CN102285094B - 自动控制挤出机均匀出料的装置 - Google Patents

Abstract

一种自动控制挤出机均匀出料的装置，包括控制器和称量装置，称量装置包原料斗、机架、称量斗和进料斗，原料斗和进料斗分别安装在机架的上端和下端，在该原料斗的下端出口装有闸门；称量斗安装在原料斗与进料斗之间，该称量斗的一侧与一杠杆的一端连接，该杠杆的另一端穿出支架并装有一配重，杠杆的支点铰接在机架上；在该杠杆旁设有补料传感器；在称量斗的下端出口装有放料传感器。在挤出机的进料口装有匀料装置，进料斗的下端通过斜管与该匀料装置的外壳的下端连通。本发明的优点是：简化了结构，降低了制造成本，控制原理简单，容易操作，精度可以满足生产需要，容易维修调试；大大提高了产品的长度、颜色和厚度的均匀性。

Description

自动控制挤出机均匀出料的装置

技术领域

本发明涉及一种自动控制挤出机均匀出料的装置，用于吹膜机、拔管机、塑料缠绕机和喷丝（杆）机上对出料的长度、厚度和颜色的均匀性进行控制。

背景技术

现有技术采用电子秤测量进料速度，然后根据进料速度控制挤出机的挤压螺杆或牵引辊的转速，使进料速度与所述的挤压螺杆的转速成反比，或与牵引辊的转速成正比，保持出膜厚度均匀。其缺点是结构复杂，成本高，不易维修调试；而采用固体流量传感器测量颗粒原料的流量，只能适于特定的原料，一旦更换原料或采用混合原料，必须重新调整处理器的输出，由于涉及专业行很强的技术，用户很难完成，只能由生产商进行调整，非常麻烦；另外，在生产实践中经常需要将几种不同粒径和材质的原料混合原料使用（如加入色母料和其他添加料），由于各种原料的粒径和比重的差别（往往添加料的粒径较小，但比重较大），导致混合后的原料从原料斗到进入挤出机的过程中各种材料不均匀的现象，造成挤出产品的不均匀（长度方向的均匀性、厚度的均匀性和颜色的均匀性不好）。 

发明内容

本发明的目的就是提供一种自动控制挤出机均匀出料的装置，以解决现有技术存在的结构复杂，成本高，不易维修调试；以及使用混合料导致挤出产品的长度方向的均匀性、厚度的均匀性和颜色的均匀性不好的问题。

本发明的技术方案是：一种自动控制挤出机均匀出料的装置，包括控制器、机架和称量装置，称量装置安装在机架上，该控制器的输入端与称量装置连接，该控制器的输出端与挤出机的挤压螺杆的电机或牵引辊的驱动电机连接，其特征在于：所述的称量装置包原料斗、称量斗和进料斗，原料斗和进料斗分别安装在该机架的上端和下端，该进料斗的下端出口与挤出机的进料口连接；在该原料斗的下端出口装有原料斗闸门，该原料斗闸门与第一驱动装置连接；所述的称量斗安装在原料斗与进料斗之间，该称量斗与一杠杆和一配重构成天平式称量机构；该进料斗的下端与挤出机的进料口之间装有匀料装置。

该称量斗的一侧与杠杆的一端连接，该杠杆的另一端穿出机架并安装配重，该杠杆的支点铰接在该机架上。

在该杠杆上设有上下限位机构和补料传感器，该补料传感器用于在称量斗处于下位时向所述的控制器发出停止补料的信息，由控制器关闭原料斗闸门；在所述的进料斗的下端装有放料传感器，用于向控制器发出放料信息；在所述的称量斗的下端出口装有放料闸门及与其连接的第二驱动装置，该第一驱动装置和第二驱动装置的受控端、补料传感器和放料传感器分别与所述的控制器连接。

所述的匀料装置包括外壳、螺旋和匀料电机，外壳为圆筒状，在该外壳的一端安装匀料电机，在该外壳内同轴安装螺旋，螺旋轴的一端与该匀料电机的输出轴同轴连接；该外壳的另一端通过进料导管与所述的进料斗连接。 

在所述的匀料装置的外壳下端设有与挤出机的进料口对应的法兰接口，该外壳的轴心与挤出机的进料口同轴；所述的进料导管倾斜设置，该进料导管的下端与该外壳的下部侧面连接，该进料导管的上端与所述的进料斗的下端连接。

所述的进料导管的上端与所述的进料斗的下端连接，在该进料导管的下端设有与挤出机的进料口对应的法兰接口，该进料导管与挤出机的进料口同轴；所述的匀料装置的外壳倾斜设置，该外壳的下端与该进料导管下部的侧面连接。

所述的第一驱动装置和第二驱动装置均采用液缸、气缸或电动装置。

在所述的牵引辊上装有用于检测牵引辊转速的转速传感器，并与所述的控制器连接。 

述的控制器采用微机或可编程控制器。

所述的配重通过螺纹连接在杠杆上。 

本发明的优点是：控制原理简单，容易操作，简化了结构，降低了制造成本，精度可以满足生产需要，容易维修调试；适用于各种单一原料或混合料；使用混合料时，经过匀料装置的螺旋向上搅拌，使得原料进入挤出机之前在匀料装置内从下至上的搅拌混合，大大提高了各种原料的均匀性，使产品的颜色、长度、厚度的均匀性大为提高。

附图说明

图1是本发明应用在挤出机上的一个实施例的总体结构示意图；

图2是本发明应用在挤出机上的另一实施例的总体结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明一种自动控制挤出机均匀出料的装置，包括控制器18、机架2和称量装置，称量装置安装在机架2上，该控制器18的输入端与称量装置连接，该控制器18的输出端与挤出机15的挤压螺杆的电机14或牵引辊16的驱动电机连接。所述的称量装置包原料斗1、称量斗7和进料斗8，原料斗1和进料斗8分别安装在该机架2的上端和下端，该进料斗8的下端出口通过进料导管5与挤出机15的进料口连接。在该原料斗1的下端出口装有原料斗闸门3，该原料斗闸门3与第一驱动装置4连接。所述的称量斗7安装在原料斗1与进料斗8之间，该称量斗7与一杠杆11和一配重12构成天平式称量机构。该进料斗8的下端与挤出机的进料口之间装有匀料装置。

该称量斗7的一侧与杠杆11的一端连接，该杠杆11的另一端穿出机架2并安装配重12，该杠杆11的支点铰接在该机架2上。

在该杠杆11上设有上下限位机构10和补料传感器13，该补料传感器13用于在称量斗7处于下位时向所述的控制器发出停止补料的信息，由控制器18关闭原料斗闸门3。在所述的进料斗8的下端装有放料传感器19，用于向控制器18发出放料信息。在所述的称量斗7的下端出口装有放料闸门22及与其连接的第二驱动装置5，该第一驱动装置4和第二驱动装置5的受控端、补料传感器13和放料传感器19分别与所述的控制器18连接。

所述的第一驱动装置4和第二驱动装置5均采用液缸、气缸或电动装置。

在所述的牵引辊16上装有用于检测牵引辊16转速的转速传感器20，并与所述的控制器18连接。 

所述的控制器18采用微机或可编程控制器。

所述的配重12通过螺纹连接在杠杆11上。

所述的匀料装置包括外壳25、螺旋26和匀料电机24，外壳25为圆筒状，在该外壳25的一端安装匀料电机24，在该外壳25内同轴安装螺旋26，螺旋26轴的一端与该匀料电机24的输出轴同轴连接；该外壳25的另一端通过进料导管5与所述的进料斗8连接。 

图1所示的实施例中，在匀料装置的外壳25下端设有与挤出机15的进料口对应的法兰接口21，该外壳25的轴心与挤出机15的进料口同轴（竖向）。所述的进料导管5倾斜设置，该进料导管5的下端与该外壳25的下部侧面连接，该进料导管5的上端与所述的进料斗8的下端连接。

图2所示的另一实施例中，所述的进料导管5的上端与所述的进料斗8的下端连接，在该进料导管5的下端设有与挤出机的进料口对应的法兰接口21，该进料导管5与挤出机的进料口同轴（竖向）。所述的匀料装置的外壳25倾斜设置，该外壳25的下端与该进料导管5下部的侧面连接。

本发明的工作过程和控制原理说明如下（以生产塑料薄膜为例）：

首先在控制器18上设定输入产品的每米重量A，如1克/米，并在原料斗1内装满原料，配重12的重量根据设计要求进行配置（例如配重12的重量W相当于原料斗1内装1000g的原料）。***开始工作后，由于初始状态称量斗7内没有原料，所以杠杆11的配重12一端在重力的作用下处于下位，称量斗7处于上位。

工作过程为：

1）放料：随着挤出机的运行，进料斗8内的物料料位不断下降，放料传感器19检测料位低于设定值（放料传感器19所在位置）时，放料传感器19向控制器18发出放料信息；控制器18开启放料闸门22将称量斗7内的物料全部释放到进料斗8内，随后关闭放料闸门22。

2）补料：接着，控制器18开启原料斗闸门3向称量斗7内补充物料，采用天平称量方式限定每一称量斗原料的重量W，当补料达到设定重量W，称量斗7向下移动到下位，同时触发补料传感器13，补料传感器13向控制器18发出停止补料信息，控制器18关闭原料斗闸门3。

3)重复放料：一直重复上述步骤1至步骤2。

4)计算单位时间补料量：控制器18随时计算出相邻两次放料步骤的周期T，即是挤出机每进料一称量斗的原料所用的时长，并计算出单位时间补料量B，B=W/T。

如果周期T为恒定值（如50秒），则控制器18根据设定的产品参数（每米重量A）控制牵引辊16按照一定的转速运转。根据上述的给出的产品参数，挤出机每秒出料量（亦即单位时间补料量）为B=W/T=1000/50=20g/s。

5）计算挤出机牵引辊的转速：用挤出机每秒出料量B（20g/s）除以产品的每米重量A（1g/m），即得到牵引辊16的转速应为20m/s。

6）调整牵引辊的转速：控制器18根据转动计数器20检测的牵引辊16的转速对其调整为20m/s。

当挤出机15的转速由于各种原因（如电压波动或内部结构的变化等）降低时，使得进料速度变慢，上述的周期T延长（如55s），此时控制器18根据该周期T延长的程度计算出牵引辊16的转速（1000/55/1=18.18m/s，降低转速），或提高挤出机电机14的转速，以满足每米重量A（1g/m）的要求，保持出膜的厚度均匀。

如果挤出机的转速变快，则进料速度提高，导致周期T缩短（如45s），此时控制器18根据该周期T缩短的程度计算出牵引辊16的转速（1000/45/1=22.22m/s，提高了牵引辊16的转速），或降低挤出机电机14的转速，以满足每米重量A（1g/m）的要求，从而达到自动调节出膜厚度，使其保持均匀的目的。

在整个工作过程中，匀料装置一直在运转，螺旋26的旋转方向是向上的，经过斜管5进入到外壳25内下部的物料并没有直接进入到挤出机15的进料口，而是在螺旋26的带动下边旋转边向上运动，在向上的运动过程中，一些物料从螺旋26的外沿与外壳25之间的间隙滑出落入挤出机，这样，在匀料装置内形成了物料从上下运动到向下流出的动态平衡，实现了物料的充分混合。该匀料装置的工作原理不同于普通的搅拌装置（没有上下混合的功能），利用纵向的从下至上、再向下的混合搅拌过程，获得了比普通搅拌混合更加明显的均匀混合效果。

Claims (9)

1.一种自动控制挤出机均匀出料的装置，包括控制器、机架和称量装置，称量装置安装在机架上，该控制器的输入端与称量装置连接，该控制器的输出端与挤出机的挤压螺杆的电机或牵引辊的驱动电机连接，其特征在于：所述的称量装置包括原料斗、称量斗和进料斗，原料斗和进料斗分别安装在该机架的上端和下端，该进料斗的下端出口与挤出机的进料口连接；在该原料斗的下端出口装有原料斗闸门，该原料斗闸门与第一驱动装置连接；所述的称量斗安装在原料斗与进料斗之间，该称量斗与一杠杆和一配重构成天平式称量机构；该进料斗的下端与挤出机的进料口之间装有匀料装置；所述的匀料装置包括外壳、螺旋和匀料电机，外壳为圆筒状，在该外壳的一端安装匀料电机，在该外壳内同轴安装螺旋，螺旋轴的一端与该匀料电机的输出轴同轴连接；该外壳的另一端通过进料导管与所述的进料斗连接。

2.根据权利要求1所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：该称量斗的一侧与杠杆的一端连接，该杠杆的另一端穿出机架并安装配重，该杠杆的支点铰接在该机架上。

3.根据权利要求2所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：在该杠杆上设有上下限位机构和补料传感器，该补料传感器用于在称量斗处于下位时向所述的控制器发出停止补料的信息，由控制器关闭原料斗闸门；在所述的进料斗的下端装有放料传感器，用于向控制器发出放料信息；在所述的称量斗的下端出口装有放料闸门及与其连接的第二驱动装置，该第一驱动装置和第二驱动装置的受控端、补料传感器和放料传感器分别与所述的控制器连接。

4.根据权利要求1所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：在所述的匀料装置的外壳下端设有与挤出机的进料口对应的法兰接口，该外壳的轴心与挤出机的进料口同轴；所述的进料导管倾斜设置，该进料导管的下端与该外壳的下部侧面连接，该进料导管的上端与所述的进料斗的下端连接。

5.根据权利要求1所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：所述的进料导管的上端与所述的进料斗的下端连接，在该进料导管的下端设有与挤出机的进料口对应的法兰接口，该进料导管与挤出机的进料口同轴；所述的匀料装置的外壳倾斜设置，该外壳的下端与该进料导管下部的侧面连接。

6.根据权利要求3所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：所述的第一驱动装置和第二驱动装置均采用液缸、气缸或电动装置。

7.根据权利要求1所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：在所述的牵引辊上装有用于检测牵引辊转速的转速传感器，并与所述的控制器连接。

8.根据权利要求1所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：所述的控制器采用微机或可编程控制器。

9.根据权利要求1所述的自动控制挤出机均匀出料的装置，其特征在于：所述的配重通过螺纹连接在杠杆上。

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