一种匀流计量给料机的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种匀流计量给料机，包括上壳体组件、转子组件和皮带秤组件，所述上壳体组件包括进料口、取料腔和输送管；所述转子组件包括搅拌取料叶片、喉口螺旋、锁料螺旋和主轴；所述皮带秤组件包括皮带驱动滚筒、托辊、皮带、皮带从动滚筒、下壳体和排料口，所述转子组件安装在所述上壳体组件上，所述上壳体组件通过洒料口与所述皮带秤组件相连，所述搅拌取料叶片设置于取料腔的下部，所述喉口螺旋设置于所述输送管的进口位置。本实用新型提高了取料精度和计量精度，能够保证料流的稳定性与连续性，并彻底消除断料事故和冲料事故，保证物料中含有异物时仍然能够匀流排料和精确计量。
【专利说明】
一种匀流计量给料机
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种给料装置，特别是匀流计量给料机。
【背景技术】
[0002]固体燃料分为煤炭和生物质两个大类，皆为散粒体物料，固体燃料的工业燃烧装置主要用于锅炉和工业窑炉。以锅炉为例:燃油锅炉的油栗(或燃气锅炉的阀组)以及流量计构成了锅炉的燃料供给系统，该系统具有燃料量精确可调的特征，所以燃油(或燃气)锅炉易于实现燃烧过程的自动控制与燃烧负荷的自动调节。对于燃用固体燃料的锅炉而言，固体燃料的给料装置的作用与油栗(或阀组)及流量计构成的燃料供给系统相同一一给料装置的给料量是否精确可调，对燃烧设备的着火、火焰稳定、燃烧气氛、燃烧效率等关键技术指标皆有决定性影响。随着对烟气污染物排放控制和能效的要求日趋严格，在固体燃料燃烧设备中实现燃烧过程的自动控制与燃烧负荷的自动调节势在必行，所以固体燃料的给料设备升级到高精度计量给料是一个必然的技术发展方向。
[0003]现有的散粒体物料的计量给料设备，从过程特征上可以至少可以分解为取料和计量这两个环节。
[0004]散粒体物料的取料过程的特征是在设定的体积流量下利用机械机构连续地从料仓底部的堆积体中攫取一定体积的物料，所以取料量与物料的堆积密度之间的关系是线性比例关系。由于物料的堆积密度与堆积方式相关，即使是最理想的等径刚性球体组成的颗粒群，规则堆积时也有很多种方式，其中最紧堆积与最松堆积的堆积密度之间的相对误差在50%以上，而由不同粒径且形状不规则的宽筛分物料组成的堆积体，其堆积方式更加复杂，不同堆积方式下的堆积密度之间的差异更大。取料时堆积方式如果处于随机状态，则精确取料在理论上就不能成立，这是因为在取料过程中将物料堆积方式限定在较小的范围之内是实现精确给料的前提条件。目前常用的取料(排料)机械有螺旋取料机、推板取料机、刮板取料机、振动取料机、带式取料机、星型取料机、叶轮取料机、斗式取料机等类型，其中螺旋取料机的取料精度相对较高，中国专利201210240498X提出了一种特殊改进的仓底螺旋排料机构，使用了变轴径间断螺旋构成的桨叶机构完成仓底排料(亦可看作取料)，使螺旋取料机构对粉体物料的取料精度得以显著提高，但该机构只适用于粉体物料而不适用于宽筛分散粒体物料。
[0005]目前对散粒体物料的在线连续计量技术已经比较成熟，设备的种类很多，除了高精度的核子秤之外，工业中较为常用的有转子秤与皮带秤两种。转子秤(如中国专利201210240498X等)的计量精度较高、结构复杂、价格昂贵，适用于粉体物料，但不适用于含有较大颗粒并且粒级范围较大的宽筛分散粒体物料。皮带秤(如中国专利2013106458201等)计量精度较低、结构简单、价格低廉，适用于宽筛分散粒体物料，但对粉体物料不太适应。
[0006]总体来看，在散粒体物料中，粉体物料容易达到较高的取料精度和计量精度，但现有设备对宽筛分散粒体物料的取料精度和计量精度很差。宽筛分散粒体物料的计量给料，以皮带式计量给料机的应用最为广泛:使用皮带机构同时完成取料、计量、排料等过程。通过改善料流的稳定性来提高皮带式计量给料机的计量精度是一个合理的技术发展方向，现有的技术措施主要有进料口设置松料辊或加设常规的机械取料机构，但给料精度和计量精度都远远不能达到燃烧控制的基本要求，甚至不能保证给料过程的稳定性(料量波动幅度大)与连续性(断料事故或冲料事故)。料量不稳或不连续与物料中含有少量异物是密切相关的:与粉体燃料不同，宽筛分固体燃料中含有少量异物是正常现象，例如筛分设备局部破损造成少量大块物料的混入，以及筛分机构不能有效分离的条状物如木棍、铁丝、铁条、绳头等，计量给料装置对这些异物的适应性以及在存在少量异物时能否保持料流的稳定性与连续性，是技术上的难点。
[0007]综上所述，现有技术中存在如下缺陷:对宽筛分散粒体物料的取料精度和计量精度很差，给料过程的稳定性与连续性较低，难以分离条状异物，容易导致安全事故。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型针对上述现有技术中的缺陷，提出了如下技术方案。
[0009]—种匀流计量给料机，包括上壳体组件、转子组件和皮带秤组件，所述上壳体组件包括进料口、取料腔和输送管;所述转子组件包括搅拌取料叶片、喉口螺旋、锁料螺旋和主轴;所述皮带秤组件包括皮带驱动滚筒、托辊、皮带、皮带从动滚筒、下壳体和排料口，所述转子组件安装在所述上壳体组件上，所述上壳体组件通过洒料口与所述皮带秤组件相连，所述搅拌取料叶片设置于取料腔的下部，所述喉口螺旋设置于所述输送管的进口位置。根据本实用新型的匀流计量给料机，能够提高宽筛分散粒体物料的取料精度和计量精度，提高给料过程的稳定性与连续性，易于分离出条状异物，降低安全事故发生的可能性。
[0010]更进一步地，搅拌取料叶片的个数为N个，其中N为大于等于2的自然数。在本实用新型中，并不限定搅拌取料叶片的个数，该搅拌取料叶片的个数可以根据实际需要进行定制。
[0011]更进一步地，N个搅拌取料叶片之间的宽度和倾角均不相同，所述N个搅拌取料叶片按照物料流向所述搅拌取料叶片的宽度和倾角依次递增。这样，能够分离出条状异物，从而降低安全事故的可能性。
[0012]更进一步地，所述喉口螺旋的喉口段采用的螺旋外径显著地小于输送管的内径，螺旋片高度显著地低于锁料螺旋。喉口段螺旋的尺寸有两个要求，一是为主轴方向的喉口段螺旋长度为最大块状异物粒径的两倍以上，二是螺旋顶部与输送管内壁之间的间隙大于最大块状异物粒径。该规格的喉口段能够防止大块异物堵塞喉口造成的停机事故。
[0013]更进一步地，所述托辊中包括称重托辊，用于对物料进行称重。因为能够实现称重，用户能够参照称重的结果来进行反馈控制，进而宽筛分散粒体物料的取料精度和计量精度。
[0014]更进一步地，所述搅拌取料叶片的前缘为弧形。弧形能够有效地消除缠绕现象。
[0015]本实用新型提供的一种匀流计量给料机技术效果为:大幅度提高了取料精度和计量精度，能够保证料流的稳定性与连续性，并彻底消除断料事故和冲料事故，可以清除物料中的条状异物，保证物料中含有异物时仍然能够匀流排料和精确计量。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的匀流计量给料机结构示意图。
[0017]图2是本实用新型的匀流计量给料机中的转子组件的结构示意图。
[0018]图3是本实用新型的匀流计量给料机的搅拌取料叶片的结构示意图，其中弧形箭头表示主轴旋转方向。
[0019]图中:1.进料口2.上壳体组件3.取料腔4.输送管5.转子组件6.下壳体7洒料口 8.排料口 9.皮带驱动滚筒10.称重托辊11.托辊12.皮带13.皮带从动滚筒14.搅拌取料叶片15.喉口螺旋16.锁料螺旋17.主轴18.皮带秤组件。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型采取了以下技术措施:将计量给料过程分解为取料、锁料、计量、排料等环节，从而克服现有技术中的缺陷。下面结合附图1-3进行具体说明。
[0021]图1示出了本实用新型的匀流计量给料机，包括上壳体组件2、转子组件5和皮带秤组件18，上壳体组件2包括进料口 1、取料腔3和输送管4;转子组件5包括搅拌取料叶片14、喉口螺旋15、锁料螺旋16和主轴17 ;皮带秤组件18包括皮带驱动滚筒9、托辊11、皮带12、皮带从动滚筒13、下壳体6和排料口 8，转子组件5安装在上壳体组件2上，上壳体组件2通过洒料口 7与皮带秤组件18相连，搅拌取料叶片14设置于取料腔3的下部，喉口螺旋15设置于输送管4的进口位置。由于子组件5安装在上壳体组件2上，上壳体组件2通过洒料口 7与皮带秤组件18相连，搅拌取料叶片14设置于取料腔3的下部，喉口螺旋15设置于输送管4的进口位置，因此能够提高宽筛分散粒体物料的取料精度和计量精度，同时提高给料过程的稳定性与连续性。
[0022]图2示出了匀流计量给料机中的转子组件5的结构示意图。
[0023]从图1和图2中可知，由上壳体组件2与转子组件5组成取料与锁料机构，完成匀流计量给料机的取料和锁料。上壳体组件2包括进料口 1、取料腔3和输送管4并焊接为一个整体，转子组件5分为取料段、喉口段、输送段等三个功能段，这三个功能段处于同一根主轴17上。转子组件5的结构详述如下:取料段位于取料腔3的下部，使用若干(可以是N个，N为大于等于2的自然数)个焊接在主轴17上的搅拌取料叶片14，各个搅拌取料叶片14具有不同的宽度和倾角，按照物料流向搅拌取料叶片14的宽度和倾角皆逐渐加大。这样，就能够分离出条状异物，从而降低安全事故的可能性。
[0024]N个搅拌取料叶片14的前缘都使用弧形，以使得搅拌取料叶片14具有防缠绕的效果，取料段的功能是在搅拌过程中完成取料，其优点是搅拌过程使得物料的堆积方式趋向于稳定的松堆积状态以彻底消除物料堆积方式对取料精度的影响，使得取料精度得以大幅度提高。
[0025]喉口段采用的螺旋结构，即喉口螺旋15，其外径显著地小于输送管4的内径，喉口螺旋15的螺旋片高度显著地低于锁料螺旋16。喉口段螺旋的尺寸有两个要求，一是为主轴方向的喉口段螺旋长度为最大块状异物粒径的两倍以上，二是螺旋顶部与输送管内壁之间的间隙大于最大块状异物粒径，具体尺寸为:从叶顶至输送管4内壁的间隙大于物料的最大粒径(对于原煤，该间隙以7Omm左右为宜)，轴向长度应略大于上述间隙(对于原煤，以10mm左右为宜)。喉口段的功能为防止大块异物堵塞喉口造成的停机事故。
[0026]通过调节主轴17的转速就能方便地调节给料量，调节过程的线性度极佳，在实现高精度取料的同时，能够彻底消除大块状异物对取料过程破坏性作用。
[0027]采用皮带秤组件18作为计量与排料机构，皮带秤组件18包括皮带驱动滚筒9、托辊
11、皮带12、皮带从动滚筒13、下壳体6和排料口 8，其中排料口 8即为匀流计量给料机的排料口 8，而上方输送机构的排料口 8即为皮带秤的洒料口 7，物料在此处连续均匀地洒落到定速运行的皮带12上形成厚度均匀的料层。托辊11还包括称重托辊10，用于对物料进行称重，称重托辊10中包括有称重传感器以实现对物料流量的计量。而本实用新型中，计量与排料机构的接料对象为均匀洒落的连续料流，原有的料层挤压效应和冲流效应不复存在，料流的洒落高度很低所以几乎可以不考虑料流对皮带12表面的冲击，同时皮带12可以定速运行，这些特点使得料层厚度极为均匀，并且显著地降低皮带12的运行阻力，彻底消除了皮带12打滑和跑偏等不良现象，上述特点使得皮带12速度的稳定性大幅度提高，同时称重传感器的称重工况也得以稳定。由于皮带12运行速度与称重传感器读数的乘积即为物料流量，所以与常规的皮带秤相比，计量精度得以大幅度提高，排料的料流是一个连续而均匀的料流，从而实现了匀流排料和精确计量的目标。
[0028]本实用新型的匀流计量给料机工作流程:宽筛分散粒体物料从进料口I进入后充满取料腔3，物料在取料腔3中受到焊接在主轴17上的一组搅拌取料叶片14的搅拌和推动而流向喉口位置，到达喉口位置时受到焊接在主轴17上的喉口螺旋15的驱动而进入输送管4，在输送管4内物料受到焊接在主轴17上的锁料螺旋16的驱动并到达洒料口 7。其中进料口 1、取料腔3、输送管4等部件焊接为一个整体而构成了上壳体组件2，搅拌取料叶片14、喉口螺旋15、锁料螺旋16等皆焊接在主轴17上组成了转子组件5。
[0029]物料通过洒料口7均匀地洒落到定速运行的皮带12上同时形成厚度均匀的料层，料层随着皮带12运动最后卸落到排料口 8，皮带12在皮带驱动滚筒9和皮带从动滚筒13之间形成封闭的回转过程，皮带12的上回程设置有一组托辊11以承担料层的重量，托辊11中设置了若干组称重托辊10以完成对料层的称重计量。
[0030]图3示出给出了搅拌取料叶片14的结构，该搅拌取料叶片14的结构特征是具有弧形前缘，可以有效地消除缠绕现象。
[0031]如果物料中还含有铁丝、绳头、铁条等长条装异物，则容易缠绕在搅拌取料叶片14，缠绕异物过多时将会减小搅拌取料叶片14的取料能力并带来更大的取料功耗，所以对于这类物料需要采用具有防缠绕功能的搅拌取料叶片14。
[0032]此外，如果物料中含有少量的大尺寸块状物，则由于喉口位置设置的喉口螺旋15形成了大尺寸的喉口通道，所以能够有效地防止喉口处发生堵塞。
[0033]本实用新型提出的匀流计量给料机，可以实现匀流排料和精确计量，适用于各类宽筛分散粒体物料，并允许物料中含有少量异物，如大块状异物和条状异物等，适用的物料包括例如原煤、生物质散体、矿石、沙石、谷物以及其它各类宽筛分散粒体。
[0034]最后所应说明的是:以上实施例仅以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种匀流计量给料机，包括上壳体组件、转子组件和皮带秤组件，其特征在于:所述上壳体组件包括进料口、取料腔和输送管;所述转子组件包括搅拌取料叶片、喉口螺旋、锁料螺旋和主轴;所述皮带秤组件包括皮带驱动滚筒、托辊、皮带、皮带从动滚筒、下壳体和排料口，所述转子组件安装在所述上壳体组件上，所述上壳体组件通过洒料口与所述皮带秤组件相连，所述搅拌取料叶片设置于取料腔的下部，所述喉口螺旋设置于所述输送管的进口位置。2.根据权利要求1所述的匀流计量给料机，其特征在于:所述搅拌取料叶片的个数为N个，其中N为大于等于2的自然数。3.根据权利要求2所述的匀流计量给料机，其特征在于:所述N个搅拌取料叶片之间的宽度和倾角均不相同，按照物料的流向所述搅拌取料叶片的宽度和倾角依次递增。4.根据权利要求1所述的匀流计量给料机，其特征在于:所述喉口螺旋的高度低于所述锁料螺旋的高度。5.根据权利要求4所述的匀流计量给料机，其特征在于:所述喉口螺旋的轴向长度为最大块状异物粒径的两倍以上，顶部与输送管内壁之间的间隙大于最大块状异物粒径。6.根据权利要求1所述的匀流计量给料机，其特征在于:所述托辊中包括称重托辊，用于对物料进行称重。7.根据权利要求1-6之一所述的匀流计量给料机，其特征在于:所述搅拌取料叶片的前缘为弧形。
【文档编号】B65G47/19GK205634061SQ201620397457
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】刘心志, 张后雷, 沈杰, 陈吉辉
【申请人】北京奥诚欣元科技有限公司, 陈吉辉