專利名稱：用于測定游離水泥含量的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測定或估算混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離或可利用水泥含量的方法，還涉及一實(shí)現(xiàn)測量特定容積廢水中游離水泥含量方法的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在我們的澳大利亞專利申請No 10247/92中，已說明了用于回收利用混凝土拌攪設(shè)備廢水的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)包括一中央高壓泵，該泵通過一系列的裝置，吸入污水，并且向其中注射常壓的空氣。然后，通過位于地面附近的噴嘴，使充滿空氣的水回到凹坑中。由這些噴嘴產(chǎn)生的推力使水繞著凹坑轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣的運(yùn)動(dòng)使半水合的水泥顆粒封閉在空氣泡沫中。根據(jù)浮力原理，這些顆粒膨脹并朝著表面上升，水的旋轉(zhuǎn)自然地將它們引向中央泵。這為它們通過該系統(tǒng)再循環(huán)創(chuàng)造了條件，或?yàn)樗鼈兺ㄟ^分批配水系統(tǒng)分引開來創(chuàng)造了條件。來自攪拌凹坑的水也能用于沖洗攪拌車的攪拌桶(truck agitator barrels)，然后再通過一水泥團(tuán)和黃沙收集箱，將充滿水泥的水回收到攪拌器坑中。
在任何時(shí)候，存在于凹坑中的水泥量都與它的重量容積無關(guān)，但取決于“活動(dòng)因素”。例如，當(dāng)周未后沒有設(shè)備生產(chǎn)，凹坑的活動(dòng)率很低，相對于水的容積，水泥顆粒是較多的。
因此，為了從上述攪拌系統(tǒng)中得到最大的收益，一種測定特定容積廢水中游離水泥容量的方法是最有利的。
本發(fā)明的目的和技術(shù)方案本發(fā)明的目的是提供一種采用簡單、但準(zhǔn)確的方式，來測定或估算混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離水泥含量的方法，它也能在使用廢水的特定分批配料中，測定水泥的減少量，而仍然能生產(chǎn)一具有充分強(qiáng)度的混凝土產(chǎn)品。
因此本發(fā)明提供了一種測定混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離水泥含量的方法，包括將廢水存儲(chǔ)在一凹坑或儲(chǔ)水池內(nèi)，攪拌廢水以使廢水中的固體基本上處于懸浮狀態(tài)，測量所述凹坑中廢水的溫度，測量參考凹坑或儲(chǔ)水池中水的溫度，確定所測量溫度間的差值，并利用溫差計(jì)算出所述廢水中游離水泥的估計(jì)值。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以千克計(jì)的、水泥節(jié)約量R可根據(jù)下面的公式計(jì)算出來的R=4.18V2ΔT300ν]]>其中，V是所討論的廢水容積，ΔT是指前述的溫差，v是每批混凝土配料中每立方米混凝土中水容積的公升數(shù)。
若有必要，可對攪拌凹坑中溫度的升高有一修正值，這個(gè)溫度升高是由于抽吸活動(dòng)而引起的，這個(gè)特定凹坑和泵結(jié)合的數(shù)值從上述公式中的溫差中減去。修正后的公式為R=4.18V2ΔT-ΔTρ300ν]]>通過測定廢水中的游離水泥含量，使得準(zhǔn)備使用部分或全部廢水的一批混凝土配料中所用的水泥量能夠以精確的方式相應(yīng)地減少，而不會(huì)有損于混凝土產(chǎn)品的強(qiáng)度，同時(shí)也降低了成本。
在參考凹坑內(nèi)的水可以是清潔的水，也可以是污水，但它必須不含大量的水泥性質(zhì)的材料，否則，它提供正確參考的能力多少要受到一定的影響。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種用于測定混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離水泥含量的系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)含水泥材料的混凝土廢水的凹坑或儲(chǔ)水池；在所述凹坑或儲(chǔ)水池中用于攪拌廢水的裝置；一存儲(chǔ)水的參考凹坑或儲(chǔ)水池，該參考凹坑中水所處的周圍環(huán)境與廢水凹坑或儲(chǔ)水池中的水相似；在每個(gè)凹坑或儲(chǔ)水池中的溫度監(jiān)測裝置；用于測定被監(jiān)測溫度之差的裝置；以及，利用溫差來計(jì)算所述廢水中游離水泥估算值的方法。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，在上述公式中利用溫差可計(jì)算出使用含水泥材料的廢水而節(jié)約的水泥量。
附圖
簡介唯一的附圖是具體說明本發(fā)明混凝土拌攪設(shè)備廢水回收利用系統(tǒng)的示意圖。
較佳實(shí)施例的描述參閱附圖，本發(fā)明的回收利用系統(tǒng)，包括一廢水存儲(chǔ)和攪拌凹坑P，一浸沒式攪拌器泵1(例如一在水線下無軸承或密封裝置的懸臂泵)，它向一高壓岐管2提供高壓水泥漿，在岐管2處，通過由操作人員的控制面板(圖中未示)控制的電控閥門A、B、C、D和E來實(shí)現(xiàn)各種服務(wù)功能。經(jīng)過一過濾器F，岐管2與已知的輻輪岐管3相連，在凹坑P內(nèi)的預(yù)定的位置上，每個(gè)輻輪上都收尾于一噴嘴4。任一結(jié)構(gòu)合適的一充氣機(jī)5，如已知的文氏管裝置，可與岐管2相連，以將空氣泡沫引入再循環(huán)水中。通過在凹坑中適當(dāng)?shù)夭贾脟娮?，凹坑P中的廢水可適當(dāng)?shù)財(cái)嚢瑁@樣基本防止或減小在凹坑P中形成沉淀物的可能性。據(jù)信，在再循環(huán)廢水中的空氣泡沫是用來減少廢水中水泥顆粒表面的凝膠層，以激活如混凝土分批配料過程中可得到的水泥之類的顆粒。
在攪拌車沖洗點(diǎn)上的控制開關(guān)啟動(dòng)閥門E和D，使它們向攪拌車提供沖洗用水。這些閥門是通過一預(yù)先設(shè)定的、提供2-3分鐘沖洗水的時(shí)間開關(guān)來操作的。當(dāng)啟動(dòng)閥門E或D時(shí)，閥門A處于關(guān)閉位置，以在沖洗時(shí)可在分批配料系統(tǒng)中使用水泥漿。當(dāng)啟動(dòng)攪拌車沖洗閥E或D，或者兩個(gè)閥門E、D都被啟動(dòng)時(shí)，在10-15分鐘的時(shí)間內(nèi)，從一地上儲(chǔ)水池(圖中未示)中補(bǔ)充的水，將不會(huì)進(jìn)入攪拌凹坑P。這使得沖洗水有足夠的時(shí)間回到攪拌凹坑P內(nèi)以保持水位不變。在完成它的規(guī)定時(shí)間里，一補(bǔ)充水閥門G是無效的。閥門H控制向凹坑P內(nèi)提供的廢水，以維持由一凹坑浮子(圖中未示)決定的水位。
通過一啟動(dòng)閥門C的配料計(jì)算機(jī)(圖中未示)來控制向配料設(shè)備B提供水泥漿。一流動(dòng)計(jì)量器6來測量配料過程中提供的水容積。閥門A和B都處于關(guān)閉位置以產(chǎn)生一高配料水流速率。配料設(shè)備B可包括有如澳大利亞專利申請No 20924/88中所說明的熱水混凝土配料設(shè)備，或是任何其他可以使用廢水的設(shè)備。
由計(jì)算機(jī)啟動(dòng)一沖洗系統(tǒng)，并且必須在完成每天混凝土生產(chǎn)后，由操作人員選擇，以防止在配料傳送管中形成泥漿。閥門F自動(dòng)向傳送管提供充分的水以把所有的水泥漿從配料供水管中沖洗出去。
攪拌系統(tǒng)獨(dú)立于沖洗系統(tǒng)，并且當(dāng)沖洗時(shí)不需操作。這種雙重供應(yīng)使得，萬一中央系統(tǒng)失靈時(shí)，可把沖洗系統(tǒng)作為替代的配料源使用。
另外，當(dāng)啟動(dòng)沖洗閥門F時(shí)，它自動(dòng)操作熱水混合閥到冷卻位置，便于將泥漿從混合水系統(tǒng)中除去。
在位于攪拌凹坑底部附近的噴嘴處，閥門A和B設(shè)計(jì)用于提供水或者帶空氣的水。預(yù)先設(shè)定循環(huán)時(shí)間，以便于對特定的凹坑尺寸和形狀提供最佳的運(yùn)動(dòng)。
溫度傳感器T1，諸如一合適的熱電偶或基等效裝置，被設(shè)置在岐管2的分路上，并傳送進(jìn)入閥門A和B，一相似的傳感器T2設(shè)置在一參考儲(chǔ)水池或包含有一參考水體積的凹坑R1內(nèi)，它可能是干凈水，也可能是污水，但參考水不含有大量的水泥性質(zhì)的材料。由于在岐管2中的傳感器T1是暴露于高速廢水之中的，所以不大會(huì)受污染。參考凹坑R1存儲(chǔ)與廢水凹坑容積基本相同的水，參考凹坑內(nèi)的水與廢水凹坑內(nèi)的水有相同的周圍環(huán)境，以便在測定由于水泥的水合作用而引起的凹坑P中廢水溫度升高時(shí)作為參考。監(jiān)測在廢水凹坑P和參考儲(chǔ)水池R1內(nèi)的相應(yīng)容積的水溫，并且測定出一個(gè)溫度差ΔT，最方便的方法是將一個(gè)微處理器M與混凝土配料設(shè)備B相連。
微處理器M被設(shè)置成利用溫差A(yù)T來計(jì)算出與使用廢水凹坑P中存儲(chǔ)的廢水相關(guān)的水泥節(jié)約量。微處理器被設(shè)計(jì)用于每個(gè)混凝土的配料處，以計(jì)算存儲(chǔ)在凹坑P內(nèi)的廢水容積以及下面將進(jìn)一步討論的其他因素。若有需要，運(yùn)算法則可以包括一在廢水中由于岐管2內(nèi)的高流速而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)溫度升高的小量的修正值。
由于廢水凹坑存儲(chǔ)量大約為14000公升，由于水泥的水合作用而引起的溫度升高如下式Q＝4.18×V×103×AT其中Q＝水泥水合作用的熱量＝300×C×1000焦耳C＝等量的水泥公斤數(shù)V＝凹坑的容積(公升)×103克從而Q＝4.18×V×103×ΔT＝300×C×103

C＝在14000公升凹坑中的195.07ΔT千克的等量水泥假設(shè)一混凝土配料包括使用大約每立方米100公升的混凝土，每次裝載的游離水泥或等量水泥R=C(10014000)]]>R=C140]]>C＝140R以它替換C，代入上述給出的方程式140R＝195.07ΔT因此，R=195.07ΔT140]]>R＝1.393ΔT由于攪拌凹坑P中泵的動(dòng)作而引起溫度升高的修正值，可以通過如下公式計(jì)算出假設(shè)-11千瓦的泵，它的熱輸出量是每小時(shí)29.5MJ，由于泵引起的溫度升高為ΔTρ=Q4.18×V×103]]>=29.5×1064.18×14000×103]]>因此，ΔTρ＝0.5℃因此，R＝1.393(ΔT-0.5)每個(gè)熱電偶T的輸出量是毫伏，因此ΔT可被表示為ΔT=mV50]]>因此，R＝0.0279×mV-0.5按這種方法，從各相應(yīng)的熱電偶輸出的不同電壓，可被直接用于確定一每次裝載的游離水泥或等量水泥的量值，它可被控制配料操作的微處理器M直接用來控制準(zhǔn)備利用凹坑P中廢水的混凝土配料中所用的的水泥量，而所產(chǎn)生的混凝土沒有任何材料強(qiáng)度上的損失。
將一合適的光電測量裝置浸入凹坑P中的廢水中，用來連續(xù)測量凹坑P中的固體混凝土或廢水中的固體比率。這個(gè)測量數(shù)據(jù)傳送到微處理器M，并被用于自動(dòng)控制每次配料中的水量，以補(bǔ)償由廢水引入的固體。
廢水的pH值也由一已知的pH計(jì)量器Y來監(jiān)測，以確保具有不能令人滿意的高pH值(超過11)之低品質(zhì)的廢水不會(huì)被用在配料設(shè)備B中。
通過使用上述本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，可以取得明顯的節(jié)約。測試結(jié)果已顯示，每立方米混凝土產(chǎn)物中可以回收大約10公斤的水泥。由于可在廢水凹坑P內(nèi)得到相對準(zhǔn)確的游離水泥量，結(jié)果配料混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)沒有受到影響，所以，可保持這樣的節(jié)約。實(shí)際上，獨(dú)立的測試已顯示，與使用干凈的配料用水的混凝土相比，使用凹坑P中廢水的混凝土配料在28天后有一更好的強(qiáng)度。
可以理解，可使用不同的、計(jì)算廢水中游離水泥等量物的公式或運(yùn)算法則，可得到與上述相似的結(jié)果。類似地，可分別計(jì)算用于每批水泥配料的等量的水泥，并且廢水的提供和配料設(shè)備的操作可人為地改變，以減少使用于配料中的水泥量。
權(quán)利要求
1.一種測定混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離水泥含量的方法，包括將廢水存儲(chǔ)在一凹坑或儲(chǔ)水池內(nèi)，攪拌廢水以使廢水中的固體基本上處于懸浮狀態(tài)，測量所述凹坑中廢水的溫度，測量參考凹坑或儲(chǔ)水池中水的溫度，確定所測溫度間的差值，利用溫差計(jì)算出所述廢水中游離水泥的估算值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，溫差被應(yīng)用到下面的公式中R=4.18V2ΔT300ν]]>其中，V是所討論的廢水容積，ΔT是指前述的溫差，v是每批混凝土配料中每立方米混凝土中水容積的公升數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，節(jié)約的水泥量R是通過下面的公式計(jì)算出來的R=4.18V2ΔT-ΔTρ300ν]]>
4.一用于測定混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離水泥含量的系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)含粘結(jié)材料的混凝土廢水的凹坑或儲(chǔ)水池；在所述凹坑或儲(chǔ)水池中用于攪拌廢水的裝置；一存儲(chǔ)水的參考凹坑或儲(chǔ)水池，該參考凹坑中水所處的周圍環(huán)境與廢水凹坑或儲(chǔ)水池中的水相似；在每個(gè)凹坑或儲(chǔ)水池中的溫度監(jiān)測裝置；用于測定被監(jiān)測溫度之差的裝置；以及，利用溫差來計(jì)算所述廢水中游離水泥估算值的方法。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，溫差被應(yīng)用到下面的公式中R=4.18V2ΔT300ν]]>其中，V是所討論的廢水容積，ΔT是指前述的溫差，v是每批混凝土配料中每立方米混凝土中水容積的公升數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，節(jié)約的水泥量R是通過下面的公式計(jì)算出來的R=4.18V2ΔT-ΔTρ300ν]]>
7.如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)項(xiàng)所述的方法，還包括監(jiān)測所述凹坑中廢水固體含量，和使用這個(gè)數(shù)據(jù)來控制在混凝土拌攪設(shè)備內(nèi)準(zhǔn)備的混凝土中的水含量。
8.如權(quán)利要求4至6中任一權(quán)項(xiàng)所述的設(shè)備系統(tǒng)，還包括用于監(jiān)測所述凹坑中廢水固體含量的裝置，和使用這個(gè)數(shù)據(jù)來控制在混凝土拌攪設(shè)備內(nèi)準(zhǔn)備的混凝土中的水含量的裝置。
9.基本上如前面結(jié)合附圖進(jìn)行說明的權(quán)利要求1、2或3所述的方法。
10.基本上如前面結(jié)合附圖進(jìn)行說明的一用于測定混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離水泥含量的系統(tǒng)。
全文摘要
一種測定存儲(chǔ)于一凹坑或儲(chǔ)水池中的混凝土拌攪設(shè)備廢水中游離水泥含量的方法和系統(tǒng),其中由熱電偶T
文檔編號(hào)G01N25/48GK1177400SQ96192106
公開日1998年3月25日 申請日期1996年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月24日
發(fā)明者羅伯特·戴維·諾曼 申請人:薩墨克里特有限公司