专利名称:送进如煤和其它松散材料的颗粒材料的设备和方法
本发明系涉及送进如煤和其它松散材料的颗粒材料的设备和方法，特别是涉及用体积进料器(根据单位时间的单位重量)测重地送进材料，从而将体积进料器转换为重量进料器的改进了的方法与设备。
本发明特别适用于将体积进料器转换为重量进料器从而能够按重量送进煤和其它颗粒材料，并消除由于材料密度的变化而产生的偏差以及改善燃煤锅炉的工作效率。本发明也适于工厂和机关在新建和基本设备改造时的最初安装中使用。
将体积进料器转换为按重量进料已采用了以重力进料器取代体积进料器的方法，例如在1965年6月8日发给A.J.Stock的3，187，944号美国专利和1981年3月24日发给A.A.J.Stock等人的4，257，518号美国专利等处中所叙述的。已经发现，按照这个发明可以通过将分批被称重的材料-特别是来自批量称-输送给体积进料器，而将体积进料器转变为按重量供料，其中分批输送的时间段与体积进料器的速度与分批重量一起被检测并用来得出代表根据重量(单位时间的单位重量)的送进速率的输出信号。可以对体积进料器的速度进行控制，以便根据例如从使用自进料器上卸下的材料的锅炉或其它过程发来的一个需求信号产生一个送进速率。
虽然已经提出了对体积送进装置的送进速率的控制(见1955年8月2日发表的2，714，472号美国专利和1961年9月26日发表的3，001，672号美国专利)，但是尚未实现在送进速率的宽范围内作精确的重量送进。本发明通过不断地对体积进料器的体积效率进行监控并对体积进料器的体积效率偏差进行校正而克服了提供宽范围的送进速率和精确控制的问题。体积效率系数是材料重量对进料器速度的比值。按照这个发明，对从批量称进料器送进体积进料器的每批材料计算体积效率系数，该系数用来校正所存贮的体积效率系数。这个校正的体积效率用来计算送给速率和控制体积进料器速度，从而可以改变送进速率而使其与利用体积进料器上所卸下材料的过程(锅炉)所需求的送进速率相符。
因此，本发明的主要目的是提供用来将体积进料器转换为重量进料器的改进了的方法和设备。
本发明的另一个目的是提供改进了的进料器设备，它可以采用一个通常可以得到的并在诸如燃煤电厂等单位中用来送进颗粒材料那种类型的体积进料器，与一批量称和计算机控制单元一起，使体积进料器能够根据重量进料。
本发明还有一个目的是提供用来按重量送进颗粒材料的改进了的设备，它包含一个体积进料器并当需要按重量而不是按体积送进材料时，可以利用该装置而不是用一重量进料器完全取代体积进料器。
通过结合附图阅读下面的说明，本发明的上述及其它的目的、特征和优点以及下面的最优实施例便很清楚了，附图有图1是说明按照本发明的一个最优实施例的颗粒材料送进设备的示意图;以及图2A、2B和2C一起构成了一张说明计算机控制单元(微处理机控制器)的程序和图1所示设备的运行的流程图。
进一步参阅附图1，图中有一批量称10。这个称是一个称量正在送进的材料并将其分批卸下的分批进料器，该批量称可以是Stock Equipment Company，Chagrin Falls，Ohio 44022-4398 U.S.A.出售的一个Model 84 Microprocessor Batch Scale(84型微处理机批量称)。该批量称有一个进料管12，它可以和需要送进的煤或其它颗粒材料的料仓相连。为简化说明未画出料仓。材料是从管12卸到进料传送带14上的。该传送带是由一个标为S.MTR或料称电动机16驱动的。当电动机由控制信号SM决定而运转时，进料传送带就将材料落入称重漏斗18中，后者可以安装在测力计2上。漏斗的卸料端是由平衡门20挡住的。其它的一些门或一些阀可以用来控制卸料，术语“门”包括这些门、阀或其它的等效装置。
执行器形式为液压气缸22，当门20关闭时它就返回并可对加到执行器22的控制信号APC做出响应而被锁定在关闭位置。当信号APC被撤走时，门就开放而允许从称量漏斗18卸下材料。由接近传感器24对门20的每次开闭进行检测，该传感器可以安装得对执行器22的液压气缸的位置产生响应。每次关闭时产生输出信号PS，两次PS信号之间的时间是对从称重漏斗上卸下或堆下一批材料的时间的测量值，因此是从批量称上卸料的速率。
该设备使用一个体积进料器26。这个进料器可以是一个盘式、刮刀式、麻花钻式、箱式或皮带式进料器。图示的是一个带一组旋转料箱的箱式进料器，料箱由体积进料器电动机28驱动。这个电动机是一个可变速度电动机并对速度控制信号VFM产生响应。由体积进料器26送进的材料通过卸料管30卸到利用该材料的锅炉或其它的地方。进料器的速度由与电动机28的轴相联接的测速计32进行检测。该测速计提供输出脉冲列VFB。脉冲的重复速率表示了体积进料器速度的大小。
从称量漏斗18卸下的各批材料落入漏斗34并通过管36进入体积进料器。当管与漏斗装料时，材料堆在门20上，防止由于其平衡块20′的作用而转到闭合位置。材料必须由体积进料器送进，以便完全空出漏斗以使门20关闭。然后随着再次开门将另一批材料堆入漏斗34，循环重新开始。
因此可见，体积进料器26的效率是部分地与两次开门之间的时间(开门的速率)相应的。这个时间是由接近传感器24发出的两次PS信号之间的间隔时间提供的，并与表示所堆入材料重量的测力计20的输出信号LC一起用来测量进料器26的体积效率系数并控制进料器26，使它按重量(测重地)进料。
一个计算机控制单元，它最好是一个微处理机控制器38，是由如地址线和数据线(DL)的控制线(CL)与包括数/模和模/数转换器的接口单元40相连的。接口单元提供VFM、SM和APC信号并接收PS和LC信号。VFB信号(测速计脉冲)也加到微处理机控制器38，并且可以是一个直接的数字输入信号。控制器产生一个以每小时的磅数表示的所产生的送进速率(FRP)的输出信号加到锅炉或其它的过程控制单元。这个过程控制单元提供用来开关整个进料器的输入信号(VF on/off)和一个所需送进速率信号(FRD)。
参阅图2A、2B和2C，当VF信号为ON(通)时，设备开始工作，如图2A中带“开始”一词的方块所示。如果门20是打开的，由PS输出信号表示，系统一直等待至门关闭，且APC信号加到执行器22将已关的门锁住。然后读测力计以得到空车重量。然后料称电动机由所加的SM指令信号起动。只要该批重量小(低于预定重量)，就不断读测力计。当该批重量越过预定重量(考虑到进料传送带的惯性，最好当稍低于预定重量时)，料称电动机16就停止。继续读测力计。从测力计所读重量减去空车重量就读出该批重量。然后APC信号关断，以打开门20，材料便堆入漏斗34。重复这个过程，将每批重量加到累计值上就得到总和，以便提供从设备上所卸下材料总和的指示数。
流程图2A、2B和2C由连结符号相连，A到A′，B到B′，等等，与常规作流程图的方法相同。对门20的关闭以及测速计32进行检测，并对测速计的数字或两次关门之间的测速计脉冲求和(见图2B)。用在当前门周期中求出的测速计脉冲的总和去除所存的前一堆的分批重量，就计算出实际(实时)的体积效率系数(VEF)。这个滞后考虑了材料进入到体积进料器的行程并考虑了所送进的堆或分批的体积送进效率。
如果关闭体积进料器(加到料称电动机的SM信号断)，就中断测速计脉冲的求和运算并且不计算体积效率系数。这是考虑了可能在前一周期中已经发生材料堆放，而当时未能实时送进到称重漏斗18的情况，体积效率系数存在微处理机38的存储器中。将这个所存的系数与所计算的、即实际的体积效率系数比较而算得其差值。如果差值大于50%，就表示在进料器中工作不正常，警铃就响。对于所存的和实际的VEF之间存在偏差较小的情况，所存的VEF就增值或减值，使得更新VEF值，并将其存入存储器。
这个实际的VEF与测速计脉冲一起用来计算实际的所产生的送进速率(FRP)，如图2C所示。将每小时的脉冲数乘以以每脉冲磅数为单位的体积效率系数，从而得出以每小时磅为单位的送进速率输出信号FRP。这是微处理机控制器38的FRP输出信号，如图1所示。
如果需要对系统进行控制以提供所需的送进速率，将所需的送进速率信号FRD与计算所得的送进速率FRP进行比较，并计算其差值。该差值用来产生与它成比例的VFM速度控制信号。然后增加或减少体积进料器的速度以得到所需的送进速率。
由上所述显见，已经提出了用来送进颗粒材料的改进了的方法和设备，尤其是一种将体积进料器转换为重量进料器的改进了的方法和设备。虽然已经例述了本发明的一个实施例，但是，在本发明的原理范围内对其进行各种变动与修改对于本行的行家来说是不成问题的。因此应将上述说明看作是示例而不具有限制的含意。
权利要求
1.用来以每单位时间的材料重量为单位的送进速率送进诸如煤的颗粒材料的设备，其特征为具有用来按体积送进所说材料的体积进料装置，该材料体积是随所说体积进料装置的速度变化而变化的；用来将所说材料的被称重的批量送进到所说体积进料装置的批量进料装置；以及对在其间将所说批量送进到所说体积进料装置的时间段与所说体积进料装置的速度产生反应以提供一个代表以单位时间的重量为单位的从所说体积进料装置送进所说材料的送进速率的输出信号的输出信号产生装置。
2.根据权利要求
1的设备，其特征为提供用来控制所说体积进料装置有到所说输出信号符合某个所需的进料速率的一些装置。
3.根据权利要求
1的设备，其特征是，所说输出信号产生装置包括用来计算连续批量的重量对所说批量送进时间内体积进料装置的速度之比值相应的所说体积进料装置的体积效率系数的装置，和用来根据所说体积效率系数和所说速度的乘积计算所说输出信号的装置。
4.根据权利要求
3的设备，其特征为所说计算装置包括用来在由所说体积进料装置送进所说批量的每批之前测量其重量并当所说被测重量的每批进入到所说体积进料装置时测量所说体积进料装置的速度的装置。
5.根据权利要求
4的设备，其特征为在所说批量进料装置和所说体积进料装置之间配置了用来对所说批量进行累计的累计装置。
6.根据权利要求
5的设备，其特征为所说累计装置包括一个配置在所说体积进料装置之上的第一漏斗;所说批量进料装置包括一个下端部安装在所说第一漏斗之上的称重漏斗和关闭所说端部的、在打开时伸入所说第一漏斗的门，当在所说第一漏斗中所说材料的所说批量的总量累计到足够量而接触到所说门时该门受阻而不能闭合。
7.根据权利要求
6的设备，其进一步的特征为具有在用来对在其间送进所说批量的时间段产生响应的所说输出信号产生装置中对所说门的开关进行检测的装置。
8.根据权利要求
7的设备，其特征为具有对所说体积进料装置的速度产生响应以与所说体积进料装置的速度相应的速率产生脉冲的测速装置;所说输出信号产生装置还包括用来计算在两次相邻的所说门的关门之间的所说脉冲数量的装置;并且有在所说门的每次开启之前对在所说称重漏斗中所说材料的重量进行测量的测重装置，还具有在所说门的每次关闭之后由自所说门在关闭后到下一次关闭前所计算的各脉冲数去除由所说测量装置测得的各次重量，以产生所说体积效率系数。
9.根据权利要求
1的设备，其特征为所说输出信号产生装置包括一个具有来自所说测重装置的输入信号的已编程数字计算机、所说开门传感器装置和所说测速计装置，并为所说体积进料装置提供输出信号以控制其速度和表示与来自所说体积进料装置的所说材料的送进速率相应的所说输出信号，其特征还有所说计算机具有与从所说设备来的所需送进速率相应的信号的输入端、所说微处理机具有对所说输出信号和所说所需送给速率信号产生响应以改变所说速度控制输出信号直到所产生的所说送进速率输出信号与所说所需送进速率信号相符。
10.一种利用一个体积进料器和一个批量进料器以单位时间内的所说材料的重量为单位提供测重送进的送进颗粒材料的方法，其特征在于下面步骤将被测重的所说材料的批量从所说的批量进料器输出给所说的体积进料器，对在其间将所说批量输给所说体积进料器的时间段进行检测，对在所说期间内所说体积进料器的速度进行检测，根据所说批量的重量对所说体积进料器速度的比值计算所说体积进料器的体积效率系数，并计算所说体积进料器的速度和所说系数的乘积作为所说的送进速率。
专利摘要
一台批量称对颗粒材料称重并通过一个漏斗周期性地将它输给一个体积进料器。一台对所需送进速率信号、对在其间从称上输出每批批量的时间段长度、对体积进料器的速度产生响应的计算机控制器提供表明由体积进料器产生的速率的输出信号，并能控制进料器的速度以得到所需的送进速率。结果是材料以单位时间内的单位重量的送进速率送进，同时将批量称和计算机控制器组合在一起而将体积进料器转换为重量进料器。
文档编号G01G13/02GK86105103SQ86105103
公开日1987年4月8日 申请日期1986年8月21日
发明者肯尼思·J·克拉斯 申请人:通用信号公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan