粉状物料动态计量装置的研制

《粉状物料动态计量装置的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据粉状翰料动态计量登置的矾镧木但斌斌，周鼎，林又红，李志红(武汉科技大学机械自动化学院)摘要：在建设工程的生产过程或工艺流程中，对各种粉状物料称重技术的要求愈来愈高。研制出适合我国国情的粉状物料动态计量装置，实现粉状物料的纯动态计量，该计量装置结构稳定可靠、性价比高，单次计量与累计计量的计量精度能同时达到国家标准。关键词：粉状物料；动态；计量装置由于粉状物料粒度细、容重小、流动性强、易扬尘和跑料冲料，而且受水分、温度、压力、充气状态的影响较大，给计量和控制带来困难。目前，对粉状物料的称重计量一般有动态和静态两种计量方法。对于水泥等固态粉状物料，要想提高计量速度，其容器容量必须加大，故使设

2、备结构笨重，操作较为不便，况且水泥作为建筑材料用量相当大，静态计量就显得不可取。动态计量是一种快速计量，要实现固态粉状物料的动态计量，就要有体积小、计量速度快的计量装置。但目前的计量设备虽能满足累计计量精度不大于±1％的要求，却不能满足我国水泥计量标准中的单次计量精度±2％的要求。为满足粉状物料计量的需要，研制了一种粉状物料动态电子计量装置，该装置的单次计量和累计计量精度同时符合国家标准。l设计原理要将粉状物料的计量实现像流体一样的动态计量，前提是粉状物料的密实度要像流体一样是一个常数，而粉状物料的密实度系数通常情况下不是一个常量，以水泥为例，其密实度系数为0．53～1t／m3、自然堆重比为0

3、．9～1．7t／m3。因此要利用粉状物料的流动性实现粉状物料计量像加油站油品计量一样的连续动态计量难度很大。目前，国内外用于粉状物料动态计量的装置一般采用称重传感器进行静态称重，利用其密度进行连续高速度的质量计量。针对建设工程中存在的计量问题，经过多年探索和大量的试验研究，总结分析了各种不同成分水泥及其它粉状物料的自然密度与密实后密度的特点，从中发现：虽然粉状物料的自然密度因种类不同而差异很大，但经密实后它们都有一个稳定的相对极限点。例如，黏土在经特殊捣实设备捣实8次后，密实度系数可达到99％，捣实10次可达99．1％，捣实12次达99．2％，但捣实14次后其密实度系数仍为99．2％，且以后再

4、增加捣实次数对这一数值的影响已基本不大。与黏土的性质相似，虽然各种成分水泥的自然堆重比因种类不同而有较大的差异，但密实后各种水泥的堆重比的极限值都趋近于1．7t／ms。根据这一发现，提出了被压实后的粉状物料的密实度系数接近于一个相对常量，可以像流体一样利用体积来计量其质量的理论，并据此对粉状物料用相对经济的手段进行特殊处理，使它们的密实度系数成为稳定的相对常量，成功地研制出如图1所示的动态计量装置，该装置可在全密封系统内进行连续动态的计量。图1散装水泥动态自动计量装置实物图2动态计量装置的工作原理与关键结构该粉状物料动态计量装置的工作原理是：将从料仓(工地移动罐等)流出的粉状物料(特别是散装}

5、基金项目：国家科技部科技型中小企业创新基金资助项目(05C26213700969)；国家重点新产品项目(2005ED740033)作者简介：但斌斌(1970一)，男，湖北鄂州人，硕士，副教授，研究方向：机械设计理论及制造业信息化。一12—万方数据水泥)输送至计量装置进料系统，经过机械正负反馈系统(克服料仓内粉状物料量的多少对出口量不均匀的影响)、高频微振系统、纵横向挤压仓、恒压仓、恒压门、强迫式卸料机构等，使流出来的粉状物料的密实度系数(容重)成为一个相对常数，再采用光控扫描计量输出的体积值，由电脑计算出粉状物料的质量，并显示或打印单次计量和累计计量的具体数据。动态计量装置的工作流程如图2所示

6、。厂毽噩噩母墨一

7、强迫式卸辩机构I’l仓、恒压仓11t

8、黼素毳卜—一诱．鼗藉印l扫描系统广————]诱‘量显示、打印I图2工作流程图2．1主体结构动态计量装置的结构图如图3所示。123456789101．电动机2．计算机控制系统3．传动系统4．隔离板5．自动恒压伸缩机构6．恒压门7．阻力网8．壳体9．绞龙推进器10．进料口11．微振系统电动机12．微振系统的传动系统13．光电传感器14．高频微振装置15．机械正负反馈系统16．纵横向挤压仓17．恒压仓18．出料口19．摇摆恒压压杆图3动态计量装置结构简图2．2关键结构设计2．2．1进料口设计由于与粉状物料动态计量装置配套的水泥移动罐等料仓下料口

9、一般是圆锥角为70。的圆锥体，而圆锥体下料口最容易在水平方向和垂直方向上对粉状物料形成推拱应力，造成水泥下料不均匀，不能保证计量装置中的正常供料。为解决此问题，通过多次研究试验，决定改变下料口和计量装置进料口的形状，将两接口设计成“长圆形”，在长轴的中点对水平方向的推拱应力形成破坏点，来保证下料以持续“雪崩”的形式进行，进而保证计量系统能够“吃饱”。从试验结果来看，这一设计基本上克服了下料口对物料