專利名稱：建筑用砂箱式水力分級機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑機(jī)械，特別是涉及一種建筑用砂的箱式水力分級機(jī)。
在本實(shí)用新型完成之前，1972年8月“混凝土用砂水力分級試驗(yàn)組”編寫的“混凝土用砂水力分級生產(chǎn)性試驗(yàn)報(bào)告”[內(nèi)部資料]中第2頁--第5頁，敘述了箱式水力分級機(jī)，它是試驗(yàn)研究階段使用的設(shè)備。1969年曾在浙江富春江水電站工地試用。該分級機(jī)采用測壓管浮子開關(guān)控制排料，使用時(shí)調(diào)整分級室砂漿濃度比較麻煩，測壓管易堵塞，一旦堵塞既影響分級精度，還須停機(jī)清理，浮子開關(guān)也需經(jīng)常維修，工作量較大；排砂管下端敞開在大氣中，排料壓差大，排砂時(shí)水砂四濺，工作壞境差，耗水量大，而且影響分級室上升水流速度的穩(wěn)定，從而影響分級精度。排出的砂水混合物含水量較大，采用螺旋洗砂機(jī)脫水，設(shè)備龐大，布置困難。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種分級精度高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，無水砂飛濺，結(jié)構(gòu)緊湊，耗水量小，節(jié)能的建筑用砂箱式水力分級機(jī)。
本實(shí)用新型的特征是壓力傳感器固定在分級室內(nèi)的側(cè)壁上，通過電纜與濃度控制器輸入端聯(lián)結(jié)，濃度控制器的輸出端通過電纜與排砂閥聯(lián)結(jié)；在分級單元的下面設(shè)置沉砂槽，沉砂槽的一端與分級單元底板固定聯(lián)結(jié)，并將排砂管的下端封閉在沉砂槽內(nèi)，沉砂槽的另一端底部向上翹起，槽底呈傾斜狀，脫水運(yùn)輸器置于沉砂槽腔內(nèi)，沉砂槽的頂板中部設(shè)有溢流堰和排水管。
脫水運(yùn)輸器采用刮板式運(yùn)輸器、螺旋式運(yùn)輸器或鏈斗式運(yùn)輸器。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用壓力傳感器和濃度控制器來控制排砂閥的開啟和關(guān)閉，以保持分級室含砂濃度的穩(wěn)定，具有分級精度高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。
2、將沉砂管的下端封閉在沉砂槽內(nèi)，使各分級室排砂管的下端浸沒在水中，水位由溢流堰高度控制，減小了排砂管兩端壓力差，保證了排砂流量和水砂比的穩(wěn)定，降低了耗水量，減少了分級室上升水流速度的波動(dòng)，有利于提高分級精度；避免了水砂四濺，改善了工作環(huán)境。
3、設(shè)置了沉砂槽和脫水運(yùn)輸器，使砂的分級和初步脫水兩種功能的設(shè)備，緊湊地合成一體，專用脫水運(yùn)輸器的生產(chǎn)率與分級室的產(chǎn)量相匹配，與選用通用的螺旋洗砂機(jī)相比，大大減小了外形尺寸和裝機(jī)功率，因而可節(jié)省投資和降低能耗。
4、采用濃度控制器可以輸出排砂時(shí)間和濃度變化參數(shù)，可以動(dòng)態(tài)測定原砂級配，為優(yōu)化配料和實(shí)現(xiàn)工廠的計(jì)算機(jī)管理，提供了前提條件。


圖1是建筑用砂三室箱式水力分級機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是
圖1的A-A剖視圖，圖中1為溢流槽，2為分級室，3為排砂閥，4為壓力傳感器，5為多孔板，6為壓力水室，7為進(jìn)水管，8為流量閥，9為沉砂槽，10為支架，11為排砂管，12為排水管，13為溢流堰，14為脫水運(yùn)輸器，15為濃度控制器，16為分級單元，17為上沖水室。
圖3是建筑用砂六室箱式水力分級機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3的B-B剖視圖，圖中1為溢流槽，2為分級室，3為排砂閥，4為壓力傳感器，5為多孔板，6為壓力水室，7為進(jìn)水管，8為流量閥，9為沉砂槽，10為支架，11為排砂管，12為排水管，1 3為溢流堰，14為脫水運(yùn)輸器，15為濃度控制器，16為分級單元，17為上沖水室。
圖5是濃度控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖，圖6是濃度控制器電器聯(lián)結(jié)示意圖，圖中3為排砂閥，4為壓力傳感器，15為濃度控制器，18為放大器，19為電壓比較器，20為固態(tài)繼電器，21為濃度設(shè)定器，22為電源，K1、K2、K3為運(yùn)算放大器，T為三極管，W為電位器，DW1、DW2為穩(wěn)壓管，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16為電阻，C1、C2為電容。
本實(shí)用新型的分級原理是根據(jù)不同粒徑的砂子在水中有不同的沉降速度，將原砂送進(jìn)有穩(wěn)定上升水流速度的分級室時(shí)，沉降速度大于上升水流速度的粗粒砂沉降，沉降速度小于上升水流速度的細(xì)粒砂被上升水流帶走，某一定值的上升水流速度和一定含砂濃度的分級室內(nèi)均存在一個(gè)臨界粒徑，大于臨界粒徑的砂粒下沉，小于臨界粒徑的砂粒隨水流進(jìn)入下一分級室；其脫水原理是排砂管排出的砂水混合物，進(jìn)入沉砂槽后砂粒就沉積到槽子底部，水由溢流堰溢出經(jīng)排水管排走，沉積的砂由脫水運(yùn)輸器刮起露出水面，順著沉砂槽送出成為成品。
圖1、圖2、圖5和圖6描述了建筑用砂三室箱式水力分級機(jī)的一種實(shí)施例。本實(shí)施例由分級和脫水兩部分組成。分級部分呈箱形結(jié)構(gòu)，上沖水室(17)和三個(gè)橫截面積分別為0.2m2、0.33m2、0.63m2的分級單元(16)依次排列，每個(gè)分級單元由多孔板(5)分隔成上下兩室，下為壓力水室(6)，上為分級室(2)，故有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)分級室。三個(gè)壓力傳感器(4)分別固定在三個(gè)分級室(2)內(nèi)的側(cè)壁上，通過電纜與濃度控制器(15)輸入端聯(lián)結(jié)，濃度控制器的輸出端通過電纜與排砂閥(3)聯(lián)結(jié)。溢流槽(1)圍繞在三個(gè)分級室頂部的兩外側(cè)和末端的外圍設(shè)置。上沖水室(17)下部側(cè)壁和各分級單元的壓力水室(6)側(cè)壁均與裝有流量閥(8)的進(jìn)水管(7)聯(lián)結(jié)相通。各分級單元均有排砂管(11)豎直穿過壓力水室，排砂管上端與多孔板中心孔口相聯(lián)結(jié)，排砂閥(3)的下端為雙錐形體，配置于排砂管上口。各分級單元的下面均設(shè)置一沉砂槽(9)，沉砂槽的一端與底板固定聯(lián)結(jié)，并將排砂管下端封閉在沉砂槽內(nèi)，沉砂槽的另一端底部向上翹起，槽底呈45°傾角，脫水運(yùn)輸器采用刮板式運(yùn)輸器，配置于沉砂槽腔內(nèi)。在沉砂槽的頂板中部設(shè)有溢流堰(13)和排水管(12)。分級與脫水兩部分均固定在支架(10)上。
本實(shí)施例是將粒徑≤5mm的原砂分為2.5mm～5mm、0.6mm～2.5mm、0.15mm～0.6mm、＜0.15mm四種粒徑范圍的分級砂，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分級室的臨界粒徑分別為2.5mm、0.6mm和0.15mm。
工作過程如下首先接通水源和電源，水由進(jìn)水管經(jīng)流量閥進(jìn)入上沖水室形成穩(wěn)定的上升水流，同時(shí)由并列的進(jìn)水管經(jīng)流量閥進(jìn)入各分級單元的壓力水室，穿過多孔板使分級室內(nèi)形成穩(wěn)定的上升水流，依次調(diào)整上沖水室和各分級單元的流量閥，使上沖水室和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分級室的上升水流速度分別為18cm/秒、9cm/秒、2.2cm/秒、0.15cm/秒，調(diào)整濃度控制器使Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分級室設(shè)定含砂濃度分別為40％、36％、25％。原砂以40噸/小時(shí)的速度均勻送入上沖水室，與上沖水混合后進(jìn)入Ⅰ分級室，砂粒在上升水流中懸浮，粒徑≥2.5mm的砂粒沉積在Ⅰ分級室下部，使分級室的含砂濃度逐漸增大，壓力傳感器將分級室含砂濃度信號輸入濃度控制器，當(dāng)含砂濃度≥40％時(shí)，由濃度控制器控制將排砂閥開啟，沉積在Ⅰ分級室底部的砂水混合物，經(jīng)排砂管排入沉砂槽，水由溢流堰經(jīng)排水管排出，砂粒沉積在沉砂槽底部，由刮板式運(yùn)輸器刮出水面收集為成品。此時(shí)分級室的含砂濃度隨著排砂過程而降低，待含砂濃度＜40％時(shí)排砂閥關(guān)閉。粒徑≥2.5mm的砂粒繼續(xù)在Ⅰ分級室下部沉積，當(dāng)含砂濃度≥40％時(shí)，排砂閥又開啟，……重復(fù)上述過程，粒徑≥2.5mm的砂粒周期性地排入沉砂槽收集為成品；粒徑＜2.5mm的砂粒，隨水流進(jìn)入Ⅱ分級室，經(jīng)Ⅱ分級室分級，粒徑≥0.6mm的砂粒沉積在Ⅱ分級室底部，隨著分級室含砂濃度的變化，排砂閥周期性地開啟，經(jīng)排砂管排入沉砂槽，由刮板式運(yùn)輸器收集為成品；粒徑＜0.6mm的砂粒，隨水流進(jìn)入Ⅲ分級室，經(jīng)過Ⅲ分級室分級，粒徑≥0.15mm的砂粒排入沉砂槽，由刮板式運(yùn)輸器收集為成品；粒徑＜0.15mm的砂粒隨水流由溢流槽排出，經(jīng)脫水后收集成為成品。這樣，本分級機(jī)將源源不斷進(jìn)入的粒徑≤5mm的原砂分成2.5mm～5mm、0.6mm～2.5mm、0.15mm～0.6mm、＜0.15mm四種粒徑范圍的分級砂。
圖3、圖4、圖5和圖6描述了建筑用砂六室箱式水力分級機(jī)的一種實(shí)施例，本實(shí)施例由分級和脫水兩部分組成。分級部分呈箱形結(jié)構(gòu)，有上沖水室(17)和六個(gè)橫截面積分別為0.56m2、0.68m2、0.82m2、0.90m2、1.16m2、1.25m2的分級單元(16)依次排列，每個(gè)分級單元由多孔板(5)分隔成上下兩室，下為壓力水室(6)，上為分級室(2)，故有Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′、Ⅳ′、Ⅴ′、Ⅵ′六個(gè)分級室。六個(gè)壓力傳感器(4)分別固定在六個(gè)分級室(2)內(nèi)的側(cè)壁上，通過電纜與濃度控制器(15)輸入端聯(lián)結(jié)，濃度控制器的輸出端通過電纜與排砂閥(3)聯(lián)結(jié)，圍繞在六個(gè)分級室頂部的兩外側(cè)和末端外圍設(shè)置溢流槽(1)。上沖水室(17)的下部側(cè)壁和各壓力水室(6)的側(cè)壁均與裝有流量閥(8)的進(jìn)水管(7)聯(lián)結(jié)相通。各分級單元均有排砂管(11)豎直穿過壓力水室，排砂管上端與多孔板中心孔口相聯(lián)結(jié)，排砂閥(3)的下端為雙錐形體，配置于排砂管上口。前四個(gè)分級單元的下面各設(shè)置一個(gè)沉砂槽(9)，沉砂槽一端與分級單元的底板固定聯(lián)結(jié)，并將排砂管下端封閉在沉砂槽內(nèi)。因?yàn)樽詈髢蓚€(gè)分級單元，分級砂的級配組成比較接近，單室的生產(chǎn)率又較低，所以，最后兩個(gè)分級單元的下面設(shè)置一個(gè)沉砂槽(9)，沉砂槽一端與最后兩個(gè)分級單元的底板固定聯(lián)結(jié)，并將兩個(gè)排砂管下端封閉在這個(gè)沉砂槽內(nèi)，上述五個(gè)沉砂槽底部橫斷面均為圓弧形，與設(shè)置在槽內(nèi)的螺旋式脫水運(yùn)輸器(14)的葉片相配合，沉砂槽的另一端底部向上翹起，槽底呈20°傾角，在沉砂槽的頂板中部設(shè)有溢流堰(13)和排水管(12)。分級與脫水兩部分均固定在支架(10)上。
本實(shí)施例是將粒徑≤5mm的原砂分為2.5mm～5mm、1.2mm～2.5mm、0.6mm～1.2mm、0.3mm～0.6mm、0.15mm～0.3mm、＜0.15mm六種粒徑范圍的分級砂，Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′、Ⅳ′、Ⅴ′、Ⅵ′分級室的臨界粒徑分別為2.5mm、1.2mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.15mm。
工作過程如下首先接通水源和電源，水由進(jìn)水管經(jīng)流量閥進(jìn)入上沖水室形成穩(wěn)定的上升水流，同時(shí)由并列的進(jìn)水管經(jīng)流量閥進(jìn)入各分級單元的壓力水室，穿過多孔板使分級室內(nèi)形成穩(wěn)定的上升水流，依次調(diào)整上沖水室和各分級單元的流量閥，使上沖水室和Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′、Ⅳ′、Ⅴ′、Ⅵ′分級室的上升水流速度分別為18cm/秒、9.0cm/秒、4.0cm/秒、2.2cm/秒、0.33cm/秒、0.15cm/秒、0.15cm/秒，調(diào)整濃度控制器使Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′、Ⅳ′、Ⅴ′、Ⅵ′分級單元的分級室設(shè)定含砂濃度分別為40％、36％、32％、21％、15％、15％；原砂以100噸/小時(shí)的速度均勻送入上沖水室，與上沖水混合后進(jìn)入Ⅰ′分級室，砂粒在上升水流中懸浮，粒徑≥2.5mm的砂粒沉積在Ⅰ′分級室下部，使分級室的含砂濃度逐漸增大，壓力傳感器將分級室含砂濃度信號輸入濃度控制器，當(dāng)含砂濃度≥40％時(shí)，由濃度控制器控制將排砂閥開啟，沉積在Ⅰ′分級室底部的砂水混合物，由排砂管排入沉砂槽，水由溢流堰經(jīng)排水管排出，砂粒沉積在沉砂槽底部，由螺旋式運(yùn)輸器刮出水面收集為成品。此時(shí)分級室的含砂濃度隨著排砂過程而降低，待含砂濃度＜40％時(shí)排砂閥關(guān)閉，粒徑≥2.5mm的砂粒繼續(xù)沉積在第Ⅰ′分級室下部，當(dāng)含砂濃度≥40％時(shí)，排砂閥又開啟，……重復(fù)上述過程，粒徑≥2.5mm的砂粒周期性地排入沉砂槽由螺旋式運(yùn)輸器收集為成品；粒徑＜2.5mm的砂粒，隨水流進(jìn)入Ⅱ′分級室，經(jīng)Ⅱ′分級室分級，粒徑≥1.2mm的砂粒沉積在Ⅱ′分級室底部，隨著分級室含砂濃度的變化，排砂閥周期性地開啟，經(jīng)排砂管排入沉砂槽，由螺旋式運(yùn)輸器刮出水面收集為成品；以此類推，粒徑＜1.2mm的砂粒，隨水流進(jìn)入Ⅲ′分級室，經(jīng)Ⅲ ′分級室分級，粒徑≥0.6mm的砂粒排入沉砂槽收集為成品；粒徑＜0.6mm的砂粒，隨水流進(jìn)入Ⅳ′分級室，經(jīng)Ⅳ′分級室分級，粒徑≥0.3mm的砂粒排入沉砂槽收集為成品；粒徑＜0.3mm的砂粒，隨水流進(jìn)入Ⅴ′和Ⅵ′分級室，經(jīng)Ⅴ′和Ⅵ′分級室分級，粒徑≥0.15mm的砂粒沉積在Ⅴ′和Ⅵ′分級室底部，隨著分級室含砂濃度的變化，排砂閥周期性地開啟，經(jīng)排砂管排入沉砂槽，由螺旋式運(yùn)輸器刮出水面收集為成品；粒徑＜0.15mm的砂粒隨水流由溢流槽排出，經(jīng)脫水后收集成為成品。這樣，本分級機(jī)將源源不斷輸入的粒徑≤5mm的原砂分成2.5mm～5mm、1.2mm～2.5mm、0.6mm～1.2mm、0.3mm～0.6mm、0.15mm～0.3mm、＜0.15mm六種粒徑范圍的分級砂。
本實(shí)用新型適用于建筑、水利和其它特殊用砂的分級。
權(quán)利要求1，一種建筑用砂箱式水力分級機(jī)，有上沖水室[17]和橫截面積由小到大的分級單元[16]依次排列，每個(gè)分級單元由多孔板[5]分隔成上下兩室，下為壓力水室[6]，上為分級室[2]，圍繞在分級室頂部的兩外側(cè)和末端外圍設(shè)置溢流槽[1]，其特征是壓力傳感器[4]固定在分級室內(nèi)的側(cè)壁上，通過電纜與濃度控制器[15]輸入端聯(lián)結(jié)，濃度控制器的輸出端通過電纜與排砂閥[3]聯(lián)結(jié)；在分級單元[16]的下面設(shè)置沉砂槽[9]，沉砂槽一端與分級單元[16]的底板固定聯(lián)結(jié)，并將排砂管[11]下端封閉在沉砂槽內(nèi)，沉砂槽[9]的另一端底部向上翹起，槽底呈傾斜狀，脫水運(yùn)輸器[14]配置于沉砂槽腔內(nèi)，沉砂槽的頂板中部設(shè)有溢流堰[13]和排水管[12]。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式水力分級機(jī)，其特征是脫水運(yùn)輸器采用刮板式運(yùn)輸器、螺旋式運(yùn)輸器或鏈斗式運(yùn)輸器。
專利摘要砂子水力分級技術(shù)對于提高建筑質(zhì)量，節(jié)約水泥和滿足特殊用砂的需要有重要意義，其關(guān)鍵設(shè)備是水力分級機(jī)。本實(shí)用新型采用傳感器與濃度控制器控制分級室含沙濃度；設(shè)有沉沙槽和脫水運(yùn)輸器，將排砂管下端封閉在沉沙槽內(nèi)，槽中水位由溢流堰控制，減少了排砂管兩端壓差，減少了分級室上升水流的波動(dòng)，提高了分級精度，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，排砂時(shí)無水砂飛濺，且結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)水、節(jié)能，并為原砂級配的動(dòng)態(tài)測定和自動(dòng)化管理提供了前提條件。
文檔編號B03B5/28GK2451235SQ0022696
公開日2001年10月3日 申請日期2000年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月7日
發(fā)明者吳利言 申請人:吳利言