专利名称：自动纤维添加机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种筑路专用机械设备，具体地说是修筑高等级公路有关沥青玛蹄脂混合料路面作业中的纤维添加装置。
高速发展的高质量公路网络已成为一个国家现代文明的标志，为一个国家经济发展和快节奏高效率的运转起着重要的推动作用。因而高质量的公路早已为各国政府所重视，目前采用沥青玛蹄脂混合料路面已被公认为公路科学中的先进技术。在采用这种先进设计时涉及要在混合物料时填加定量的纤维物质，并且保证纤维均匀地混合在物料之中，从而有效地提高路面高温稳定性。从而大大延长路面的使用寿命和改善路面微观结构。然而保证均匀地将纤维混入筑路面料之中并非容易之事，除去要求在混合搅拌机中应用充分的搅拌时间和搅拌方式外，还要求添加纤维应是充分打散后的，并且定时均匀以稳定的流量添加进去的，这本身就是一个较大的技术难题，所应运而生的即是为此目的而设计的纤维添加设备。在该类设备中要完成纤维充分的疏松、膨化、定时输送，所必备的结构中应包括(1)上料机构将压缩打包的纤维原料折包后装入上料机。(2)疏松料仓进入料仓后经梳散膨化变成充分分散的纤维。(3)计量装置，按间隔或搅拌机的需要确定纤维添加量，计量出来。(4)定时输送机构，再将计量好的膨松纤维均匀地加入搅拌机。目前国内外该类设备的结构大致如此。由于目前纤维适用种类日益增多，以往的添加设备已无法适应，特别是过去设备多用定容式测量做计量检测标准，相对误差较大，从而无法做到混合物料的统一质量和性能，对该类设备进一步的改造，提高其对多种纤维料的适应性，膨松均匀度的质量以及计量精度和自动化程度已成为当务之急。
本发明的目的在于提供一种自动纤维添加机的新结构设计，力求克服以往设备的缺点，实现间歇式加料的自动工作方式，提高设备对多种纤维的适应性和增加计量的准确性。
为使整机实现间歇加料的连续自动化工作方式，在基本结构设置上增添了以单片机为主体的控制机构，该机构中包括起到核心指挥作用的单片机外，在EPROM中存入了本机的主控程序，增设单片机外围电路和元器件负责将结构各部分的运转情况采集成信号，经主控程序处理后转化为可执行指令，由外围电路发至各部分机构执行，从而实现从原料开始到定量膨松纤维定时加入搅拌器的连续工作过程，实现整机工作的自动化。为保证工作连续性，原料自上料机构加入疏松料仓之后增添了变容式料位传感器，来观察仓内料位情况，及时加料并及时中止，既能保证仓内疏松加工的质量，又不至于断料造成机器利用率的下降，本发明改进的又一特点是计量装置从定容式计量改为重力计量，在计量装置中加设了压力传感器，这一重要的改进使各种纤维都能顺利地利用本装置添加。只要根据纤维的种类、含水量和物理特性，并输入单片机贮存，则从压力传感器可以准确地掌握添加纤维的标准数量。不但适应性加强，而且准确度也相应提高到相当精度。这样，将上料机构、传输机构及相应纤维流通道的控制阀门的开关控制均接至单片机为主体的控制机构上，即可方便地实现自动连续工作的间歇式纤维添加，使工作质量、效率、适应性有一个较大的飞跃。
下面根据附图进一步说明本发明的目的是如何实现的
图1为本发明结构组成的示意图。
图2为控制机构的电原理框图。
图3为螺旋齿棒式疏松辊结构示意图。
附图中G代表以单片机为主的控制单元，1代表单片机，2代表存贮有主控程序的EPROM，3、4代表A/D转换器，5、6代表暂存器，7代表显示驱动电路，8、9代表中间寄存器，10代表电机电源的开关电路，11代表纤维流阀门的驱动电路，12代表控制键盘。A代表上料机构，A1为掀盖式料斗，A2代表上料螺旋输送器，A21为出料口，A3为上料电机及变速机构，D1表示上料电机的控制线。B代表疏松料仓，B1、B2代表料仓上方空间中的变容式传感器。P1、P2代表采集到的上、下限位信号线，B3代表疏松辊(旋带式的)，B4代表改进的螺旋齿棒式疏松辊，B5代表螺旋式送料器，B6代表疏松料仓的驱动电机，D2表示B6的控制电源线。C代表计量装置，C1代表拨叉式送料器，C2代表计量仓，C21代表活动仓底板，C22为压力传感器，E1代表压力传感器发出的信号，C5处设有进料阀门，F1、2为阀门控制线。K代表输送装置，K1、K2代表抽风机，K5、K4代表风机驱动电机，D3、D4代表电机受控电源线，K3代表输送管道，K6、K7代表设置在管路中的节流阀，F4、F3为截流阀的控制线，G代表以单片机为主体的控制装置。B41代表疏松辊主轴，B42代表按轴上螺旋线分布的齿棒，B43是齿棒顶的螺旋包络线(示意)。
为实现自动控制而设计的单片机控制机构G由单片机1、存有主控程序的EPROM2，中间存贮器8、9，LCD显示器及其驱动电路7、键盘及其控制电路12组成主要控制单元。按玛蹄脂碎石混合配料规范确定的纤维添加量及其尖加时间均已转化为相应数学模型，转贮在单片机的存贮器中，只要从控制键盘上输入相应的纤维种类，含水特性及其相应规范的数据，即可由主控程序计算出每次搅拌混合楼中所需的纤维总量，并做为标定数据记入暂存器8，开始加料，原料开包后即从料斗加入疏松料仓。经疏松均匀分散的纤维经拨叉装置进入计量仓，计量准确的纤维经风机输送后均匀、稳定地传输至混合搅拌器中，每次输送量都经计算程序准确地记录并控制运行速度，直至额定的加入量后完成一个加料周期的控制，其中料仓中设置的上、下位的变容式传感器可以将纤维在料仓中的位置信号P1、P2传入单片机外部设置A/D转换器转化为数字信号，进驻暂存器5，这个状态数字信号由单片机读取后经主控程序判断决定上料电机的工作状态指令D1。同样的道理，压力传感器传出的纤维重量信号E1进入另一个A/D转换器4转换为数字信号后也进入暂存器6做为主控程序判断的依据。当一定的重量信号达到预定值后，即发出相应传输电机和阀门的启动指令D1-D4、F1-F4等，实现准确操作过程自动化处理。
本发明中给出的上料装置是由一个料斗A1提升传输式螺旋A2和电机变速机构A3组成，螺旋输送器A2的上端开设有出料口A21，与疏松料仓的入口相对接，提升的纤维料借助重力落入疏松料仓B。螺旋输送器A2旋转轴中心与水平呈43—48°倾角，使开包的纤维在螺旋输送器中缓缓提升的同时被初步打散进入疏松料仓。为防止有硬质杂物混入料仓B损坏机件，可以在料斗处或出料口A21处加设杂物滤网，并设置相配套的打散辊。
疏松料仓B是个立式密封容器，其底部设计有螺旋传输器B5，它将疏松好的澎化纤维依次从底部出口排向计量装置。在该结构上方是一对并排分布的疏松辊(B3或B4)，它的作用是借助辊的高度旋转和击打充分将挤压成团的纤维来疏松分散开来，防止在形成沥清混合物料时不均匀分布。其疏松分散充分与否往往决定本机的工作质量，附图1所给出的是旋带式疏松辊的结构B3比较常用。附图3所给出的是螺旋齿棒式结构，待下面进一步介绍。在料仓B上部空间中，设置有上位、下位变容式传感器B1、B2，用来探测纤维在料仓中的粒位，传感器B1、B2采集到的信号P1、P2通过传输线接到控制机构G中的A/D转换器3。这样，就可控制纤维进入料仓的数量，防止过多造成疏松效果不好，也可以防止缺料造成的机器空耗，影响整机工作效率。
附图3给出了疏松料仓B中疏松辊的另一个实施例，在这个实施例中给出的是齿棒式结构B4。这个结构是由转轴B41和设在转轴B41上的齿棒B42组成，齿棒的在轴上的位置是按螺旋线分布的，两个疏松辊上螺旋方向相反。这样的结构可以加大齿棒与纤维冲击的次数和力度，使疏松、分散的机率加大，取得更好的加工效果。
计量装置的改进是本发明的关键之一。在本发明中计量装置C是由送料器C1和计量仓C2两部分组成的，送料器C1是个拨叉机构，进入送料器的纤维借助拨叉缓缓分批拨入计量仓C2，其作用可以防止螺旋给料器对计量仓形成的冲击误差，并对纤维本身有进一步的疏松作业，防止挤压造成的入料分布不均匀。由拨叉送入计量仓C2的纤维，堆放在仓中的活动仓底板C21上，底板C21下设置压力传感器C22，可以将进入仓室的纤维重量信号E准确传至控制机构的A/D转换器4，再将相应信号存入暂存器6，这样单片机1随时可以得知已进入计量仓的纤维重量，当达到预置传输量时，即由单片机发出指令，关闭计量仓仓门，开启传输机构向搅拌器输送加工好的纤维。
本发明中的传输机构K由两个串联连接的风机K1、K2和传输管道K3、驱动电机K4、K5组成，管道K3与计量仓C2通过一个风动阀门相连通，纤维经风机K1、K2可进一步得到疏松、打散。在两风机中可以通过相应的负压串联和差速配合将计量仓内的纤维在规定时间内以稳定的流量加入搅拌器。
按以上设计而成的自动纤维添加机，经试运行表明无论对纤维原料的种类(无论是矿物纤维，还是木质纤维)还是纤维的状态(无论是压缩片料，还是团状料)都有很强的适应性，经过多级疏松、打散，形成膨松均匀的散雾状效果，计量准确度可以控制在(重量)1％的精度之内。传输时间调整在2—40秒内，因而大大提高其应用范围和混合配比的适应性，可以和现有任何结构的沥清混合料的拌合设备的配套应用。单片机监控的实现还可以实施现场多种安全性、可靠性的监测和报警，从而大大提高整机的工作精度、产品质量和安全性。且整机组装在一个机架上，结构简单、装卸方便、配套容易，易于操作，所以，它的问世将有力推动我国公路建设，以更高的品质和速度向前发展。
权利要求
1.一种自动纤维添加机，由上料机构(A)、疏松料仓(B)、计量装置(C)和传输机构(K)组成，其特征在于a、设置以单片机为主的控制机构(G)，b、料仓(B)内设置有变容式料位传感器(B1、B2)，c、计量装置(C)中设置有压力传感器(C22)，d、上料机构(A)、传输机构(K)及相应物流控制阀门的开关控制线接至单片机为主体的控制机构(G)。
2.根据权利要求1所说的自动纤维添加机，其特征在于以单片机为主的控制机构(G)由单片机(1)存有主控程序的EPROM(2)、中间存贮器(8、9)，接至压力传感器和变容式传感器的A/D转换器(3、4)和暂存器(5、6)，LCD显示驱动电路(7)，接至上料电机电源开关电路(10)和纤维流向阀门的驱动电路(11)、键盘及驱动电路(12)组成。
3.根据权利要求1所说的自动纤维添加机，其特征在于上料机构是由料斗(A1)、螺旋式输送器(A2)和传动变速机构(A3)组成的封闭式传输装置，螺旋式输送器(A2)旋转轴心与水平呈43—48°角，出料口(A21)与疏松料仓(B)对接。
4.根据权利要求3所说的自动纤维添加机，其特征在于在料斗处或出料口处设有杂物滤网，及配套的打散辊。
5.根据权利要求1所说的自动纤维添加机，其特征在于疏松料仓(B)底部设计一个供给螺旋传输器(B5)，其上方设置有对称分布的疏松辊(B4、B3)，仓内上部空间设置有上位变容式传感器(B1)和下位变容式传感器(B2)，传感器的信号(P1、P2)接至控制机构中的A/D转换器(3)。
6.根据权利要求5所说的自动纤维添加机，其特征在于疏松辊的结构为旋带式结构(B3)。
7.根据权利要求5所说的自动纤维添加机，其特征在于疏松辊的结构是齿棒式结构(B4)，即由转轴(B41)及设在转轴(B41)上的按螺旋分布的齿棒(B42)组成，两个辊上分布螺旋线方向相反。
8.根据权利要求1所说的自动纤维添加机，其特征在于计量装置(C)由送料器(C1)、计量仓(C2)组成，送料器是一个旋转拨钗机构，计量仓(C2)底面设置活动仓底板(C21)和压力传感器(C22)，压力传感器的信号(E)接控制机构的A/D转换器(4)上，计量仓(C2)设置有气动仓门，仓门的启闭控制信号(F1、F2)来自单片机控制机构。
9.根据权利要求1所说的自动纤维添加机，其特征在于传输结构(K)由两串联接的风机(K1、K2)、传输管(K3)和驱动电机(K5、K4)组成，管道(K3)与计量仓(C2)通过一个自动阀门(F3，F4)相连。
全文摘要
本发明提供了一种自动纤维添加机的设计。该装置是筑路专用机械设备。该装置由上料机构、疏松料仓、计量装置、传输机构和以单片机为主的控制机构组成。封闭式搅龙上料机构，加入粒位检测的疏松料仓和改进的重力计量装置使本发明对纤维原料的适应性、疏松均匀质量和计量精度有较大的提高，为我国现代化公路建设提供了一种高度自动化和实用的专用筑路设备。
文档编号E01C19/02GK1239168SQ9910758
公开日1999年12月22日 申请日期1999年5月28日 优先权日1999年5月28日
发明者韩月明 申请人:韩月明