料仓包括至少两个相互独立的隔仓，隔仓的底部设有料位传感器，料位传感器与控制系统信号连接，接料系统包括阀门机构，在通过接料系统接收并存储取料系统所取出的物料之前，取料方法还包括：

通过料位传感器检测隔仓内的料位；

控制系统接收料位传感器所检测到的料位信号，并在料位信号显示隔仓的料位为零时控制阀门机构打开该隔仓。

进一步地，取料系统包括取料管路和导料机构，导料机构包括导料轴和驱动件，通过取料系统从拌和站的搅拌器中取出物料的具体操作包括：

控制系统向驱动件发送驱动导料轴反转的指令，以将取料管路中的残余物料导入搅拌器中；

达到预设时间后，控制系统向驱动件发送驱动导料轴正转的指令，以通过设置在导料轴上的螺旋桨叶将物料从搅拌器中导出。

进一步地，接料系统包括计量器，取料方法还包括：

通过计量器对接料系统所接收的物料的重量进行测量；

控制系统接收计量器所测量的重量信号，并在重量信号显示达到预设重量时向取料系统发送停止指令，以停止取料。

基于上述技术方案，本发明的拌和站取料装置通过设置取料系统、接料系统和控制系统，使用户可以预先或临时在控制系统中设置指令，以实现对拌和站所产生的混合料进行实时采集的功能，从而可以采集不同时刻的、处于不同阶段的混合料，对这些混合料进行质量检测，可以为优化搅拌时间、提升搅拌效率提供依据，对搅拌器的性能评价也更加全面。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明拌和站取料装置一个实施例的结构示意图。

图2为本发明拌和站取料装置一个实施例中取料系统的结构示意图。

图3为本发明拌和站取料装置一个实施例中接料系统的结构示意图。

图中：

1、搅拌器；2、取料系统；3、接料系统；4、控制系统；

11、搅拌区域；12、采样接口；121、第一法兰盘；

21、取料管路；211、第二法兰盘；22、导料轴；23、驱动件；24、出料口；

31、阀门机构；32、计量器；33、储料仓；34、料位传感器；35、吊钩；

311、阀门板；312、转臂；313、气缸；

331、隔仓；332、料门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，在本发明提供的拌和站取料装置的一个示意性实施例中，拌和站取料装置包括取料系统2、接料系统3和控制系统4，取料系统2用于从拌和站的搅拌器1中取出物料，接料系统3与取料系统2连接，以接收并存储取料系统2所取出的物料，控制系统4用于根据用户预先或临时设定的指令实时地对取料系统2和/或接料系统3进行控制。

在上述实施例中，通过设置取料系统2、接料系统3和控制系统4，使用户可以预先或临时在控制系统中设置指令，以实现对拌和站所产生的混合料进行实时采集的功能，从而可以采集不同时刻的、处于不同阶段的混合料，对这些混合料进行质量检测，可以为优化搅拌时间、提升搅拌效率提供依据，对搅拌器的性能评价也更加全面。

进一步地，如图2所示，取料系统2包括取料管路21和导料机构，取料管路21的一端与搅拌器1连通且取料管路21与接料系统3连通，导料机构用于将物料从搅拌器1中导出并通过取料管路21输送至接料系统3，导料机构与控制系统4连接，以通过控制系统4对导料机构进行控制。

具体来说，导料机构可以包括导料轴22和驱动件23，导料轴22设置在取料管路21内，驱动件23能够驱动导料轴22旋转，以在旋转过程中通过设置在导料轴22上的螺旋桨叶将物料导出。

其中，驱动件23可以采用电机等动力元件，电机的转速可以为恒速，也可以为变速。螺旋桨叶以螺旋方式设置在导料轴22的外周上。

除了上述结构外，导料机构也可以采用其他现有结构，只要能够实现将物料导出的作用即可。

优选地，驱动件23能够驱动导料轴22正转和反转，导料轴22正转时，导料机构能够将物料从搅拌器1中导出；导料轴22反转时，导料机构能够将取料管路21中的残余物料导入搅拌器1中。其中，正转和反转为转动方向相反的两种旋转方式，比如正转可以为顺时针转动，反转可以为逆时针转动等。

导料轴22设置为能够正转和反转，可以在实现导出物料的基础上，在导出物料之前还可以通过导料轴22清空取料管路21，防止取料管路21内由于留存有残留物料而影响取料的精度。

如图1所示，取料管路21倾斜向上设置，取料管路21的轴线与竖直方向之间的夹角α可以为75°～85°，比如80°。当搅拌器竖直放置时，该夹角α也可以理解为取料管路21与搅拌器1的外壁之间的夹角。该设置角度可以使物料更顺利地导出，而且可以防止物料从取料管路21中自由流出。

接料系统3优选地设置在取料系统2的下方，以使物料在导出后直接向下落入接料系统3中。当然，在其他实施例中，取料系统2和接料系统3的相对位置关系也可以有其他选择，这里不再赘述。

在取料管路21的远离搅拌器1的一端的侧面设有出料口24，优选地，出料口24设置在取料管路21的底部一侧，这样可以方便物料的下落。出料口24处设有喷嘴，喷嘴能够吹出气体以防止物料在出料口24处堆积，喷嘴的设置还可以使导出的物料全部落入接料系统中，避免物料的浪费。

在本发明拌和站取料装置的一个优选实施例中，搅拌器1的外壁上设有采样接口12，采样接口12的端部设有第一法兰盘121，取料管路21的端部设有第二法兰盘211，采样接口12与取料管路21通过螺栓穿过第一法兰盘121和第二法兰盘211上的螺栓孔来实现连接。

其中，采样接口12可以只是一个开口，也可以包括一段延伸的管路，并在管路的端部设置第一法兰盘121，以方便与取料管路21的连接。具有一段延伸管路的采样接口12优选地与搅拌器1一体成型，减少连接所带来的不可靠问题。

通过第一法兰盘121和第二法兰盘211的对接来实现采样接口12与取料管路21的连接，不但连接起来比较方便，操作简单，而且可靠性高，可以有效防止物料的泄漏。

另外，当采样接口12具有延伸管路时，导料轴22优选地伸入采样接口12的延伸管路内，优选地，导料轴22的端部与搅拌器1的搅拌区域11的内壁齐平，达到既能顺利取料又不干涉搅拌的目的。

作为上述实施例的进一步优选，采样接口12包括多个，多个采样接口12分别设置在搅拌器1的不同位置，以通过取料系统2取出搅拌器1中不同位置的物料。

相应地，在采样接口12设有多个时，取料系统2可以仅包括一套，并在需要取出不同位置的物料时将该取料系统2与对应位置的采样接口12连接即可；当然，为了提高方便性，取料系统2也可以包括多套，每个采样接口12上连接一套取料系统2，这样就可以随时对不同位置的取料进行采集，而无需每次都拆卸和安装取料系统2，这样不仅可以按照在控制系统4中设定的时间自动地对不同位置的物料依次进行采集，还可以对不同位置的物料同时进行采集，采集方式更加多样化。

通过设置多个采样接口12，可以对搅拌器1不同位置的物料进行提取，从而对不同位置的物料进行性能检测，为搅拌器的结构优化提供有效依据，为提高混合料的搅拌质量提供参考。

优选地，多个采样接口12沿搅拌器1的周向布置，以对周向不同位置物料进行采集，更加全面地研究搅拌器的搅拌性能。

在本发明所提供的拌和站取料装置的另一个优选实施例中，接料系统3包括储料仓33，储料仓33包括至少两个相互独立的隔仓331，以分别接收并存储取自搅拌器1中不同位置的物料。其中，两个隔仓331之间可以通过隔板隔开。

隔仓331的底部可以设置保温装置，比如加热丝或导热油，以对隔仓331内的物料进行保温，防止由于物料温度变化而造成对其性能测试结果的影响。

隔仓331上还可以设置料门332，以从隔仓331中将物料取出。优选地，料门332可以设置在隔仓331的底部。

进一步地，接料系统3包括阀门机构31，阀门机构31与控制系统4连接，以通过控制系统4控制阀门机构31选择性地打开至少两个隔仓331中的至少一个，并关闭至少两个隔仓331中的至少另一个。通过设置阀门机构31，可以对隔仓331进行选择，通过控制系统4可以有效地控制阀门机构31，以使所有隔仓331中的一部分打开，而另一部分关闭，进而使物料只能落入打开的隔仓331中。

具体来说，如图3所示，阀门机构31可以包括阀门板311、转轴、转臂312和气缸313，阀门板311与转臂312连接，转臂312与气缸313的缸杆连接，以在气缸313的缸杆运动时带动转臂312绕转轴转动，进而带动阀门板311摆动，以便通过阀门板311打开或关闭隔仓331。其中，阀门板311与转臂312固定连接，以在转臂312转动时能够带动阀门板311随动；转臂312与气缸313的缸杆可转动地连接，比如铰接，以在缸杆伸出或缩回时能够使转臂312绕转轴转动。这种结构的阀门机构31可以通过阀门板311的摆动同时实现两个隔仓331中一个打开而另一个关闭，操作控制起来比较方便。

优选地，阀门板311被构造为在使至少两个隔仓331中的至少一个打开并使至少两个隔仓331中的至少另一个关闭时阀门板311倾斜设置，以对落入打开的隔仓331内的物料进行引导。即，阀门板311在停止转动时处于倾斜状态，这样设置可以对物料的下落形成引导作用，使物料更加容易地落入打开的隔仓331中。

作为本发明所提供的拌和站取料装置的进一步改进，隔仓331的底部设有料位传感器34，料位传感器34用于在隔仓331接收物料之前检测隔仓331内的料位，料位传感器34与控制系统4信号连接，以将料位传感器34所检测到的料位信号传递给控制系统4，便于控制系统4根据料位信号控制阀门机构31对隔仓331进行选择。

具体来说，料位传感器34可以对隔仓331内的料位进行检测，将料位传感器34设置在隔仓331的底部，可以方便检测隔仓331内是否有物料，当料位传感器34所检测的料位高度为零时，说明隔仓331是空的，隔仓331内不存在物料，此时通过控制系统4打开该隔仓331，使物料落入该隔仓331内，可以对物料的采集重量进行更加准确地测量；当料位传感器34所检测的料位高度不是零时，说明隔仓331内存有残留物料，这时不便采用该隔仓331接收并存储物料，以免残留物料对评价结果造成影响，因此此时可以通过控制系统4关闭该隔仓331，使物料落入其他隔仓331内。

作为本发明所提供的拌和站取料装置的又一改进，接料系统3包括计量器32，计量器32用于对接料系统3所接收的物料的重量进行测量，并且计量器32与控制系统4信号连接，以将计量器32所测量的重量信号传递给控制系统4，便于控制系统4根据重量信号对取料系统2进行控制。通过设置计量器32，可以对物料的采集重量进行更加精准地控制，提高采集样本的准确性。

具体来说，计量器32包括称重传感器，称重传感器的一端连接在固定壁上，称重传感器的另一端与储料仓33连接，储料仓33设置在取料系统2的出料口24的下方，以通过称重传感器对储料仓33的增重进行测量。其中，储料仓33与出料口24之间具有一定的距离，储料仓33与取料系统2之间没有直接的连接关系，这样可以方便对储料仓33所接收物料的重量进行实时称量，以便精确地控制物料的采集重量。

在上述各个实施例中，用户在控制系统4中预先或临时设定的指令可以包括取料位置、开始取料的时刻、取料所消耗的时间和取料重量中的至少一个。

基于上述各个实施例中的拌和站取料装置，本发明还提供了一种拌和站取料方法，包括：

提供取料系统2、接料系统3和控制系统4；

通过控制系统4接收用户预先或临时设定的指令；

控制系统4根据指令实时地对取料系统2和/或接料系统3进行控制，以通过取料系统2从拌和站的搅拌器1中取出物料，并通过接料系统3接收并存储取料系统2所取出的物料。

进一步地，接料系统3包括储料仓33，储料仓33包括至少两个相互独立的隔仓331，隔仓331的底部设有料位传感器34，料位传感器34与控制系统4信号连接，接料系统3包括阀门机构31，在通过接料系统3接收并存储取料系统2所取出的物料之前，取料方法还包括：

通过料位传感器34检测隔仓331内的料位；

控制系统4接收料位传感器34所检测到的料位信号，并在料位信号显示隔仓331的料位为零时控制阀门机构31打开该隔仓331，以使物料落入该隔仓331内。

进一步地，取料系统2包括取料管路21和导料机构，导料机构包括导料轴22和驱动件23，通过取料系统2从拌和站的搅拌器1中取出物料的具体操作包括：

控制系统4向驱动件23发送驱动导料轴22反转的指令，以将取料管路21中的残余物料导入搅拌器1中；

达到预设时间后，控制系统4向驱动件23发送驱动导料轴22正转的指令，以通过设置在导料轴22上的螺旋桨叶将物料从搅拌器1中导出。

进一步地，接料系统3包括计量器32，取料方法还包括：

通过计量器32对接料系统3所接收的物料的重量进行测量；

控制系统4接收计量器32所测量的重量信号，并在重量信号显示达到预设重量时向取料系统2发送停止指令，以停止取料。

上述各个实施例中拌和站取料装置所具有的积极技术效果同样适用于拌和站取料方法，这里不再赘述。

需要说明的是，在本发明拌和站取料装置及方法的各个实施例中，物料可以为工程上使用的任何混合料，优选地为沥青混合料。

下面结合附图1～3对本发明拌和站取料装置及方法的一个实施例的具体结构和工作流程进行说明：

如图1所示，该拌和站取料装置包括搅拌器1、取料系统2、接料系统3和控制系统4，搅拌器1包括搅拌区域11和采样接口12；取料系统2为螺旋输送机，包括取料管路21、导料轴22、驱动件23和出料口24；接料系统3包括阀门机构31、计量器32、储料仓33、料位传感器34和计量器32。

如图2所示，取料系统2与采样接口12通过在取料管路21端部设置的第二法兰盘211与在搅拌器1的采样接口12的端部设置的第一法兰盘121连接，取料管路21内设置的导料轴22伸入至采样接口12内，并与搅拌器1的搅拌区域11相连通，出料口24与接料系统3连通。

如图3所示，阀门机构31包括阀门板311、转轴、转臂312和气缸313，通过气缸313的缸杆的伸缩，可以带动转臂312绕转轴转动，转臂312的转动可以带动阀门板311绕转轴左右摆动。

计量器32一端通过吊钩35与固定壁连接，另一端通过吊钩35与储料仓33连接；储料仓33包括多个相隔的隔仓331，隔仓331的底部设有料位传感器34。

控制系统4与用于驱动导料轴22的驱动件23、气缸313、料位传感器34和计量器32连接，控制系统4按照设定程序可以控制取料系统2的驱动件23启动，以执行取料动作；同时，接收料位传感器34的信号后控制阀门机构31的气缸313动作，以对隔仓331进行选择；取料开始后，控制系统4还可以接收计量器32的信号，在达到预设采集重量后，向取料系统2的驱动件23发送停止指令。

基于上述拌和站取料装置的取料方法主要包括以下步骤：

步骤一：用户在控制系统4内预设取样参数，取样参数可包括取样时刻、取样重量、驱动件23的反转时间等；

步骤二：通过控制系统4读取料位传感器34的信号，指示气缸313做出动作，完成对隔仓331的选择；

步骤三：通过控制系统4向取料系统2的驱动件23发送反转指令，驱动件23启动反转，通过导料轴22将取料管路21内的残余物料或白料排出，达到预设时间后，通过控制系统4向驱动件23发送正转指令，导料轴22开始从搅拌区域11中取料；

步骤四：通过控制系统4接收来自计量器32的信号，当达到预设重量时，通过控制系统4向取料系统2的驱动件23发送停止指令，取料系统2停止取料。

可见，采用本发明的拌和站取料装置可以实现搅拌器内混合料实时在线智能取料，满足不同时刻混合料搅拌质量检测对比的需求，为优化搅拌时间提供可靠依据。

通过对本发明拌和站取料装置及方法的多个实施例的说明，可以看到本发明拌和站取料装置及方法实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、通过设置取料系统、接料系统和控制系统，可以实现不同时刻混合料的实时智能取样，为优化搅拌时间、提升搅拌效率提供依据；

2、通过设置多个采样接口，可以实现不同区域的混合料实时智能取样，为搅拌器优结构化提供有效依据，为提高混合料搅拌质量提供方法；

3、通过设置计量器，可以对采集重量进行有效的控制，不仅提高采集精度，还可以避免物料的浪费。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。