專利名稱：用于計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作建筑材料的人造礫巖生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及用于人造礫巖エ業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器和系統(tǒng)的領(lǐng)域。 本發(fā)明已經(jīng)特別針對用于計(jì)量纖維并且將纖維添加到水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)及方法進(jìn)行了開發(fā)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今作為建筑材料的人造礫巖的生產(chǎn)通過具有自動化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的集中式設(shè)備或現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行。礫石的組分與礫石必須滿足的要求緊密聯(lián)系，并且不得不考慮到很多參數(shù)，諸如機(jī)械強(qiáng)度、耐久性、可加工性、澆注方法、熟化過程等等。對由金屬和合成材料制成的纖維進(jìn)行計(jì)量并且將該纖維添加到仍處于流態(tài)的建筑材料(例如混凝土、灰漿或水泥)中也是已知的。這些纖維的添加使得可改變和改善材料的技術(shù)特性，同時(shí)解決例如水泥礫巖或石灰基產(chǎn)品的整個(gè)范圍的典型問題。特別地，還已知的是在容器(例如袋)中提供合成纖維，以使得熟練的操作人員可根據(jù)打算提供的成品所具有的性質(zhì)而將預(yù)定量的這些纖維直接添加到水泥基質(zhì)中。這種已知方法的其中ー個(gè)缺點(diǎn)在于下述事實(shí)添加到基質(zhì)中的纖維的量未必總是被正確計(jì)量，尤其是在該量不等于上面提到的一個(gè)袋的容量或者是該袋容量的若干倍的情況下。必須使用容納在另ー個(gè)袋中的一部分纖維將缺少的纖維量加入基質(zhì)中。計(jì)算這個(gè)量是非常復(fù)雜的，并且最終取決于執(zhí)行該操作的操作人員的經(jīng)驗(yàn)和能力。另ー個(gè)缺點(diǎn)在于下述事實(shí)操作人員必須將纖維直接添加到混凝土生產(chǎn)設(shè)備或用于分配混凝土的料鏈斗式運(yùn)輸機(jī)中，在這兩種情況下，操作人員不得不測量能夠完成該操作的重要高度(considerable heights)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過提供一種系統(tǒng)和方法來解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，該系統(tǒng)和方法能夠在不危及操作人員安全的情況下以精確的方式計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供ー種用于計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法可進(jìn)行遠(yuǎn)程致動、控制和機(jī)械操作，以將操作人員的手動作業(yè)量降低到最少。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供一種能夠有效地計(jì)量精確量的纖維并將該精確量的纖維添加到水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)和方法，其制造容易且經(jīng)濟(jì)、實(shí)用可靠、安裝簡單、需要很少或不需要維護(hù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括ー種用于計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)和方法，它們屬于在本說明書的前文所描述的類型并且具有在所附權(quán)利要求書中列出的特征。


根據(jù)下面參考附圖給出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，所述附圖僅通過非限制性實(shí)例的形式提供，附圖中圖I是本發(fā)明系統(tǒng)的軸測視圖；圖2是本發(fā)明的纖維供應(yīng)裝置的放大視圖；圖3是形成圖I系統(tǒng)的一部分的纖維供應(yīng)裝置內(nèi)部的局部視圖；圖4是圖I系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的軸測視圖。
具體實(shí)施方式
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在附圖中，用數(shù)字I標(biāo)示ー種用于計(jì)量纖維并將纖維添加到用于水泥基質(zhì)制備設(shè)備的水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)，該水泥基質(zhì)制備設(shè)備例如但不限于混凝土混合設(shè)備27。用于計(jì)量并添加纖維的系統(tǒng)I包括供應(yīng)裝置3，該供應(yīng)裝置以預(yù)定的量和時(shí)間供給加強(qiáng)成分，特別是供給用于水泥基質(zhì)的加強(qiáng)纖維。如圖2中詳細(xì)示出的，供應(yīng)裝置3包括容器，該容器優(yōu)選但不限于是在優(yōu)先方向上伸長的大致圓筒形的罐33。罐33包括圓筒形壁58、位于ー個(gè)端部處的底部壁34和位于相對端部處的頂部開ロ 35。支腳44被固定到底部壁34以將罐33穩(wěn)固地保持在豎立位置。頂部開ロ 35可由罩蓋37隨意封閉。根據(jù)ー個(gè)特別有利的實(shí)施例，用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)I還包括輸送裝置，該輸送裝置例如是龍門起重機(jī)48，用于在操作中將纖維包和/或纖維箱8輸送到罐33，以使得可執(zhí)行通過頂部開ロ 35將纖維裝載到罐中的操作。如圖3所示，在供應(yīng)裝置3的罐33中設(shè)有攪拌器。該攪拌器優(yōu)選但非限制性地包括轉(zhuǎn)子55，該轉(zhuǎn)子具有與中心轂57連接的ー個(gè)或多個(gè)徑向葉片56。轂57與罐33的底部壁34接合，并被連接到例如電機(jī)的驅(qū)動器裝置(為了易于說明，未示出)，該驅(qū)動器裝置設(shè)計(jì)成能使轉(zhuǎn)子55旋轉(zhuǎn)。根據(jù)ー個(gè)特別有利的實(shí)施例，轉(zhuǎn)子55的一個(gè)或多個(gè)葉片56直接地或者經(jīng)由固定到葉片56上的突出部59與罐33的底部34接觸，以便在操作中有效地處理存在于底部壁34上的纖維。供應(yīng)裝置3還包括傳感器裝置，該傳感器裝置例如但不排他地是布置在罐33的圓筒形壁58上的傳感器45。根據(jù)ー個(gè)特別有利的實(shí)施例,傳感器45布置在離開底部壁34的預(yù)定距離處，使得傳感器45可檢測到何時(shí)在罐33中存在預(yù)定量的纖維，以防止在用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)I的運(yùn)行過程中罐33完全變空。傳感器45可以是接近傳感器或光學(xué)傳感器或者能夠檢測到材料在罐33中的存在性的任何已知類型的傳感器，而不會因此背離本發(fā)明的范圍。在底部壁34的外周部上設(shè)有沿優(yōu)先方向伸長的開ロ 39。面向開ロ 39的具有U形截面的板60在罐33的外部固定到底部壁34上。沿優(yōu)先方向伸長的腔室設(shè)在板60的內(nèi)部并且容納用于取出纖維的出料裝置，例如螺桿出料裝置38，該螺桿出料裝置連接到能夠使螺桿轉(zhuǎn)動的致動器裝置(例如電機(jī)61)。板60的腔室與帶凸緣的管9連通，該帶凸緣的管形成用于容納在腔室中的纖維的出ロ。作為ー個(gè)替代方案，供應(yīng)裝置包括單根帶凸緣的管9，該帶凸緣的管固定到罐33的底部34，且沿優(yōu)先方向延伸并相對底部壁34位于外部。在帶凸緣的管9的上表面設(shè)有尺寸和形狀對應(yīng)于開ロ 39的尺寸和形狀的槽。帶凸緣的管9被固定到罐33，以使得槽布置在開ロ 39的位置處，從而獲得與圖3所示配置相同的配置。用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)I還包括輸送裝置5，該輸送裝置特別地設(shè)計(jì)成用于將從供應(yīng)裝置輸出的加強(qiáng)纖維輸送到水泥基質(zhì)制備設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，輸送裝置5相對于周圍環(huán)境是隔離的并且是封閉的，并且尤其能夠使纖維在內(nèi)部通過它們，而不會遭受到大氣介質(zhì)的作用。本發(fā)明的用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)因此特別適用于合成纖維(例如聚丙烯纖維)，該合成纖維具有非常低的重量，可能使它們特別容易飄浮。如圖I所示，輸送裝置5包括管道(例如管29)和用于移動纖維的移動裝置，纖維在該管道內(nèi)通過，該移動裝置例如但不排他地是布置在管29內(nèi)的輸送螺桿31。通過致動器裝置(例如但不排他地是電機(jī)15)使得輸送螺桿31轉(zhuǎn)動。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別有利的特征，管29和輸送螺桿31均由為它們提供柔性的材料制成，并且因此適合不同的操作條件和配置。輸送裝置5包括入口 7和出口 17，該入口連接到供應(yīng)裝置，尤其是連接到帶凸緣的管9的出口，出口 17優(yōu)選但非排他地定位于高于入口 7的位置處。輸送裝置5的入口7和出口 17的這種配置使得可能容易且快速地將纖維輸送到比地面高度高的高度。這是特別有利的，出于根據(jù)符合邏輯的操作和/或生產(chǎn)原因，特別地，混凝土通常在混凝土貯倉(silo)的頂部處或者在混凝土攪拌器中進(jìn)行制備。用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)I還包括計(jì)量單元19，該計(jì)量單元連接到輸送裝置5的出口 17，并且設(shè)計(jì)成從輸送裝置5接收纖維并以預(yù)定的量計(jì)量這些纖維。計(jì)量單元19包括收集裝置(例如容器)，該收集裝置優(yōu)選為料斗21，用于收集置于用于制備水泥基質(zhì)的設(shè)備的材料入ロ附近的預(yù)定量的纖維。料斗21設(shè)置有與設(shè)備的材料入口連接的開ロ，該開ロ可隨意地被遮擋板23閉合。料斗21優(yōu)選但非排他地具有在3千克到4千克之間的負(fù)載容量。計(jì)量單元還包括稱量裝置(例如稱重単元)，該稱量裝置設(shè)計(jì)成測量容納在料斗21中的纖維的重量。計(jì)量單元19還包括用于選擇性地打開料斗21的裝置,例如氣動、液壓、電動或者任何其它類型的致動器裝置，它們使得在使用時(shí)可選擇性地將遮擋板23布置在打開位置與閉合位置之間，反之亦然。當(dāng)遮擋板23處于閉合位置時(shí)，從輸送裝置5輸送到料斗21中的纖維被收集在料斗中，而當(dāng)遮擋板23處于打開位置時(shí)，料斗21中的纖維被排放到設(shè)備的材料入口。料斗21優(yōu)選以直接方式連接到用于制備水泥基質(zhì)的設(shè)備(例如混凝土混合設(shè)備27)，使得從料斗21排放出的纖維可被直接添加到水泥基質(zhì)中。作為ー個(gè)替代方案，料斗21可通過連接裝置25 (例如另外的管道)連接到設(shè)備。纖維供應(yīng)裝置(尤其是出料螺桿38的致動器裝置61)、輸送裝置(尤其是輸送螺桿31的致動器裝置15)和計(jì)量單元(尤其是稱重單元以及遮擋板23的致動器裝置)均被連接到處理和控制裝置，該處理和控制裝置設(shè)計(jì)成在使用時(shí)總體控制系統(tǒng)的操作，尤其是調(diào)節(jié)纖維的計(jì)量和將纖維添加到水泥基質(zhì)中。
根據(jù)圖I中示出的實(shí)施例的用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)I的操作方法包括以下步驟通過供應(yīng)裝置3供應(yīng)預(yù)定量的纖維；通過保持這些纖維與外界環(huán)境隔離的輸送裝置(尤其是通過包括至少ー個(gè)管道29的輸送裝置)將所述預(yù)定量的纖維從供應(yīng)裝置3輸送到預(yù)定位置，尤其是輸送到纖維基質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng)。
更詳細(xì)地說，在蓋37已經(jīng)被打開之后，容納在袋和/或箱8中的纖維被以預(yù)定的量供應(yīng)到罐33中。將纖維從袋和/或箱8轉(zhuǎn)移出來的操作通過手動或者通過龍門起重機(jī)48執(zhí)行。供應(yīng)到罐33中的纖維通過使轉(zhuǎn)子55旋轉(zhuǎn)而攪動，以防止纖維在所述罐33中出現(xiàn)不期望的積聚。在罐33中移動的纖維落到底部壁34上，然后經(jīng)過開ロ 39進(jìn)入板60的腔室中。纖維然后由于出料螺桿38的轉(zhuǎn)動而從腔室中轉(zhuǎn)移到帶凸緣的管9。纖維通過輸送螺桿31從帶凸緣的管9輸送出來，該輸送螺桿31通過在管29中轉(zhuǎn)動而將纖維從入ロ 7轉(zhuǎn)移到出口 17，然后以預(yù)定的流動速率轉(zhuǎn)移到料斗21。當(dāng)輸送螺桿31運(yùn)行時(shí)，遮擋板23被布置在閉合位置，使得纖維可被收集在料斗21中。收集在料斗21中的纖維由于稱重単元的運(yùn)行而以預(yù)定的時(shí)間間隔進(jìn)行稱重，該稱重單元將重量信息傳遞給處理和控制裝置。當(dāng)稱重単元檢測到對應(yīng)于期望量的纖維的重量時(shí)，處理和控制裝置停止輸送螺桿31的轉(zhuǎn)動和從供應(yīng)裝置的纖維供應(yīng)，打開遮擋板23，以使得這些量的纖維可從料斗21轉(zhuǎn)移到混凝土混合設(shè)備27。在系統(tǒng)I的運(yùn)行過程中，當(dāng)罐33中纖維的量下降到預(yù)定的最小量時(shí)，最小料位傳
感器45發(fā)出電信號。該電信號表明另ー些量的纖維需要被供應(yīng)到罐33中，從而允許計(jì)量添加系統(tǒng)I繼續(xù)工作。參考圖4，根據(jù)用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)I的另ー個(gè)實(shí)施例，供應(yīng)裝置包括計(jì)量裝置50。計(jì)量裝置50由料斗50形成，該料斗包含大致螺旋形的振動臺52和設(shè)置在料斗51的頂點(diǎn)處的用于供應(yīng)纖維的出ロ 53。計(jì)量裝置還包括致動器裝置62，該致動器裝置在使用時(shí)能夠使料斗51振動。管道11布置在出口 53的下游并且又與收集裝置13 (例如小容器)連通。收集裝置13連接到輸送裝置5的入口 7。根據(jù)圖4示出的計(jì)量裝置50的ー種變型，出口 53與輸送裝置5的入口 7直接連通。圖3所示的其余部件對應(yīng)于圖I的部件且具有相同的附圖標(biāo)記，盡管為了參考目的示出，但未進(jìn)行更詳細(xì)的描述。同樣，在這個(gè)實(shí)施例中，料斗52的致動器裝置62、輸送螺桿31的致動器裝置15、稱重單元以及遮擋板23的致動器裝置被連接到處理和控制裝置，該處理和控制裝置設(shè)計(jì)成總體地管理該系統(tǒng)，以便調(diào)節(jié)對纖維的計(jì)量和將纖維添加到水泥基質(zhì)中。在圖4所示的實(shí)施例的用于計(jì)量和添加纖維的系統(tǒng)I中，在這種情況下，纖維還通過將袋和/或箱清空到計(jì)量裝置50的料斗51中進(jìn)行裝載。由于振動臺52的振動作用，料斗51中的纖維松開，并以預(yù)定的量經(jīng)由出口 53供應(yīng)。從出ロ 53供應(yīng)的纖維經(jīng)過管道11并被收集在小容器13中。纖維然后通過輸送裝置5的輸送螺桿31從小容器13中取出，并且以與在圖I中的系統(tǒng)I相同的方式添加到水泥基質(zhì)中。當(dāng)然，本發(fā)明的原理仍然是一祥的，相對于那些所描述和所示出的實(shí)施例和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，可以對這些實(shí)施例和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作出廣泛的改變，而不會因此背離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.ー種用于計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于供應(yīng)纖維的供應(yīng)裝置(3)和用于輸送纖維的輸送裝置(5)，所述輸送裝置設(shè)計(jì)成在使用時(shí)將纖維從所述供應(yīng)裝置(3)輸送到水泥基質(zhì)，所述輸送裝置(5)相對于周圍環(huán)境是封閉的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括纖維計(jì)量単元(19)，所述纖維計(jì)量単元設(shè)計(jì)成在使用時(shí)以預(yù)定的量和時(shí)間來計(jì)量用于水泥基質(zhì)的纖維，所述纖維計(jì)量単元(19)布置在所述輸送裝置(5)的下游。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述纖維計(jì)量單元(19)包括收集裝置(21)和用于稱量纖維的稱量裝置，所述收集裝置設(shè)計(jì)成在使用時(shí)收集預(yù)定量的纖維，所述稱量裝置設(shè)計(jì)成在使用時(shí)稱量所述收集裝置中的纖維的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收集裝置包括容器(21)，所述容器設(shè)有由遮擋板(23)閉合的出口，所述遮擋板能隨意地在閉合位置與打開位置之間運(yùn)動，在所述閉合位置中，所述纖維保持在所述容器(21)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供應(yīng)裝置(3)包括傳感器裝置(45)，所述傳感器裝置在使用時(shí)指示預(yù)定量的纖維在供應(yīng)裝置(3)中的存在性。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送裝置(5)包括管道(29)以及入ロ(7)、出口(17)和用于移動纖維的移動裝置，所述移動裝置設(shè)計(jì)成在使用時(shí)將所述纖維從輸送裝置(5)的入口(7)移動到輸送裝置的出口 (17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送裝置(5)的出口(17)定位于比輸送裝置(5)的入口(7)高的高度處。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述移動裝置包括輸送螺桿(31)。
9.ー種用于計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中的方法，所述方法包括以下步驟 a)通過供應(yīng)裝置(3)供應(yīng)預(yù)定量的纖維， 其特征在于，所述方法還包括以下步驟 b)將這些預(yù)定量的纖維從供應(yīng)裝置(3)輸送到預(yù)定位置，同時(shí)保持這些纖維與周圍環(huán)境隔離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 c)計(jì)量用于水泥基質(zhì)的預(yù)定量的纖維。
全文摘要
一種用于計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于供應(yīng)纖維的供應(yīng)裝置(3)和用于輸送纖維的輸送裝置(5)，該輸送裝置設(shè)計(jì)成在使用時(shí)將纖維從供應(yīng)裝置(3)輸送到水泥基質(zhì)。該輸送裝置(5)相對于周圍環(huán)境是封閉的。本發(fā)明還涉及一種計(jì)量纖維并將纖維添加到水泥基質(zhì)中的方法，該方法包括以下步驟通過供應(yīng)裝置(3)供應(yīng)預(yù)定量的纖維，將這些預(yù)定量的纖維從供應(yīng)裝置(3)輸送到預(yù)定位置，同時(shí)保持這些纖維與周圍環(huán)境隔離。
文檔編號B65G53/00GK102686375SQ201080043394
公開日2012年9月19日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者F·費(fèi)拉約洛 申請人:奧菲奇內(nèi)·馬卡費(fèi)里股份公司