CN113104411A - 一种粉体料仓用破拱装置及破拱方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉体料仓用破拱装置及破拱方法，包括活塞筒、活塞风帽、弹簧、电磁线圈、供气***和控制***；活塞筒的内腔由上至下分为活塞区、限位区和弹簧区；活塞区设置有活塞风帽，活塞风帽侧壁开有出风口，底端固定有底板，底板的外沿突出活塞风帽外壁形成限位环；限位区的上下端设置有限制限位环上下移动范围的凸块或台阶面；弹簧区设有弹簧和电磁线圈，弹簧压缩在底板和电磁线圈之间；供气***向腔体连续输送压缩空气，控制***控制电磁线圈电磁力的产生与消失，间接作用腔体使其交替密封与开放，实现压缩气体的脉冲式释放，从而高效破拱。本发明能够方便的设置脉冲风的脉冲宽度、脉冲间隔，对聚团物料进行针对性破拱疏松，且能耗较低。

Description

一种粉体料仓用破拱装置及破拱方法

技术领域

本发明涉及一种粉体料仓用破拱装置及破拱方法，属于发料设备技术。

背景技术

在粉体物料的生产、运输和存储等过程中，会广泛用到粉体料仓设备，然而，具有易粘结特性的物料，易在设备的内壁结拱、聚团，大大影响了效益，故需用到破拱技术。

专利CN212150124U提供了一种料仓破拱装置，该发明设置铰接件，将倾斜振动板与弹性组件相连接，在粉料的压力下，振动板的倾斜角增大并逐渐对弹性组件形成挤压，沉积在振动板表面的粉料，向下流动并脱离壁面，从而实现破拱，弹性组件推动振动板复位，以重复破拱。但是，该单个破拱件的有效破拱半径小，增加的多个破拱件之间易形成死角，其次，该发明依靠沉积的粉料挤压弹性组件，使得响应周期长，破拱具有滞后性。

专利CN112112987A提供了一种破拱空气阀，该发明将压缩空气通入到阀体腔内，基于阀体内外压力差，执行气缸将推杆迅速推出，推头与喷出口形成间隙，阀体腔内的压缩空气沿着间隙喷出，实现破拱。但是，该装置较难根据破拱预期及效果对脉冲风的脉冲间隔、脉冲宽度进行控制；同时在料仓结拱不严重时，为维持脉冲风压力，需要空气压缩机长期运行充压，能耗较高。

综上所述，现有的技术中，机械破拱方法对于料仓的死角位置破拱效果一般，且较难做到360°的破拱；基于压力差驱动的压缩气体破拱又较难根据破拱预期及效果控制脉冲风的脉冲间隔、脉冲宽度等，且压缩气体破拱方式由于压缩机长期处于运行状态，能耗较高。

因此，目前尚需开发出一种新型稳定可控、高效节能的粉体料仓用破拱装置及破拱方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种粉体料仓用破拱装置及破拱方法，可根据破拱预期及效果调节脉冲风的脉冲宽度、脉冲间隔，同时可在结拱不严重时，有效减少空气压缩机运行时间，减少能耗，节能效果明显。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种粉体料仓用破拱装置，包括活塞筒、活塞风帽、弹簧、电磁线圈、供气***和控制***；活塞筒的内腔由下至上分为相连通的三个区，分别记为弹簧区、限位区和活塞区；活塞风帽的底端固定有底板，底板密封住活塞风帽的腔体，活塞风帽的外截面与活塞区的内截面在形状和尺寸上相适配，底板的外沿突出活塞风帽外壁形成限位环，限位环的外截面与限位区的内截面在形状和尺寸上相适配，限位区的上下端设置有限制限位环上下移动范围的凸块或台阶面；弹簧和电磁线圈安装在弹簧区内，电磁线圈的磁极、弹簧的中心线和活塞风帽的中心线在同一直线上，弹簧压缩在底板下方；活塞风帽为亲磁金属(能被电磁线圈产生的电磁力吸引的金属)，以便于与通电的电磁线圈吸合；所述活塞风帽的侧壁上设置出风口，在限位环下移至最大位置时，出风口完全没入到活塞区内(被活塞区的侧壁堵住)，在限位环上移至最大位置时，出风口完全裸露在活塞区外；

所述活塞风帽的侧壁上设置条形孔，在活塞区的侧壁上设置进气口，进气口从活塞筒的外壁延伸到活塞风帽的内壁，条形孔的宽度大于进气口的直径，条形孔完全覆盖进气口，以保证在活塞风帽下降与顶出的重复动作中，活塞风帽始终不与进气口触碰，从而不会影响到进气口；

所述供气***通过进气口向腔体供气，所述控制***控制电磁线圈的通断电。

本案的装置，通过电磁线圈产生的电磁力能够吸引活塞风帽向下移动、弹簧对活塞风帽始终存在向上推力的结构，控制活塞风帽上下移动，也即控制出风口向粉体料仓内喷射压缩气体，实现对粉体料仓内大面积的物料进行可控的360°的破拱疏松的目的。

优选的，在活塞筒底端固定有盖板，电磁线圈安装在盖板上，弹簧压缩在电磁线圈的上端板和底板之间；通过优化的结构设计，能够缩小整个装置的结构尺寸，减少非必要零件的使用；盖板通过可拆卸的方式安装在活塞筒底端，比如螺纹结构等。

优选的，在电磁线圈的上端板上设置下弹簧卡槽，在底板上设置上弹簧卡槽，弹簧的两端分别安装在下弹簧卡槽和上弹簧卡槽内。

优选的，所述出风口的数量为4～12个，分为1～3圈均匀分布在活塞风帽的侧壁上；一般设计4个出风口，沿活塞风帽四周均匀布置一圈，当出风口伸入粉体料仓内时，脉冲风能够迅速、均匀地喷向聚团结拱物料，实现大面积的破拱疏松。

优选的，所述控制***包括控制电路I、控制电路II、继电器、开关和开关控制器，在电磁线圈的控制电路I上安装有继电器，在继电器的控制电路II上安装有开关，开关通过开关控制器控制，以便安全、有效地实现弱电控制强电的运作。

优选的，所述供气***包括空气压缩机和储气罐，所述进气口通过进气管与储气罐相连通，空气压缩机向储气罐提供压缩空气；所述储气罐可在空气压缩机开机、停机时起到缓冲作用，避免造成损害。

优选的，该粉体料仓用破拱装置通过法兰密封安装在粉体料仓仓壁，活塞风帽向上移动至最大位置时，出风口伸入至粉体料仓内部。

一种基于上述粉体料仓用破拱装置的破拱方法，包括如下步骤：

S1：在粉体料仓仓壁开孔，通过法兰将该破拱装置和粉体料仓密封连接；

S2：开关控制器按照指令调节开关的闭合与断开，以控制控制电路II的通断，从而控制控制电路I的通断，通过弱电控制强电，进而控制电磁线圈电磁力的产生和消失；

S3：启动空气压缩机连续提供压缩空气，储气罐通过进气口向活塞风帽的腔体输送压缩空气；

S4：控制电路I接通时，电磁线圈产生电磁力吸引活塞风帽向下移动，直至限位环下移至最大位置，活塞筒内壁完全堵住出风口，活塞风帽的腔体完全密封；弹簧处于压缩状态；

S5：控制电路I断开时，电磁力消失，弹簧复位促使底板上移，直至限位环上移至最大位置，出风口裸露于活塞筒外并高于粉体料仓壁面，活塞风帽的腔体成为开放***；

S6：腔体重复密封与开放，从而形成强力、可控的脉冲风，在腔体为开放***时，腔体内压缩空气迅速地从出风口喷向料仓，冲击粉体料仓内聚团粘结的物料，从而实现大面积的破拱疏松。

根据破拱预期及效果，在控制电磁线圈的电磁力产生与消失的过程中，弹簧重复压缩与复位动作，活塞风帽交替下降与提升，腔体重复密封与开放，实现可控地喷射脉冲风，做到了按需对大面积聚团物料有效的破拱疏松；开关控制器可根据指令通断电路，实现在线地、可控地调节脉冲风的脉冲间隔、脉冲宽度的功能。

所述步骤S2中，料仓内填装的粉体易粘结，当前脉冲风无法实现有效破拱时，可通过调节控制***，提高活塞风帽交替升降的频率，以调节脉冲风的脉冲宽度、脉冲间隔，实现对粘结物料的有效破拱；在料仓内物料结拱不明显时，可通过调节控制***，降低活塞风帽交替升降的频率，或保持活塞风帽腔体密封，空气压缩机停机，以调节脉冲风的脉冲宽度、脉冲间隔，且节约了能耗。

有益效果：本发明提供的粉体料仓用破拱装置及破拱方法，相对于现有技术，具有如下优势：

1、本发明通过控制电磁线圈电磁力的产生与消失，实现腔体交替密封与开放，控制模式方便高效，使得该装置可以根据不同粉体的粘结特性以及破拱的预期与效果，对脉冲风的脉冲间隔、脉冲宽度进行人为设置调节，使得脉冲风的喷射更加有效。

2、本发明可在料仓壁面聚团结拱不明显时，通过电磁线圈控制腔体保持密封状态，空气压缩机无需向料仓输入脉冲风，有效的减小空气压缩机的开机时间，克服了现有技术中，通过气体压力控制脉冲风进仓，即使在仓壁结拱不明显时，空气压缩机仍长期保持运行状态，以达到充压、泄压的重复过程，造成了能源浪费等缺陷，本发明具有较显著的节能效果。

3、本发明中，当接通控制电路时，电磁力瞬间产生，腔体瞬间密封，当断开控制电路时，电磁力瞬间消失，腔体瞬间开放，腔体内的压缩空气可迅速的向四周喷射，克服了现有技术中，需要通过压缩空气加压至指定压力条件，才能将阀件顶出形成出风口，所造成的脉冲风破拱响应时间长，破拱滞后等缺陷。

附图说明

图1为本发明腔体处于开放状态的结构示意图；

图2为本发明腔体处于密封状态的结构示意图；

图3为本发明中活塞筒剖面示意图；

图4为本发明中活塞风帽剖面示意图；

图中包括：1-活塞风帽；2-出风口；3-条形孔；4-底板；5-上弹簧卡槽；6-弹簧；7-限位环；8-下弹簧卡槽；9-电磁线圈；10-控制电路I；11-盖板；12-继电器；13-开关控制器；14-开关；15-控制电路II；16-活塞筒；17-限位区；18-进气口；19-进气管；20-储气罐；21-空气压缩机；22-仓壁；23-法兰；24-腔体；25-活塞区；26-弹簧区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1、2所示为一种粉体料仓用破拱装置，包括活塞筒16、活塞风帽1、弹簧6、电磁线圈9、供气***和控制***。

如图3所示，活塞筒16的内腔由下至上分为相连通的三个区，分别记为弹簧区26、限位区17和活塞区25；限位区17的上下端设置有限制限位环7上下移动范围的凸块或台阶面。

如图4所示，活塞风帽1的底端固定有底板4，底板4密封住活塞风帽的腔体24，活塞风帽1的外截面与活塞区25的内截面在形状和尺寸上相适配，底板4的外沿突出活塞风帽1外壁形成限位环7，限位环7的外截面与限位区17的内截面在形状和尺寸上相适配。

所述活塞风帽1位于活塞区25，底板4位于限位区17，弹簧6和电磁线圈9安装在弹簧区26内；在活塞筒16底端固定有盖板11，电磁线圈9安装在盖板11上，在电磁线圈9的上端板上设置下弹簧卡槽8，在底板4上设置上弹簧卡槽5，弹簧6的两端分别安装在下弹簧卡槽8和上弹簧卡槽5内，弹簧6压缩在电磁线圈9和底板4之间。

所述电磁线圈9的磁极、弹簧6的中心线和活塞风帽1的中心线在同一直线上，活塞风帽1为亲磁金属。

所述控制***包括控制电路I10、控制电路II15、继电器12、开关14和开关控制器13，在电磁线圈9的控制电路I10上安装有继电器12，在继电器12的控制电路II15上安装有开关14，开关14通过开关控制器13控制。

所述活塞风帽1的侧壁上设置4个出风口2，4个出风口2环绕活塞风帽1一周均匀布置；在限位环7下移至最大位置时，出风口2完全没入到活塞区25内，在限位环7上移至最大位置时，出风口2完全裸露在活塞区25外；所述活塞风帽1的侧壁上设置条形孔3，在活塞区25的侧壁上设置进气口18，进气口18从活塞筒16的外壁延伸到活塞风帽1的内壁，条形孔3的宽度大于进气口18的直径，条形孔3完全覆盖进气口18，以保证在活塞风帽1下降与顶出的重复动作中，活塞风帽1始终不与进气口18触碰；所述供气***包括空气压缩机21和储气罐20，所述进气口18通过进气管19与储气罐20相连通，空气压缩机21向储气罐20提供压缩空气。该粉体料仓用破拱装置通过法兰23密封安装在粉体料仓仓壁22，活塞风帽1向上移动至最大位置时，出风口2伸入至粉体料仓内部。

一种基于上述粉体料仓用破拱装置的破拱方法，包括如下步骤：

S1：在粉体料仓仓壁22开孔，通过法兰23将该破拱装置和粉体料仓密封连接；

S2：开关控制器13按照指令调节开关14的闭合与断开，以控制控制电路II15的通断，从而控制控制电路I10的通断，进而控制电磁线圈9电磁力的产生和消失；

S3：启动空气压缩机21和储气罐20，通过进气口18向活塞风帽的腔体24输送压缩空气；

S4：控制电路I10接通时，电磁线圈9产生电磁力吸引活塞风帽1向下移动，直至限位环7下移至最大位置，活塞筒16内壁完全堵住出风口2，活塞风帽的腔体24完全密封；弹簧6处于压缩状态；

S5：控制电路I10断开时，电磁力消失，弹簧6复位促使底板4上移，直至限位环7上移至最大位置，出风口2裸露于活塞筒16外并高于粉体料仓壁面，活塞风帽的腔体24成为开放***；

S6：腔体24重复密封与开放，从而形成强力、可控的脉冲风，在腔体24为开放***时，腔体24内压缩空气迅速地从出风口2喷向料仓，冲击粉体料仓内聚团粘结的物料，从而实现大面积的破拱疏松。

步骤S2中，料仓内填装的粉体易粘结，当前脉冲风无法实现有效破拱时，可通过调节控制***，提高活塞风帽交替升降的频率，以调节脉冲风的脉冲宽度、脉冲间隔，实现对粘结物料的有效破拱；在料仓内物料结拱不明显时，可通过调节控制***，降低活塞风帽升降的频率，或保持活塞风帽腔体密封，空气压缩机停机，以调节脉冲风的脉冲宽度、脉冲间隔，且节约了能耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种粉体料仓用破拱装置，其特征在于：包括活塞筒(16)、活塞风帽(1)、弹簧(6)、电磁线圈(9)、供气***和控制***；活塞筒(16)的内腔由下至上分为相连通的三个区，分别记为弹簧区(26)、限位区(17)和活塞区(25)；活塞风帽(1)的底端固定有底板(4)，底板(4)密封住活塞风帽(1)的腔体(24)，活塞风帽(1)的外截面与活塞区(25)的内截面在形状和尺寸上相适配，底板(4)的外沿突出活塞风帽(1)外壁形成限位环(7)，限位环(7)的外截面与限位区(17)的内截面在形状和尺寸上相适配，限位区(17)的上下端设置有限制限位环(7)上下移动范围的凸块或台阶面；弹簧(6)和电磁线圈(9)安装在弹簧区(26)内，电磁线圈(9)的磁极、弹簧(6)的中心线和活塞风帽(1)的中心线在同一直线上，弹簧(6)压缩在底板(4)下方；活塞风帽(1)为亲磁金属；

所述活塞风帽(1)的侧壁上设置出风口(2)，在限位环(7)下移至最大位置时，出风口(2)完全没入到活塞区(25)内，在限位环(7)上移至最大位置时，出风口(2)完全裸露在活塞区(25)外；

所述活塞风帽(1)的侧壁上设置条形孔(3)，在活塞区(25)的侧壁上设置进气口(18)，进气口(18)从活塞筒(16)的外壁延伸到活塞风帽(1)的内壁，条形孔(3)的宽度大于进气口(18)的直径，条形孔(3)完全覆盖进气口(18)，以保证在活塞风帽(1)下降与顶出的重复动作中，活塞风帽(1)始终不与进气口(18)触碰；

所述供气***通过进气口(18)向腔体(24)供气，所述控制***控制电磁线圈(9)的通断电。

2.根据权利要求1所述的粉体料仓用破拱装置，其特征在于：在活塞筒(16)底端固定有盖板(11)，电磁线圈(9)安装在盖板(11)上，弹簧(6)压缩在电磁线圈(9)的上端板和底板(4)之间。

3.根据权利要求2所述的粉体料仓用破拱装置，其特征在于：在电磁线圈(9)的上端板上设置下弹簧卡槽(8)，在底板(4)上设置上弹簧卡槽(5)，弹簧(6)的两端分别安装在下弹簧卡槽(8)和上弹簧卡槽(5)内。

4.根据权利要求1所述的粉体料仓用破拱装置，其特征在于：所述出风口(2)的数量为4～12个，分为1～3圈均匀分布在活塞风帽(1)的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的粉体料仓用破拱装置，其特征在于：所述控制***包括控制电路I(10)、控制电路II(15)、继电器(12)、开关(14)和开关控制器(13)，在电磁线圈(9)的控制电路I(10)上安装有继电器(12)，在继电器(12)的控制电路II(15)上安装有开关(14)，开关(14)通过开关控制器(13)控制。

6.根据权利要求1所述的粉体料仓用破拱装置，其特征在于：所述供气***包括空气压缩机(21)和储气罐(20)，所述进气口(18)通过进气管(19)与储气罐(20)相连通，空气压缩机(21)向储气罐(20)提供压缩空气。

7.根据权利要求1所述的粉体料仓用破拱装置，其特征在于：该粉体料仓用破拱装置通过法兰(23)密封安装在粉体料仓仓壁(22)，活塞风帽(1)向上移动至最大位置时，出风口(2)伸入至粉体料仓内部。

8.一种基于粉体料仓用破拱装置的破拱方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在粉体料仓仓壁开孔，通过法兰将该破拱装置和粉体料仓密封连接；

S2：开关控制器按照指令调节开关的闭合与断开，以控制控制电路II的通断，从而控制控制电路I的通断，进而控制电磁线圈电磁力的产生和消失；

S3：启动空气压缩机和储气罐，通过进气口向活塞风帽的腔体输送压缩空气；

S4：控制电路I接通时，电磁线圈产生电磁力吸引活塞风帽向下移动，直至限位环下移至最大位置，活塞筒内壁完全堵住出风口，活塞风帽的腔体完全密封；弹簧处于压缩状态；

S5：控制电路I断开时，电磁力消失，弹簧复位促使底板上移，直至限位环上移至最大位置，出风口裸露于活塞筒外并高于粉体料仓壁面，活塞风帽的腔体成为开放***；

S6：腔体交替密封与开放，从而实现压缩气体的脉冲式释放，在腔体为开放***时，腔体内压缩空气迅速地从出风口喷向料仓，冲击粉体料仓内聚团粘结的物料，实现破拱疏松。

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