CN103058492A - 矿石熔炉定量加料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿石熔炉定量加料装置，属一种加料装置，包括料架，所述料架上安装有呈漏斗状的料仓，所述料架上还安装有振动底座与螺旋顶盘，所述振动底座置于料仓的下方，螺旋顶盘置于振动底座的下方；所述振动底座与螺旋顶盘连接固定，所述螺旋顶盘的内部设有螺旋通道；所述料架上还安装有料斗，所述螺旋通道的出口悬置在料斗的上方，且料斗的放料端上设有用于控制放料端开启与关闭的阀门动力组件；所述料仓与料斗安装在料架上均由称重传感器支撑。通过振动底座与螺旋顶盘进行物料传递，有效避免了瞬间加入量过大的情形，稳定性高；本发明的结构简单，尤其适宜作为玄武岩纤维生产时的原矿石加入装置。

Description

矿石熔炉定量加料装置

技术领域

本发明涉及一种加料装置，更具体的说，本发明主要涉及一种矿石熔炉定量加料装置。

背景技术

玄武岩纤维的生产是熔化、拉丝的连续作业过程，窑炉的熔化池中需要随时的补充用于生产的矿石原料，因此加料的连续性、稳定性、准确性与可控性是保证熔炉内稳定，且影响玄武岩纤维产量和工艺指标的重要因素。由于玄武岩矿石粉末状原料的熔化工艺尚不成熟，因此目前大多玄武岩生产厂家使用的原料为颗粒状或小块状的玄武岩原矿石，并将其直接加入到熔炉中。由于颗粒或块状的矿石大小不均匀、形状不规则、硬度较高等原因，使得目前所广泛采用的回转类机构在进行加料作业时，设备容易产生卡涩，进而堵住设备加料口，并且加料的速度也不能很好的控制，使熔炉内的技术指标达不到工艺要求，产品产量低下，废品率居高不下。因此基于前述问题，有必要针对现有技术中用于玄武岩纤维生产的加料装置结构做进一步的研究和改进。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供一种矿石熔炉定量加料装置，以期望解决现有技术中回转类机构在加料时易发生堵塞，且加量速度不能得到有效控制，从而影响产品产量，废品率较高等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种矿石熔炉定量加料装置包括料架，所述料架上安装有呈漏斗状的料仓，所述料架上还安装有振动底座与螺旋顶盘，所述螺旋顶盘置于料仓的下方，振动底座置于螺旋顶盘的下方；所述振动底座与螺旋顶盘连接固定，所述螺旋顶盘的内部设有螺旋通道；所述料仓下端的出料口延伸至螺旋顶盘的底部附近，且与螺旋顶盘的底部保持间隙；所述料架上还安装有料斗，所述螺旋通道的出口悬置在料斗的上方，且料斗的放料端上设有用于控制放料端开启与关闭的阀门动力组件；所述料仓与料斗安装在料架上均由称重传感器支撑。

作为优选，进一步的技术方案是：所述料仓的一侧上还设有料仓疏通器，所述料仓疏通器中包括动力装置与疏通杆，且疏通杆置于料仓的内部，用于由动力装置带动疏通杆上下运动疏通料仓的出料口。

更进一步的技术方案是：所述料仓疏通器的动力装置为气缸。

更进一步的技术方案是：所述阀门动力组件中包括阀门、电磁铁和连杆机构，由电磁铁通过连杆机构驱动阀门的开启与关闭。

更进一步的技术方案是：所述支撑料仓的称重传感器也安装在料架上，并接入控制***。

更进一步的技术方案是：所述支撑料斗的称重传感器为精密传感器，且也安装在料架上，并接入控制***。

更进一步的技术方案是：所述控制***中至少包括可编程控制器，所述可编程控制器还接入阀门动力组件与振动底座，可编程控制器用于依照预先设定的加料周期与周期加料量，以及称重传感器反馈的重量信号控制阀门动力组件与振动底座的开启与关闭。

更进一步的技术方案是：所述支撑料仓与料斗称重传感器均通过称重变送器接入可编程控制器，用于由称重变送器将称重传感器的物理信号转换为电信号输入可编程控制器；所述振动底座通过振动盘控制器接入可编程控制器，用于由振动盘控制器控制振动底座执行来自于可编程控制器开启或关闭、以及振幅频率的控制指令；所述阀门动力组件中的电磁铁接入可编程控制器，用于由电磁铁通过连杆机构驱动阀门来执行可编程控制器开启或关闭的控制指令。

更进一步的技术方案是：所述控制***中还包括上位工控机，用于控制***运行数据的记录和运行状态的监控。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过在料仓的侧面增设料仓疏通器，并随加料装置同步运行，可有效防止矿石原料在出料口发生堵塞，并且将加料装置中储料与放料的容器分开，由振动底座与螺旋顶盘进行物料传递，有效避免了瞬间加入量过大的情形，稳定性高；通过称重传感器实时采集重量数据，在控制***中可编程控制器的作用下，使物料传递及放料量与控制***中预先设定的加料周期与周期加料量相一致，实现物料的精确加入，可控性高，确保熔炉内的技术指标达到工艺要求，提高产品的产量与合格率，废品率低，同时本发明所提供的一种矿石熔炉定量加料装置结构简单，尤其适宜应用于玄武岩纤维生产中，亦可作为其他矿石熔炼的加料装置，应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；

图2为用于说明本发明一个实施例的轴侧结构示意图；

图3为用于说明本发明另一个实施例中控制***的结构框图；

图中，1为料架、2为料仓、3为振动底座、4为螺旋顶盘、41为螺旋通道、42为螺旋通道的出口、5为料斗、6为阀门动力组件、7为称重传感器、8为料仓疏通器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1、图2所示，本发明的一个实施例是一种矿石熔炉定量加料装置，该装置首先需要设置料架1，并在料架1上安装呈漏斗状的料仓2，料仓2的上方开口，以便批量加入物料暂存；而料架1上还安装有振动底座3与螺旋顶盘4，其中螺旋顶盘4置于料仓2的下方，振动底座3置于螺旋顶盘4的下方；所述振动底座3与螺旋顶盘4相互连接固定，并在螺旋顶盘4的内部设置螺旋通道41（图1中未示出）；而料仓2下端的出料口需延伸至螺旋顶盘4的底部附近，并与螺旋顶盘4的底部之间保持间隙；另外，在本实施例中，前述的料架1上还需安装料斗5，同时螺旋通道41的出口42悬置在料斗5的上方，且料斗5的放料端上还设有用于控制放料端开启与关闭的阀门动力组件6；所述料仓2与料斗5安装在料架1上均由称重传感器7支撑。前述振动底座3与螺旋顶盘4相连接的目的是实现共振，因此连接方式较为随意，在本实施例中两者所采用的具体连接方式为螺栓连接。

在本实施例所提到的部件中，上述料仓2以及支撑料仓的支撑传感器7组成加料装置中的储料单元；螺旋顶盘4与振动底座3组成加料装置中的给料单元；料斗5与阀门动力组件6以及支撑料斗5的称重传感器7组成加料装置的称重放料单元；由前述三部分组成的机械***在实际使用时，各单元之间的配合可由PLC可编程控制器等逻辑控制设备进行协调与控制，具体为物料由料仓2上方的开口批量加入料仓2中，物料由料仓2下方的出口进入螺旋顶盘4的底部，由于料仓2的出口与螺旋顶盘4的底部之间存在间隙，因此正常情况下不会发生堵塞，此时在称重传感器7的传导作用下，振动底座3受控开始振动，并带动与其相连接的螺旋顶盘4一同振动，在振动作用下，螺旋顶盘4底部的物料沿内部的螺旋通道41逐步螺旋上升，最终由螺旋通道41的出口42进入料斗5中，而在支撑料斗5的称重传感器7的传导作用下，根据预设的加料周期与周期加料量，阀门动力组件6受控开启，物料即由料斗5的放料端进入熔炉。

上述振动底座3与螺旋顶盘4的作用为将物料由下至上传递至料斗5中，避免瞬间进入料斗5的物料太多，造成周期加料量瞬间过大，影响熔炉内的技术指标。基于前述目的，本发明较为简单的一个实施例是直接采用现有技术中的振动盘成为上述振动底座3与螺旋顶盘4相连接的结构，而振动盘为一种自动组装或自动加工机械的辅助送料设备。其在现有技术中主要的应用方式为将各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工。

而发明人在进行具体试验时还发现，虽然上述实施例中的料仓2出口与螺旋顶盘4的底部之间留有间隙，但在粮仓2的容积设过大，或料仓2中瞬间的物料加入量过大等非常规情况下，仍然可能发生出口堵塞，因此再参考图1所示，在本发明的另一优选实施例中，还在上述储料单元中加入料仓疏通器8，料仓疏通器8增设在料仓2的一侧上，该料仓疏通器8中包括了动力装置与疏通杆（图中未示出），其中疏通杆置于料仓2的内部，其作用为在振动底座3带动螺旋顶盘4共同振动时，用时由动力装置带动疏通杆上下运动疏通料仓2的出料口，以避免物料瞬间过大而造成的料仓2出料口堵塞。而作为本实施例另一个优选的技术手段，在保证疏通杆的动力强劲的前提下，考虑到简化加料装置的结构，前述动力装置可采用气缸，由气动力推动疏通杆上下运动。

根据本发明的另一实施例，上述的阀门动力组件6由于需根据加料周期与周期加料量进行开启与关闭，为避免在长期的开闭过程中引起各部件之间的配合紊乱，因此其结构最好趋于简化，例如在本实施例中，在阀门动力组件6中设置阀门、电磁铁和连杆机构，由电磁铁通过连杆机构驱动阀门的开启与关闭。

而上述实施例中提到加料装置中的储料单元、给料单元与放料单元的运行需根据逻辑控制***进行协调和控制，而控制***获得前述单元工作状态的途径即为上述称重传感器7所采集并反馈的重量信号，因此在本发明用于解决技术问题更加优选的另一实施例中，为使加料装置中的两个称重传感器7能满足前述需求，需对其安装位置和规格进行选择，即在本实施例中将支撑料仓2的称重传感器7安装在料架1上，并直接接入控制***；同时将支撑料斗5的称重传感器7的规格选为精密传感器，并将前述的精密传感器也安装在料架1上，且直接接入控制***，以便于料斗5在放料时能对周期加料量进行精确控制。

上述的控制***中至少需要设置可编程控制器，作为控制***的核心部件，可编程控制器需接入上述阀门动力组件6与振动底座3，其作用具体为依照预先设定的加料周期与周期加料量，以及称重传感器7反馈的重量信号控制阀门动力组件6与振动底座3的开启与关闭；以及通过内部的逻辑程序根据前述重量信号对机械***中的各类异常情况进行实时检测，当发现异常时进行报警，并报告出故障的发生点。

参考图3所示，在满足上述控制需求的情况下，根据本发明的另一实施例，上述控制***具体结构如下：支撑料仓2与料斗5称重传感器7均通过称重变送器接入可编程控制器，其作用为由称重变送器将称重传感器7的物理信号转换为电信号输入可编程控制器；振动底座3通过振动盘控制器接入可编程控制器，其作用为由振动盘控制器控制振动底座3执行来自于可编程控制器开启或关闭、以及振幅频率的控制指令；阀门动力组件6中的电磁铁接入可编程控制器，其作用为由电磁铁通过连杆机构驱动阀门来执行可编程控制器开启或关闭的控制指令。

上述实施例中提到的称重变送器也叫做重量变送器，是一种将物理量变换成电信号，将毫伏信号输出的传感器经隔离放大转换成标准直流信号的变送器。现有技术的主要应用于SMT（表面组装技术，Surface Mounted Technology的缩写）工艺中，针对工业过程的电阻应变式信号传感器而设计制造，可适用于不同规格的称重传感器。

同时为使得上述控制***在运行时便于人为监控，以及记录***运行过程中的相关数据记录，还可在控制***中增设工控计算机，用于控制***运行数据的记录和运行状态的监控。

上述包含PLC可编程控制器的控制***与机械***结合使用时，预先通过输入设备在控制***中给定加料速度，当支撑料仓2的称重传感器7反馈重量信号至可编程控制器，可编程控制器检测到料仓2中有物料时，即根据重量信号通过特定的算法计算，得到与当前料仓2中物料重量相匹配的加料周期T和周期加料量m，启动运行***后，振动底座3通电运行，物料会从螺旋顶盘4中进入到料斗5中（具体方法如上所述），当支撑料斗5的精密称重传感器反馈重量信号至可编程控制器，可编程控制器检测到料斗5中物料的重量大于或等于周期加料量m时，则通过振动盘控制器控制振动底座3停止振动或调整振动底座3的振幅频率，当时间经过了加料周期T后，可编程控制器控制阀门动力组件6开启放料，放完料后关闭，进入经***根据前述算法计算后的下一个周期，从而保证实际加料速度与预先设定值相一致。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种矿石熔炉定量加料装置，包括料架（1），所述料架（1）上安装有呈漏斗状的料仓（2），其特征在于：所述料架（1）上还安装有振动底座（3）与螺旋顶盘（4），所述螺旋顶盘（4）置于料仓（2）的下方，振动底座（3）置于螺旋顶盘（4）的下方；所述振动底座（3）与螺旋顶盘（4）连接固定，所述螺旋顶盘（4）的内部设有螺旋通道（41）；所述料仓（2）下端的出料口延伸至螺旋顶盘（4）的底部附近，且与螺旋顶盘（4）的底部保持间隙；所述料架（1）上还安装有料斗（5），所述螺旋通道（41）的出口（42）悬置在料斗（5）的上方，且料斗（5）的放料端上设有用于控制放料端开启与关闭的阀门动力组件（6）；所述料仓（2）与料斗（5）安装在料架（1）上均由称重传感器（7）支撑。

2.根据权利要求1所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述料仓（2）的一侧上还设有料仓疏通器（8），所述料仓疏通器（8）中包括动力装置与疏通杆，且疏通杆置于料仓（2）的内部，用于由动力装置带动疏通杆上下运动疏通料仓（2）的出料口。

3.根据权利要求2所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述料仓疏通器（8）的动力装置为气缸。

4.根据权利要求1所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述阀门动力组件（6）中包括阀门、电磁铁和连杆机构，由电磁铁通过连杆机构驱动阀门的开启与关闭。

5.根据权利要求1所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述支撑料仓（2）的称重传感器（7）也安装在料架（1）上，并接入控制***。

6.根据权利要求1所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述支撑料斗（5）的称重传感器（7）为精密传感器，且也安装在料架（1）上，并接入控制***。

7.根据权利要求4至6任意一项所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述控制***中至少包括可编程控制器，所述可编程控制器还接入阀门动力组件（6）与振动底座（3），可编程控制器用于依照预先设定的加料周期与周期加料量，以及称重传感器（7）反馈的重量信号控制阀门动力组件（6）与振动底座（3）的开启与关闭。

8.根据权利要求7所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述支撑料仓（2）与料斗（5）称重传感器（7）均通过称重变送器接入可编程控制器，用于由称重变送器将称重传感器（7）的物理信号转换为电信号输入可编程控制器；所述振动底座（3）通过振动盘控制器接入可编程控制器，用于由振动盘控制器控制振动底座（3）执行来自于可编程控制器开启或关闭、以及振幅频率的控制指令；所述阀门动力组件（6）中的电磁铁接入可编程控制器，用于由电磁铁通过连杆机构驱动阀门来执行可编程控制器开启或关闭的控制指令。

9.根据权利要求7所述的矿石熔炉定量加料装置，其特征在于：所述控制***中还包括上位工控机，用于控制***运行数据的记录和运行状态的监控。

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