连续送料计量系统及其控制方法与流程

1.本发明属于物料传输控制设备技术领域，具体涉及一种连续送料计量系统及其控制方法。


背景技术：

2.粉体物料高速输送不间断精确计量设备需要适应大多数物料流动特性，尤其是粘结性物料容易粘结起拱，致使物料经过的控制通道由于物料粘结阻滞而堵塞无法工作。因此粘结性物料连续送料计量设备的控制机构需要能够满足不会因粘结性物料流动性很差而在机构瞬间关闭时粘结起拱堵塞，从而造成机器故障不能工作，在精确计量的过程中对物料输送过程中容易造成大幅波动等问题。


技术实现要素：

3.根据上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种连续送料计量系统及其控制方法，在精确计量的过程中对物料输送过程不会造成大幅波动，因而避免了对生产的工艺和设备造成不良影响的问题。
4.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：连续送料计量系统，包括并排设置在主机架内的两套送料计量机构和设置在两套送料计量机构上方的缓冲料仓；所述每套送料计量机构包括与缓冲料仓连通的出料口、用于实现出料口导通或封闭的出料门、设置在出料口下方用于接收物料的料斗；所述料斗设置有计量料斗内物料重量的称重模块，料斗上设置有用于卸料的卸料门。
5.进一步地，连续送料计量系统还包括中央控制器，所述称重模块通过信号连接中央控制器，将该套送料计量机构中料斗内的物料重量传递给中央控制器，所述中央控制器控制出料门和卸料门的打开和关闭。
6.进一步地，所述称重模块将称重信号送入各自送料计量机构的称重控制器中，两台称重控制器与中央控制器信号连接并传递数据，两台称重控制器、中央控制器及触摸屏设置于设备主控箱中。
7.进一步地，所述出料门通过料门轴可转动的设置在出料口处，所述料门轴连接有驱动装置，驱动装置驱动料门轴带动出料门旋转，控制出料口启闭。
8.进一步地，所述出料门与出料口接触启闭的边缘设置为为外凸的弧形结构，出料口端部与出料门形状相配合，出料门关闭时，出料门的弧形结构将出料口端部进行封闭，所述出料门的旋转轨迹与出料门的弧形结构相配合，出料门旋转过程中保持与出料口接触配合状态；所述出料门弧形结构的旋转方向与出料口处物料的流通方向相剪切。
9.进一步地，每个出料门通过一套独立的驱动装置进行驱动，所述驱动装置包括驱动摇杆、连杆、慢进料气缸和快进料气缸，驱动摇杆的一端与料门轴固定连接，驱动摇杆另一端受驱动力作用进行转动，从而带动料门轴以及与料门轴固定连接的出料门旋转；所述连杆的一端与缓冲料仓的壳体铰接，连杆的另一端与慢进料气缸的伸缩杆铰接，慢进料气
缸的气缸座与缓冲料仓的壳体铰接，所述快进料气缸的伸缩杆与连杆中部铰接，快进料气缸的气缸座与驱动摇杆受驱动力作用的一端铰接；所述慢进料气缸的伸缩杆收缩和/或快进料气缸的伸缩杆伸长，出料门打开；所述慢进料气缸的伸缩杆伸长和/或快进料气缸的伸缩杆收缩，出料门关闭。
10.进一步地，两套送料计量机构的出料口对称设置在缓冲料仓的底部，两个出料口侧壁倾斜设置，两个出料口之间所形成的角度为锐角；所述缓冲料仓由若干倾斜的侧壁围合形成，缓冲料仓的截面积自上而下依次减小；所述出料门上设置有流量控制槽。
11.进一步地，所述料斗顶部敞开设置，用于接收出料口输送的物料，所述卸料门设置在料斗底部，卸料门打开后，物料通过重力作用下落；所述卸料门为分体式结构，两个对开门结构半卸料门通过合页连接在料斗底端的两侧，卸料门连接卸料气缸，通过卸料气缸的伸缩控制卸料门的打开或关闭；所述卸料气缸安装在料斗内，卸料气缸伸缩杆的端部垂直设置有平衡杆，平衡杆的两端分别铰接一个卸料杆，两个卸料杆的另一端分别与两个半卸料门铰接；卸料气缸的伸缩杆伸长，两个半卸料门从中间打开进行卸料，卸料气缸的伸缩杆收缩，两个半卸料门将料斗底部封闭。
12.进一步地，所述称重模块设置在料斗上部，每个料斗上部均匀设置有若干称重模块，称重模块设置于料斗与主机架之间，所述称重模块为称重传感器，称重传感器将称重信号传递给称重处理器。
13.连续送料计量系统的控制方法，系统开始工作，一组送料计量机构启动，该组送料计量机构的称重模块把料斗里面物料的重量信号传到中央控制器进行处理，当重量远远小于设定值时，中央控制器输出快进料信号，出料门全开高速下料，当重量接近设定值时，中央控制器输出慢进料信号，出料门关闭一部分，下料速度变慢，当重量达到设定值时，中央控制器关闭快进料信号和慢进料信号，出料门全部关闭，停止下料，中央控制器同时输出卸料信号，卸料门打开进行卸料；同时另一组送料计量机构启动。
14.进一步地，所述称重模块把料斗里面物料的重量信号传到称重处理器，称重处理器将重量信号传到中央处理器，并由中央控制器计算出实时输送的物料重量，然后把实时结果显示传送和记录，中央处理器根据物料重量控制慢进料气缸、快进料气缸和卸料气缸动作；一组送料计量机构的料斗卸料完毕后关闭卸料门，然后自动去皮清零进入等待状态。
15.本发明的有益效果为：本发明的连续送料计量系统可以解决需要精确计量的散料输送而又无法称重的应用场合，比如散料装船、散料装火车。物料能够在高速输送过程中利用两套称重控制机械机构交替工作而实现流体物料不间断计量并输送。
附图说明
16.图1为连续送料计量系统结构示意图；图2为出料门关门状态图；图3为a组出料门快进料状态图；图4为连续送料计量系统控制原理图；图中：1、缓冲料仓， 2、主机架， 3、出料口， 4、出料门， 5、料斗， 6、称重传感器，7、卸料门， 8、料门轴， 9、驱动摇杆， 10、连杆， 11、慢进料气缸， 12、快进料气缸， 13、卸料气缸， 14、平衡杆， 15、卸料杆。
具体实施方式
17.为了使本发明的结构和功能更加清晰，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
18.参见附图1-4，连续送料计量系统，包括并排设置在主机架2内的两套送料计量机构和设置在两套送料计量机构上方的缓冲料仓1；所述每套送料计量机构包括与缓冲料仓连通的出料口3、用于实现出料口导通或封闭的出料门4、设置在出料口下方用于接收物料的料斗5；所述料斗设置有计量料斗内物料重量的称重模块，料斗5上设置有用于卸料的卸料门7。
19.基于上述技术方案，需要说明的是，缓冲料仓1的作用是对流体物料进行储存并通过出料口进行出料，缓冲料仓1主要起到流通物料的作用，物料不会再缓冲料仓内积存，在物料连续不间断的高速称重条件下，采用两套并列设置的出料口进行下料，每组出料口下方均设置有对物料进行称重计量的料斗和称重模块，当a组出料口快速下料时，b组出料口处于关闭状态，a组出料口下方的a组称重模块对a组料斗进行称重计量，达到预定值之后，a组出料口完成下料，料门关闭，a组称重装置进行卸料，自动去皮清零后进入等待状态；此时b组出料口导通，料门开启进行快速下料，b组出料口下方的b组称重装置对b组出料口输出的物料进行称重计量，如此往复循环，交替作业，物料一直处于流通状态，大大提高了工作效率。
20.进一步地，连续送料计量系统还包括中央控制器，所述称重模块通过信号连接中央控制器，将该套送料计量机构中料斗内的物料重量传递给中央控制器，所述中央控制器控制出料门4和卸料门7的打开和关闭。
21.在一个实施例中，所述称重模块将称重信号送入各自送料计量机构的称重控制器中，两台称重控制器与中央控制器信号连接并传递数据，两台称重控制器、中央控制器及触摸屏设置于设备主控箱中。
22.在一个实施例中，所述出料门7通过料门轴8可转动的设置在出料口3处，所述料门轴8连接有驱动装置，驱动装置驱动料门轴8带动出料门7旋转，控制出料口启闭；所述出料门7与出料口3接触启闭的边缘设置为为外凸的弧形结构，出料口端部与出料门形状相配合，出料门7关闭时，出料门的弧形结构将出料口3端部进行封闭，所述出料门的旋转轨迹与出料门的弧形结构相配合，出料门旋转过程中保持与出料口接触配合状态；所述出料门7弧形结构的旋转方向与出料口3处物料的流通方向相剪切。
23.基于上述技术方案，需要说明的是，由于出料口3的各边缘与弧形结构的出料门及出料门7运动轨迹配合封闭，因此出料口的各边缘位于不同高度，出料门开启，出料口导通时，率先从出料口竖直位置最低的一侧开始导通，即出料门率先旋转离开出料口最低的一侧边缘。
24.高速粘结性物料大流量连续称重计量的控制机构需能够满足在大流量不间断的工况下，物料流经的各控制机构的通道要求绝对流畅，流通的平均速度大于输料要求，不会因粘结性物料流动性很差而在机构瞬间关闭时粘结起拱堵塞，致使物料经过的控制通道由于物料粘结阻滞而堵塞无法工作，从而造成机器故障。
25.物料高速输送不间断精确计量设备根据以上的技术要求，设计的控制机构的料门和相关配合的物料通道在打开时，物料在通道中完全悬空通过，不与任何接触面产生接触，
这种控制料门由于在关闭过程中，对物料结块有剪切破碎效果，同时在接近完全关闭时还有挤出效应，因此具有这种设计特点的料门在进料口上面完全被物料封堵的情况下也开关自如，能满足了高速粘结性物料连续称重计量对计量设备的技术要求。在大流量不间断的工况下，各机构控制动作能够到位，不会因物料的不间断下落而出现卡塞现象。
26.本发明在用于储存物料的缓冲料仓内设置两个同样规格的出料口，两个出料口交替下料，应用于物料分批次、分规格的计量运输过程，能够实现高速物料的连续下料计量，节约时间、提高效率。同时由于不断更换出料口，能够避免由于缓冲仓内的物料堆积夯实造成的难以顺利下料的问题。
27.在一个实施例中，所述料门轴8转动连接在缓冲料仓的壳体上，料门轴8平行于出料门7弧形结构的轴向设置，料门轴8与出料门7固定连接并带动出料门同步旋转。
28.基于上述技术方案，需要说明的是，出料门7由用于封堵出料口的外凸弧形板和连接弧形板的支撑架组成，支撑架由弧形板两侧向中心逐渐收缩靠近，两侧支撑架形成交线，料门轴8连接在交线位置，通过两侧支撑架带动外凸弧形板旋转。
29.进一步地，每个出料门7通过一套独立的驱动装置进行驱动，所述驱动装置包括驱动摇杆9、连杆10、慢进料气缸11和快进料气缸12，驱动摇杆9的一端与料门轴8固定连接，驱动摇杆9另一端受驱动力作用进行转动，从而带动料门轴8以及与料门轴固定连接的出料门7旋转；所述连杆10的一端与缓冲料仓1的壳体铰接，连杆10的另一端与慢进料气缸11的伸缩杆铰接，慢进料气缸11的气缸座与缓冲料仓1的壳体铰接，所述快进料气缸12的伸缩杆与连杆10中部铰接，快进料气缸12的气缸座与驱动摇杆9受驱动力作用的一端铰接；所述慢进料气缸11的伸缩杆收缩和/或快进料气缸12的伸缩杆伸长，出料门7打开；所述慢进料气缸11的伸缩杆伸长和/或快进料气缸12的伸缩杆收缩，出料门7关闭。
30.基于上述技术方案，需要说明的是，装置停机时，出料门7关闭，接收到命令快速下料时，出料门7完全打开，快进料气缸12伸缩杆伸长，带动所述驱动摇杆9转动到极限位置，此时慢进料气缸11处于缩回状态，出料门7完全打开，快速下料；当流通的物料逐渐接近单套送料计量机构的预定值时，快进料气缸12伸缩杆收缩，出料门7大部分关闭，处于慢进料状态。
31.本实施例中的的慢进料气缸11和快进料气缸12可以采用公知常识中其他能够实现相应功能的伸缩机构进行替代，如具有相应伸缩驱动功能的液压油缸或电动伸缩杆。
32.在一个实施例中，两套送料计量机构的出料口3对称设置在缓冲料仓1的底部，两个出料口3侧壁倾斜设置，两个出料口3之间所形成的角度为锐角；确保两个出料口3均处于缓冲料仓1底部并与缓冲料仓1的空间形成流畅的下料通道，避免形成物料堆积。两个出料口3对称的设置，便于确保出料门7开度相同时，两个出料口3的流量相同。
33.在一个实施例中所述缓冲料仓1由若干倾斜的侧壁围合形成，缓冲料仓1的截面积自上而下依次减小。缓冲料仓1为上宽下窄的锥形且上下均为开放设置，便于物料的流通。
34.在一个实施例中，所述出料门在旋转过程中，出料门7上首先与出料口3形成开启通道的一侧，设置有流量控制槽（图中未显示），出料门完全关闭状态下，流量控制槽旋转至出料口3外。
35.基于上述技术方案，料斗5内物料接近预定值时，出料门7逐渐关闭，初始时物料通过出料门和流量控制槽共同下料，直至出料门边缘与出料口率先下料的一侧边缘重合，物
料单独通过流量控制槽进行下料，料斗内物料达到预定值后，继续旋转出料门，流量控制槽越过出料口，进入出料口率先下料的一侧边缘的下方，出料门将出料口完全封闭。
36.在一个实施例中，所述料斗5顶部敞开设置，用于接收出料口3输送的物料，所述卸料门7设置在料斗5底部，卸料门7打开后，物料通过重力作用下落；所述卸料门7为分体式结构，两个对开门结构半卸料门通过合页连接在料斗5底端的两侧，卸料门7连接卸料气缸13，通过卸料气缸13的伸缩控制卸料门7的打开或关闭；所述卸料气缸13安装在料斗5内，卸料气缸13伸缩杆的端部垂直设置有平衡杆14，平衡杆14的两端分别铰接一个卸料杆15，两个卸料杆15的另一端分别与两个半卸料门铰接；卸料气缸13的伸缩杆伸长，两个半卸料门从中间打开进行卸料，卸料气缸13的伸缩杆收缩，两个半卸料门将料斗底部封闭。
37.在一个实施例中，所述称重模块设置在料斗5上部，每个料斗上部均匀设置有三个称重模块，称重模块设置于料斗5与主机架2之间，所述称重模块为称重传感器6，称重传感器6将称重信号传递给称重处理器。在本实施例中，称重传感器采用了梅特勒-托利多的mmss-550称重模块。
38.本发明的设备上部为进料控制机构，分为出料口3及缓冲料仓总成1、a组出料门、b组出料门、a组出料门驱动机构和b出料门驱动机构等几部分组成，ab各出料门交替工作，实现不间断计量的要求，同时各出料门的驱动机构在称重控制器的控制下能够调节进料速度，达到精确计量的效果。
39.设备下部为称重计量部分，分为a料斗与b料斗两部分，各料斗下部为卸料门，中部为控制卸料门开闭的卸料气缸及相关机械结构，各料斗上部分别安装有三个称重模块。
40.称重模块设置于料斗5与主机架2之间，称重信号送入各自的称重控制器，两台称重控制器与中央控制器及触摸屏等电器控制部分设置于设备主控箱中。整机设备参见图1。在本实施例中，称重控制器选用了托利多的b520。需要说明的是，图4中的称重仪表是称重控制器，就是带有功能显示和重量显示的称重控制器。
41.物料高速输送不间断精确计量设备的控制系统是利用两套称重控制机械机构交替工作而实现流体物料不间断计量并输送。每一套称重机构都受中央控制器的统一指挥。
42.各送料计量机构的称重模块把料斗5里面物料的重量信号传到称重控制器进行处理，当重量远远小于设定值时，中央控制器输出快进料信号，出料门4全开高速下料，当重量接近设定值时，中央控制器输出慢进料信号，出料门4关闭一部分，下料速度变慢，当重量达到设定值时，中央控制器关闭快慢进料信号，出料门4全部关闭停止下料，中央控制器同时输出卸料信号，卸料气缸13伸缩杆伸出，卸料门7打开进行卸料。
43.基于上述技术方案，需要说明的是，开始输出慢进料信号时的重量的设定值没有具体标准，现场调试时要根据物料流速结合误差来调试，能达到精确度即可。
44.具体工作流程为：当机器处于停止状态时，所有出料门4和卸料门7都处于完全关闭状态，机器随时准备能够进入工作状态，出料门4状态如图2所示。
45.按下启动按键设备运行后，假设a组送料计量机构首先启动，这时a称重控制器输出快进料信号，快进料气缸12伸缩杆伸出，慢进料气缸11处于缩回状态，a组出料门4完全打开，物料高速进入a组料斗5，而b组出料门处于完全关闭状态，如图3所示。
46.当a组料斗内物料重量接近单秤设定值时，a称重控制器关闭快进料信号，快进料气缸12缩回，出料门4大部分关闭处于慢进料状态。当a租送料计量机构慢进料完成计量完
毕时，a称重控制器输出卸料信号，a秤卸料气缸13伸出，打开卸料门7卸料，a秤卸料完毕后关闭卸料门7，然后会自动去皮清零进入等待状态，而此时b秤打开进入工作状态。
47.反之，按下启动按键设备运行后，假设b组送料计量机构首先启动，重复上述过程，只是a组送料计量机构与b组送料计量机构进行了互换。如此周而复始就实现了物料高速输送过程中的不间断精确计量。每一套称重模块的每一次称重结果都轮流送入中央控制器，并由中央控制器计算出实时输送的物料重量，然后把实时结果显示传送和记录。
48.在一个实施例中，所述称重模块把料斗里面物料的重量信号传到称重处理器，称重处理器将重量信号传到中央处理器，并由中央控制器计算出实时输送的物料重量，然后把实时结果显示传送和记录，中央处理器根据物料重量控制慢进料气缸、快进料气缸和卸料气缸动作。
49.本发明的连续送料计量系统的出料门3具有物料在通道中完全悬空通过，不与任何接触面产生接触的特征，并且这种控制料门由于在关闭过程中，对物料结块有剪切破碎效果，在接近完全关闭时还有挤出效应，因此该设备具有出料口在完全被物料封堵的情况下也能开关自如，物料在机器内部做到了快进快出，满足了高速粘结性物料在连续称重计量时怕在缓存料仓和料门通道中粘接堵塞的技术要求。
50.本发明的连续送料计量系统具有物料输送同进同出的能力，因而不需要过大的缓冲料仓，使设备大大减小了体积和重量，大大减少了使用
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高速输送不间断精确计量
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这种类型设备所需要的辅助设备和难度，使该设备更容易适应如散料装船、散料装火车等大型作业的环境。比如散装火车时，需要在15分钟给一节车厢装满60吨货物，相当于一分钟装四吨货，一般的双料仓系统就需要做两个能容纳几吨货物的料仓，体积和重量根本接受不了，高度也因要做到很高而需要提升机等类型设备配合，最关键的是有些粘接性物料在这么大的料仓中已经堵塞无法输送，而使用本技术原理制造的设备却能很好的满足在15分钟装满一节60吨车厢的要求，体积和重量也合理，不需要其他辅助设备。
51.以上列举的仅是本发明的最佳实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。