專利名稱：用于計量、混合和包裝固體顆粒材料的設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于計量、混合和包裝固體顆粒材料的設備和方法。更具體地說，
本發明涉及一種用于計量、混合和包裝供建筑施工領域使用的固體顆粒材料的設備。
背景技術：
供建筑施工領域使用的固體顆粒材料的主要成分通常為沙子和水泥。根據應用， 材料也可能包含高值成分，例如粘合劑和/或其他化學產品。典型地，這種高值成分占總材 料的一小部分，例如總混合物以重量計的10到5%，甚至更小。材料的生產包括根據合適 的配方，計量各成分所需的量；將這些成分混合以獲得均勻的混合物；和以適合存儲和運 輸的基本上干的形式包裝最終的混合物，通常包裝在袋子中。上述步驟由制造廠在制造場 所進行，這些袋子通常從制造場所運輸到轉售場所，材料在轉售場所出售給周圍地區的用 戶。轉售場所常常遠離制造場所。這對運輸成本產生影響。由于高值成分只占材料的一小 部分，因而從制造場所運輸到轉售場所的將是很大數量的沙子和水泥，即混合物的低值成 分。 雖然普遍被接受，但是這種情況不令人滿意，因為從制造場所運輸大量低值成分、
諸如沙子和水泥到遙遠的轉售場所不是所希望的。 固體顆粒材料的混合在各種混合器中進行。 當前市場上可利用的工業混合裝置為鼓型，其由水平布置的中空圓筒組成，中空 圓筒內部設置有軸，所述軸上附著有葉片。通常，混合器從下面完全打開，頃刻排放全部材 料，所述材料落入儲料漏斗中。然后借助于螺旋輸送器，將材料排放到裝袋機的裝載漏斗 中。 US 4403865描述了一種鼓式混合器，其中鼓為由圓筒形部分連接的雙錐體形狀， 其內部設置有翼狀物，在混合器沿一個方向旋轉時，有利于成分的混合，一旦混合物就緒， 就沿相反方向旋轉以有利于混合物的排出。混合物通過一嘴口排出，由于全部混合材料被 瞬間排放，因而所述嘴口不允許計量混合材料的量。US 4403865所述裝置的另一個缺陷是， 由于翼狀物相對于鼓不旋轉，材料混合得不精細。鼓中帶有的翼狀物具有沿給定方向引導 待混合的粉末材料的用途。 EP 1 382 381 Al公開了一種帶有高結構的臥式混合器。混合器包括由帶有兩個 彎曲端壁的圓筒形容器形成的鼓。混合工具沿徑向安裝在水平軸上，從而僅能在圓筒形容 器內部的區域中操作，也就是說，混合工具不能在由彎曲端壁形成的空間內部旋轉。材料混 合之后的排放通過打開一下門進行。該混合器的結構以及混合工具僅在鼓中央部分的操作 不能確保固體顆粒材料的混合令人滿意。 最后，如上所述的混合器必須設置計量機和儲料漏斗，以允許材料裝袋。

發明內容
因此，既需要一種制造供建筑施工領域使用的顆粒材料的有效方法，又需要在這種方法中使用改進的混合器。 而且還需要這樣的混合器，其能夠確保材料的最佳混合，同時允許計量材料的成 分以及有效地包裝已混合的材料。 本發明的一個目的是，提供一種用于生產尤其是供建筑施工領域使用的固體顆粒
材料的方法，其不需要將準備好使用的材料從生產場所運輸到遙遠的轉售場所。 本發明的另一個目的是，提供一種改進的、緊湊的且易于操作的用于計量、混合和 包裝固體顆粒材料的設備。 本發明的第一個方面涉及一種用于從固體顆粒成分生產固體顆粒材料的方法，其 特征在于，其包括下列步驟 a)向計量單元順序地進給固體顆粒材料的至少兩種成分； b)根據預定的配方，順序計量所述計量單元中的每一種所述成分； c)將所述成分傳送至混合單元； d)在所述混合單元中混合所述成分，以形成滿足所述預定配方的顆粒材料；
e)從所述混合單元排放所述顆粒材料，同時計量預定量的所述顆粒材料，并將所 述計量的量傳送到位于所述混合單元下游的容器內。 本發明的第二個方面涉及一種用于生產固體顆粒材料的設備，其包括用于分別存
儲固體顆粒材料的至少兩種不同成分的存儲罐，其特征在于，該設備還包括 a)用于固體顆粒材料的所述成分的計量單元； b)包括固定殼體的混合器，所述固定殼體設置有旋轉混合工具； c)安裝在所述混合器的底部上的排放閥； d)位于所述混合器下游的計量和包裝單元。 本發明的另一個方面涉及依照上述b)的混合器的結構，所述混合器包括固定殼 體，所述固定殼體設置有上裝載口以及安裝在通過位于所述殼體外部的驅動裝置致動的旋 轉水平軸上的內部混合工具，所述混合器的特征在于 所述殼體包括兩個截頭圓錐形壁，所述兩個截頭圓錐形壁在它們的基底處相連，
并且它們的軸線設置成水平對準，所述軸沿所述截頭圓錐形壁的軸線水平安裝； 所述混合工具包括安裝在所述軸的容納在所述殼體之內的部分的中心上的多個
輻條，每一個所述輻條在所述截頭圓錐形壁的附近設置有葉片； 所述殼體設置有與安裝在殼體底部的排放閥相聯的排放口 。 依照本發明的方法允許通過根據期望的配方混合固體顆粒成分而生產固體顆粒 材料，以及允許以有效的方式包裝所生產的期望量的材料。本方法尤其有利于供建筑施工 領域使用的固體顆粒材料的生產。 在建筑施工領域使用了各種材料，包括水泥基粘結劑、用于墻面涂料的產品、水泥 基地面系統、用于鞏固磚石建筑的產品等等。大部分這樣的材料是大量低值成分、例如沙 子和水泥與少量高值成分、例如粘結劑、專用樹脂和/或其他化學制品的混合物。通常，通 過根據期望的配方混合各種成分而制造該材料。混合進行到混合物達到所期望的均勻性為 止。然后，以適當的形式包裝材料，例如用袋裝，并且存儲起來，直到配送到轉售場所，材料 在轉售場所出售給用戶。由于轉售場所常常遠離制造場所，因而到轉售場所的運送需要相 當大的運輸成本。
本發明的方法允許改善尤其是供建筑施工領域使用的固體顆粒形式的材料的生 產和分配的總效率。本方法允許直接在轉售場所根據期望的配方制造材料，從而顯著降低 從單個制造場所到多個遙遠的轉售場所的運輸成本。尤其是，本方法允許在直接在轉售場 所生產固體顆粒形式的材料時，使用可廣泛利用的低值成分，例如沙子和水泥。
本發明的方法可以以若干方式管理。依照一個方面，材料制造商將配方與配方中 通常少量存在于材料中的高值成分一起提供給轉售商。配方一般還需要低位值成分，這些 低值成分通常大量存在于材料中。轉售者在當地市場購買這樣的低值成分，而當地市場內 部的運輸成本低，然后根據期望的配方制造材料。
這些成分存儲在適合的柜中。 本方法的第一步驟包括向計量單元順序地進給固體顆粒材料的各種成分。 第二步驟包括根據預定的配方，計量所述計量單元中的每種成分。 第三步驟包括同時將已計量的各種成分傳送至一混合單元。優選地，依靠重力同
時傳送這些成分。 第四步驟包括在混合單元中混合所述成分，以形成具有期望的均勻性并滿足期望 的和預定配方的顆粒材料的混合物。 第五步驟包括從所述混合單元以基本上連續的方式排放所述顆粒材料，同時計量 預定量的顆粒材料并將所述計量的量傳送到位于所述混合單元下游的容器內，通常傳送到 袋子內。


通過使用依照本發明的另一個方面的用于生產固體顆粒材料的設備，可以方便高
效地進行上述方法。這樣的設備參照附圖進行了描述，其中； 圖1是依照本發明的設備的示意性透視圖； 圖2是圖1中設備的正視圖； 圖3是圖1設備的部分放大正視圖； 圖4是圖1中設備的另一部分的示意性透視截面圖； 圖5是圖4中部分的分解圖，其也顯示了本發明的設備的另一部分； 圖6是圖4中部分的正視圖中的局部截面圖； 圖7是圖5的底部所示的部分的示意性透視圖； 圖8是圖7中部分的分解圖； 圖9是圖1中設備的又一部分的示意性透視圖。
具體實施例方式
參照圖1和2，依照本發明的設備用10表示。它包括用于分別存儲固體顆粒材料 的至少兩種不同成分的存儲罐12、13、14、15。在圖中所示的實施例中，最多四種成分可以分 別存儲在四個存儲罐12、13、14、15中，四個存儲罐以兩個疊置的排安裝在支撐結構上。上 存儲罐12、 13是可移動的，即可以將它們從支撐結構提起，以允許裝填下罐14、 15。每個罐 設置有螺旋輸送器16、 17、 18、 19，以取出存儲在罐12、 13、 14、 15中的成分并進給至計量單 元20 。螺旋輸送器由馬達致動，并由中央控制單元控制，所述馬達和中央單元控制都未示出。 計量單元20包括進料器22，其在圖3中也被顯示。進料器22在底部具有開口 ，所 述開口由一閉合盤24關閉，所述閉合盤24圍繞與其直徑對準的軸旋轉，這樣，盤24可以處 于關閉位置和開啟位置，如圖3所示。盤24從/到開啟/關閉位置的致動通過氣動致動器 26實現。在開啟位置，可以從進料器22排放材料。進料器22裝備有計量裝置27，優選為 基于計力傳感器的計量裝置，如工業稱量系統領域所公知的。供應給進料器20的材料的各 種成分因而可以根據期望的量進行計量，并通過打開盤24從計量單元排放出來。這可以順 序操作，即一種成分在另一種成分之后。 已經根據期望的配方進行計量的固體顆粒材料的成分被排放至混合器30內，在 圖4、5和6中更加詳細地顯示了混合器30。混合器30包括安裝在結構29上的固定殼體 32，如圖1-2所示。固定殼體32由兩個相對的截頭圓錐形壁33、34形成，兩個截頭圓錐形壁 33、34在它們的主要基底處通過圓筒形區段31相連接，并且它們的軸線設置成水平對準。 水平軸36沿其軸線可旋轉地安裝在位于截頭圓錐形壁33、34的輔助(minor)基底中的軸 承38上。水平軸36可以在位于所述殼體外面的驅動裝置、例如馬達39的致動下旋轉。
混合工具40安裝在水平軸36上。混合工具40包括安裝在軸36的容納在殼體30 之內的部分的中心上的多個輻條42。每個輻條42支撐一梯形葉片44，葉片44的外周伸到 截頭圓錐形壁33、34的附近，但不與之接觸。在圖中所示的實施例中，有以120°的角度間 隔開的三個輻條42和三個葉片44。葉片44的形狀為梯形，其和殼體30的與葉片相對的部 分的形狀相匹配。葉片44的形狀優選為等腰梯形。梯形葉片的側面的傾斜度與相應截頭 圓錐形壁33、34的傾斜度相同。 待混合的材料的成分從進料器22被排放至設置在殼體32的截頭圓錐形壁34中 的上裝載口37中(圖5)。 在混合器中，混合工具40設定成以優選超過30m/min的圓周速度旋轉。在這樣的 速度下，固體顆粒材料表現出像液體一樣，使得這些成分很快地、高效地混合。由于材料連 續地落入殼體32的中心內，因此在該設備中，材料不但受到強烈的局部混合而且也受到強 烈的整體混合，因而具有梯形形狀的葉片的裝置的混合效率比傳統混合系統高很多。實現 均勻混合所需的時間通常小于60秒。 圖5、6、7和8顯示了殼體32在圓筒形區段31上設置有排放口 48，所述排放口 48 與安裝在殼體底部上的排放閥50相聯。 排放閥50包括滑板52，滑板52 —端連接于氣動56的活塞54。滑板52滑入閥50 的下半殼體55中設置的外殼53中。上半殼體57安裝在下半殼體55上，使得上半殼體57 和上半殼體57之間限定出用于使滑板52在氣動56的致動下滑動的空間。上半殼體57的 上側具有凹入的中央部分58，所述中央部分58和混合器30的殼體32的底部曲線相匹配。 孔59設置在上半殼體57的凹入的中央部分中，閥50安裝在混合器30上，孔59與孔48對 準(圖4)。孔59'設置在下半殼體55上，也與上半殼體57的孔59對準。孔59〃設置在 閥50的滑板52上，使得當閥50打開時，孔59"可以與孔59、59'對準。在這樣的位置，在 混合器30中已混合的固體顆粒材料可以通過孔59、59" 、59'從混合器排放出來。在氣動 缸56的致動下，滑板移動至孔59和59〃不再對準和疊置的位置，這樣孔59被關閉。在這 樣的位置，固體顆粒材料保持在混合器30中。閥50的打開和關閉可以預期的速度進行，以
7幫助排放材料。 由于葉片44朝向底部的孔48推動材料，因而固體顆粒材料從混合器30的排放通 過重力及混合工具40的緩慢旋轉的共同作用實現。為了幫助排放材料，閥50裝備有振動 裝置60，其安裝在閥50的底部上。振動裝置60包括限定內圓柱形室62的殼體，所述內圓 柱形室62容納軸63，軸63設置有凸輪65。軸63由未示出的驅動裝置致動。在軸63旋轉 時，凸輪65撞擊室62的壁，產生振動，振動被傳遞給閥50，以避免材料阻塞并且幫助材料從 混合器30流出。軸63的旋轉可以預期的速度進行，以產生幫助排放材料的所需量的振動。 因此，材料被傳送至連接于孔59'的傾斜出口管66。 計量和包裝單元70位于混合器30的下游，更確切地說是排放閥60的下方。
計量和包裝單元70包括盤72，所述盤72適于支撐裝填通過管66排出的固體顆粒 材料的袋子80。盤72裝備有未示出的計量裝置，優選為基于計力傳感器的計量裝置，如工 業稱量系統領域所公知的，該計量裝置位于計量和包裝單元70的基座71下面。因此，可以 控制袋子80的裝填，這樣，在袋子80已經裝填所需量的材料之后停止從混合器30排放材 料。振動裝置76幫助對袋子80的材料的裝填和包裝材料。板72連接于缸75，當袋子80 裝填完時，缸75可以被致動，以使板72繞銷73傾斜來卸載袋子80。管78的一部分連接 在豎直桿74的頂部上，所述豎直桿74固定于單元70的基座71。管78的直徑大于排放閥 50的出口管66的直徑，這樣，后者可被引入管78內。反過來，管78又被引入袋子80的口 內，有助于裝填。 本發明的設備的操作通常是在中央控制裝置 一 典型為帶有適當軟件的計算機的 幫助下進行的 一所述中央控制裝置控制設備的各個部件，以確保執行合適的功能。例如， 以一期望的值設定并控制混合器30的混合工具40的旋轉速度，在材料的混合步驟以及通 過閥50的排放步驟期間，旋轉速度可以相同，也可以不同。而且，閥50的打開和關閉周期 以及振動裝置60的振動也由中央控制裝置控制。控制整個設備的操作，以根據期望的待處 理和包裝的材料的配方實現成分的計量和混合。 依照本發明的方法和設備允許根據需要直接在轉售場所以有效方式從分開的成 分開始制造固體顆粒材料。設備緊湊，操作簡便，并允許使用通常可在轉售場所得到的低值 成分、例如沙子和水泥，從而避免運輸大量材料的需要。
權利要求
一種用于從固體顆粒成分生產固體顆粒材料的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟a)向計量單元順序地進給固體顆粒材料的至少兩種成分；b)根據預定的配方，在所述計量單元中順序計量每一種所述成分；c)將所述成分傳送至混合單元；d)在所述混合單元中混合所述成分，形成滿足所述預定配方的顆粒材料；e)從所述混合單元排放所述顆粒材料，同時計量預定量的所述顆粒材料，并將所述計量的量傳送到位于所述混合單元下游的容器內。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述傳送步驟c)，所述成分通過重力作用 同時傳送至所述混合單元內。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述混合步驟d)和所述排放步驟e)通過旋 轉所述混合單元中的混合工具進行。
4. 用于生產固體顆粒材料的設備(IO)，它包括用于分別存儲固體顆粒材料的至少兩種不同成分的存儲罐(12 ;13 ;14 ;15)，其特征在于，它還包括a) 用于固體顆粒材料的所述成分的計量單元(20);b) 包括固定殼體(32)的混合器(30)，所述固定殼體(32)設置有旋轉混合工具(40);c) 安裝在所述混合器(30)的底部上的排放閥(50);d) 位于所述混合器(30)下游的計量和包裝單元(70)。
5. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述混合器(30)的所述固定殼體(32)包括 上裝載口 (37)，所述混合工具(40)安裝在旋轉水平軸(36)上，所述旋轉水平軸(36)由位 于所述殼體外面的驅動裝置致動，所述混合器(30)的特征在于，所述殼體(32)包括兩個截頭圓錐形壁(33 ;34)，所述兩個截頭圓錐形壁(33 ;34)在它 們的基底處相連，并且設置成它們的軸線水平對準，所述軸(36)沿所述截頭圓錐形壁的所 述軸線水平安裝；所述混合工具(40)包括安裝在所述軸(36)的容納在所述殼體(32)內的部分的中心 上的多個輻條(42)，每一個所述輻條(42)設置有在所述截頭圓錐形壁(33 ;34)附近、但不 與之接觸的葉片(44);所述殼體(32)設置有與安裝在所述殼體(32)底部上的排放閥(50)相聯的排放口 (48)。
6. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述葉片(44)具有梯形形狀。
7. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述排放閥(50)包括滑動地安裝在外殼 (53)上的板(52)，所述外殼(53)設置在所述排放閥(50)的下半殼體(55)上，所述排放閥 (50)還包括上半殼體(57)，所述上半殼體(57)具有和所述混合器(30)的殼體(32)的底 部分相匹配的凹入中央部分(58);孔(59)，其設置在所述上半殼體(57)的所述凹入中央部 分上；相應的孔(59')，其設置在所述下半殼體(55)上；和？L (59〃 )，其設置在所述滑板 (52)上，這樣，當所述排放閥(50)打開時，所述孔(59,59〃 ，59')對準。
8. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，振動裝置(60)安裝在所述排放閥(50)的 底部，所述振動裝置(60)包括容納可旋轉軸(63)的殼體，所述可旋轉軸(63)設置有凸輪 (65)，在所述軸(63)旋轉時，所述凸輪(65)產生振動，振動被傳遞給所述排放閥(50)。
9. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述計量和包裝單元(70)包括盤(72)，所 述盤用以支撐裝填所述固體顆粒材料的袋子(80)，所述盤(72)裝備有計量裝置，當所述袋 子(80)被填滿時，所述板(72)連接到卸載裝置(75 ;73)以卸載所述袋子(80)。
10. 如權利要求9所述的設備，其特征在于，所述計量和包裝單元(70)包括管(78)，所 述管(78)連接在豎直桿(74)的頂部，所述管(78)與所述排放閥(50)相聯，以接收從所述 排放閥(50)排放的材料，所述管(78)被可操作地引入所述袋子(80)內以有助于裝填。
11. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述存儲罐(12 ;13 ;14 ;15)中的一個或多個(12 ;13)可移動地安裝在支撐結構上。
12. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述存儲罐(12 ;13 ;14 ;15)安裝在兩個 疊置的排上，上排的存儲罐(12 ;13)可移動地安裝在支撐結構上。
全文摘要
本發明涉及一種用于由固體顆粒成分生產固體顆粒材料的方法和設備。根據期望的配方，計量和混合成分。在已混合之后，計量材料，并以適當的形式包裝材料，例如用袋裝。設備(10)包括設置有旋轉混合工具(40)的固定殼體(32)、安裝在所述混合器(30)的地步的排放閥(50)以及計量和包裝單元(70)。本發明尤其適合于通過混合在任何場所都可以得到的低值成分和高值成分，例如供建筑施工領域使用的材料，制造固體顆粒材料。
文檔編號B01F3/18GK101790414SQ200980100553
公開日2010年7月28日 申請日期2009年10月28日 優先權日2008年10月30日
發明者F·V·塔索內, G·塔索內 申請人:私人工廠有限責任公司