一種內河航道水上移動混凝土攪拌船的制作方法
【專利摘要】一種內河航道水上移動混凝土攪拌船，包括駕駛室及控制室，四個壓水倉對稱布置在船首前端及船尾尾端，抓斗吊機布置在船尾甲板上，船體中部對稱布置有船舶定位樁，砂骨料倉石骨料倉位于船舶定位樁后的船艙兩側，其底部設置有配料機及稱量皮帶機，稱量皮帶機正下方，布置有骨料輸送機，骨料輸送機的另一端設置有提升料斗，提升料斗軌道頂端下方設置有攪拌主機，船舶定位樁前部為水泥倉，每一個水泥倉的底部對應設有螺旋輸送機，粉料稱量裝置位于攪拌主機正上方，攪拌主機還設置有水稱量裝置及外加劑配料調節裝置，攪拌主機正下方為混凝土出料斗，其下方連接混凝土泵，混凝土泵泵送混凝土至甲板上方邊緣的布料桿進行混凝土澆筑施工。
【專利說明】一種內河航道水上移動混凝土攪拌船
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土攪拌裝置領域，特別涉及內河航道水上移動混凝土攪拌船。
【背景技術】
[0002]混凝土攪拌裝置在水運工程建設中是一種十分重要的施工設備，隨著我國內河水運建設事業的不斷發展，各水域內需要建設很多工程設施，這些工程設施建造務必需要大量的水上混凝土施工。目前內河航道水上混凝土施工主要有三種方法:一是將混凝土攪拌站設在靠近水上混凝土施工地點附近的岸上，將攪拌好的混凝土通過導管等設施輸送到水上澆筑處；二是將混凝土攪拌站設在距離水上混凝土施工地點較遠的岸上，用混凝土罐車將攪拌好的混凝土運輸到澆筑處；三是將混凝土攪拌裝置和輸送泵安裝在船上，組成水上移動混凝土攪拌站，進行邊攪拌邊澆筑。然而，第一種方法的實現需要通過浮橋或者高架棧橋敷設混凝土輸送管道，受到水平輸送距離的限制且修建浮橋棧橋等費用昂貴，第二種方法對于體積較大的水上混凝土施工，因不能保證混凝土的連續供應，導致混凝土澆筑速度及塌落度受到較大影響，影響工程建設進程，同時由于混凝土經歷較長時間的運輸過程，混凝土的品質也得不到保證；第三種方法是水上混凝土施工發展的新動向，廣泛應用于沿江、沿海大型工程混凝土施工中。
[0003]目前，水上移動混凝土攪拌站廣泛應用于沿江、沿海工程項目，但是內河航道不同于江上或是海上，由于受凈空、吃水深度和船寬限制，因此發展內河航道水上移動混凝土攪拌站需要考慮各方面因素。故將內河航道(尤其是長江)針對特定工程的攪拌船以及海上移動攪拌船相結合，并結合內河航道特點是發展內河航道水上移動混凝土攪拌站的基本思路。然而，水上移動混凝土攪拌站不同于陸地攪拌站，尤其是針對適應內河航道特點的水上移動混凝土攪拌站，因船體尺寸較小，通過科學合理的船舶選型、生產能力設計及平面方案布置，力求船體在各種工況下具有較好的平衡性及一定的抗風能力以及各設備功能的完整性，是水上移動混凝土攪拌站研究設計的關鍵所在。但是內河航道由于受凈空、吃水深度和船寬的限制，制約了內河航道水上移動混凝土攪拌站的發展。因此，一種適應內河航道特點的、經濟節約、結構緊湊、機械化程度高、有較好自動化控制性能、保證施工速度和混凝土質量的內河航道水上移動混凝土攪拌站，對解決內河航道水上混凝土澆筑的施工問題至關重要。
【發明內容】
[0004]為解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種內河航道水上移動混凝土攪拌船，解決內河航道目前還沒有能夠實際使用的混凝土攪拌船舶的問題，改變內河航道混凝土施工的施工工藝。設計一種適應內河航道特點的、經濟節約、結構緊湊、機械化程度高、有較好自動化控制性能、保證施工速度和混凝土質量的內河航道水上移動混凝土攪拌站。
[0005]為達到上述目的，本發明的技術方案為:
[0006]一種內河航道水上移動混凝土攪拌船，該內河航道水上移動混凝土攪拌船按照內河四級航道標準設計，該內河航道水上移動混凝土攪拌船主要由攪拌系統、物料配料系統、物料輸送系統、物料計量系統、電氣控制系統、除塵裝置及其他附屬設施共七個系統組成，它們分別布設在船艙內和甲板上，各系統主要設備沿橫向對稱布置或布置在縱向中軸線上，其中:駕駛室及控制室設置在船首前部中軸線上，四個壓水倉沿橫向對稱布置在船首前端及船尾尾端，抓斗吊機沿縱向軸線布置在船尾甲板上，船體中部沿橫向對稱布置有船舶定位樁，砂骨料倉石骨料倉位于船舶定位樁后的船艙內左右兩側，其底部均分別設置有配料機及稱量皮帶機，稱量皮帶機正下方，沿縱軸線布置有骨料輸送機，骨料輸送機的另一端下方為沿斜向上軌道設置的提升料斗，提升料斗軌道頂端下方設置有攪拌主機，船舶定位樁前部為沿橫向對稱布置有水泥倉，沿橫向對稱布置在水泥倉頂部的粉料供給管道及其上的閥門控制向水泥倉中供料，每一個水泥倉的底部對應設有螺旋輸送機，螺旋輸送機的傳送帶另一端連接粉料稱量裝置，粉料稱量裝置位于攪拌主機正上方，通過粉料稱量裝置經過卸料后進入攪拌主機，攪拌主機還設置有水稱量裝置及外加劑配料調節裝置，攪拌主機正下方設置有混凝土出料斗，混凝土出料斗下方連接混凝土泵，混凝土泵泵送混凝土至設在船體中部甲板上方邊緣的布料桿進行混凝土澆筑施工。
[0007]進一步的，所述船體兩側的粉料供給管道上連接有粉料進料管道。
[0008]進一步的，所述水泥倉，為橫向對稱的二到三排，布置在船倉內。
[0009]進一步的，水泥倉的頂部還設有氣路循環管道及沿橫向對稱布置的粉塵回收裝置。
[0010]進一步的，船舶主要尺度為船長31m、型寬8.2m、型深2.5m、設計吃水1.6m，船舶設計載重量為500t，滿載吃水時能通過橋孔凈高8m、寬40m的橋梁。
[0011]相對于現有技術，本發明的有益效果為:
[0012](I)通過對各主要設備進行科學合理的布置，內河航道水上移動混凝土攪拌船滿足浮性，穩性，抗沉性，快速性，耐波性，操縱性等方面的基本要求。
[0013](2)經濟節約、結構緊湊、機械化程度高、有較好自動化控制性能。
[0014](3)能夠保證內河航道水上混凝土生產質量及施工速度。
[0015](4)能自動完成砂、石、水、水泥、添加劑等混凝土配料的計量配方工作，并符合國家有關計量標準。
[0016](5)設備整體布局合理，重心低，滿載和空載時確保船體一定的抗風浪能力及在四級以上航道正常通行。
[0017](6)總體布局設計滿足內河航道凈空限制。
[0018](7)針對內河航道目前沒有專門混凝土攪拌船的問題，經過船體上相應設備的設計布局，在滿足施工工藝的同時，滿足船體安全性及穩定性要求，同時將砂石料倉、水泥倉及攪拌和控制系統整合到船體內，保證單一船舶即能滿足施工的基本要求。設計合理，需求量大，適于大面積推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明結構俯視示意圖。
[0020]圖2是本發明結構縱斷面示意圖。
[0021]圖3為圖2的1-1橫斷面圖。
[0022]其中，1-駕駛室及控制室，2-水泥倉，3-外加劑稱量裝置，4-水稱量裝置，5-粉料進料管道，6-粉料稱量裝置，7-攪拌主機，8-混凝土泵，9-提升料斗，10-骨料輸送機，11-配料機，12-稱量皮帶機，13-壓水艙，14-粉料除塵裝置，15-螺旋輸送機，16-氣路循環管道，17-閥門，18-混凝土布料機，19-定位樁，20-砂骨料倉，21-石骨料倉，22-抓斗吊機，23-粉料供給管道。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明技術方案做進一步詳細描述:
[0024]如圖1-3所示，一種內河航道水上移動混凝土攪拌船，該內河航道水上移動混凝土攪拌船按照內河四級航道標準設計，該內河航道水上移動混凝土攪拌船主要由攪拌系統、物料配料系統、物料輸送系統、物料計量系統、電氣控制系統、除塵裝置及其他附屬設施共七個系統組成，它們分別布設在船艙內和甲板上，各系統主要設備沿橫向對稱布置或布置在縱向中軸線上，其中:駕駛室及控制室I設置在船首前部中軸線上，四個壓水倉13沿橫向對稱布置在船首前端及船尾尾端，抓斗吊機22沿縱向軸線布置在船尾甲板上，船體中部沿橫向對稱布置有船舶定位樁19，砂骨料倉20石骨料倉21位于船舶定位樁19后的船艙內左右兩側，其底部均分別設置有配料機11及稱量皮帶機12，稱量皮帶機12正下方，沿縱軸線布置有骨料輸送機10，骨料輸送機10的另一端下方為沿斜向上軌道設置的提升料斗9，提升料斗9軌道頂端下方設置有攪拌主機7，船舶定位樁19前部為沿橫向對稱布置有水泥倉2，沿橫向對稱布置在水泥倉2頂部的粉料供給管道23及其上的閥門17控制向水泥倉2中供料，每一個水泥倉2的底部對應設有螺旋輸送機15,螺旋輸送機15的傳送帶另一端連接粉料稱量裝置6，粉料稱量裝置6位于攪拌主機7正上方，通過粉料稱量裝置6經過卸料后進入攪拌主機7，攪拌主機7還設置有水稱量裝置4及外加劑配料調節裝置3，攪拌主機7正下方設置有混凝土出料斗，混凝土出料斗下方連接混凝土泵8，混凝土泵8泵送混凝土至設在船體中部甲板上方邊緣的布料桿18進行混凝土澆筑施工。所述船體兩側的粉料供給管道23上連接有粉料進料管道5。所述水泥倉2，為橫向對稱的二到三排，布置在船倉內。水泥倉2的頂部還設有氣路循環管道16及沿橫向對稱布置的粉塵回收裝置14。
[0025]本發明的內河航道水上移動混凝土攪拌船根據《內河通航標準》(GB50139-2004)要求，設計航道工況為四級航道，船舶設計載重量為500t，船舶主要尺度為船長31m、型寬8.2m、型深2.5m、設計吃水1.6m，滿載吃水時能通過橋孔凈高8m、寬20m的橋梁。
[0026]機艙布置在靠近船尾部，控制操作室設在船首部，休息室設在船首甲板下，遠離工作區域，避免工作時噪音和塵埃的影響。主甲板下自尾至首為，兩個壓載水艙(尾艙)，機艙，冷水艙，休息室，兩個壓載水艙(首艙)。
[0027]在船艙間設計長X型寬X凈深=19mX7.0mX 2.2安裝生產系統設備。為增加船舶的穩性，減少橫向傾覆力矩，重載設備設施盡量靠近船舯、對稱布置，其中攪拌主機布置在船艙中前部的縱向中軸線上，6個水泥倉沿橫向對稱布置，2個骨料倉沿橫向對稱布置，配料機總長度要求小于船舶型寬，水泥倉頂部為設備最高點，在使用壓水倉的情況下，需保證船舶在滿載和空載時能通過凈高8m的橋梁，水泥倉設計成圓柱形，其直徑和數量依照每班混凝土生產能力要求計算確定。
[0028]500噸級內河航道內河航道水上移動混凝土攪拌船是應用在湖泊和內河流域的航道整治，需要在內河復雜的工況條件下可正常通行及作業，設備配置還應滿足以下主要要求:
[0029](I)考慮到工程船舶的穩性，要求攪拌船的總體布局緊湊，重心盡可能低，重載設備需用合適的支撐結構加固。
[0030](2)攪拌船每班生產的成品混凝土能力依據江蘇交通運輸“十二五”發展規劃初步測算得到，混凝土生產效率依據每班成品混凝土生產能力要求、每罐混凝土生產周期及每班工作時間計算得到。
[0031](3)攪拌主機的選擇依據混凝土生產效率確定相應型號，并要求攪拌筒內的攪拌臂、襯板、葉片具有聞硬度、聞朝性，具備萬te次以上的聞磨損壽命。
[0032](4)骨料倉為一個石料倉，一個砂料倉，采用框架結構，其儲存能力依據每班混凝土生產能力計算確定。石料、砂料的補給采用抓斗吊從相應骨料補給船上及時抓取。
[0033](5)配料機倉儲存量及骨料提升料斗容量依據每罐次混凝土所需的骨料量計算確定，并有一定的富余容量。
[0034](6)水泥倉是全船集中荷載最大的設施，在保證儲存能力的條件下，有效降低罐體重心高度。
[0035](7)水泥倉的總儲存能力依據每班混凝土的生產能力計算確定。水泥補給采取散裝輸送車或補給船螺旋供給的補料方式。
[0036](8)骨料輸送機及螺旋輸送機的輸送能力要滿足每罐次混凝土所需用料量和每罐混凝土生產周期要求。
[0037](9)攪拌船設液體淡水倉I個，其儲存能力不低于3.0t,淡水采取河水直接補給方式。攪拌船設液體外加劑倉I個，其儲存能力不低于2.5t。
[0038](10)水及外加劑的液料配料可采用帶水泵的水箱經過水稱量裝置及外加劑配料調節裝置完成。
[0039](11)稱量皮帶機、粉料稱量裝置、水稱量裝置及外加劑配料調節裝置均采用兩套傳感器來保證稱量精度。骨料計量誤差穩定在2%以內，其余(水泥、水、外加劑)誤差在1%以內。
[0040](12)根據儲存設備的容量及混凝土經驗配合比計算船舶載重，本船具備一次性儲存140m3混凝土原材料的能力，且實際吃水彡設計吃水1.6m<正常通航水深1.9m。滿載時混凝土重量為140m3X 2.5t/m3X (1+5% ) = 352.8t，其中2.5t/m3為混凝土密度，5%為損耗系數。生產設備重量^ 40t。因此實際裝載量352.8t+40t = 392.8t <核定載重量500t。由于過橋孔凈高必須使船舶設計水線至船最高點不超過7m，因此需要較多壓載水，所以首尾各設兩個壓載艙，在滿載時，需打滿2個壓載水艙保證過橋；在空載時，要打滿4個壓載水艙保證過橋。
[0041](13)根據水工混凝土的特點和常用的施工方案，經過方案技術分析和比較，確定泵送混凝土施工工藝。
[0042](14)混凝土攪拌機下方設有柴油機動力的混凝土輸送泵，其混凝土進料斗可儲存一罐次的成品混凝土，以保證混凝土的連續生產及澆筑，提高攪拌站及施工效率。
[0043](15)為實現連續澆注及避免高落差造成的混凝土離析，在攪拌主機出料口下方加裝可移動式、容量為2m3大傾角出料斗。
[0044](16)混凝土布料桿的回轉及起升范圍大，可根據施工位置需要進行靈活調整混凝土的布料高度及出口位置。
[0045](17)攪拌站控制系統可全自動控制，也可手動控制。全部生產數據均可儲存，并可隨時按要求查詢及打印。控制操作簡單、穩定可靠，具備連續生產、智能化、中央控制等，除能滿足生產控制外，還能滿足管理的需要。
[0046]本發明的工作原理為:實際工作中:先放入定位樁19固定船體，粉料經粉料進料管道5輸送到水泥倉2正上方的粉料供給管道23，粉料供給管道23及沿橫向對稱布置在粉料供給管道23上的閥門17控制向水泥倉2中供料，在各個水泥倉2儲存待用，抓斗吊機22為砂骨料倉20和石骨料倉21裝料，砂骨料倉20和石骨料倉21通過其底部的配料機11經稱量皮帶機12將骨料送至骨料輸送機10，經骨料輸送機10將骨料輸送至布置在中軸線上的提升料斗9，提升料斗9由提升動力系統提升至設置在船體中前部縱軸線上的攪拌主機7上方并卸料，通過沿橫向對稱布置在水泥倉2底部的螺旋輸送機15輸送的水泥，通過粉料稱量裝置6經過卸料后進入攪拌主機7，水泵抽水至設在攪拌主機7上方的調節水箱水稱量裝置4，外加劑泵泵送液體外加劑至外加劑配料調節裝置3，砂石料、水泥、水及外加劑按一定配比進入攪拌主機7后，攪拌系統開始工作，將攪拌好的混凝土卸入設在攪拌主機7下方的混凝土出料斗，通過混凝土泵8泵送混凝土至設在船體中部甲板上方邊緣的布料桿18進行混凝土澆筑施工。為防止粉塵污染，在水泥倉的頂部還設有氣路循環管道16及沿橫向對稱布置的粉塵回收裝置14。另外，內河航道水上移動混凝土攪拌船設置有一鍵廢料清理按鈕，當攪拌站完成生產任務后，通過此一鍵控制即可進行攪拌主機及布料桿的清洗工作，清洗后的廢料由混凝土泵泵送到安裝在岸邊的沉淀池，混凝土泵料斗內不能泵送的殘料由料斗下方的卸料門放出，其下方設有活動托盤，最后經人工清理出船，完成清理工作。
[0047]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種內河航道水上移動混凝土攪拌船，該內河航道水上移動混凝土攪拌船按照內河四級航道標準設計，該內河航道水上移動混凝土攪拌船主要由攪拌系統、物料配料系統、物料輸送系統、物料計量系統、電氣控制系統、除塵裝置及其他附屬設施共七個系統組成，它們分別布設在船艙內和甲板上，其特征在于，各系統主要設備沿橫向對稱布置或布置在縱向中軸線上，其中:駕駛室及控制室(I)設置在船首前部中軸線上，四個壓水倉(13)沿橫向對稱布置在船首前端及船尾尾端，抓斗吊機(22)沿縱向軸線布置在船尾甲板上，船體中部沿橫向對稱布置有船舶定位樁(19)，砂骨料倉(20)石骨料倉(21)位于船舶定位樁(19)后的船艙內左右兩側，其底部均分別設置有配料機(11)及稱量皮帶機(12)，稱量皮帶機(12)正下方，沿縱軸線布置有骨料輸送機(10)，骨料輸送機(10)的另一端下方為沿斜向上軌道設置的提升料斗(9)，提升料斗(9)軌道頂端下方設置有攪拌主機(7)，船舶定位樁(19)前部為沿橫向對稱布置有水泥倉(2)，沿橫向對稱布置在水泥倉(2)頂部的粉料供給管道(23)及其上的閥門(17)控制向水泥倉⑵中供料，每一個水泥倉⑵的底部對應設有螺旋輸送機(15)，螺旋輸送機(15)的傳送帶另一端連接粉料稱量裝置￠)，粉料稱量裝置(6)位于攪拌主機(7)正上方，通過粉料稱量裝置(6)經過卸料后進入攪拌主機(7)，攪拌主機(7)還設置有水稱量裝置(4)及外加劑配料調節裝置(3)，攪拌主機(7)正下方設置有混凝土出料斗，混凝土出料斗下方連接混凝土泵(8)，混凝土泵(8)泵送混凝土至設在船體中部甲板上方邊緣的布料桿(18)進行混凝土澆筑施工。
2.根據權利要求1所述的內河航道水上移動混凝土攪拌船，其特征在于，船體兩側的粉料供給管道(23)上連接有粉料進料管道(5)。
3.根據權利要求1所述的內河航道水上移動混凝土攪拌船，其特征在于，所述水泥倉(2)，為橫向對稱的二到三排，布置在船倉內。
4.根據權利要求1所述的內河航道水上移動混凝土攪拌船，其特征在于，水泥倉(2)的頂部還設有氣路循環管道(16)及沿橫向對稱布置的粉塵回收裝置(14)。
5.根據權利要求1所述的內河航道水上移動混凝土攪拌船，其特征在于，船舶主要尺度為船長31m、型寬8.2m、型深2.5m、設計吃水1.6m，船舶設計載重量為500t，滿載吃水時能通過橋孔凈高8m、寬20m的橋梁。
【文檔編號】B63B35/00GK104260209SQ201410500428
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】李洋, 盧馨迪, 周效國, 朱金, 巫蓉, 陸金穎, 趙爽, 周天九, 季俊仁, 詹世雄 申請人:江蘇科技大學