CN101530756A - 智能化实时配比自动控制连续搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，包括将原料传送到搅拌机的原料输送带以及将搅拌机搅拌好的成品料传送到目的地的成品料输送带，搅拌机的开口的上方设有药剂喷出管，药剂喷出管通过加药计量泵与贮药罐的药剂输出管相连，原料输送带上设有电子皮带秤，电子皮带秤和搅拌机之间的这段原料输送带的上方设有电动干粉加料器，电子皮带秤、加药计量泵、电动干粉加料器与PLC可编程控制器电连接，PLC可编程控制器再与计算机电连接。本发明根据原煤的即时流量，配比药剂、干粉和水并进行搅拌，配比精确，搅拌均匀且不间断，能连续地提供搅拌好的成品料，无需改变用煤单位原来的生产流程，满足大型用煤单位连续生产的要求。

Description

智能化实时配比自动控制连续搅拌系统

技术领域

本发明涉及一种智能化实时配比自动控制连续搅拌系统。

背景技术

随着经济和社会的发展，节能减排已经成为我国当前经济社会发展的一项重要而紧迫的任务，用煤单位的节能减排也迫在眉睫。目前市场上出现了一些节煤添加剂，一般都是通过手工喷洒节煤添加剂或者通过铲车配合搅拌、水泥搅拌设备搅拌节煤添加剂到原煤，从而达到节煤的目的。这种搅拌方法和搅拌装置，都需要先将一定重量的原煤放入搅拌机，再配比相应的节煤添加剂到搅拌机，搅拌后再提供使用。等搅拌机空了后才能进行第二次搅拌，所以不能连续搅拌，也不能连续地提供搅拌好的成品料，同时配料不均匀、搅拌效果不好，不能满足大型用煤单位连续生产的要求，增加了节煤产品的推广难度。

发明内容

本发明主要解决原有的搅拌装置不能连续不停地搅拌，不能连续地提供搅拌好的成品料的技术问题；提供一种能连续不停地搅拌，实现实时配比，连续地提供搅拌好的成品料，不改变用煤单位原来的生产流程，满足大型用煤单位连续生产的要求的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括将原料传送到搅拌机的原料输送带以及将搅拌机搅拌好的成品料传送到目的地的成品料输送带，所述的搅拌机的开口的上方设有药剂喷出管，药剂喷出管通过加药计量泵与贮药罐的药剂输出管相连，所述的原料输送带上设有电子皮带秤，所述的电子皮带秤和搅拌机之间的这段原料输送带的上方设有电动干粉加料器，电子皮带秤、加药计量泵、电动干粉加料器与PLC可编程控制器电连接，PLC可编程控制器再与计算机电连接。电子皮带秤秤出原料(原煤)输送带上流过的实时的原料的重量，并将这个重量信号传输给PLC可编程控制器，再由PLC可编程控制器传给计算机，计算机根据预先设定的原料和药剂、干粉的配比值，输出相应的需加药剂量(节煤添加剂)的信号及需加干粉量的信号给PLC可编程控制器，再由PLC可编程控制器输出控制信号给加药计量泵、电动干粉加料器，使加药计量泵、电动干粉加料器输出与该时刻原料输送带上的原料相配比的药剂量、干粉量，实现原料和药剂、干粉的实时精确配比。原料、干粉通过原料输送带投入到搅拌机内，药剂由药剂喷出管喷淋到搅拌机内，搅拌好的成品料通过搅拌机的输出口投到成品料输送带上，再由成品料输送带运往需要使用成品料的目的地。实现实时连续配比，实时连续搅拌，不间断地提供搅拌好的成品料，不改变用煤单位原来的生产流程，满足大型用煤单位连续生产的要求，节省了大量人力、物力，有利于节煤添加剂的推广和应用。而且配比精确度高，搅拌均匀。

作为优选，所述的原料输送带上方设有原料红外水份探头，原料红外水份探头与所述的PLC可编程控制器电连接，PLC可编程控制器再与连通贮水罐和搅拌机的加水计量泵电连接。原料红外水份探头测出原料(原煤)的含水量，并把该信号传输给PLC可编程控制器，再由PLC可编程控制器传给计算机，计算机将该值与预先设定的原煤标准含水量比对，经过计算和处理，再发出信号给PLC可编程控制器控制加水计量泵，调节由贮水罐输送到搅拌机的加水量。实现实时精确配比加水。

作为优选，所述的加水计量泵的输出管与所述的加药计量泵的输出管连通。从加水计量泵输出的水和从加药计量泵输出的药剂汇合后一起通过药剂喷出管喷淋到搅拌机内。进一步确保原料、药剂、水三者配比精确、搅拌均匀。

作为优选，所述的成品料输送带上方设有成品料红外水份探头，所述的成品料红外水份探头与所述的PLC可编程控制器电连接。成品料红外水份探头测得搅拌后的成品料(混合了节煤添加剂的煤料)的含水量，并把该信号传输给PLC可编程控制器，再由PLC可编程控制器传给计算机，计算机将该值与预先设定的成品料标准含水量比对，经过计算和处理，输出信号给PLC可编程控制器控制加水计量泵，调节水份的喷洒量，从而调节成品料的含水量，使之达到燃烧的最佳效果。

作为优选，所述的贮药罐的药剂输入管道通过化工泵连通药剂桶，所述的药剂桶内设有成份分析仪，成份分析仪与所述的PLC可编程控制器电连接，PLC可编程控制器再与所述的化工泵电连接。通过成份分析仪对药剂桶内的药剂的主要成份进行识别，并通过PLC可编程控制器将这些识别信号输送给计算机，计算机与预先设定的标准药剂成份进行比对，若符合，则输出控制信号启动化工泵，使药剂桶内的药剂灌输到贮药罐内。杜绝不符合要求的药剂作为添加剂流入贮药罐，确保加灌到贮药罐内的药剂符合要求，保证生产顺利进行。

作为优选，所述的贮药罐底部连接有吸出管道，吸出管道经循环泵通过管道与设于贮药罐下部的带多个高压喷嘴的环状循环管连通，所述的循环泵与所述的PLC可编程控制器电连接。PLC可编程控制器控制循环泵工作，使吸出管道从贮药罐吸进药剂，再通过管道从循环管上的高压喷嘴喷到贮药罐内，形成一个循环回路，确保贮药桶内的药剂混合均匀，避免沉淀物的产生。

作为优选，所述的贮药罐的吸出管道、药剂输出管还与管道清理泵的输出管相连，管道清理泵的输入管从贮药罐侧壁中部位置接入并连通贮药罐。当贮药罐停用了一段时间又需要启用时，贮药罐内的沉淀物会堵塞吸出管道和药剂输出管。这时启动管道清理泵，使贮药罐内因沉淀分离出的位于上层的水通过管道清理泵的输入管吸入，再通过管道清理泵的输出管喷入贮药罐的吸出管道和药剂输出管，再喷进贮药罐内，起到冲散沉淀物、冲洗各管道口的作用。

作为优选，所述的搅拌机包括横向设置于搅拌机槽体内且互相平行的主轴和辐轴，搅拌机槽体的横截面呈“W”，其底部为双圆弧形，两轴的端头均设有齿轮，两齿轮相啮合，有若干叶片按螺旋线设置在所述的主轴、辐轴上，两螺旋线盘旋方向相反，主轴上的叶片和辐轴上的叶片的外缘在轴向上有重合部分H；所述的主轴连接于与电动机相连的减速器上，所述的搅拌机槽体的底部且靠近搅拌机槽体端头处设有成品料输出口，所述的原料输送带的输出口、药剂喷出管位于所述的搅拌机槽体的另一端的上方。由电动机通过减速器带动主轴旋转，再通过齿轮的啮合，带动辐轴旋转。搅拌机槽体一端投入原料、药剂，经主轴、辐轴的旋转，带动叶片搅拌，使原料和药剂被搅拌的同时被推向搅拌机槽体的另一端，搅拌后的成品料从搅拌机槽体底部的成品料输出口流出，正好投入到成品料输送带上。确保成品料输出口一侧的搅拌机槽体高于另一侧的倾斜安装或搅拌机槽体水平安装都能实现边搅拌边输送，且搅拌均匀，类似输送带，不间断地提供搅拌好的成品料。

作为优选，所述的每片叶片的叶面内凹，内凹面由两个半径不同的弧面光滑连接而成，其中一段弧面的切线与螺旋线形成的夹角α为16°～20°，另一段弧面的切线与螺旋线形成的夹角β为10°～14°。进一步确保叶片在旋转中能产生更大的向成品料输出口的推动力。

本发明的有益效果是：通过电子皮带秤获得原料输送带上即时的原料重量，通过红外水份探头测得原料输送带、成品料输送带上原料、成品料的含水量，这些信息通过PLC可编程控制器汇总到计算机后，计算机经过计算、处理，确定即时的加药量、加干粉量、加水量，发出信号控制加药计量泵、电动干粉加料器、加水计量泵，使药剂(节煤添加剂)、干粉和水适量、适度、适时地加入原料(原煤)中进行搅拌，配比即时且精确，搅拌均匀且不间断，连续地提供搅拌好的成品料，无需改变用煤单位原来的生产流程，满足大型用煤单位连续生产的要求，有利于节煤添加剂的推广，达到节能减排的目的。

附图说明

图1是本发明的一种系统连接框图。

图2是本发明的一种系统结构示意图。

图3是本发明的贮药罐的一种结构示意图。

图4是本发明的搅拌机的一种俯视结构示意图。

图5是图4的A向剖视示意图。

图6是图4中叶片外缘的M向示意图。

图中1.原料输送带，2.成品料输送带，3.搅拌机，4.药剂喷出管，5.加药计量泵，6.贮药罐，7.电子皮带秤，8.PLC可编程控制器，9.计算机，10.原料红外水份探头，11.贮水罐，12.加水计量泵，13.成品料红外水份探头，14.化工泵，15.药剂桶，16.成份分析仪，17.电动干粉加料器，61.吸出管道，62.循环泵，63.高压喷嘴，64.循环管，65.药剂输出管，66.管道清理泵，67.药剂输入管，31.搅拌机槽体，32.主轴，33.辐轴，34.齿轮，35.叶片，36.减速器，37.成品料输出口，38.电动机，39.料斗，40.螺旋线。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，如图2所示，包括将料斗39卸下的原料(原煤)传送到搅拌机3的原料输送带1、将搅拌机搅拌好的成品料传送到目的地的成品料输送带2以及搅拌机3、控制柜。控制柜上安装有贮药罐6(内存节煤添加剂)、贮水罐11，控制柜内安装有加药计量泵5、加水计量泵12、PLC可编程控制器及各种连接管路、连接线路，控制柜侧面安装有计算机9及各种仪表。搅拌机槽体31一侧的底部开有成品料输出口37，正好位于成品料输送带2的上方，原料输送带1的输出口、药剂喷出管4位于搅拌机槽体31的另一侧的上方。原料输送带1上安装有电子皮带秤7，电子皮带秤7和搅拌机3之间的这段原料输送带1的上方安装有电动干粉加料器17。原料输送带1上方安装有原料红外水份探头10。成品料输送带2上方安装有成品料红外水份探头13。如图1所示，图中虚线箭头线为电连接线，贮药罐6的药剂输入管道通过化工泵14连通内部安装有成份分析仪16的药剂桶15，贮药罐6的药剂输出管65与加药计量泵5相连，贮水罐11的输出管道与加水计量泵12相连，加水计量泵12的输出管与加药计量泵5的输出管连通汇合后再接药剂喷出管4。计算机9与PLC可编程控制器8电连接，进行双向信号传输；电子皮带秤7、原料红外水份探头10、成品料红外水份探头13、成份分析仪16与PLC可编程控制器8电连接，将获得的信号输送给PLC可编程控制器8；PLC可编程控制器8又与加药计量泵5、加水计量泵12、电动干粉加料器17、化工泵14电连接，将计算机送来的控制信号转发给加药计量泵5、加水计量泵12、电动干粉加料器17、化工泵14。

如图3所示，本实施例的贮药罐6底部连接有吸出管道61、药剂输出管65，贮药罐6肩部伸入有药剂输入管67。吸出管道61经循环泵62通过管道与安装于贮药罐下部的环状循环管64连通，循环管64上连接有多个开口朝下的高压喷嘴63。吸出管道61、药剂输出管65还与管道清理泵66的输出管相连，管道清理泵66的输入管从贮药罐6侧壁中部位置接入并连通贮药罐6。循环泵62、管道清理泵66均与PLC可编程控制器8电连接。

如图4、图5所示，本实施例的搅拌机3包括横向设置于搅拌机槽体31内且互相平行的主轴32和辐轴33，搅拌机槽体31的横截面呈“W”，其底部为双圆弧形，两轴的端头均安装有齿轮34，两齿轮相啮合，有若干叶片35按螺旋线设置在主轴32、辐轴33上，两螺旋线盘旋方向相反，主轴32上的叶片和辐轴33上的叶片的外缘在轴向上有重合部分H，每360°的螺旋线上分布有八片叶片35，所有叶片35的根部相连、顶部分离，叶片的根部在主轴32、辐轴33上分别形成一条连续的螺旋线40，如图6所示，每片叶片35的叶面内凹，内凹面由两个半径不同的弧面光滑连接而成，其中一段弧面的切线与螺旋线40形成的夹角α为18°，另一段弧面的切线与螺旋线40形成的夹角β为12°。主轴32连接于设于搅拌机槽体一侧的与电动机38相连的减速器36上。

工作过程：

加药控制：电子皮带秤把原料输送带上即时流过的原煤重量信息反馈给PLC可编程控制器，再由PLC可编程控制器传给计算机，计算机根据预先设定的原煤和药剂、干粉(节煤添加剂)的配比值，输出信号给PLC可编程控制器，再由PLC可编程控制器输出控制信号给加药计量泵、电动干粉加料器，通过加药计量泵控制喷淋到搅拌机的药剂的量，通过电动干粉加料器控制加到原料中的干粉量，实现原煤和药剂、干粉的即时精确配比。

加水控制：通过原料红外水份探头把原料输送带上即时流过的原煤含水信息反馈给PLC可编程控制器，通过成品料红外水份探头把成品料输送带上的成品料(混合了节煤添加剂的煤料)的含水信息也反馈给PLC可编程控制器，再由PLC可编程控制器传给计算机，计算机综合即时原煤含水量、添加的节煤添加剂和搅拌后的成品煤含水量情况，经过计算和处理，再发出信号给PLC可编程控制器控制加水计量泵，通过加水计量泵控制喷淋到搅拌机的水量，实现即时精确配比加水，从而保证搅拌后的成品煤有适合的干湿度，达到最佳燃烧效果。

当贮药罐内的药剂减少需要添加时，成分分析仪对药剂桶内的药料的主要成分进行分析，并把信息通过PLC可编程控制器传送给计算机，计算机将该信息与预先设定的标准成分情况进行对比，若符合，则输出控制信号启动化工泵，使药剂桶内的药剂灌输到贮药罐内。杜绝不符合要求的药剂作为节煤添加剂流入贮药罐，确保加灌到贮药罐内的节煤添加剂符合要求，保证生产顺利进行。

独特的贮药罐循环回路设计，使吸出管道、循环泵、循环管形成一个循环回路，确保贮药桶内的药剂混合均匀，避免沉淀物的产生。另一方面，当贮药罐停用了一段时间又需要启用时，贮药罐内的沉淀物会堵塞吸出管道、药剂输出管。这时启动管道清理泵，使贮药罐内因沉淀分离出的位于上层的水通过管道清理泵的输入管吸入，再通过管道清理泵的输出管喷入贮药罐的吸出管道和药剂输出管，再喷进贮药罐内，起到冲散沉淀物、冲洗各管道口的作用。

独特的搅拌机设计，确保搅拌机水平安装或输出端高于输入端的倾斜安装都能实现边搅拌边输送，搅拌机相当于替代了一段输送带，不间断地提供搅拌好的成品料。

本系统的计算机控制界面人机对话直观，能实时显示整个系统的工作状态，操作方便。系统还可配备远程控制软件，通过公网，可以实现远程开关机、监控、操作、数据传输、打印等功能，足不出户，就可以了解节煤添加剂使用情况。同时通过系统还可了解即时和历史数据，为管理者提供参考，及时了解设备的运行情况，便于排除设备运行过程中存在的故障和问题。

本系统能自动地将节煤添加剂和水适量、适度、适时地加入原煤中进行搅拌，配比即时且精确，搅拌均匀且不间断，连续地提供搅拌好的成品煤，无需改变用煤单位原来的生产流程，满足大型用煤单位连续生产的要求，有利于节煤添加剂的推广应用，达到节能减排的目的。本发明也可应用于饲料生产、粮食加工、物品包装、化工、建材(如水泥生产、玻璃生产)等领域。

Claims (9)

1.一种智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于包括将原料传送到搅拌机(3)的原料输送带(1)以及将搅拌机搅拌好的成品料传送到目的地的成品料输送带(2)，所述的搅拌机(3)的开口的上方设有药剂喷出管(4)，药剂喷出管(4)通过加药计量泵(5)与贮药罐(6)的药剂输出管(65)相连，所述的原料输送带(1)上设有电子皮带秤(7)，所述的电子皮带秤(7)和搅拌机(3)之间的这段原料输送带(1)的上方设有电动干粉加料器(17)，电子皮带秤(7)、加药计量泵(5)、电动干粉加料器(17)与PLC可编程控制器(8)电连接，PLC可编程控制器(8)再与计算机(9)电连接。

2.根据权利要求1所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于所述的原料输送带(1)上方设有原料红外水份探头(10)，原料红外水份探头(10)与所述的PLC可编程控制器(8)电连接，PLC可编程控制器(8)再与连通贮水罐(11)和搅拌机(3)的加水计量泵(12)电连接。

3.根据权利要求2所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于所述的加水计量泵(12)的输出管与所述的加药计量泵(5)的输出管连通。

4.根据权利要求2所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于所述的成品料输送带(2)上方设有成品料红外水份探头(13)，所述的成品料红外水份探头(13)与所述的PLC可编程控制器(8)电连接。

5.根据权利要求1或2所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于所述的贮药罐(6)的药剂输入管道通过化工泵(14)连通药剂桶(15)，所述的药剂桶(15)内设有成份分析仪(16)，成份分析仪(16)与所述的PLC可编程控制器(8)电连接，PLC可编程控制器(8)再与所述的化工泵(14)电连接。

6.根据权利要求1所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于所述的贮药罐(6)底部连接有吸出管道(61)，吸出管道(61)经循环泵(62)通过管道与设于贮药罐(6)下部的带多个高压喷嘴(63)的环状循环管(64)连通，所述的循环泵(62)与所述的PLC可编程控制器(8)电连接。

7.根据权利要求1或6所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于所述的贮药罐(6)的吸出管道(61)、药剂输出管(65)还与管道清理泵(66)的输出管相连，管道清理泵(66)的输入管从贮药罐(6)侧壁中部位置接入并连通贮药罐(6)。

8.根据权利要求1所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于所述的搅拌机(3)包括横向设置于搅拌机槽体(31)内且互相平行的主轴(32)和辐轴(33)，搅拌机槽体(31)的横截面呈“W”，其底部为双圆弧形，两轴的端头均连接有齿轮(34)，两齿轮相啮合，有若干叶片(35)按螺旋线设置在所述的主轴(32)、辐轴(33)上，两螺旋线盘旋方向相反，主轴(32)上的叶片和辐轴(33)上的叶片的外缘在轴向上有重合部分H；所述的主轴(32)连接于与电动机(38)相连的减速器(36)上，所述的搅拌机槽体(31)的底部且靠近搅拌机槽体(31)端头处设有成品料输出口(37)，所述的原料输送带(1)的输出口、药剂喷出管(4)位于所述的搅拌机槽体(31)的另一端的上方。

9.根据权利要求8所述的智能化实时配比自动控制连续搅拌系统，其特征在于每片叶片(35)的叶面内凹，内凹面由两个半径不同的弧面光滑连接而成，其中一段弧面的切线与螺旋线形成的夹角α为16°～20°，另一段弧面的切线与螺旋线形成的夹角β为10°～14°。

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