Jak precyzja dozowania kruszywa wpływa na koszty produkcji mieszanki betonowej?

Projektowanie wydajności dozowania

Podczas rozmów z osobami z branży daje się zauważyć przeświadczenie, że im szybsze dozowanie kruszywa, tym szybszy proces produkcji betonu. Jednakże spoglądając na tą kwestię szerzej, istotnym jest jedynie dostosowanie prędkości dozowania kruszywa do prędkości najwolniejszego etapu w całym procesie produkcyjnym.

W procesie produkcji betonu na węzłach wyposażonych w mieszalnik (wet mix), najwolniejszym etapem jest całkowity czas wymagany do wymieszania mieszanki i rozładunku betonu z mieszalnika. W węzłach betoniarskich pozbawionych mieszalnika (dry mix), najwolniejszym etapem jest czas wymagany na dozowanie surowców do betonowozów. Te etapy w produkcji określają wymaganą wydajność dozowania kruszywa. Kiedy ta wydajność jest określona, łatwiej jest zaprojektować wydajność dozowania tak, aby osiągnąć również wysoką precyzję dozowania.

Jak precyzja dozowania kruszywa wpływa na koszty produkcji betonu?

Odchyłki w dokładnym dozowaniu kruszywa wpływają na odchyłki w proporcjach innych składników mieszanki i tym samym wpływają na odchyłki w jakości betonu. Aby mieć pewność spełnienia przez mieszankę betonową wymagań określonych normami, odchyłki w dozowaniu i ważeniu są z reguły kompensowane poprzez dodanie dodatkowej ilości cementu do mieszanki.

Cement jest najdroższym surowcem w produkcji betonu, tak więc dodawanie cementu podnosi koszty produkcji. Koszty można obniżyć w momencie szerszego spojrzenia na wpływ wskazanych przyczyn odchyłek i wyeliminowania ich. W betonach wysokich wytrzymałości, betonach typu natryskowego i betonach modyfikowanych o wysokiej odporności na ścieranie, dozowanie dodatkowego cementu może wpływać negatywnie na właściwości betonu. Jest to dodatkowy powód, aby odchyłkę w dozowaniu kruszywa minimalizować.

Urządzenia dozujące wpływają na precyzję

Dozowanie kruszywa odbywa się zazwyczaj przy użyciu klap dozujących lub dozowników taśmowych, przy wsparciu wibratorów.

Klapy dozujące

Zasada działania klap dozujących opiera się na grawitacji. Klapa zamontowana w dnie zasobnika kruszywa jest otwierana i kruszywo wraz z wzrastającą prędkością spada na przenośnik umieszczony pod zasobnikami. W przypadku klapy możliwe jest uzyskanie dużej, ale niestabilnej wydajności dozowania. Osiągnięcie dobrego poziomu precyzji jest niemałym wyzwaniem, ponieważ jest wiele czynników, które na tą precyzję wpływają. Są to:

• Wielkość otworu spustowego: duże otwarcie pomaga w szybkim przepływie kruszywa z zasobnika. Tak duża intensywność przepływu ogranicza możliwość osiągania dobrej precyzji dozowania. Zbyt małe otwarcie klapy może powodować zablokowanie materiału w zasobniku, ograniczając lub zatrzymując przepływ kruszywa.
• Konstrukcja zasobnika i właściwości różnych rodzajów/frakcji kruszyw wpływają na to jak płynnie i równo kruszywo jest dozowane z zasobnika. W sytuacjach skrajnych kruszywo blokuje przepływ lub jest on nierównomierny, co obniża precyzję dozowania
• Ilość dozowanego kruszywa również wpływa na precyzję. Ilość kruszywa znajdującego się w powietrzu pomiędzy przenośnikiem, a klapą po jej zamknięciu zależy od wymiarów klapy dozującej i faktycznego dystansu dzielącego klapę i przenośnik. Jest to niezwykle trudne zadanie dla systemu automatyki, aby określić masę tego dodatkowego kruszywa, które w rezultacie jest odchyłką dozowania.
• Optymalnie zaprojektowany i zwymiarowany otwór wylotowy zasobnika oraz klapa dozująca umożliwi osiągnięcie dokładności dozowania zgodnie z wymaganiami normowymi. Jeżeli wydajność dozowania jest zbyt wysoka i pojawiają się problemy z dokładnością dozowania można ją poprawić regulując prędkość otwierania/zamykania klapy. Dobra przewidywalna automatyka może również poprawić dokładność dozowania tradycyjnych klap dozujących.

Dozowniki taśmowe

Kiedy dozowanie odbywa się za pomocą dozowników taśmowych, poziomy ruch taśmy dozownika napędzanej silnikiem powoduje dozowanie kruszywa. W tym przypadku zarówno kształt zasobnika kruszywa oraz właściwości natężenia przepływu różnych frakcji kruszyw nie wpływają znacząco na wydajność dozowania. Budowa dozownika umożliwia utrzymanie równomiernego strumienia przepływu kruszywa. Dozowniki zazwyczaj wyposażane są w regulowaną zasuwę dla regulacji wysokości strumienia kruszywa. Płynny i regulowany strumień dozowanego kruszywa w łatwy sposób umożliwia osiągnięcie dobrej precyzji dozowania. Przy zastosowaniu dozownika taśmowego, w porównaniu do klapy dozującej, precyzja dozowania zależy tylko od ilości dozowanego kruszywa.

Porównanie urządzeń dozujących pokazuje, że zastosowanie dozownika taśmowego gwarantuje wyższą precyzję dozowania w porównaniu do klapy dozującej. Strumień dozowanego kruszywa za pośrednictwem dozownika jest stały i działanie dozownika nie jest zależne w tak dużym stopniu od właściwości-rodzaju kruszywa, konstrukcji zasobnika i otworu wylotowego, jak ma to miejsce w przypadku klapy.

Waga i elektronika ważąca dla dozowanego kruszywa

Dostępne na rynku wagi kruszywa mają różne wymiary i kształty. Dla precyzji dozowania ważne jest poprawne funkcjonowanie wagi. W praktyce oznacza to, że waga jest sprawdzana i czyszczona oraz, że pracuje dokładnie w zakresie pomiarowym. Producenci mają świadomość jak ważne jest sprawdzanie poprawności działania wag i regularnej ich kalibracji, nie tylko ze względu na stawiane wymagania normowe, ale również ze względu na znaczący wpływ poprawnie działających wag na cały proces produkcji betonu.

Również właściwości elektroniki ważącej mają wpływ na precyzję dozowania. Na rynku dostępny jest szeroki zakres urządzeń pomiarowych dających różne efekty. Czynnikami oddziaływującymi na precyzję dozowania są:

• Określona precyzja pomiarowa – mówi jak niewielkie zmiany na wadze jest w stanie wykryć elektronika pomiarowa. Im bardziej dokładne urządzenie tym lepiej.
• Prędkość pomiarowa urządzenia – mówi jak szybko jest ono w stanie przetwarzać dane pomiarowe. Ponieważ dozowanie jest przeprowadzane w oparciu i stale przyrastającą masę, prędkość pomiarowa ma ogromne znaczenie w dokładności dozowania. Szybciej pracujące urządzenie jest dużą zaletą.
• Ważne czy połączenie przetwornika wagowego z automatyką systemu sterowania jest analogowe czy cyfrowe. Połączenie cyfrowe jest zazwyczaj szybsze i bardziej dokładne od analogowego.

Rozwiązania

W tym artykule pokazujemy, jakie czynniki wpływają na dokładność dozowania.

Zaprezentowaliśmy kilka istotnym pomysłów jak zredukować odchyłki w jakości produkowanych wyrobów i tym samym osiągnąć oszczędności.

To jest to, co robimy! Tecwill przez ostatnie 20 lat opracował rozwiązania najwyższej precyzji w dozowaniu i ważeniu. W systemie dozowania i ważenia kruszywa „w locie – on the fly”, surowiec dozowany jest na wagę taśmową za pomocą dozowników taśmowych jeden po drugim, podczas gdy wszystkie przenośniki znajdują się w ruchu.

Proces dozowania jest kontrolowany przez stabilny i przewidywalny system sterowania WillControl, który w trybie ciągłym reguluje wydajność dozowania wykorzystując falowniki. To gwarantuje szybkie ważenie wszystkich materiałów zapewniając zarówno wysoką precyzję dozowania w każdym z typów naszych węzłów betoniarskich.

Poproś o dodatkowe informacje o systemach sterowania »