散装物料输送系统及散装物料输送系统的控制方法

本发明涉及一种散装物料输送系统，用于将一种具有流动性的散装物 料，尤其是建筑材料，输送到以预先并不知道的量对散装物料进行进一步处 理的地方，比如一个建筑工地的某个工作位置，以及一种控制散装物料输送 系统的方法。

由水泥，砂和水混合而成的湿灰浆，作为一种建筑业的材料而被广泛应 用。如果这些原料被独立地运送到工作位置并在工地上进行混合，那么在建 筑工地的实际工作位置供给湿灰浆需要进行大量的工作。

因此，常用的系统是被设置成在筒仓中储存预先混合的干砂浆，即砂和 水泥的混合物，而后将这些预先混合的干砂浆泵送到一个搅拌器中，在此加 水而得到湿灰浆。搅拌器可以安装在实际的工作位置。

但是，这种常规系统的效率不高。通常，在一个建筑工地上同时会有许 多工作位置在工作。在同一时刻会在不同的工作位置需要象水泥或砂浆这样 的建筑材料。所以，必须要么使用许多常规的系统，要么频繁地移动某个系 统的搅拌器。设置许多系统将导致较高的设备成本而且常常由于空间的不足 而不可能。而频繁地移动一个系统将导致大量的工作。

本发明的目的在于提供一种适合于在同一时间，根据特定远处工作位置 的实际需要向同一工地不同远处的工作位置供给物料的散装物料输送系 统，而不会导致高的成本或大量的工作，并且提出一种相应的散装物料输送 系统控制方法。

根据本发明，本发明的目的由一个散装物料输送系统来实现。

根据本发明的散装物料输送系统包括一个储存散装物料的主储存腔 室，主储存腔室具有一个散装物料进料口和一个散装物料出料口。一个主输 送管道连接到主储存腔室散装物料出料口，同时一个泵送装置驱动散装物料 通过主输送管道。还设置有一些配给管道。每一个配给管道都连接到主输送 管道上并具有一个控制配给管道开和关的阀。另外，还设置有许多配给单 元。每一个配给单元具有一个配给腔室，一个通过一根相应的配给管道与主 输送管道连接的进料口，一个配给出料口和一个堆积量检测器。

堆积量检测器检测配给腔室中的实际堆积量是否等于或低于预定的最 小堆积量并且检测配给腔室中的实际堆积量是否等于或超出了预定的最大 堆积量。

另外，物料输送系统还包括一个从每一个配给单元的堆积量检测器连续 得到检测值的输送控制系统。该输送控制系统在检测值的基础上控制每一个 配给管道的配给阀和泵送单元。这种控制以这样的方式来实现，如果任何一 个配给单元的配给腔室中的实际堆积量等于或低于预定的最小堆积量，散装 物料将被从主储存腔室输送到该配给单元的配给腔室中。除非所述配给单元 的配给腔室中的实际堆积量等于预定的最大堆积量，散装物料将一直被输送 到所述配给单元的配给腔室中。

在上下文中所述的那一个配给单元可以是刚刚被检测具有较少的实际 堆积量的配给单元，也可以是当下一次检测时已经被输送物料的另外一个配 给单元。

将散装物料输送到所述配给单元的配给腔室，直到所述配给单元的配给 腔室中的实际堆积量等于预定的最大堆积量，并不一定意味着配给腔室被一 次填充满。也可能是在填充过程中为了先给另外一个配给腔室输送而中断而 后再继续填充。

在上下文中，输送直到实际的量等于预定的最大堆积量也可以意味着输 送直到实际的量稍微超过预定的最大堆积量。由于实际的堆积量可能是以一 定的时间间隔检测，就可能出现当实际的堆积量等于预定的最大堆积量时而 没有检测发生。

通过提供许多配给单元可以实现将散装物料输送到许多配给位置，从而 即可以向一个建筑工地中的许多工作位置提供物料。所以，许多工作位置可 以同时工作，即使所有的工作位置在同一时刻都需要物料。

通过向每一个配给单元提供一个配给腔室可以实现在每一个特定的配 给位置储存一定量的物料，从而该一定量的物料可以被即刻使用而无需任何 由输送过程导致的等待时间。同样，也可以设置一个物料阻尼器，以避免在 从配给单元取出的物料量大于送入物料量的时间段内物料的不足。

通过提供一个物料主储存腔室和一个用于许多配给单元的主输送管道 可以实现设备成本和输送系统所需的空间较小。另外，在主储存腔室中有一 个比如可以预混合并储存干砂浆的物料搅拌器，以使混合工序可以集中，从 而，生产率可以得到提高。另外，在第一道工序仅仅是需要将物料输送到一 个被称为主储存腔室的地方。没有必要预先考虑有关在某一工作位置将要取 出多少物料的问题。

通过提供配给阀和泵送单元能够实现独立地把流动性的散装物料输送 到每一个特定的配给单元。

通过在每一个配给单元和输送控制系统提供一个堆积量检测器可以实 现输送工序的自动化。另外还可以使得在任何一个配给单元中物料不足的危 险率最小。无论何时只要任何一个配给单元配给腔室中的实际堆积量等于或 低于预定的最小堆积量，散装物料便被从主储存腔室输送到该配给单元的配 给腔室。也就是说，只要实际堆积量低于目标值泵送单元便持续工作，从而 泵送单元可以被尽可能地有效利用。

输送控制系统可以从每一个配给单元的堆积量检测器连续地或以一定 时间间隔地得到检测值。

根据本发明，预定的最小堆积量也可以等于预定的最大堆积量。这将造 成在已经被填充好的配给单元的配给腔室中的物料被取走后，物料立即被从 主储存腔室输送到该配给单元。但是，最好是预定的最小堆积量与预定的最 大堆积量不同。

因此可以实现当仅仅有少量物料从预先已经填充好的配给腔室中取出 时物料不会立即从主储存腔室输送到该配给单元。从而避免了泵送单元为了 输送少量的散装物料而频繁地开启和停止，那样将导致泵送单元和整个输送 系统使用寿命的缩短。

也可以为不同的配给单元设定不同的预定最小堆积量值和/或为不同的 配给单元设定不同的预定最大堆积量值。

根据本发明，散装物料输送系统的输送控制系统为了配给单元的填充可 以具有任何合适的细节上的设计。但是，根据本发明的一个最佳实施例，输 送控制系统在检测值的基础上以这样一种方式对每一个配给管道中的配给 阀和泵送单元进行控制，即如果不止一个配给单元的配给腔室中实际的堆积 量等于或低于预定的最小堆积量，散装物料被输送到实际堆积量最先等于或 低于预定最小堆积量的那一个配给单元的配给腔室中(先来优先模式)。

通过最先填充实际堆积量最先等于或低于预定堆积量的那一个配给单 元的配给腔室，可以使得物料最易于先完全用完的配给单元被再填充。在这 个配给单元已经用尽了物料的情况下，这个配给单元最易于在已经没有物料 的情况下经历相当长的等待时间。因此，最易于这个配给单元中没有下一次 物料的供给就无法进行任何工作。

根据本发明散装物料输送系统的另外一个最佳实施例，堆积量检测器对 配给腔室中的精确的实际堆积量进行检测，并且输送控制系统在该检测值的 基础上以这样一种方式控制每一个配给管道以及泵送单元中的配给阀，即如 果不止一个配给单元的配给腔室中的实际堆积量等于或低于预定的最小堆 积量，散装物料被输送到实际堆积量最少的那一个配给单元的配给腔室中。 (最少优先模式)

通过首先填充实际堆积量最少的那一个配给单元的配给腔室，可以实现 最易于用尽物料的那一个配给单元得到填充。

因此有可能散装物料被输送到在一个预定的时间段内实际堆积量最少 的那一个配给单元的配给腔室，而不管其间是否另外一个配给单元的实际堆 积量已经成为最少。另外也可以通过考虑从具有相同堆积量的配给单元中或 从实际堆积量小于预定最小堆积量的配给单元中每次取出的物料量去决定 向其进行物料输送的配给单元。

根据本发明，散装物料输送系统可以完全自动化运作而无需任何操作人 员调整输送工序。但是，最好散装物料输送系统包括一个手动的输送控制开 关，通过它可以调整或中断输送控制系统。另外最好输送控制程序单元设置 一个程序开关。它可以被设置成，比如，可以通过手动输送控制开关或输送 控制程序单元来改变预定堆积量的最大和/或最小值，可以将工作模式从先来 优先模式转换到最少优先模式，可以完全切断一个或多个配给单元，或者可 以启动配给单元的中断程序来确定剩余的需要输送到该配给单元的物料 量。

通过提供一个适当的手动输送控制开关或输送控制程序单元，可以使得 该散装物料输送系统适应特定的建筑工地的实际需要。

根据本发明散装物料输送系统的一个最佳实施例，每一个配给单元都具 有一个称重系统，用来测定通过物料配给出口配给的物料的精确值。最好， 称重系统与配给单元一体设计。另外，最好称重系统设计成能够非常精确地 确定用来满足建筑工作需要进行配给的量，尤其是在所配给的物料为用来混 合砂浆用的砂或水泥时。通过在每一个配给单元中设置一个称重系统可以达 到最适宜的物料用量和最适宜的混合比。另外，还可以对每个单独的配给单 元的利用率进行记录和监控。

还有，每一个配给单元最好具有一个物料指令开关或控制面板，依靠它 可以预先调整好预期物料量并且配给系统以这种方式受控，即通过物料配给 出口配给精确的预期物料量。

最好一个关于在特定的配给单元预先设定的物料指令信息被发送到输 送控制系统。然后该输送控制系统按照一个经过调整的控制模式输送预期的 物料量到相应的配给单元。在经过调整的控制模式下输送控制系统以这样一 种方式控制配给阀和泵送单元，即在对实际的堆积量是否低于预定的最小堆 积量进行检测之前或者没有进行检测的情况下将物料输送到相应的配给单 元。根据本发明，经过调整的控制模式可以以任何合适的方式与上述的常规 模式结合使用。利用经过调整的控制模式可以减少散装物料输送系统的反映 时间。输送工序可以在配给单元中物料配给工序开始后立即开始。从而可以 避免在特定的配给单元中未来的物料短缺。

物料指令设备可以是比如一个开关，其中开关每一个按压对应一个定量 的物料指令，比如50公斤。

根据本发明，每一个配给管道可以整体成形并固定到主输送管道。但 是，最好每一个配给管道包括一个形成在与主配给管道连接的配给管道尾部 并包括一个配给阀的阀门部分，和一个由连接到配给单元的配给管道尾部形 成的配给单元部分，它以可拆卸方式与阀门部分结合并且比阀门部分要长得 多。

通过把每一个配给管道以两部分成形，阀部分和配给单元部分互相以可 拆卸地方式结合，并且配给单元部分比阀部分要长得多，每一个配给单元和 配给管道的最粗部分一起可以从主配给管道上拆下，比如是为了在另外一个 地方安装它。通过在配给管道的阀门部分设置配给阀，可以使得在拆卸配给 单元部分时剩下的管道系统关闭，从而没有物料流出。因此系统的适应性增 加。也可以在保持其余管道系统和其余配给单元工作的同时对管道系统进行 调整和更换某个配给单元。

根据本发明输送管道可以整体成形。但是，主输送管道最好包括一个在 主输送管道上的配给管道连接部位形成的配送龙头部分，和一个在主储存腔 室和配送管道部分之间延伸的输送管道部分形成的输送部分，以可拆卸的方 式结合于输送部分。

最好，在靠近配送龙头部分的输送部分端部设置一个输送管道阀，以便 于关闭输送管道。

由于输送管道以两部分形成，即相互以可拆卸方式结合的输送部分和配 送龙头部分，可以使得输送管道为了移动配给单元的位置而能够通过接入另 外管材的方式延伸或进行调整。例如，当配给单元从正在建筑中的建筑物的 第一至第五层移动到第六至第十层时，可以在主输送管道中间接入一额外的 竖直管材。因此系统的适应性也得到提高。也可以在不调整输送管道最粗部 分的情况下移动所有的配给单元。通过在输送部分设置输送管道阀使得可以 为了接入额外的管材而关闭管道系统。

根据本发明，配送龙头部分可以采用任何合适的设计。但是，根据本发 明的最佳实施例，配送龙头部分由整体形成，包括一个主管道部分，在主管 道部分的不同径向位置从主管道部分横向突出的管道连接部分，以及一个在 每个主管道部分及管道连接部分自由端的连接接头。

由于配送龙头部分由整体形成使得配送龙头部分可以很容易地整体替 换和移动。

最好，配送龙头部分包括一个用来固定一个移动装置，比如起重机的吊 钩的钩环。

根据本发明的另外一个最佳实施例，配送龙头部分被设计成模件形式， 包括许多配送龙头元件，每个配送龙头元件具有一个主管道部分，一个在主 管道部分从主管道部分横向突出的管道连接部分，以及一个在每个主管道部 分及连接管道部分自由端的连接接头，将配送龙头元件连接起来以形成一 排，其中每对主管道部分自由端的连接接头相互以可拆卸方式结合。

由于配送龙头部分以模件形式设计，使得在替换掉一个或多个配给单元 后为了适应管道系统而很容易对配送龙头部分进行调整。比如，可以在管道 连接部分关闭一个配送龙头元件并，代之以，在配送龙头部分的自由端增加 另外一个配送龙头元件。从而可以将许多配给单元比如从建筑物第一层到第 五层升到第二层到第六层。这些也可以通过仅仅将原先位于第一层的配给单 元移位到第六层来实现。在这些移位活动进行的同时第二层至第五层的配给 单元可以一直工作。因此被设计成模件形式的配送管道部分也有助于增加该 输送系统的适应性。

根据本发明，散装物料输送系统可以仅有一个连接到主储存腔室的输送 单元，并且它包括一个输送管道，一些配给管道和一些配给单元。但是，最 好散装物料输送系统包括许多连接到主储存腔室的输送单元，每一个输送单 元都包括一个输送管道，一些配给管道和一些配给单元。从而使得该输送系 统的适应性进一步增加。

根据本发明散装物料输送系统可以应用于任何粉末，细粒和/或粒状物料 形式的流动干散装物料，比如化学制剂，蔗糖，砂，水泥，干砂浆等等。如 果有必要，干的散装物料可以通过与空气混合的方式使其具有流动性或具有 更好的流动性，以流化散装物料而获得具有预期流动特性的可流动干物料半 成品。该系统也可以应用于任何环境。但是，最好将散装物料系统用来将建 筑材料输送到建筑工地的不同地方，尤其是建筑物的不同楼层。

根据本发明散装物料输送系统可以应用于任何具有流动性的或经过流 化的干建筑材料的供给，尤其是干水泥或干砂浆。最好，将本发明应用于由 两种或多种不同类型的单一散装物料以任何混合比干混合后的干混合成 品，因为通过该发明可以保证混合物的混合比和品质得到保持并且在它们到 达最终的目的地时混合物不会分离。

至于方法，本发明的目的通过一种用于控制散装物料输送系统的方法来 实现。

控制散装物料输送系统将散装物料从主储存腔室输送到许多配给单元 的方法包括下述步骤：检测是否在每一个配给单元中实际的堆积量等于或低 于预定的最小堆积量，并且是否配给单元中实际的堆积量等于预定的最大堆 积量；从每一个配给单元不断地接收到检测值；如果从其中一个配给单元接 收到的检测值指示在所述那个配给单元中实际散装物料堆积量等于或低于 预定的最小堆积量时，检查目前是否散装物料正在被输送到一些配给单元 中，并且，如果发现目前散装物料没有被输送到任何配给单元，以这样一种 方式控制散装物料输送系统，即开始向所述那个配给单元输送散装物料；并 且，如果从某个配给单元接收到的检测值指示所述那个配给单元中实际散装 物料堆积量等于预定最大堆积量时，检查是否目前的散装物料正在被输送到 所述那个配给单元，并且，如果发现目前的散装物料正在被输送到所述的那 个配给单元，以这样一种方式控制散装物料输送系统，即停止向所述那一个 配给单元输送散装物料，并检查需要再填充的配给单元队列中是否目前还包 括有另外一个配给单元，并且，如果发现在目前的队列中包括有一个配给单 元，以这样一种方式控制散装物料输送系统，即开始向队列中的下一个配给 单元输送散装物料并将该配给单元从该队列中删除。

根据本发明的方法的最佳实施例，在从某一配给单元接收的检测值指示 该配给单元中散装物料实际堆积量等于或低于预定最小堆积量之后，在已经 检查完是否目前的散装物料正在被输送到一些配给单元并且已经发现目前 散装物料正在被输送到一些配给单元之后，检查目前的散装物料是否正在被 输送到所述的那个配给单元，并且，如果发现目前的散装物料正在被输送到 所述的那个配给单元，输送系统受到这样的一种控制，即继续向所述那一个 配给单元输送散装物料，并且，如果发现目前的散装物料没有被输送到所述 那个配给单元，并且如果所述那个配给单元不存在于需要再填充的队列中， 所述的那个配给单元将被附加到该队列的尾部。

根据本发明的方法的最佳实施例，检测每一个配给单元中散装物料实际 堆积量的精确值，而在从某个配给单元接收到一个检测值指示该所述那个配 给单元中实际散装物料堆积量等于或低于预定的最小堆积量之后，并且在已 经发现目前的散装物料正在被输送到一些配给单元之后，检查哪个配给单元 具有最少的实际堆积量。输送系统将受列这样控制，即散装物料被输送到那 个具有最少实际堆积量的配给单元，而其它的任何一个实际堆积量等于或低 于预定最小堆积量的配给单元将被置于需要再填充的配给单元队列中，其中 在该队列中的序号由实际的堆积量决定。实际的堆积量越少，在该队列中的 位置越低。

根据本发明设计的系统和方法的一个重要特征是任何类型的可流动性 的或经过流化处理过的干散装物料可以被同时或一次一个地依次输送到一 个或多个物料出口。该系统可以自动或手动控制并且也可以提供手动跨越的 方式来适应每一个物料出口不同的再填充需求。比如可以准许给予更多的优 先权来通过切断队列向某个非常迫切需要再填充的物料出口供料，或者可以 中途停止对在先物料出口的供料而开始对另外第二个需要立即供给的物料 出口供料而后再完成对在先物料出口的散装物料供给。

本发明的最佳实施例将参照附图加以描述。在附图中：

图1表示了根据本发明的已经安装于建筑工地上的一个散装物料输送系 统实施例的示意图。

图2是根据本发明的散装物料输送系统中配送龙头单元的一个实施例的 主视图，其中配送龙头单元整体设计。

图3是根据本发明的散装物料输送系统中配送龙头单元的一个实施例的 主视图，其中配送龙头单元以标准件形式设计。

从图1中可以清楚看到一个散装物料输送系统，它被安装于一个建筑工 地上。并示意地表示出工地上的一个八层建筑物。在该建筑物的旁边安装有 一个筒仓状的用来储存散装物料的主储存腔室1。该主储存腔室1具有一个 物料入口11和一个物料出口12。物料入口11通过一个橡胶软管与一个向主 储存腔室1供给新物料的卡车相连接。    

主输送管道2连接到与地面有一定距离的主储存腔室1物料出口12上。 主输送管道由输送部分23和配送龙头部分22组成。输送部分23从物料出 口12延伸到地面。在输送部分23与地面接触的部分，主输送管道2具有一 个安装于地面的泵送单元21用来驱动散装物料通过主输送管道2。另外输 送部分23还顺着地面向建筑物延伸并且靠着建筑物向上弯曲。在输送部分 23的弯曲部分通过一个管道支座锚接。另外，输送部分沿着建筑物向上延伸 并终止于该建筑物的第三与第四层之间，而在接近于输送部分的端部包括有 一个配给管道阀24。

在输送管道阀24的上部输送部分23连接有配送龙头部分22。配送龙 头部分22以整体形式形成并具有一个沿着建筑物竖直延伸且终止于该建筑 物的八层的主管道部分。连接管道部分从主管道部分朝着建筑物侧向突出。 该建筑物每一个第四层，第五层，第六层，第七层，第八层的高度处都有一 个从主管道部分突出的管道连接部分。在每一个配送龙头部分22的管道连 接部分都设置有一个配给阀31。

每一个具有配给阀31的管道连接部分形成配给管道3的阀门部分32。 每一个配给管道3包括阀门部分32和配给单元部分33。阀门部分32和配 给单元部分33在接近于配给阀31处以可拆卸的方式结合。每一个配给单元 部分33以平行于对应楼层地板的方式延伸到该建筑物的中部。

每一个配给管道3的配给单元部分33通过一个通向配给腔室41的物料 入口42与配给单元4相连接。在每一个配给单元4的物料入口42处另外设 置一个阀。每一个配给单元4具有一个物料配给出口44和一个堆积量检测 器43(仅仅示意表示)。每一个堆积量检测器通过一个数据线(未示出)连接到 输送控制系统5(仅仅示意表示)。

从图2可以较详细地看到一个整体设计的配送龙头部分22。该配送龙 头部分22的基本形状与图1中的相似，所不同的是在配送龙头部分22没有 设置配给阀31。该配送龙头部分22具有一个垂直延伸的主管道部分。管道 连接部分从主管道部分侧向突出。主管道部分和管道连接部分的每一个自由 端都设置有一个连接接头223。

从图3可以更详细地看到配送龙头部分22的另外一个实施例，它以模 件形式设计。配送龙头部分22包括三个具有相同设计的配送龙头元件224。 每一个配送龙头元件224都具有一个主管道部分。一个管道连接部分从主管 道部分侧向突出。在每一个主管道部分和管道连接部分自由端均设置有一个 连接接头223。每一个管道连接部分均包括一个配给阀31。配送龙头元件 224两两相连，以致于三个配送龙头元件形成一排。所以，每对连接接头223 在主管道部分的自由端相互以可拆卸的方式连接。

利用根据本发明的方法的某个实施例与根据本发明的散装物料输送系 统的某个实施例相结合是本发明的一个最佳实施例。

在本发明中散装物料的意思是指任何具有可流动性的或经过流化处理 的能够实现预期流动性的或通过加入象气态介质一样的流体介质使得其可 漂浮以获得预期流动特性的干散装半成品。

本发明中的泵送单元是指任何适合将散装物料从主储存腔室运输到输 送系统和泵送流动性散装物料通过管道输送系统的泵送单元。因此，根据本 发明的泵送单元，输送单元可以是与一个独立的压缩机结合的独立形式也可 以是与压缩机结合为一体的形式。泵送单元可以结合在主储存腔室中也可以 安装于主储存腔室物料出口的上游和/或下游。举例来说，泵送单元可以包括 一个压缩机用来压缩空气或其它气态介质作为散装物料的载体。另外，在泵 送单元中可以结合一个混合设备用来将散装物料与流体载体混合以便在该 输送系统中引入和输送。

术语管道的意思是指任何适合于本发明的刚性的或柔性的管子。管子可 以是任何合适的长度并可以在纵向，横向，斜向延伸。另外，管道可以设计 成连续的或者可以由相互之间以永久的或可拆卸的方式连接的若干段管道 部分组成。

配给管道可以永久地或可拆卸地连接到主输送管道。最好，配给管道通 过连接接头连接到主输送管道，连接接头可以是任何合适的形状比如T形接 头，Y形接头，肘接头或者类似接头，甚至于比如将两根配给管道通过同一 分支处连接到主输送管道的交叉接头。这些接头可以具有直线结构或任何可 以与管道接合的材料的简化接头。接头可以是耦合接头，螺纹接头，永久焊 接接头或其类似物以及它们的组合。

最好在接头的相应物料出口处安装一个单活门阀。该阀可以是任何被设 计成以直线方式或旋转方式移动的可移动阀，摆动阀，收缩阀或者任何合适 的类似阀。阀的执行机构可以以直线或旋转方式，齿轮齿条副方式或者类似 方式以及它们结合的方式设计。对于收缩阀，执行机构可以是其本身或者是 其它任何适合类型的执行机构。可以用电力，气动力或者液动力以及它们的 结合来操作开启和关闭阀门的执行机构。