具有夹心式物料存储和物料流配置的移动混凝土搅拌机的制作方法

本发明涉及一种安装在重型运输车辆上的混凝土生产和运输设备。详细而言，上述发明具体涉及一种车载混凝土生产和运输设备，其具有分别用于水泥、细骨料、粗骨料和水的独立干料舱，其中设有用于生产新拌混凝土的车载分批式搅拌机，此外还具有多种配料系统、多种驱动系统以及多种具有可控卸料门的分批式搅拌机。确切地说，本发明具体涉及一种车载混凝土搅拌机中优化的机械结构和各种物料的流动配置，从而带来一系列新的技术商业效益以及设计简单性，这些是现有技术所不具备的。

背景技术：

1、近年来，预拌混凝土（rmc）行业不断扩大，许多商业预拌混凝土搅拌站已投入运营。当前的预拌混凝土系统设有安装在特定位置、称为中心搅拌站的固定式预拌混凝土搅拌站，并且由这些搅拌站生产的湿拌混凝土通过具有旋转搅拌筒的运输搅拌车运输相当长的距离。目前的这种湿拌混凝土运输系统发明于将近100年前，并且伴随着许多固有的问题和局限性。其中包括空气污染、柴油污染和柴油浪费，以及水和物料浪费等。

2、为了克服其中的许多局限性，已经发明了既能生产又能运输混凝土的卡车安装式或车载式全自动设备。

3、我们已获授权的第287080号印度专利所公开的发明是一种“基于重量的混凝土生产和运输车辆”，其安装于车辆上，并由该车辆的动力输出装置（pto）所产生的电力或液压动力驱动。

4、我们另一项已获授权的第327661号印度专利公开了一种“具有新型wcmd装置的高度紧凑的卡车安装式紧凑型配料和搅拌站”。

5、我们又一项已获授权的第395657号印度专利公开了一种具有vwt（volume,weight&time）——基于体积、重量和时间的配料系统的卡车安装式混凝土搅拌机。

6、由我们早期已获授权的专利共同公开的这些卡车安装式移动混凝土搅拌机是第1号现有技术。

7、除了上述现有技术之外，在欧洲和美国还有具有连续螺旋搅拌机的容积式混凝土搅拌机，就本发明而言，这些搅拌机不被视为相关现有技术，因为这些设备配备有“具有开放式卸料端的连续螺旋搅拌机”和“用于粗骨料和细骨料的手动物料设定装置”，这些设备在没有人工干预的情况下无法保证高质量的均质混凝土，因此在印度市场不被接受。而本发明实质上公开了一种设备，该设备无需人工干预即可运行，并具有配备可控卸料门的分批式搅拌机。

8、现有技术的技术问题或局限性：

9、如上文所公开的现有技术主要关注驱动系统和配料系统，所述系统用于生产混凝土，特别是在移动应用中。此外，所述现有技术公开了用于多种固体物料（诸如但不限于水泥、粉煤灰或粒化高炉矿渣粉（ggbs）、10 mm粗骨料、20 mm粗骨料、河砂、碎砂和添加物料）的多个舱室，以及各种分批式搅拌机。

10、上述现有技术如前所述，主要关注驱动系统和配料系统，但不关注物料流配置。此处需要特别注意的是，由于卡车上的可用空间极其有限，若干独立舱室是按照设计人员和制造商认为方便的方式布置的。此外，组分数量越多，就会导致更长的循环时间；由于在将所有物料按特定比例输送至搅拌机以生产混凝土的过程中存在障碍，还会导致低产出率。

11、另一个非常大的局限性在于混凝土卸料高度：由于存在多个部件、料斗、舱室、输送机、搅拌机等，所获得的卸料高度较低。然而，为了使移动混凝土搅拌机成为传统运输搅拌车的一种新的替代品，行业需要更高的卸料高度。更高的卸料高度确保混凝土泵易于安置，并为通过溜槽向下浇筑提供高度优势。

12、根据我们的经验，还发现，卡车安装式移动混凝土搅拌站的每个部件都必须进行适当配置，以使各部件在工作中相互补充且相辅相成，从而实现对卡车上可用空间的最佳利用，并获得高生产率、改善的搅拌质量以及高卸料高度。 所有这些技术和商业优势均可通过采用改进的物料流配置来实现，在该配置中，设备的关键部件，如散装储料、输送机、待料斗乃至搅拌机，共同确保特定的物料流。除了使设备易于制造并具有较低的资本成本之外，这还减轻了设备的重量并提高了成本效益。

13、为了实现上述新的技术商业效益，本发明因此公开了一种新的、高度有效且改进的物料流系统配置，该配置使设计简单，从而相较于现有技术具有许多新的技术商业效益，而这些效益是现有技术迄今所不具备的。

14、发明目的及问题解决方案：

15、具有优化的物料存储和物料流配置的技术和商业目标？

16、移动混凝土搅拌机中的物料流非常重要且关键，因为它不仅决定了所有物料处理的简便性和顺畅性，而且还决定了极高的生产率和超短的批次循环时间。这对于卡车安装式移动混凝土搅拌机而言非常重要且关键，这是由于以下非常重要且关键的原因。

17、a. 卡车上非常有限的空间：

18、与体积庞大且占用大量空间的固定式预拌站不同，以生产和运输为目的安装在机动卡车或车辆上的移动混凝土搅拌机所具有的可用于设备和物料的空间非常有限。因此，在利用可用空间以实现最佳产出率时，物料布置变得非常关键。基本目标是具有改进的物料存储，其可有助于提高按小时计的混凝土生产速率。

19、b. 固体组分和液体组分的装载高度限制及存储容积限制。

20、对于机动卡车和车辆，存在尺寸限制，因为根据印度的《商用车辆法》，任何超大或尺寸超标的车辆都不允许在道路上行驶。

21、操作方面的问题在于，移动搅拌机需要配备具有切合实际的装载高度的物料仓，因为这些物料仓基本上是采用前端装载机或其他可用的物料装卸设备进行装料的。此外，所需存储容积还受到车辆的自重、设备的净重以及卡车的允许车辆总重的限制。因此，目标是确保物料装载高度最小且存储容量最佳。

22、c. 固体物料输送机彼此之间需要具有最佳的协同作用。

23、由于车辆上装载有多种固体物料，并且每种物料均有各自独立的舱室，因此，物料输送机在输送所述物料时彼此协同作用很重要。

24、d. 极短的循环时间，并因此在可用的有限空间内实现最佳的生产率。

25、如前所述，生产率取决于生产单批混凝土的循环时间，该单批混凝土的生产涉及配料过程和搅拌过程。根据我们的经验，只有在所述物料及其各自的输送机得到优化后，才有可能实现高生产率和构造简单性。

26、e. 一种在物料运动和卡滞解除方面具有补充性和互补性的搅拌机设计。

27、混凝土搅拌机在将所述物料与水混合以在极短的时间内生产高质量均质混凝土方面起着关键作用。在制造了各种卡车安装式混凝土搅拌机以及带有各种搅拌机的配料和搅拌站之后，我们认识到，所述搅拌机是所述物料流汇聚的最终点，并且因此应当具有补充性和互补性设计，以便对物料存储以及通过各自物料输送机的物料流起到补充作用并与之形成互补。

28、f. 由于改进的物料流，在短搅拌时间内实现了更好的搅拌。

29、如上所述，物料存储系统、各个物料输送机和所述搅拌机均应遵循特定的物料流模式，以便在短搅拌时间内实现更好的搅拌。

30、g. 由于改进的物料流系统，功率要求相对极低且连接负荷低。

31、在所述搅拌机之前和内部优化的物料存储和物料流配置对于降低功率要求和净连接负荷至关重要。这是通过最大限度地利用可用空间，并配备与所述搅拌机内部的物料流形成互补且对其起到补充作用的物料存储系统来实现的。

32、h. 由于改进的物料流系统而使用小型原动机，从而实现极高的燃油经济性。

33、如在第g项中所述，如果通过在整台机器范围内在所述搅拌机之前及其内部优化物料流来降低净连接负荷，则无论驱动系统如何，均可实现极高的燃油经济性。

34、i. 优化的物料流系统导致相对较低的设备重量，进而导致更高的物料运输量。

35、具有多个物料流障碍的设备的复杂构造不仅导致较长的循环时间，而且导致更大的设备重量。这意味着在给定的gvw（gross wehicle weight，车辆总重）下，可运输的物料量更少。因此，优化的物料存储和物料流配置不仅使构造简单，而且使设备重量较低，从而使最终用户能够运输更多的物料。

36、j. 制造简便且投资成本低：

37、拥有易于大规模制造且制造成本低的设备是非常重要的。因此，优化的物料存储和物料流配置对于实现这一点非常关键和重要，并因此是本发明的另一目的。

38、k. 较高的混凝土卸料高度：

39、当移动搅拌机用于生产和运输混凝土时，该搅拌机具有较高的混凝土卸料高度是非常重要的，因为该移动搅拌机能够向放置在搅拌机卸料口下方的混凝土泵供料，还能够像常规混凝土搅拌运输车一样借助溜槽向下浇筑混凝土。这对于将卡车安装式移动配料站用作生产和运输的实用手段而言是非常重要且关键的。因此，具有较高的混凝土卸料高度是本发明的一个关键目的。

技术实现思路

1、公开了一种“具有夹心式物料存储和物料流配置的移动混凝土搅拌机”，其由以下部分组成：

2、a.一种安装在机动车辆 (v)上的移动混凝土搅拌机 (1)，其主要特征在于“夹心式复合固体物料散装储料舱(2)”，其进一步适于具有“三个平行于车辆纵向轴线延伸的纵向舱室”，一个用于胶凝材料，第二个用于细骨料且第三个用于粗骨料，使得“胶凝材料舱(3) 相应地纵向夹在”细骨料舱 (4) 和粗骨料舱 (5) 之间，其中，所述胶凝材料舱 (3)在底部设有螺旋输送机 (6)，该螺旋输送机以20至40度之间的角度倾斜，并且所述细骨料舱 (4) 和所述粗骨料舱 (5) 分别设有挡板皮带输送机 (7) 和 (8)，其倾斜方式与所述胶凝材料螺旋输送机 (6) 相同，并且所有三个输送机 (6, 7&8) 均适于在同一方向上朝倾斜侧输送各自的物料；

3、b.一种强制式混凝土搅拌机 (9)，在操作上设置在输送机 (6,7&8) 的卸料端下方，并由车辆 (v) 的延长的纵向轴线分成两个相等的部分a侧和b侧，并且胶凝材料因此适于与水一起沿中心线进入搅拌机 (9)，而细物料输送机 (7) 和粗物料输送机 (8) 适于分别在a侧和b侧卸出细固体物料和粗固体物料，其中，搅拌机 (9) 适于在内部具有多个搅拌叶片，所述搅拌叶片连续地以高速将从a侧进入的物料移动到b侧，并将从b侧进入的物料移动到a侧，并且搅拌机 (9)在搅拌机底部的中心处设有可控的卸料门 (14)，所述卸料门适于在达到预设的搅拌时间后卸出搅拌后的混凝土。

4、安装在车辆上的移动混凝土搅拌机具有多个部件。这些部件包括搅拌机的驱动系统、搅拌机的操作系统、混凝土的组分据以进行配料或按比例配制的配料系统、物料存储系统、物料输送系统和搅拌系统。

5、然而，本发明侧重于移动搅拌机的物料存储和物料流配置以及机械结构，而与搅拌机的驱动系统无关，所述驱动系统例如包括但不限于通过电动或液压方式从车辆发动机的动力输出获取的驱动力、专用副发动机、锂离子可充电电池、铝离子电池等。因此，本发明与用于操作所述搅拌机的驱动系统无关，而是主要侧重于物理结构以及混凝土的组分在搅拌前和搅拌期间的物料流配置。因此，本技术所公开的移动混凝土搅拌机可以由上述任何驱动系统操作。

6、类似地，移动混凝土搅拌机操作系统由基于plc（可编程逻辑控制）的面板组成，所述面板基于所需的配合比设计，以无人工干预的方式执行对组分进行配料和搅拌的操作。

7、因此，对所述操作面板进行编程时，考虑了这种优化的机械存储以及所述配料方法。因此，如果机器设有vwt配料或基于体积、重量和时间的配料或按比例配制，则所述操作系统相应地被编程，以与上述公开的优化的物料存储设计和物料流配置配合工作。因此，在vwt系统中，所有三台输送机 (6,7&8) 均单独进行校准，并且每台输送机以固定rpm运行时具有固定流量，并且操作系统因此被编程为与水一起同时运行输送机 (6,7&8)，并在预设的物料卸入搅拌机 (9) 中后单独关停每个输送机 (6,7&8)，并且在搅拌时间结束后，卸料门 (14) 由所述系统打开。

8、然而，当设置有基于重量的配料系统时，搅拌机 (9) 置于称重传感器上，并且每种物料可以由所述系统以累积的方式逐一添加到搅拌机 (9) 中。替代地，在另一实施例中，可以在输送机 (6, 7&8) 的工作端之间安装可选的分批待料斗 (12)，并且所述料斗(12) 置于称重传感器上，以便对来自输送机 (6,7&8) 的所有物料进行称重，并且所述料斗 (12) 在其底部设有小皮带 (13)，以将称重后的物料卸入搅拌机 (9) 中。而物料存储和搅拌机 (9) 的基本分立式构造保持不变。在另一实施例中，称重料斗 (12) 可替代地设有卸料门 (13)，以将称重后的物料卸入搅拌机 (9) 中。

9、搅拌机 (9) 对称地位于车辆 (v) 的后部，刚好在输送机 (6,7&8) 的卸料端的下方。本技术公开的最优选实施例公开了一种设计简单的单轴搅拌机 (9)，其具有居中定位的轴 (10) 和半圆形底部，其中所述轴 (10) 设有搅拌叶片 (11)。所述搅拌机被车辆(v) 的纵向轴线划分为两个部分，即a侧和b侧。水泥或胶凝材料与水（未示出）在搅拌机的中心卸料，而细物料和粗物料分别在a侧和b侧卸料。换言之，水泥与水在搅拌机的中心卸料，而细物料和粗物料在彼此相对的两侧卸料。a侧和b侧的搅拌叶片 (11) 互为镜像，并且在沿单一方向旋转时，a侧和b侧的叶片均将固体物料推向中心。设有卸料门 (14)，所述卸料门位于搅拌机的底部中心，并允许在搅拌时间结束后卸出混凝土。

10、在不改变上文公开的主要机械结构的情况下，可以有多种实施例，并且此类实施例绝不限制所公开的本发明的范围。

11、通过将各种配料系统和驱动系统与上述分立式物料存储和物料流配置结合使用，可以有多种实施例。这绝不限制本技术所公开的基本发明。

12、而本技术公开的最优选实施例公开了一种简单的单轴搅拌机，其具有左旋和右旋叶片，以专门辅助物料流，从而在混凝土质量和产量方面产生所期望的最佳结果。然而，在商业应用中，通过将各种类型的搅拌机与上文公开的夹心式物料存储配合使用，也可以有多种实施例，例如但不限于具有类似机械结构的双轴或多轴搅拌机、具有单向叶片或桨叶并可正反转的搅拌机、卧式搅拌机（例如盘式搅拌机）、可逆式滚筒搅拌机等。然而，此类实施例被本技术所涵盖，并因此不限制所公开的本发明的范围。