一种粉粒状材料定比卸料装置及其定比卸料方法
【专利摘要】一种粉粒状材料定比卸料装置及其定比卸料方法，包括定量间歇输送机构和速度调节机构(300)，所述定量间歇输送机构包括第一定量间歇输送机构(100)和第二定量间歇输送机构(200)，所述速度调节机构耦合在第一定量间歇输送机构(100)和第二定量间歇输送机构(200)之间，使得第一定量间歇输送机构(100)和第二定量间歇输送机构(200)以一固定比例卸出被输送材料。所述粉粒状材料定比卸料装置及其定比卸料方法，对第一定量间歇输送机构和第二定量间歇输送机构的卸料速度比进行精确控制和调节，该卸料速度比就是每秒钟填充计量槽的填充量比，能对卸料量比进行精确控制。
【专利说明】
一种粉粒状材料定比卸料装置及其定比卸料方法
技术领域
[0001] 本发明涉及粉粒状材料计量输送的技术领域，具体涉及一种粉粒状材料定比卸料 装置及其定比卸料方法。
【背景技术】
[0002] 在工业生产过程中，计量装置是提高功效、稳产、高产必不可少的重要设备。但粉 粒物料的计量则相对较难。当需要精确控制粉粒状材料的加入量时，需要采用定量给料的 机电一体化连续动态给料计量设备。在非粘滞性粉粒体物料计量和配料控制领域，日本在 1964年完成世界第一台冲量式流量计，随后，德国、美国、前苏联也相继研制出各具特色的 粉体料流量计。
[0003] 目前，粉粒状材料流量计有称量计量方式和流量计量方式，这两种方式的设备都 具有成本高、自动化程度低的缺点，计量过程不适用中小型工厂的广泛使用。
[0004]也有盘式给料机，使粉体从置于旋转盘上的料斗周围扩散，通过刮板使粉体从旋 转盘的周围落下，承接下部的粉体并向下部输送。
[0005] 也有星形卸料器，通常星形卸料器的结构是由带有数片叶片的转子叶轮、壳体、密 封件和减速电机组成，用在收集物料系统中作为料仓的卸料器，当上部料仓的物料靠自重 落下填充在叶片之间的空隙中，随叶片的旋转而在下部卸出，可以连续地将料卸出。但是目 前的星形卸料器，不能对卸料量进行精确计量和定量，无法满足对卸料量进行一定范围的 有效控制。
[0006] 而在成型产品需要两种材料以固定比例混合时，或者当成型产品需要掺入一定比 例的旧料时，要固定两种材料的混合比例，目前主要采用先称重之后再混合熔化。这种方式 虽简单，且不需增加成本，但操作麻烦，并且，每一次增加原料进入成型机，都需要称重一 次，时间效率成本太大。
【发明内容】
[0007] 针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种粉粒状材料定比卸 料装置及其定比卸料方法。
[0008] 本发明的目的是这样实现的，一种粉粒状材料定比卸料装置，包括定量间歇输送 机构和速度调节机构，所述定量间歇输送机构包括第一定量间歇输送机构和第二定量间歇 输送机构，所述速度调节机构耦合在第一定量间歇输送机构和第二定量间歇输送机构之 间，使得第一定量间歇输送机构和第二定量间歇输送机构以一固定比例卸出被输送材料；
[0009] 所述定量间歇输送机构包括料斗和旋转计量轮，料斗具有出料口；
[0010] 所述旋转计量轮包括套筒形轮主体，所述轮主体包括悬空端，悬空端内壁一体成 型有内环部，所述悬空端沿外圆周均匀间隔设有多个计量槽，所述内环部沿内圆周均匀间 隔设有多个驱动齿槽，所述计量槽与所述驱动齿槽一一对应;所述出料口的下端部与所述 旋转计量轮的悬空端外圆弧面摩擦配合；
[0011] 还包括间歇驱动机构，所述间歇驱动机构包括驱动轮体，在驱动轮体上设有一驱 动齿，所述驱动齿与驱动齿槽间歇性旋转配合。
[0012] 进一步地，所述速度调节机构包括第一输出轴和第二输出轴，第一输出轴上固定 有变速锥体，所述变速锥体包括锥体母线，与锥体母线平行地旋转设有靠轮转轴，所述靠轮 转轴一端通过齿轮啮合传动所述第二输出轴;所述靠轮转轴上设有键槽，靠轮通过滑动键 滑动设置在键槽中，所述靠轮与变速锥体摩擦配合。
[0013] 进一步地，第一定量间歇输送机构的驱动轮体的驱动轴与所述第一输出轴联接， 第二定量间歇输送机构的驱动轮体的驱动轴与所述第二输出轴联接。
[0014] 进一步地，所述速度调节机构包括箱体，箱体包括相邻设置的变速室和输出轴室， 所述第一输出轴包括输出端和动力端，所述动力端连接驱动电机，驱动电机设置在输出轴 室。
[0015] 进一步地，所述靠轮通过连接杆固定连接螺母，所述螺母螺旋配合在丝杠上，所述 丝杠与所述靠轮转轴平行地旋转设置;所述丝杠一端旋转设置在变速室的右侧壁上，另一 端连接驱动电机，所述驱动电机固定在变速室的左侧壁上。
[0016] 进一步地，所述出料口设有粉料出口间隙调整机构，所述粉料出口间隙调整机构 包括固定座，在固定座上设有固定套，调节气缸通过固定套定位在固定座上，调节气缸的活 塞杆端部一体连接调节丝杆，活动阀门固连有调节套，所述调节丝杆螺纹配合在调节套中， 在调节套两侧设有行程调节螺母与调节丝杆螺旋配合。
[0017] 进一步地，所述轮主体还包括安装端，所述安装端设有法兰和轴承压装槽，所述安 装端通过轴承旋转安装在料槽中。
[0018] 进一步地，所述出料口中设有流量计，流量计和驱动电机分别连接控制装置，控制 装置连接卸料量设定装置。
[0019] -种粉粒状材料定比卸料装置的定比卸料方法，包括如下步骤：
[0020] 1)调节第一定量间歇输送机构和第二定量间歇输送机构的出口流量相同
[0021] 分别利用粉料出口间隙调整机构可以调整出料口的出口流量Ueml/秒，则需要 uIV 秒才能填满所述计量槽;其中，V计为计量槽的体积；
[0022] 2)根据所需卸料速度比计算靠轮的接触位置
[0023] 假设第一定量间歇输送机构和第二定量间歇输送机构需要设定卸料速度比关 则需要出料口出料时间比>
秒，因此，第一定量间歇输送机构的驱动轮体的转速关 转/秒，第二定量间歇输送机构的驱动轮体的转速为I转/秒，第一定量间歇输送机构和第 二定量间歇输送机构的驱动轮体的转速比为也就是第一输出轴和第二输出轴的转速比 为f ;根据变速关系f，Rki是对应于目标位置Ki的半径;其中，U出为粉粒状材料在出 料口（2)中的流量，单位:ml/秒；
[0024] 3)控制装置调节靠轮到位置点K1，根据该半径值Rkl，控制装置控制驱动电机将靠 轮驱动到位置K 113
[0025] 所述粉粒状材料定比卸料装置，通过以下特殊结构设计做到了对卸料量进行精确 计量和定量：
[0026] 1)两个定量间歇输送机构，
[0027] 所述定量间歇输送机构，又通过计量槽、驱动齿槽与计量槽的对结构和间歇驱动 机构共同做到了对卸料量进行精确计量和定量，并且在一定范围内可连续调整该卸料量。
[0028] 2)速度调节机构，其控制了左右两个定量间歇输送机构的卸料量比。
[0029] 所述粉粒状材料定比卸料装置及其定比卸料方法，通过速度调节机构配合第一定 量间歇输送机构和第二定量间歇输送机构，来做到卸料速度比进行精确控制和调节，该卸 料速度比就是每秒钟填充计量槽的填充量比，能对卸料量比进行精确控制，满足对卸料量 比进行一定范围的有效控制。这个一定范围就是能对卸料量在计量槽的体积范围内进行有 效控制，结构简单实用，做到连续任意比例的灵活调节控制。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明粉粒状材料定比卸料装置的主视图。
[0031 ]图2为本发明粉粒状材料定比卸料装置的定量间歇输送机构的侧剖视图。
[0032] 图3为本发明粉粒状材料定比卸料装置的定量间歇输送机构的主剖视图。
[0033] 图4为本发明粉粒状材料定比卸料装置的定量间歇输送机构的粉料出口间隙调整 机构对应位置的局部放大图。
[0034] 图5为本发明粉粒状材料定比卸料装置的速度调节机构的局部主剖视图。
[0035] 上述图中的附图标记：
[0036] 100第一定量间歇输送机构，200第二定量间歇输送机构，300速度调节机构
[0037] 1料斗，2出料口，3旋转计量轮，4间歇驱动机构，5粉料出口间隙调整机构，6固定 套，7行程调节螺母，8调节套，9活动阀门，10调节丝杆，11固定座，12调节气缸，13流量计 [0038] 1.1横截面不变部，1.2横截面渐缩部，1.21前板，1.22后板，2.1第一定位磁条
[0039] 3 · 1轮主体，3 · 2内环部，3 · 3计量槽，3 · 4驱动齿槽，3 · 5第二定位磁条，3 · 6法兰，
[0040] 3.7轴承压装槽
[0041 ] 4.1驱动轮体，4.2驱动齿，4.3驱动轴，4.4变速电机
[0042] 301箱体，302第一输出轴，303第二输出轴，304变速锥体，305靠轮转轴，306靠
[0043] 轮，307连接杆，308螺母，309丝杆，310驱动电机，311第一锥齿轮，312第二锥齿 [0044]轮
[0045] 301.1变速室，301.2输出轴室，304.1锥体母线，305.1键槽，306.1摩擦表面
【具体实施方式】
[0046]如图所示，一种粉粒状材料定比卸料装置，包括定量间歇输送机构和速度调节机 构300,所述定量间歇输送机构包括第一定量间歇输送机构100和第二定量间歇输送机构 200,所述速度调节机构耦合在第一定量间歇输送机构100和第二定量间歇输送机构200之 间，使得第一定量间歇输送机构100和第二定量间歇输送机构200以一固定比例卸出被输送 材料；
[0047] 所述定量间歇输送机构包括料斗1和旋转计量轮3,料斗1包括横截面不变部1.1和 与其下端连接成一体的横截面渐缩部1.2,横截面不变部1.1的顶部设有粉末入口；所述横 截面渐缩部1.2的前板1.21端部与后板1.22的下部形成横截面为长方形的出料口 2，所述出 料口 2的下端部与所述旋转计量轮3的外圆弧面摩擦配合；
[0048] 所述旋转计量轮3包括套筒形轮主体3.1，所述轮主体3.1包括安装端和悬空端，所 述安装端设有法兰3.6和轴承压装槽3.7，轮主体3.1的悬空端内壁一体成型有内环部3.2， 所述悬空端沿外圆周均匀间隔设有多个计量槽3.3,所述内环部3.2沿内圆周均匀间隔设有 多个驱动齿槽3.4，所述计量槽3.3与所述驱动齿槽3.4-一对应;所述驱动齿槽3.4为复数 个。
[0049] 所述出料口 2设有粉料出口间隙调整机构5，所述粉料出口间隙调整机构包括设置 在前板1.21上的固定座11，在固定座上设有固定套6,调节气缸12通过固定套6定位在固定 座上，调节气缸12的活塞杆端部一体连接调节丝杆10,活动阀门9固连有调节套8,所述调节 丝杆10螺纹配合在调节套8中，在调节套8两侧设有行程调节螺母7与调节丝杆10螺旋配合。
[0050] 还包括间歇驱动机构4,所述间歇驱动机构4包括驱动轮体4.1，在驱动轮体4.1上 设有一驱动齿4.2，驱动轮体4.1设置在驱动轴4.3上。所述驱动轴4.3设置在所述旋转计量 轮3的直径上;所述驱动齿4.3旋转配合在驱动齿槽3.4中。
[0051] 当驱动轮体4.1每旋转一圈，驱动齿4.2与水平位置的驱动齿槽配合一次，拨动所 述轮主体3.1旋转一个间隔，使得所述出料口 2与下一个计量槽3.1正对；当出料口 2与下一 个计量槽3.1正对时，所述计量槽3.4的四面侧壁正好与出料口 2的四面侧壁接触。计量轮旋 转时，出料口2正对计量槽3.1之间的计量轮外圆周面时，出料口被所述外圆周面封堵。 [0052]所述出料口 2的长方形侧壁上设有第一定位磁条2.1，在计量槽3.3上设有第二定 位磁条3.5，出料口 2与下一个计量槽3.1正对时，所述第一定位磁条2.1吸住第二定位磁条 3.5定位。粉粒状材料从出料口 2中以一定流量填充所述计量槽3.4。
[0053] 所述出料口 2中正对调节阀门9对应位置设有流量计13，流量计和变速电机分别连 接控制装置，控制装置连接卸料量设定装置。
[0054]假设计量槽3.4的体积为V计nil，粉粒状材料在出料口 2中的流量为U出ml/秒，则需要 #秒才能填满。
[0055] 调节变速电机4.4的输出转速M转/秒，设驱动轮体4.1每转动一周所需时间为^7 秒，现正对出料口的计量槽填充粉粒状材料也就是驱动轮体4.1每转一周卸料 -χ?7：Ψιη1 〇 M ω
[0056] 反过来，假设粉粒状材料定量间歇输送装置需要设定卸料速度为Veml/秒，则1秒 钟内填充计量槽需要填充材料体积为Veml，则需要出料口出料时间为g秒。该出料口的出 y出 料时间也就是间歇驱动机构转动一周的时间，因此，驱动轮体4.1的转速为7 _。 Κ?Ρ
[0057]所述速度调节机构300包括箱体301，箱体301包括相邻设置的变速室301.1和输出 轴室301.2,在变速室旋转设有第一输出轴302,在输出轴室旋转设有第二输出轴303,第一 输出轴30 2包括输出端和动力端，所述动力端连接驱动电机，驱动电机设置在输出轴室;第 一输出轴302上固定有变速锥体304,所述变速锥体304包括锥体母线304.1，在变速锥体304 旁与锥体母线平行地旋转设有靠轮转轴305，所述靠轮转轴上设有键槽305.1，靠轮转轴上 滑动设有靠轮306,所述靠轮306与变速锥体304摩擦配合，靠轮306的摩擦表面306.1的法线 垂直于所述变速锥体的锥体母线304.1;所述靠轮306通过滑动键滑动设置在键槽305.1中。 所述靠轮306通过连接杆307固定连接螺母308，所述螺母308螺旋配合在丝杠309上，所述丝 杠309与所述靠轮转轴305平行地旋转设置，所述丝杠309-端旋转设置在变速室301.1的右 侧壁上，另一端连接驱动电机310,所述驱动电机310固定在变速室301.1的左侧壁上。
[0058]所述靠轮转轴305-端旋转设置在变速室301.1的右侧壁上，另一端旋转设置在变 速室301.1的左侧壁上并其端部设有第一锥齿轮311，所述第一锥齿轮311设置在输出轴室 301.2中。第二输出轴303-端固定有第二锥齿轮312,所述第二锥齿轮312与第一锥齿轮311 啮合配合;驱动电机310连接控制装置。
[0059]优选地，第二输出轴303和第一输出轴302同轴线设置；
[0060]通过以上速度调节机构300的设置，驱动电机310以一定速度Vo转/分旋转第一输 出轴302和固定在其上的变速锥体304,靠轮306的转速反映的是变速锥体304锥体母线的某 一位置节点Ko处的线速度。
[0061 ]假设靠轮306和变速锥体304在接触线中点Ko处没有滑动，在锥体母线该位置节点 Ko的半径为Ro,转速为Vo转/分;靠轮306在位置节点Ko的半径为心，转速SV1。在位置节点K0 V1 R1, 处的速度相同，即23tRqV() = 2吼V1，即= I?在此，表第二输出轴303的转速，Vo代表第 vO κ\ 一输出轴302的转速，因此，在不同的位置节点Ki,就固定了第一输出轴302的转速Vo与第二 输出轴303的转速输出比例为= Il '丨尺η
[0062]第一定量间歇输送机构100的驱动轮体4.1的驱动轴4.3与所述第一输出轴302联 接，第二定量间歇输送机构200的驱动轮体4.1的驱动轴4.3与所述第二输出轴303联接，这 样第一定量间歇输送机构100和第二定量间歇输送机构200的间歇驱动机构4就以一定卸料 速度比例来卸料，这样在第一定量间歇输送机构100的第一料斗1和第二定量间歇输送机构 200的第二料斗2中的颗粒状材料就以一定重量比来卸料，卸料到混合室中即可混合，实现 了自动定比的材料混合。
[0063 ]所述粉粒状材料定比卸料装置的定比卸料方法，包括如下步骤：
[0064] 1)调节第一定量间歇输送机构100和第二定量间歇输送机构200的出口流量相同
[0065]分别利用粉料出口间隙调整机构5可以调整出料口 2的出口流量Ueml/秒，则需要 ^秒才能填满所述计量槽3.4;其中，V计为计量槽3.4的体积，单位:ml;粉粒状材料在出料 U卸 口 2中的流量为U出ml/秒。
[0066] 3)根据所需卸料速度比计算靠轮306的接触位置
[0067]假设第一定量间歇输送机构100和第二定量间歇输送机构200需要设定卸料速度 比为·^则1秒钟内第一定量间歇输送机构100填充计量槽需要填充材料体积为Viml，1秒钟 r 2- ? 内第二定量间歇输送机构200填充计量槽需要填充材料体积为V2ml，则需要出料口出料时 间比为$秒。该出料口的出料时间也就是间歇驱动机构转动一周的时间，因此，第一定量 间歇输送机构100的驱动轮体4.1的转速为t转/秒，第二定量间歇输送机构200的驱动轮 体4.1的转速为^转/秒，第一定量间歇输送机构100和第二定量间歇输送机构200的驱动 '2: 轮体4.1的转速比为#，也就是第一输出轴302和第二输出轴303的转速比为# ;根据变速 关系，^ = Il，Rkl是对应于目标位置1的半径； ^ki
[0068] 4)控制装置调节靠轮310到位置点Ki。
[0069] 根据该半径值Rkl，控制装置控制驱动电机310将靠轮306驱动到位置K1d
[0070] 所述粉粒状材料定比卸料装置及其定比卸料方法，对第一定量间歇输送机构100 和第二定量间歇输送机构200的卸料速度比进行精确控制和调节，该卸料速度比就是每秒 钟填充计量槽的填充量比，能对卸料量比进行精确控制，满足对卸料量比进行一定范围的 有效控制。这个一定范围就是能对卸料量在计量槽的体积范围内进行有效控制。
【主权项】
1. 一种粉粒状材料定比卸料装置，包括定量间歇输送机构和速度调节机构(300)，所述 定量间歇输送机构包括第一定量间歇输送机构（100)和第二定量间歇输送机构(200)，所述 速度调节机构耦合在第一定量间歇输送机构（100)和第二定量间歇输送机构(200)之间，使 得第一定量间歇输送机构（100)和第二定量间歇输送机构（200)以一固定比例卸出被输送 材料； 所述定量间歇输送机构包括料斗（1)和旋转计量轮(3 )，料斗（1)具有出料口（ 2); 所述旋转计量轮(3)包括套筒形轮主体（3.1)，所述轮主体包括悬空端，悬空端内壁一 体成型有内环部(3.2)，所述悬空端沿外圆周均匀间隔设有多个计量槽(3.3)，所述内环部 (3.2)沿内圆周均匀间隔设有多个驱动齿槽(3.4)，所述计量槽(3.3)与所述驱动齿槽(3.4) 一一对应;所述出料口（2)的下端部与所述旋转计量轮(3)的悬空端外圆弧面摩擦配合； 还包括间歇驱动机构（4 )，所述间歇驱动机构（4)包括驱动轮体（4.1 )，在驱动轮体 (4.1)上设有一驱动齿(4.2)，所述驱动齿(4.2)与驱动齿槽(3.4)间歇性旋转配合。2. 如权利要求1所述粉粒状材料定比卸料装置，其特征在于，所述速度调节机构（300) 包括第一输出轴（302)和第二输出轴(303 )，第一输出轴（302)上固定有变速锥体(304 )，所 述变速锥体(304)包括锥体母线(304.1 )，与锥体母线平行地旋转设有靠轮转轴(305 )，所述 靠轮转轴（305)-端通过齿轮啮合传动所述第二输出轴（303);所述靠轮转轴上设有键槽 (305.1 )，靠轮（306)通过滑动键滑动设置在键槽（305.1)中，所述靠轮（306)与变速锥体 (304)摩擦配合。3. 如权利要求2所述粉粒状材料定比卸料装置，其特征在于，第一定量间歇输送机构 (100)的驱动轮体的驱动轴（4.3)与所述第一输出轴（302)联接，第二定量间歇输送机构 (200)的驱动轮体的驱动轴(4.3)与所述第二输出轴(303)联接。4. 如权利要求3所述粉粒状材料定比卸料装置，其特征在于，所述速度调节机构（300) 包括箱体(301)，箱体(301)包括相邻设置的变速室(301.1)和输出轴室(301.2)，所述第一 输出轴(302)包括输出端和动力端，所述动力端连接驱动电机，驱动电机设置在输出轴室。5. 如权利要求2所述粉粒状材料定比卸料装置，其特征在于，所述靠轮(306)通过连接 杆(307)固定连接螺母(308 )，所述螺母(308)螺旋配合在丝杠(309)上，所述丝杠(309)与所 述靠轮转轴（305)平行地旋转设置;所述丝杠(309) -端旋转设置在变速室（301.1)的右侧 壁上，另一端连接驱动电机(310)，所述驱动电机(310)固定在变速室(301.1)的左侧壁上。6. 如权利要求1所述粉粒状材料定比卸料装置，其特征在于，所述出料口（2)设有粉料 出口间隙调整机构(5)，所述粉料出口间隙调整机构包括固定座（11)，在固定座上设有固定 套(6)，调节气缸(12)通过固定套定位在固定座上，调节气缸的活塞杆端部一体连接调节丝 杆(10)，活动阀门（9)固连有调节套(8)，所述调节丝杆(10)螺纹配合在调节套中，在调节套 两侧设有行程调节螺母(7)与调节丝杆螺旋配合。7. 如权利要求1所述粉粒状材料定比卸料装置，其特征在于，所述轮主体(3.1)还包括 安装端，所述安装端设有法兰(3.6)和轴承压装槽(3.7)，所述安装端通过轴承旋转安装在 料槽中。8. 如权利要求5所述粉粒状材料定比卸料装置，其特征在于，所述出料口（2)中设有流 量计(13)，流量计和驱动电机(310)分别连接控制装置，控制装置连接卸料量设定装置。9. 如权利要求1-8任一所述粉粒状材料定比卸料装置的定比卸料方法，其特征在于，包 括如下步骤： 1) 调节第一定量间歇输送机构（100)和第二定量间歇输送机构（200)的出口流量相同 分别利用粉料出口间隙调整机构(5)可以调整出料口（ 2)的出口流量Ugpl/秒，才能填满所述计量槽(3.4);其中，V计为计量槽(3.4)的体积； 2) 根据所需卸料速度比计算靠轮(306)的接触位置假设第一定量间歇输送机构（100)和第二定量间歇输送机构（200)需要设定卸料速度 则需要出料口出料时间比为，因此，第一定量间歇输送机构（1〇〇)的驱动轮体 (4.1)的转速为，第二定量间歇输送机构(200)的驱动轮体(4.1)的转速为秒，第一定量间歇输送机构（100)和第二定量间歇输送机构（200)的驱动轮体的转速比为 ，也就是第一输出轴（302)和第二输出轴（303)的转速比为；根据变速关系：Rki是对应于目标位置Ki的半径;其中，U出为粉粒状材料在出料口（2)中的流量，单位:ml/秒； 3) 控制装置调节靠轮（310)到位置点1，根据该半径值Rkl，控制装置控制驱动电机 (310)将靠轮(306)驱动到位置Ki。
【文档编号】B65G65/48GK106044278SQ201610586702
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月25日 公开号201610586702.1, CN 106044278 A, CN 106044278A, CN 201610586702, CN-A-106044278, CN106044278 A, CN106044278A, CN201610586702, CN201610586702.1
【发明人】高飞, 刘虎, 杨子润, 徐彤彤, 吴海燕, 蔡兰凤, 朱健
【申请人】盐城工学院