专利名称：散装材料传送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括减重式送料器(loss-in-weight feeder)和其控制系统的材料传送系统。
背景技术：
在一些散装材料传送系统中，一些材料在被放入材料容器中时，只有在一些协助下才能一致且均勻的流出。在一个示例中，一种困难的材料可在材料容器中形成自支撑拱形或是架桥，这将在材料容器的出料口完全堵塞材料的流动。该送料器可排出处在架桥下的松散材料，因此由送料器流出的材料流动可能在材料容器中仍然有大量材料的时候就被停止了。第二种失效模式被称作鼠洞，其为穿通材料的垂直取向的狭窄的隧道。鼠洞常形成在架桥之上且在材料容器的出料口处提供了受限制的材料流动通路。结果是在材料由顶部表面落入鼠洞中时出现零星或受限的材料的流动。通常流动在材料容器为空之前很久就已停止。较这些状况的程度轻的状况也可发生。在这些情形中，可形成架桥或鼠洞，其此后自动坍塌。尽管流进送料器的材料流动可能未被完全停止，其仍然影响送料器性能的一致性。发明概述本发明的方法的一个实施例涉及一种散装材料处理系统，其包括材料送料器、被配置为将材料排出至材料送料器的材料容器和被配置为振动该材料容器的振动器。该方法包括维持稳定的流动，其包括a)周期性地计算和送料器运行中送料器的材料流动特性相关的过程变量，b)测定在选定的时间区间中的过程变量斜率，该过程变量斜率被定义为该过程变量的变化率，c)测定在过程变量斜率和阈值之间的差值，以及d)基于测定的该过程变量斜率和阈值之间的差值调整该振动器的运行。在一个实施例中，该过程变量斜率和阈值之间的差值标示了材料容器中恶化的流动状况。在另一个实施例中，该过程变量是由该公式计算得出的平均进料因子
夸MF ^ VoMS
Γ r =-
flVg N其中FFavg是平均进料因子，MF是经过送料器的质量流速率且％ MS是送料器的当前马达速度占送料器的最大马达速度的比例，而N是预设的时间区间的数目。在本方法的一个实施例中，调整振动器的运行包括改变振动的幅度。在另一个实施例中，调整振动器的运行包括改变振动器的振动的频率，或者调整振动器的运行包括在过程变量斜率和阈值之间的差值小于零时以预设的数量增加振动的幅度。在另一个实施例中，调整振动器的运行包括在过程变量斜率和阈值之间的差值小于零时增加振动的幅度，而在过程变量斜率和阈值之间的差值大于零时减少振动的幅度。在一个实施例中，选定的时间区间至少部分地基于用户设定预设值，且该用户设定预设值至少部分地取决于流经送料器的材料的选定流动速率。
在一个实施例中，该方法还包括为振动器建立最小输出， 并基于测定的在过程变量斜率和阈值之间的差值调整该振动器的最小输出。在本方法的一个实施例中，振动器频率为可调的，且该方法还包括将振动器频率设定至由系统共振点决定的频率。在一个实施例中，调整振动器的运行发生在材料容器中显著的流动中断之前。在本方法的一个实施例中，显著的流动中断的特征是流经材料容器的材料流动速率显著小于流经材料送料器的材料流动速率。该方法还包括响应材料容器中测定的流动状况来调整阈值。其中流动状况由在选定的周期中大致不变的过程变量标示。在一个实施例中，该流动状况由在选定的周期中大致不同的过程变量标示。在一个实施例中，流动状况和重量干扰相关。在另一个实施例中，流动状况由一组状况中获得，其包括a)在由材料容器流出的质量流的变动超过预设的值，b)垂直隧道，c) 架桥，和d)显著的不出现负面流动状况的时间。在本方法一个实施例中，基于过程变量斜率和阈值之间的差值调整振动器的运行包括在测定的过程变量斜率和阈值之间的差值在选定的时间周期之后大于零时减少振动幅度和振动频率中的至少一个。该方法还包括基于材料容器中的填充水平调整振动器频率和振动器幅度中的至少一个。在一个实施例中，散装材料传送系统包括散装材料容器，接合在该散装材料容器上的具有可变输出的过程协助装置，被设置来接收由该散装材料容器而来的散装材料的送料器，其还被配置为将该散装材料传输通过该送料器，以及被配置为辨识和散装材料流经送料器的传输相关的趋势并根据该趋势引发材料协助装置的可变输出的变化的控制系统。在一个实施例中，该控制系统被配置为a)周期性地计算和送料器运行中送料器的材料流动特性相关的过程变量，b)测定在选定的时间区间中的过程变量斜率，该过程变量斜率被定义为该过程变量的变化率，c)测定在过程变量斜率和阈值之间的差值，以及d) 基于测定的该过程变量斜率和阈值之间的差值调整该振动器的运行。在系统的一个实施例中，过程协助装置被安装在材料容器之外。在一个实施例中， 该材料容器为不对称进料漏斗。在一个实施例中，该送料器为减重式送料器。在一个实施例中，该过程协助装置为振动器。在另一个实施例中，该过程协助装置由该组中选择，其包括垂直搅拌器，气囊，气垫，空气注入器，撞击器，搅龙，水平搅拌器，声波设备，声学设备和机械式致动可变形内衬。在一个实施例中，该过程协助装置为动态可调的，以允许能量在未检测到恶化流动状况时的较低水平至在检测到恶化流动状况时的较高水平之间变动。在一个实施例中， 该趋势和系统中的材料流动状况相关。该材料流动状况包括流经容器的材料流动速率和流经送料器的材料流动速率之间的显著不一致。在一个实施例中，该趋势和过程指示器相关，且控制器被配置为至少部分地根据该过程指示器改变过程协助装置的输出。该控制器至少部分地根据过程指示器和指示器阈值之间的比较改变可变输出。在一个实施例中，该过程指示器包括在选定的时间区间内的过程变量的改变速率。在一个实施例中，该过程变量是该送料器的特性。在一个实施例中，该过程变量可由以下公式确定
权利要求
1.一种在散装材料处理系统中维持稳定的流动的方法，该散装材料处理系统具有材料送料器、被配置为将材料排出至材料送料器的材料容器和被配置为振动该材料容器的振动器，该方法包括a.周期性地计算和送料器运行过程中送料器的材料流动特性相关的过程变量；b.确定在选定的时间区间中的过程变量斜率，该过程变量斜率被定义为该过程变量的改变速率；c.确定在过程变量斜率和阈值之间的差值；以及d.基于步骤C中确定的该过程变量斜率和阈值之间的差值调整该振动器的运行。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述过程变量斜率和所述阈值之间的差值标示了在所述材料容器中恶化的流动状况。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述过程变量为由以下公式计算得出的平均送料因子f MF _tt%MSavg _ N其中，FFavg是平均进料因子，MF是流经送料器的质量流速率，且％ MS是送料器的当前马达速度占送料器的最大马达速度的比例，且N是预设的时间区间的数目。
4.如权利要求1所述的方法，其中，调整所述振动器的运行包括改变振动的幅度。
5.如权利要求1所述的方法，其中，调整所述振动器的运行包括改变振动的频率。
6.如权利要求1所述的方法，其中，调整所述振动器的运行包括在步骤c中的差值小于零时将振动的幅度增加预设的量。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述过程变量是由以下公式计算得出的平均送料因子夸MF ti 0ZoMSFF =—-avg N其中FFavg是平均进料因子，MF是经过送料器的质量流速率，% MS是送料器的当前马达速度占送料器的最大马达速度的比例，而N是预设的时间区间的数目；且其中，调整所述振动器的运行包括在所述过程变量斜率和所述阈值之间的差值小于零时增加振动的幅度，而在所述过程变量斜率和所述阈值之间的差值大于或等于零时减少振动的幅度。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述选定的时间区间至少部分地基于用户定义设定值。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述用户定义设定值至少部分地基于流经所述送料器的选定的材料流动速率。
10.如权利要求1所述的方法，还包括为所述振动器建立最小输出；基于在步骤C中确定的差值调整所述振动器的最小输出。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述振动器的频率可调，且所述方法还包括设定所述振动频率，以在由系统共振点决定的频率下工作。
12.如权利要求2所述的方法，其中，调整所述振动器的运行发生在所述材料容器中显著的流动中断之前。
13.如权利要去12所述的方法，其中，所述显著的流动中断的特征在于流经所述材料容器的所述材料流动速率和流经所述材料送料器的材料流动速率明显不同
14.如权利要求1所述的方法，还包括响应所述材料容器中的流动状况的检测调整所述阈值。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述流动状况的特征是所述过程变量在选定的周期内大致不变。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述流动状况的特征是所述过程变量在选定的周期大致变动。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述流动状况和重量干扰相关。
18.如权利要求14所述的方法，其中，所述流动状况由以下组中获得，该组包括a)由材料容器流出的质量流的变动超过预设的值，b)垂直隧道，c)架桥，和d)显著的不出现负流动状况的时间。
19.如权利要求1所述的方法，其中，所述调整步骤d包括在步骤c中确定的差值在选定的时间周期后大于零时减少振动器幅度和振动器频率中的至少一个。
20.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述材料容器中的填充水平调整振动器频率和振动器幅度中的至少一个。
21.一种散装材料传送系统，其包括散装材料容器；接合在该散装材料容器上的具有可变输出的过程协助装置；被设置来接收由该散装材料容器而来的散装材料的送料器，其被配置为将该散装材料传输通过该送料器；以及被配置为识别和散装材料流经送料器的传输相关的趋势并根据该趋势引发过程协助装置的可变输出的变化的控制系统。
22.如权利要求21的系统，其中，所述控制系统被设置为a.周期性地计算和所述送料器运行过程中所述送料器的材料流动特性相关的过程变量；b.确定在选定的时间区间中的过程变量斜率，所述过程变量斜率被定义为所述过程变量的变化率；c.确定在所述过程变量斜率和阈值之间的差值；以及d.基于步骤C中确定的该过程变量斜率和阈值之间的差值调整所述过程协助装置的运行。
23.如权利要求21的系统，其中，所述过程协助装置被安装在所述材料容器的外侧。
24.如权利要求21的系统，其中，所述材料容器是非对称进料漏斗。
25.如权利要求21的系统，其中，所述送料器是失重式送料器。
26.如权利要求21的系统，其中，所述过程协助装置是振动器。
27.如权利要求21的系统，其中，所述过程协助装置由下组中选择，该组包括垂直搅拌器，气囊，气垫，空气注入器，撞击器，搅龙，水平搅拌器，声波设备，声学设备和机械式致动可变形内衬。
28.如权利要求21的系统，其中，所述过程协助装置为动态可调的，以允许能量在未检测到恶化流动状况时的较低水平至在检测到恶化流动状况时的较高水平之间的可变施加。
29.如权利要求21的系统，其中，所述趋势和所述系统中的材料流动状况相关。
30.如权利要求四的系统，其中，所述材料流动状况包括流经容器的材料流动速率和流经送料器的材料流动速率之间的显著不一致。
31.如权利要求21的系统，其中，所述趋势和过程指示器相关，且所述控制器被配置为至少部分地基于所述过程指示器改变所述过程协助装置的可变输出。
32.如权利要求31的系统，其中，所述控制器至少部分地基于过程指示器和指示器阈值之间的比较改变可变输出。
33.如权利要求31的系统，其中，所述过程指示器包括在选定的时间区间内的过程变量的改变速率。
34.如权利要求33的系统，其中，所述过程变量是所述送料器的特性。
35.如权利要求33的系统，其中，所述过程变量由以下公式确定
36.如权利要求32的系统，其中，所述指示器阈值是基于材料处理特性。
37.一种用于具有材料送料器、被配置为将材料排出至送料器的材料容器和与所述材料容器接合的过程协助装置的材料处理系统的方法，其包括a.在所述送料器的运行中确定与所述送料器的材料流动特性相关的过程指示器；b.确定在所述过程指示器和指示器阈值之间的差值；以及c.基于在步骤b中确定的差值调整所述过程协助装置的运行。
38.如权利要求37的方法，其中，在所述过程指示器和所述指示器阈值之间的差值标示了在所处材料容器中恶化的流动状态。
39.如权利要求37的方法，其中，所述过程指示器包括在选定的时间区间内过程变量的改变速率。
40.如权利要求39的方法，其中，所述过程变量是由以下公式计算得出的平均进料因子
41.如权利要求39的方法，其中，所述过程协助装置是振动器，且调整所述过程协助装置的运行包括变动所述振动器的幅度和频率中的至少一个。
42.如权利要求39的方法，其中，调整所述过程协助装置的运行发生在所述材料容器中显著的流动中断之前。
43.如权利要求42的方法，其中，所述显著的流动中断的特征是流经所述材料容器的材料流动速率和流经所述材料送料器的材料流动速率明显不同。
44.如权利要求39的方法，还包括响应所述材料容器中的流动状况的检测来调整所述指示器的阈值。
45.如权利要求44的方法，其中，所述流动状况的特征是过程变量在选定的周期内大致不变。
46.如权利要求37所述的方法，还包括 为所述过程协助装置建立最小输出；以及基于在步骤c中确定的所述差值调整所述过程协助装置的最小输出。
47.如权利要求46的方法，其中，所述过程协助装置包括振动器且所述过程协助装置的最小输出是与所述材料处理系统的最低可运行振动器幅度大致相等的振动器幅度。
全文摘要
在一种具有材料送料器、可被配置为将材料排出至该材料送料器中的材料容器以及可被接合在该材料容器上的过程协助装置的材料处理系统中，一种方法包括在所述进料器运行中确定和该进料器的材料流动特性相关的过程指示器，确定在所述过程指示器和指示器阈值之间的差值，和基于该过程指示器和指示器阈值之间的差值调整该过程协助装置的运行。
文档编号B01F15/02GK102159307SQ200980136167
公开日2011年8月17日 申请日期2009年9月14日 优先权日2008年9月16日
发明者曼纽尔·斯波里, 约翰·B·迈尔, 詹姆斯·T·福利, 贾森·K·丹尼尔 申请人:克特朗技术公司