CN108622675B - 一种风送式矢量称重给料***及控制方法 - Google Patents

一种风送式矢量称重给料***及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种风送式矢量称重给料***,涉及粉体物料的配料设备技术领域,包括机架、进料仓、投料***、称重***和风送***;投料***包括防搭桥装置、料仓下料器和下料电机,防搭桥装置设于料仓下料器入口内,下料电机与料仓下料器内部的下料机构连接;称重***包括称重料斗、计量螺旋称、搅粉刮壁装置、滤筒和称重传感器;风送***包括加速室、进风口、减速电机、及安装在加速室内的铰刀和通风管,进风口连通通风管,所述加速室的出口连接一段橡胶软管,软管连接输送管道,所述的软管上套设有硬管,硬管连接振动机,本申请提供一种具有分段PID控制投料,保证投料具有较高的精度、稳定性,且不易发生物料堵塞情况的风送式矢量称重给料***及控制方法。

Description

一种风送式矢量称重给料***及控制方法
技术领域
本发明涉及粉体物料的配料设备技术领域,具体涉及一种风送式矢量称重给料***及控制方法。
背景技术
目前在建材、冶金、电力、化工等领域中,常常涉及到粉体物料的定量配料工序,如图1所示为行业内一种常见的采用体积式计量方式的定量配料设备,其中1ˊ为计量输送***,11ˊ为螺旋输送机,12ˊ为进料口,13ˊ为下料口,2ˊ为风送***,21ˊ为加速器,22ˊ为物料出口,3ˊ为物料仓,计量输送***与风送***为两个独立分开的装置经软连接后组装使用,这种组装装置的工作原理:物料从物料仓进入后通过进料口进料至螺旋输送机,螺旋输送机再将定量后的物料输送至下料口,物料通过下料口进入加速器,再由加速器通过风送方式将物料加速喷出至物料出口,通过输送管道运输至下一工序,不过由于其投料控制是开环控制,没有信号源反馈,设备一直在按照设定的给料量投料,而由于工人的误操作等人为原因可能会导致实际上设备投料量不足或根本不投料,这些设备自身无法判断;另外原料通过加速器的物料出口刚进入输送管道时,由风送***送来的吹风受风压的作用,温度增多,在物料出口的阻力下,压缩状态的吹风突然释放,原料与二氧化碳、水最容易聚集粘壁发生反应,故连接加速器的位于最前边的输送管道最容易发生堵料,也往往是堵料最严重的区域。
发明内容
针对以上问题,本申请提供一种分段闭环控制投料,保证投料具有较高精度、稳定性,且不易发生物料堵塞情况的风送式矢量称重给料***,同时也提供了一种基于上述风送式矢量称重给料***的给料控制方法,其技术方案如下:
一种风送式矢量称重给料***,包括机架、进料仓、投料***、称重***和风送***;
所述投料***包括防搭桥装置、料仓下料器和下料电机,所述防搭桥装置设于料仓下料器入口内,下料电机与料仓下料器内部的下料机构连接;
所述称重***包括称重料斗、计量螺旋称、搅粉刮壁装置和称重传感器,所述称重料斗为内部带有容腔的球形壳体,其上下方分别设有入料口、出料口,称重料斗上还设有连通外界的滤筒,所述计量螺旋称包括运料室、安装在所述运料室内的螺旋机,所述螺旋机的转轴一端与传动箱连接、另一端连接有减速机,减速机连接有变频电机,所述搅粉刮壁装置包括一转动轴和与转动轴交叉连接的固定架,所述转动轴和固定架的两头之间连接有弧形刮片,所述弧形刮片贴着称重料斗的内壁,所述传动箱通过内部链条机构分别与转轴、转动轴转动连接,所述入料口与料仓下料器出口软连接,所述出料口与运料室相通,运料室在出口处连通有运料管道,所述称重传感器位于螺旋机下方,其与称重料斗、下料电机、外部的PAC控制器电连接,所述PAC控制器与变频电机、下料电机电连接;
所述风送***包括加速室、进风口、减速电机、及安装在加速室内的铰刀和通风管,所述进风口连通通风管,通风管一端连接铰刀、另一端连接减速电机,所述加速室的出口连接一段橡胶软管,软管连接输送管道,所述的软管上套设有硬管,硬管连接振动机,加速室上设有与运料管道软连接的连接口;
所述称重***固定在机架上,风送***位于称重***下方的机架上,投料***位于机架上方,投料***上方放置有进料仓。
进一步地,所述运料管道内设有用于检测管路堵塞的报警装置。
一种风送式矢量称重给料***的控制方法,包括以下步骤:
(a)设定称重传感器的上阈值W1、下阈值W2,并将设定值W1、W2输入PAC控制器,在PAC控制器上预输入变频电机转速;
(b)变频电机启动开始物料输送,称重传感器检测单位时间内称重料斗的物料减少量,即单位时间内的实际给料量,将实际给料量反馈给PAC控制器,经内部程序计算变频电机单位时间内的平均转速;
(c)PAC控制器将预输入变频电机转速与该单位时间内变频电机平均转速比较,然后调整计量螺旋秤的下一个单位时间内的变频电机转速;
(d)循环步骤(b)、(c),过程中当称重传感器数值低于W2,投料***向称重料斗开始投料,当称重传感器数值达到W1,投料***停止向称重料斗投料;
(e)循环步骤(b)、(c)、(d),直到一个补料周期内物料投放完成。
依据上述技术方案,本发明解决了无反馈信息的控制方式的问题,通过称重传感器检测出称重料斗的单位时间内实际给料量,将实际给料量反馈给PAC控制器,经过内部程序计算出螺旋机的变频电机的平均转速从而调整下一单位时间内的实际给料量,并且特点在于将总给料量细分,达到每一单位时间内给料量的闭环反馈控制,具有不一样的调节特性,最终达到累计实际给料量与***运行前的按设定变频电机转速的给料量相同,本发明可以检测瞬时实际给料量而且可以控制给料量的变化,最终实现累计实际给料量与***的累计设定给料量相同,增加了计量精度,使整个***的运行更加安全可靠;另外称重料斗连接有滤筒,当物料进入称重料斗中可将空气滤出,同时在加速室内设有铰刀,在其出口连接有软管,软管可在振动机作用下做微小振动,保证了加速室及与加速室出口连接的管道中的物料不会发生搭桥或粘壁现象而引起堵塞。
附图说明
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为现有技术中的定量配料装置示意图;
图2为本发明的结构示意图;
图3为图2中称重***的示意图;
图4为图2中风送***的示意图;
图5为本发明的控制方法流程图。
其中,1ˊ、计量输送***;11ˊ、螺旋输送机;12ˊ、进料口;13ˊ、下料口;2ˊ、风送***;21ˊ、加速器;22ˊ、物料出口;3ˊ、物料仓;1、机架;2、进料仓;3、投料***;31、防搭桥装置;32、料仓下料器;34、下料电机;4、称重***;41、称重料斗;411、入料口;412、出料口;42、计量螺旋秤;421、运料室;422、螺旋机;4221、转轴;43、搅粉刮壁装置;431、转动轴;432、固定架;433、弧形刮片;44、称重传感器;45、传动箱;46、减速机;47、变频电机;48、运料管道;49、报警装置;5、风送***;51、加速室;52、进风口;53、减速电机;54、铰刀;55、通风管;56、连接口;57、软管;58、硬管;59、振动机;6、滤筒。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例:
如图2至4所示,一种风送式矢量称重给料***,包括机架1、进料仓2、投料***3、称重***4和风送***5;
所述投料***3包括防搭桥装置31、料仓下料器32和下料电机34,所述防搭桥装置31设于料仓下料器32入口内,下料电机34与料仓下料器32内部的下料机构(图中未示)连接;物料从进料仓2落入下方的料仓下料器32,下料电机34通过料仓下料器32内部的下料机构使物料缓缓进入下方的称重料斗41,物料在料仓下料器32的入口处需要通过防搭桥装置31,减少了物料在进入料仓下料器32的过程中搭桥的可能性,其中下料机构可采用常用的转叶结构,其通过下料电机带动转动,防搭桥装置31可采用中间传动机构实现与下料电机34转轴联动,而无需再连接其他驱动装置。
如图3所示,所述称重***4包括称重料斗41、计量螺旋称42、搅粉刮壁装置43和称重传感器44,所述称重料斗41为内部带有容腔的球形壳体,其上下方分别设有入料口411、出料口412,称重料斗41上还设有连通外界的滤筒6,滤筒6用于将称重料斗41中的气体过滤出,所述计量螺旋称42包括运料室421、安装在所述运料室421内的螺旋机422,所述螺旋机422的转轴4221一端与传动箱45连接、另一端连接有减速机46,减速机46连接有变频电机47,所述搅粉刮壁装置43包括一转动轴431和与转动轴431交叉连接的固定架432,所述转动轴431和固定架432的两头之间连接有弧形刮片433,所述弧形刮片433贴着称重料斗41的内壁,所述传动箱45通过内部链条机构分别与转轴4221、转动轴431转动连接,所述入料口411与料仓下料器32出口软连接,所述出料口412与运料室421相通,运料室421在出口处连通有运料管道48,运料管道48内设有管路堵塞报警装置49,所述称重传感器44位于螺旋机422下方,其与称重料斗41、下料电机34、外部的PAC控制器(图中未示)电连接,所述PAC控制器与下料电机34、变频电机47电连接;物料在称重料斗41中由搅粉刮壁装置43充分搅拌,使得物料的密度始终保持均匀,同时搅粉刮壁装置43中的弧形刮片433起到清壁作用,其中搅粉刮壁装置43的转动轴431通过传动箱45与螺旋机422的转轴4221联动,当变频电机47通过减速机46带动螺旋机422转动时,搅粉刮壁装置43与其联动,在运料管道48中设有用于检测管路堵塞的报警装置49,可以在本***出现堵塞第一时间发出警报,其中报警装置49可采用设置在运料管道48中的一种风压微动开关,在正常物料输送情况下运料管道48内为负压,当发生物料堵塞时运料管道48内产生微正压,微动开关感应报警;物料通过计量螺旋秤42输送下至加速室51后,由风送***5风送至下一工序。
如图4所示,所述风送***5包括加速室51、进风口52、减速电机53、及安装在加速室51内的铰刀54和通风管55,所述进风口52连通通风管55,通风管55一端连接铰刀54、另一端连接减速电机53,所述加速室51的出口连接一段橡胶软管57,软管57连接输送管道(图中未示),所述的软管58上套设有硬管58,硬管58连接振动机59,加速室51上设有与运料管道48软连接的连接口56;上述通风管55内部中空,既作为吹风的通风管道,将进入加速室51的物料通过风送方式在混合料出口57加速喷出,又作为铰刀54连接减速电机53的连接轴,减速电机53转动通过通风管55带动铰刀54旋转,铰刀54可对加速室51的物料进行搅动及加速室51内壁进行清壁作用,防止加速室51内物料堵塞及搭桥,其中在加速室51的出口设置一段软管57,利用振动机59通过硬管58振动软管57,将原先很容易集结在加速室51出口处的粘壁物经振动脱落后让吹风带走至输送管道送至下一道工序。
所述称重***4固定在机架1上,风送***5位于称重***4下方的机架1上,投料***3位于机架1上方,投料***3上方放置有进料仓2。
如图5所示,本发明的给料控制方法具体实施步骤如下:
(a)设定称重传感器44的上阈值W1、下阈值W2,并将设定值W1、W2输入PAC控制器,在PAC控制器上预输入变频电机47转速。
(b)变频电机47启动开始物料输送,称重传感器44检测单位时间内称重料斗41的物料减少量(为称重传感器41单位时间内的数值差值),即单位时间内的实际给料量,将实际给料量反馈给PAC控制器,经内部程序计算变频电机47单位时间内的平均转速;其中单位时间的长短可根据整个补料周期来合理设定,比如60S。
(c)PAC控制器将预输入变频电机47转速与该单位时间内变频电机47平均转速比较,然后调整计量螺旋秤42的下一个单位时间内的变频电机47转速;当预输入变频电机47转速比该单位时间内变频电机47平均转速小时,PAC控制器微调调低计量螺旋秤42的变频电机47转速,从而减少计量螺旋称42下一个单位时间内的给料量,当预输入变频电机47转速比该单位时间内变频电机47平均转速大时,PAC控制器微调调高计量螺旋秤42的变频电机47转速,从而增加计量螺旋称42下一个单位时间内的给料量。
(d)循环步骤(b)、(c),过程中当称重传感器44数值低于W2,投料***3向称重料斗41开始投料,当称重传感器44数值达到W1,投料***3停止向称重料斗41投料。
(e)循环步骤(b)、(c)、(d),直到一个补料周期内物料投放完成。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (3)

1.一种风送式矢量称重给料***,其特征在于,包括机架、进料仓、投料***、称重***和风送***;
所述投料***包括防搭桥装置、料仓下料器和下料电机,所述防搭桥装置设于料仓下料器入口内,下料电机与料仓下料器内部的下料机构连接;
所述称重***包括称重料斗、计量螺旋称、搅粉刮壁装置和称重传感器,所述称重料斗为内部带有容腔的球形壳体,其上下方分别设有入料口、出料口,称重料斗上还设有连通外界的滤筒,所述计量螺旋称包括运料室、安装在所述运料室内的螺旋机,所述螺旋机的转轴一端与传动箱连接、另一端连接有减速机,减速机连接有变频电机,所述搅粉刮壁装置包括一转动轴和与转动轴交叉连接的固定架,所述转动轴和固定架的两头之间连接有弧形刮片,所述弧形刮片贴着称重料斗的内壁,所述传动箱通过内部链条机构分别与转轴、转动轴转动连接,所述入料口与料仓下料器出口软连接,所述出料口与运料室相通,运料室在出口处连通有运料管道,所述称重传感器位于螺旋机下方,其与称重料斗、下料电机、外部的PAC控制器电连接,所述PAC控制器与变频电机、下料电机电连接;
所述风送***包括加速室、进风口、减速电机、及安装在加速室内的铰刀和通风管,所述进风口连通通风管,通风管一端连接铰刀、另一端连接减速电机,所述加速室的出口连接一段橡胶软管,软管连接输送管道,所述的软管上套设有硬管,硬管连接振动机,加速室上设有与运料管道软连接的连接口;
所述称重***固定在机架上,风送***位于称重***下方的机架上,投料***位于机架上方,投料***上方放置有进料仓。
2.如权利要求1所述的一种风送式矢量称重给料***,其特征在于,所述运料管道内设有用于检测管路堵塞的报警装置。
3.一种基于权利要求1或2所述的风送式矢量称重给料***的给料控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)设定称重传感器的上阈值W1、下阈值W2,并将设定值W1、W2输入PAC控制器,在PAC控制器上预输入变频电机转速;
(b)变频电机启动开始物料输送,称重传感器检测单位时间内称重料斗的物料减少量,即单位时间内的实际给料量,将实际给料量反馈给PAC控制器,经内部程序计算变频电机单位时间内的平均转速;
(c)PAC控制器将预输入变频电机转速与该单位时间内变频电机平均转速比较,然后调整计量螺旋秤的下一个单位时间内的变频电机转速;
(d)循环步骤(b)、(c),过程中当称重传感器数值低于W2,投料***向称重料斗开始投料,当称重传感器数值达到W1,投料***停止向称重料斗投料;
(e)循环步骤(b)、(c)、(d),直到一个补料周期内物料投放完成。
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