微颗粒装填密度提升装置的制作方法

本发明涉及填料装填技术领域，尤其是涉及一种可用于提升微颗粒堆积密度的微颗粒装填密度提升装置。

背景技术：

振动技术可减小微颗粒空隙，被广泛应用于道路建设、粉体工程等领域，采用共振原理使较小颗粒填充于较大颗粒的空隙间，达到减少空隙的目的。提升微颗粒的装填量，进而减少装填体积对填料填装领域有着很大帮助，譬如细沙、香料和颗粒药品等的装填、空分领域吸附塔固体颗粒的装填等。从颗粒分布角度的研究结果显示，当两种不同颗粒直径比大于6.5时，可使得装填密度实现最大化(杨晋朝，夏智勋，等，粉末燃料高效装填技术研究，固体火箭技术，第36卷，第1期，2013：37-44)。填料的装填密度直接影响到填料的使用寿命以及相关设备的产能。

以大型分子筛吸附剂装填为例，主要有暴风雪装填法、真空装填法和振动装填法。暴风雪装填法操作复杂、效率较低、分子筛易粉化；真空装填法和振动装填法操作较为简便，但装填密度不是最佳。为提高装填密度，本发明在振动装填的基础上结合旋转技术进一步提高填料的填充率，并实现整个过程的自动控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现采用振动和旋转复合的微颗粒装填密度提升装置。

本发明设有激振器、放大器、固定夹具、升降台、固定杆、行程开关、机械手、丝杆、电动机和控制系统；

装有固定夹具的激振器安装在升降台上，激振器与放大器相连，激振器的上方悬挂安装机械手，机械手与电动机相连；升降台由电动机、丝杠、行程开关和固定杆控制升降，固定杆上安装行程开关和电动机，丝杆一端与电动机相连，丝杆另一端与升降台连接，控制系统实现整个装置的自动控制。

所述激振器可采用电磁式激振器，可直接购买。

所述固定夹具可采用电磁式固定夹具，固定夹具位于激振器的激振平台中央位置，以求获得最佳激振效果。

所述放大器、激振器和固定夹具构成激振系统，激振系统由控制系统控制，所述控制系统发送信号给激振系统，发送信号可为但不限于正弦信号，最好为正弦信号，放大器接收由控制系统发出的信号。控制系统通过信号按照一定的频率驱动，驱动频率在1～1mhz之间。

所述机械手和电动机构成旋转系统，旋转系统由控制系统控制，所述控制系统发送信号给旋转系统，发送信号可为但不限于方波信号，最好为方波信号，电动机接收由控制系统发出的信号，驱动频率在1～10khz之间。

所述升降台、丝杠、固定杆和行程开关构成升降系统，所述行程开关为光电感应行程开关，向控制系统发送光电感应信号。

所述控制系统通过发送正弦信号控制激振系统，发送方波信号控制旋转系统，接受行程开关发送的光电信号控制升降台，控制驱动器实现上电动机和下电动机的动作，控制电气控制系统实现机械爪的自动收放。

本发明同时采用振动技术和旋转技术对填料盒进行处理，振动技术可以使较小颗粒填充于较大颗粒的间隙，从而减小孔隙率；旋转技术可以使微颗粒间呈规律性排列，从而减小颗粒间的空隙度，进一步提高装填率。本发明通过使装填装置进行周期性上下振动和周期性左右旋转运动，提升装填量。本发明实现了振动技术和旋转技术的融合与自动控制，使装填盒先进行周期性振动，再进行周期性正反转。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1，本发明实施例设有上电动机1、机械手2、固定杆3、行程开关4、填料盒5、固定夹具6、激振器7、放大器8、升降台9、丝杠10、下电动机11和控制系统12。

装有固定夹具6的激振器7安装在升降台9上，激振器7正极与放大器8正极相连，负极与放大器8负极相连，放大器8负极接地。激振器7上方悬挂安装机械手2，机械手2与上电动机1相连，升降台9由下电动机11、丝杠10、行程开关4和固定杆3控制升降，固定杆3上方位置安装行程开关4，该位置与填料盒5随激振器7上升到机械手2抓取最佳位置时的升降台9高度同高，升降台9上装有光电感应触发装置(未画出)，可使填料盒5上升到机械手2抓取最佳装置时即触动行程开关4，行程开关4发送信号给控制系统12，控制系统12使升降台9停止，固定杆3右下方固定安装下电动机11，下电动机11控制丝杠10运动，丝杠10与升降台9连接，控制系统12实现整个装置的自动控制，控制系统12向上电动机1发送方波信号，向放大器8发送正弦信号，接收行程开关4发送的光电信号，控制驱动器实现上电动机1和下电动机11的动作，控制电气控制系统(未画出)实现机械手2的自动收放。

以下给出本发明的整个填料装填工作过程：

1)用电磁式固定夹具6将填料盒5固定，并采用自动给料系统(未画出)将填料盒5填满；

2)控制系统12向放大器8发送正弦信号控制激振器7振动，电流设置为2.1a，振动频率为50hz，振动时间设置为1min，重复三次，每次振动完毕后采用自动给料系统(未画出)进行加料；

3)控制系统12控制下电动机11运动，下电动机11驱动丝杠10运动，丝杠10带动升降台9上升，上升到机械手2抓取最佳位置时触发行程开关4，行程开关4发送光电信号给控制系统12，控制系统12随即使下电动机11停止工作同时控制电磁式固定夹具6放松；

4)控制系统12控制机械手2抓取填料盒5并控制下电动机11运动使升降台9回到原位；

5)控制系统12向上电动机1发送方波信号，使上电动机1控制机械手2作顺时针逆时针的周期运动，旋转时间为10s，2s切换一次旋转方向，旋转完成后采用自动给料系统(未画出)自动给料即完成整个装填过程。

技术特征：

技术总结
微颗粒装填密度提升装置，涉及填料装填技术领域。设有激振器、放大器、固定夹具、升降台、固定杆、行程开关、机械手、丝杆、电动机和控制系统；装有固定夹具的激振器安装在升降台上，激振器与放大器相连，激振器的上方悬挂安装机械手，机械手与电动机相连；升降台由电动机、丝杠、行程开关和固定杆控制升降，固定杆上安装行程开关和电动机，丝杆一端与电动机相连，丝杆另一端与升降台连接，控制系统实现整个装置的自动控制。同时采用振动技术和旋转技术对填料盒进行处理，振动技术可以使较小颗粒填充于较大颗粒的间隙，从而减小孔隙率；旋转技术可以使微颗粒间呈规律性排列，从而减小颗粒间的空隙度，进一步提高装填率。

技术研发人员：吴德志;吴珊;朱宇超;刘玉;罗毅辉;陈小军;赵扬;王凌云
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：2018.09.30
技术公布日：2019.01.08