一种加热装置、具有该加热装置的搅拌机及其控制系统的制作方法

本发明涉及搅拌设备，特别涉及加热装置、具有该加热装置的搅拌机及其控制系统。

背景技术：

搅拌机，是一种带有叶片的轴在圆筒或槽中旋转，将多种原料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或适宜稠度的机器。其结构由水平安置的槽形拌筒、驱动电机、搅拌轴及其上安装的搅拌臂和搅拌叶片组成。

工程建设中湿砂浆和混凝土是常用物料，而湿拌砂浆适合高速的搅拌主机，混凝土适合低速的搅拌主机，而现有搅拌主机的结构和传动方式使搅拌主机只具有一种搅拌速度，因此如果工程建设中需要多种物料时，需同时准备多套搅拌速度不同的搅拌主机，导致设备的购置、使用、维护成本高。

为了克服上述缺点，公告号为CN204546765U公开的用于湿砂浆和混凝土搅拌的可变速搅拌机，其主要由包括搅拌机本体、布置于搅拌主机筒体内的搅拌轴、设置于搅拌轴上的搅拌臂、安装于搅拌轴端的轴端密封机构，还包括与搅拌轴连接的驱动机构和传动机构，所述驱动机构藉由传动机构与搅拌轴连接并带动其旋转，该驱动机构包括转速可调节的驱动电机，该传动机构包括减速器、皮带轮和皮带，驱动电机的输出轴通过皮带轮和三角皮带与减速器的输入轴连接，该减速器的输出轴与搅拌轴连接。上述可变速搅拌机可在高、低速搅拌两种工作状态间切换，适合湿拌砂浆和混凝土生产，实现一机多用、降低设备的购置、使用、维护成本。

在搅拌过程中，对物料进行加热能够更好的提高混合的速率，同时也能使得混合的效果更加，而上述的可变速搅拌机中并不具有该加热功能。为了解决加热的问题，申请号为201410763480.7的加热式搅拌机，通过将加热棒设置于搅拌叶的叶片上，使得叶片的转动来带动加热棒对物料进行加热，而再此加热过程中，仅仅是对搅拌叶附近的物料进行加热，而无法对料桶两端的物料进行加热，导致整体的加热不均匀，且加热效果差无法控制加热的程度等，进而导致搅拌混合的效率低下，混合的质量也较差，故具有一定的改进空间。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种能够实现加热件于持续性加热或间歇性加热进行切换的加热装置。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种加热装置，包括用于检测外界温度并输出温度检测信号的温度传感器以及加热件，所述温度传感器上耦接有预设有启动基准值信号并将温度检测信号与启动基准值信号相互比较以输出第一比较信号的第一比较电路以及响应于第一比较电路并控制加热件持续工作的第一控制电路；所述温度传感器上还耦接有预设有大于启动基准值信号的切换基准值信号并将温度检测信号与切换基准值信号相互比较以输出第二比较信号的第二比较电路以及响应于第二比较电路并将加热件处于持续性工作状态切换至间歇性工作状态的第二控制电路。

采用上述方案，根据对应启动基准值信号以及切换基准值信号的设定，当外界温度低于启动基准值信号时，则自动控制加热件启动以进行加热，提升周围的问题，同时在当外界温度升高过程中，高于启动基准值信号时，仍然保持加热件启动以进行持续性加热，以使得温度能够升高到所需要的要求，当温度达到所需要的要求时，即此时达到切换基准股指信号的标准，通过第二控制电路对加热件进行切换以实现将持续性加热的状态切换至间歇性加热的状态，使得进入保温的状态。

作为优选，所述第一控制电路包括耦接于第一比较电路以接收第一比较信号并输出第一控制信号的控制部以及耦接于控制部以响应于第一控制信号以控制加热件持续工作的自锁部。

采用上述方案，控制部以对第一比较电路所输出第一比较信号进行相应，并控制自锁部启动，以实现当外界温度升高过程中，高于启动基准值信号时，仍然能保持加热件启动以进行持续性加热，避免出现当高于启动基准值信号后，加热件断开，而再次降低至启动基准值信号之下后，加热件又被启动，出现重复启闭的情况，提高加热件的使用寿命。

作为优选，所述控制部包括响应于第一比较信号的第一开关元件以及响应于第一开关元件以实现启闭的第一执行元件，所述自锁部包括光耦合器以及第二执行元件，所述光耦合器的发光二极管受控于第一执行元件以启动，所述光耦合器的光敏三极管以响应于光耦合器的发光二极管并控制第二执行元件启动以控制加热件持续工作且锁定光耦合器的发光二极管以保持启动状态。

采用上述方案，整体电路结构简单，容易实施，且便于后期维护，成本低廉，通过光耦合器实现基本的光耦隔离，提高抗干扰能力，使得电路更加的稳定可靠，保证电路设计的稳定性。

作为优选，所述第二控制电路包括用于解除光耦合器的发光二极管处于启动状态的复位部以及受控于复位部以间歇性驱动加热件的间歇性驱动部。

采用上述方案，复位部的设置能够退出加热件的持续工作的状态，并且通过间歇性驱动部以进入到间歇性工作的状态，实现切换的功能，使得加热件持续加热工作的状态可以切入到保温的状态，提高多种功能的选择性以适应不同时间段或环境下所需要对应的功能，提高使用的可操作性。

作为优选，所述间歇性驱动部包括受控于复位部的555多谐振荡电路、三极管以及继电器，所述三极管的基极耦接于555多谐振荡电路的输出端，所述三极管的集电极耦接于继电器的线圈，且所述三极管的发射极接地，所述继电器的常开触点连接于加热件以控制其启闭，所述555多谐振荡电路控制三极管间断性导通以控制继电器驱动加热件间歇性启闭。

采用上述方案，整体电路结构简单，容易实施，且便于后期维护，成本低廉，555多谐振荡电路为市面上比较常见的电路能够有效的完成本设计中所要达到的功能即555多谐振荡电路能够输出振荡信号，同时通过三极管来响应振荡信号以实现控制继电器的通断与否，同时继电器控制加热件的启闭，进而实现间歇性启加热，保温的功能。

作为优选，所述第一控制电路还包括用于指示加热件处于持续加热状态的指示部。

采用上述方案，指示部能够让工作人员或者其他人获知目前所处的状态，是处于持续加热状态还是处于间歇性加热状态，提高使用的便捷性。

本发明的第二目的是提供一种能够提高加热效率，同时保证加热更加均匀的搅拌机。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种搅拌机，包括上述的加热装置，且所述加热装置设有若干，若干所述加热装置呈周向设置于搅拌机中。

作为优选，所述加热装置设有六个，且定义搅拌机的四周分别为左侧壁、右侧壁、前侧壁以及后侧壁，所述左侧壁与右侧壁上设有一个加热装置，所述前侧壁与后侧壁上均设有两个且两个加热装置均匀排布于对应的侧壁上。

采用上述方案，六个加热装置能够对搅拌机中的不同位置进行加热，保证搅拌机的各个位置都可以进行加热保温，使得加热更加的均匀可靠，提高搅拌的效率以及物料混合的质量。

本发明的第三目的是提供一种能够提高加热效率搅拌机控制系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种搅拌机控制系统，包括上述的加热装置，所述加热装置设有六个，且分别周向设置于搅拌机中；所述加热装置还包括用于控制加热件加热功率的控制器；

当加热件处于持续加热状态时，六个所述加热装置所对应的温度传感器分别对搅拌机中进行多点的温度检测且所检测到的温度值沿顺时针方向依次定义为T1、T2、T3、T4、T5、T6，定义温度基准差值为X；

若T1-T2＞X，则与温度值T2相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T2-T1＞X，则与温度值T1相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T2-T3＞X，则与温度值T3相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T3-T2＞X，则与温度值T2相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T3-T4＞X，则与温度值T4相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T4-T3＞X，则与温度值T3相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T4-T5＞X，则与温度值T5相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T5-T4＞X，则与温度值T4相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T5-T6＞X，则与温度值T6相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T6-T5＞X，则与温度值T5相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T6-T1＞X，则与温度值T1相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T1-T6＞X，则与温度值T6相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率。

作为优选，所述控制器包括第一加热档位、第二加热档位以及用于切换第一加热档位与第二加热档位的切换单元。

采用上述方案，根据对应的温度传感器所检测到的温度信息，来调节对应位置加热件的加热功率，使得各个位置的加热速率能够尽可能的保持一致，从而保证能够均匀的加热，让各个位置的加热效率都相差无几，提高加热的效率以及提高物料混合的质量和效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过加热装置的设置实现两种模式的切换，通过加热件进行持续性加热的状态以及间歇性加热的状态，提高两种状态的加热能够提高搅拌过程中加热的效率以及提高搅拌的混合的效率；

2、同时在搅拌机中通过多个加热装置的设置，以对多个点的实时控制以提高加热功率，以使得加热更加均匀，同时便于在更高效率的将搅拌机内的温度提升的搅拌所需要的温度，提高升温的效率。

附图说明

图1为搅拌机的结构示意图；

图2为搅拌机的中加热装置的结构示意图；

图3为加热装置的电路原理图。

图中：1、第一比较电路；2、第一控制电路；21、控制部；22、自锁部；23、指示部；3、第二比较电路；4、第二控制电路；41、复位部；42、间歇性驱动部；5、加热装置；6、左侧壁；7、右侧壁；8、前侧壁；9、后侧壁。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一，公开的一种加热装置，包括用于检测外界温度并输出温度检测信号的温度传感器以及加热件，温度传感器优选采用TA1000经济型温度变送器或TA3000高温型温度变送器；加热件优选为单头加热棒，单头加热棒称单端出线电热棒，此型加热棒体积小、效能高、瓦特密度高，其架构采用一端出线的方式，可穿入金属小孔或空隙中其性能优越加热能力极强，高温单头式电热管在制作上需极为精细，使得其广泛运用于不能进行两端接线的加热介质中工作。同时温度传感器与加热件设置于一处，一一对应。

温度传感器上耦接有预设有启动基准值信号Vref1并将温度检测信号与启动基准值信号Vref1相互比较以输出第一比较信号的第一比较电路1以及响应于第一比较电路1并控制加热件持续工作的第一控制电路2；温度传感器上还耦接有预设有大于启动基准值信号Vref1的切换基准值信号Vref2并将温度检测信号与切换基准值信号Vref2相互比较以输出第二比较信号的第二比较电路3以及响应于第二比较电路3并将加热件处于持续性工作状态切换至间歇性工作状态的第二控制电路4。

第一比较电路1优选为LM393A型号的比较器，第一比较电路1的反向端与温度传感器连接以接收温度检测信号，同相端连接有预设的启动基准值信号Vref1，启动基准值信号Vref1通过滑动变阻器RP1设置，将检测到的温度检测信号与启动基准值信号Vref1相互比较，并输出第一比较信号，当温度检测信号小于启动基准值信号Vref1，输出高电平的第一比较信号，当温度检测信号大于启动基准值信号Vref1，输出低电平的第一比较信号。

第一控制电路2包括耦接于第一比较电路1以接收第一比较信号并输出第一控制信号的控制部21以及耦接于控制部21以响应于第一控制信号以控制加热件持续工作的自锁部22。

控制部21包括响应于第一比较信号的第一开关元件以及响应于第一开关元件以实现启闭的第一执行元件，第一开关元件优选为NPN型的三极管Q1，第一执行元件优选为继电器KM1，三极管Q1的基极连接于第一比较单元以接收第一比较信号，三极管Q1的集电极连接于继电器KM1的线圈，三极管Q1的发射极接地。

自锁部22包括光耦合器U2以及第二执行元件，第二执行元件优选为继电器KM2，光耦合器U2的发光二极管受控于第一执行元件以启动，即继电器KM1的常开触点连接于光耦合器U2的发光二极管的供电回路，光耦合器U2的光敏三极管以响应于光耦合器的发光二极管并控制第二执行元件启动以控制加热件持续工作且锁定光耦合器的发光二极管以保持启动状态，即继电器KM2的线圈连接于光耦合器U2的光敏三极管与地之间，继电器KM2的常开触点连接于加热件的供电回路以及连接于光耦合器U2的发光二极管供电回路，当继电器KM2启动，则光耦合器U2的发光二极管仅仅受控于继电器KM2,而不再受控于继电器KM1。

当温度传感器检测到外界的温度低于启动基准值信号Vref1时，则第一比较电路1输出高电平的第一比较信号至三极管Q1，三极管Q1导通，控制继电器KM1的线圈得电，继电器KM1的常开触点闭合以控制光耦合器U2的发光二极管启动，进而光耦合器U2的光敏三极管响应于光耦合器U2的发光二极管以导通，控制继电器KM2的线圈得电，继电器KM2的常开触点闭合以控制加热件进行加热，此时由于加热件在加热导致器周围的温度升高，而温度传感器所检测到温度也升高，进而使得温度检测信号高于启动基准值信号Vref1，第一比较电路1输出低电平的第一比较信号，三极管Q1关断，进而继电器KM1的常开触点也断开，但是此时由于继电器KM2的常开触点闭合以控制光耦合器U2的发光二极管以导通，即完成自锁，此时光耦合器U2的发光二极管不再受控于继电器KM1，即此时始终处于加热件工作状态，不会收到外界温度影响。

第二比较电路3优选为LM393A型号的比较器，第二比较电路3的同相端与温度传感器连接以接收温度检测信号，反相端连接有预设的切换基准值信号Vref2，切换基准值信号Vref2通过滑动变阻器RP2设置，将检测到的温度检测信号与切换基准值信号Vref2相互比较，并输出第二比较信号，当温度检测信号大于切换基准值信号Vref2，输出高电平的第二比较信号，当温度检测信号小于切换基准值信号Vref2，输出低电平的第二比较信号。

第二控制电路4包括用于解除光耦合器的发光二极管处于启动状态的复位部41以及受控于复位部41以间歇性驱动加热件的间歇性驱动部42。

复位部41包括NPN型的三极管Q2以及继电器KM3,三极管Q2的基极连接于第二比较单元以接收第二比较信号，三极管Q2的集电极连接于继电器KM3的线圈，三极管Q2的发射极接地，继电器KM3的常闭触点连接于光耦合器U2的发光二极管与地之间。当温度传感器检测到外界温度高于切换基准值信号Vref2时，则第二比较电路3输出高电平的第二比较信号至三极管Q2，三极管Q2导通以控制继电器KM3得电，继电器KM3的常闭触点断开以切断光耦合器U2的发光二极管的供电回路，以实现复位，进而断开加热件处于持续性加热的状态。

间歇性驱动部42包括受控于复位部41的555多谐振荡电路、NPN型的三极管Q3以及继电器KM4；555多谐振荡电路由555定时芯片构成，555定时器的第一引脚接地，第二引脚与第六引脚耦接，并与电源VCC之间串连有第六可调电阻R6和第五电阻R5，第七引脚接于第六可调电阻R6和第五电阻R5连接形成的结点，第二引脚与地端之间还串连有第三电容C3，第五引脚与地端之间串连有第四电容C4，通过控制第六可调电阻R6可以控制其输出PWM波的占空比，从而控制输出脉冲的间隔的时间，进而实现输出方波以间隔一定时间后才进行驱动。555多谐振荡电路的受控端即为电源VCC，即于电源VCC与第八引脚、第四引脚所形成的节点之间连接有开关K2且与开关K2的常闭触点连接，通过继电器KM3，实现对555多谐振荡电路的启闭；三极管Q3的基极耦接于555多谐振荡电路的输出端，三极管Q3的集电极耦接于继电器KM4的线圈，且三极管Q3的发射极接地，继电器KM4的常开触点连接于加热件以控制其启闭，555多谐振荡电路控制三极管Q3间断性导通以控制继电器KM4驱动加热件间歇性启闭。

第一控制电路2还包括用于指示加热件处于持续加热状态的指示部23。指示部23包括振荡器、三极管Q4与指示灯LED1，振荡器的被控端耦接于继电器KM2的常开触点后连接电源，振荡器的输出端耦接于三极管Q4的基极，并控制三极管Q4的通断，三极管Q4的集电极连接于指示灯LED1后连接电源，三极管Q4的发射极接地,当继电器KM2的线圈得电，控制继电器KM2的常开触点闭合，使得控制振荡器工作，输出一个控制信号，控制信号为方波，控制三极管Q4交替通断，以使得指示灯LED1间断性指示,实现指示的功能。

工作状态如下：

当温度传感器检测到外界的温度低于启动基准值信号Vref1时，则第一比较电路1输出高电平的第一比较信号至三极管Q1，三极管Q1导通，控制继电器KM1的线圈得电，继电器KM1的常开触点闭合以控制光耦合器U2的发光二极管启动，进而光耦合器U2的光敏三极管响应于光耦合器U2的发光二极管以导通，控制继电器KM2的线圈得电，继电器KM2的常开触点闭合以控制加热件进行加热，此时由于加热件在加热导致器周围的温度升高，而温度传感器所检测到温度也升高，进而使得温度检测信号高于启动基准值信号Vref1，第一比较电路1输出低电平的第一比较信号，三极管Q1关断，进而继电器KM1的常开触点也断开，但是此时由于继电器KM2的常开触点闭合以控制光耦合器U2的发光二极管以导通，即完成自锁，此时光耦合器U2的发光二极管不再受控于继电器KM1，即此时始终处于加热件工作状态，不会收到外界温度影响；当温度传感器检测到外界温度高于切换基准值信号Vref2时，则第二比较电路3输出高电平的第二比较信号至三极管Q2，三极管Q2导通以控制继电器KM3得电，继电器KM3的常闭触点断开以切断光耦合器U2的发光二极管的供电回路，以实现复位，进而断开加热件处于持续性加热的状态，同时继电器KM3的常开触点闭合以控制555多谐振荡电路的启闭，进而间断性输出多谐振荡信号至三极管Q3，控制三极管Q3间断性导通以控制继电器KM4驱动加热件间歇性启闭，以实现保温的功能。

实施例二，公开了一种搅拌机，包括实施例一中的加热装置5，且加热装置5设有若干，若干加热装置5呈周向设置于搅拌机中。加热装置5设有六个，且定义搅拌机的四周分别为左侧壁6、右侧壁7、前侧壁8以及后侧壁9，左侧壁6与右侧壁7上设有一个加热装置5，前侧壁8与后侧壁9上均设有两个且两个加热装置5均匀排布于对应的侧壁上。六个加热装置5能够对搅拌机中的不同位置进行加热，保证搅拌机的各个位置都可以进行加热保温，使得加热更加的均匀可靠，提高搅拌的效率以及物料混合的质量。

实施例三，公开了一种搅拌机控制系统，包括实施例一或实施例二中的加热装置5，加热装置5设有六个，且分别周向设置于搅拌机中；加热装置5还包括用于控制加热件加热功率的控制器；控制器包括第一加热档位、第二加热档位以及用于切换第一加热档位与第二加热档位的切换单元，通过对应的切换单元进行对第一加热档位与第二加热单位的切换，而控制器可以采用单片机或PLC等可编程器件，切换单元优选为单刀双掷开关，而通过控制器以调节电流的大小以实现对加热件的加热功率的调节属于现有技术，故不在此赘述。

本控制系统的改进是，对通过对温度的检测后根据温度的情况以进行适应性的加热功率调节，具体系统如下：

当加热件处于持续加热状态时，六个加热装置5所对应的温度传感器分别对搅拌机中进行多点的温度检测且所检测到的温度值沿顺时针方向依次定义为T1、T2、T3、T4、T5、T6，定义温度基准差值为X；

若T1-T2＞X，则与温度值T2相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T2-T1＞X，则与温度值T1相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T2-T3＞X，则与温度值T3相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T3-T2＞X，则与温度值T2相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T3-T4＞X，则与温度值T4相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T4-T3＞X，则与温度值T3相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T4-T5＞X，则与温度值T5相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T5-T4＞X，则与温度值T4相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T5-T6＞X，则与温度值T6相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T6-T5＞X，则与温度值T5相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；

若T6-T1＞X，则与温度值T1相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率；若T1-T6＞X，则与温度值T6相对应的控制器控制提高与之对应的加热件的加热功率。