CN102288240A

CN102288240A - 一种重力旋翼式固体质量流量计量系统

Info

Publication number: CN102288240A
Application number: CN 201110192707
Authority: CN
Inventors: 张万璐; 赵奕奕; 杜文伟; 李景仪; 张穹希; 彭啸
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: CN102288240B

Abstract

本发明公开了一种重力旋翼式固体质量流量计量系统，包括过料装置、称量装置以及控制装置，所述控制装置检测过料装置的过料量，根据检测结果控制称量装置关闭进料，进行卸料。本发明提供的计量系统简便耐用，精度较高，有利于进行节能管理、节能监测和节能测试。

Description

一种重力旋翼式固体质量流量计量系统

技术领域

本申请属于计量领域，特别是涉及一种用于固体散料质量测量的重力旋翼式固体质量流量计量系统。

背景技术

我国从1986年开展节能监测工作以来，经过多年实践，证明了实行节能监测是强化节能降耗的一项重要措施。为了使节能监测工作进一步细化、量化和具体化，使之具有可操作性，必须具有公证性和强制性，除了要制定一整套监测的程序、规范和和方法以外，还必须要有严格科学的技术手段来保证监测标准的实行。一般说来，在常规的容量小于20t/h的工业锅炉的节能监测和测试中，煤炭的供应量是节能测量仪表的难点之一。依据传统的做法是采用磅秤称量，这种方法虽然精度较高，但要求一定的场地和输运条件，耗费大量的人力物力，不可能在日常监测中长期使用，只可能在短期测试监测中使用。用皮带秤称量，由于场地和成本的限制又不太实际，故开发一种价格相对低廉，使用相对简单，安装相对方便的工业锅炉进煤称量装置十分必要。

发明内容

为了解决现有技术无法进行长期计量检测、检测精度低的问题，本发明提供一种简便耐用，精度较高的计量装置，有利于进行节能管理、节能监测和节能测试。特别是满足国标GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求，有利于加强企业的能源量化管理。

本发明公开了一种重力旋翼式固体质量流量计量系统，包括过料装置、称量装置以及控制装置，其特征在于：所述控制装置检测过料装置的过料量，根据检测结果控制称量装置关闭进料，进行卸料。

进一步，所述过料装置包括上料斗、设置在上料斗下部的整流器、叶轮仓、叶轮以及下料斗，所述叶轮共有四叶，为凹状曲面形。

进一步，所述称量装置包括：穿过叶轮仓支撑叶轮的滑块，与滑块相连的连杆以及与连杆相连的闸板，连杆由固定铰链固定在炉前钢梁上，所述闸板用于关闭进料口。

进一步，所述控制装置包括：荷重传感器、计算机、继电器以及电磁吸铁，荷重传感器安装在滑块上，荷重传感器检测叶轮的承重，向计算机发出信号；计算机根据荷重传感器发送的信号，控制整流器的开闭，同时控制继电器动作，继电器控制电磁吸铁带动滑块的动作。

进一步，叶轮的每次转动都将一脉冲信号输入计算机，计算机通过输入的脉冲信号计算物料的通过质量。

进一步，所述称量装置还包括与滑块相连的阻尼器，阻尼器包括滑塞，在滑塞的空腔内装有阻尼弹簧和阻尼油。

进一步，在阻尼器上安装有刻度盘，在刻度盘上安装有旋阀。

进一步，所述叶轮的材质为镍铬不锈钢，厚度为5mm。

进一步，所述连杆的长度为叶轮半径的1.5倍。

进一步，在闸板上安装有调隙阀，通过调隙阀螺旋压入或退出，调节闸门的密封程度。

国家有关部门对能源计量十分重视，并认为能源计量是“节能减排“量化管理的关键环节，占全国煤量总消耗近1/3的工业锅炉的耗煤量的计量尤显重要。本发明适用于工业锅炉的上煤计量及各种连续的物料配比计量。本发明的固体散料流量系统计量原理可靠，运行稳定，结构简单，成本低廉，适宜于恶劣环境，经比对其测量精度为1%，此种流量计前景广阔，对改变全国现有56万台工业锅炉无法进行连续上料的现状，对节能减排意义巨大。

附图说明

图1：重力旋翼式固体质量流量计量系统结构示意图；

图2：称重装置示意图；

图3：叶轮示意图；

图4：控制框图；

图5：电机整流系统示意图。

附图标记说明：

1- 叶轮仓；2-叶轮；3-滑块；4-荷重传感器；5-第一活节；

6-滑塞；7-旋阀；8-刻度盘；9-阻尼器；10-电磁吸铁；11-连杆

12-固定铰链；13-第二活节；14-闸板；15-整流器；16-上料斗；

17-调隙阀；18-叶轮轴；19-下料斗；20-电机；21-减速机；

22-继电器； 23-计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述：

如图1、2所示，本发明的计量系统包括过料装置、称量装置以及控制装置，下面对各部分装置进行具体描述。

过料装置包括上料斗（16）、设置在上料斗下部的整流器（15）、叶轮仓（1）、叶轮（2）、下料斗（19）以及用于驱动整流器（15）的电机（20）和减速机（21），其中的整流器、减速机和电机组成了电机整流系统。

由于煤粉落入叶轮上的煤型影响对叶轮轴力矩的测量，通过大量实验，在本申请中，采用四叶叶轮，叶轮（2）选用凹状曲面形(如图3)，材质为镍铬不锈钢，厚度为5mm。四叶叶轮能够承受轴向对称均匀冲击，叶轮（2）采用上述的凹状曲面形，既兼顾了煤形的一致性也虑及了煤粉下降后倾倒的干净性，这样的叶轮对不同颗粒度和不同含水量的煤粒基本都相适宜，经实验，这种叶形对煤型堆放一致性的影响在0.05％以内。

称量装置包括：穿过叶轮仓（1）支撑叶轮（2）及滑块（3），与滑块（3）相连的阻尼器（9），通过第一活节（5）与滑块（3）相连的连杆（11），以及与连杆（11）相连的闸板（14）。连杆（11）与闸板（14）之间通过第二活节（13）相连，连杆（11）由固定铰链（12）固定在炉前钢梁上。其中闸板（14）、连杆（11）以及滑块（3）组成了一连杆机构。

阻尼器（9）包括滑塞（6），在滑塞（6）的空腔内装有阻尼弹簧和阻尼油，能够使滑块不因偶然冲击而误操作。在阻尼器（9）上安装有刻度盘（8），刻度盘上有指针，在刻度盘（8）上安装有旋阀（7），通过该旋阀（7）调节阻尼弹簧的压紧程度，为叶轮重量进行校准调节。

连杆（11）的长度为叶轮（2）半径的1.5倍；在闸板（14）上安装有调隙阀（17），通过调隙阀（17）螺旋压入或退出，可以调节闸门的密封程度。

控制装置包括：荷重传感器（4）、计算机（23）、继电器（22）以及电磁吸铁（10）。滑块（3）与叶轮（2）接触的一面涂覆有耐磨粉末冶金，荷重传感器（4）采用剪应力应变片，安装在滑块（3）的另一面上。电磁吸铁（10）安装在连杆（8）上，当叶轮上的物料达到一定重量，叶轮轴上的力矩达到设定值时，由应变片向计算机（23）发出信号，计算机（23）控制整流器（15）关闭，同时计算机（23）控制继电器（22）动作，进而控制电磁吸铁（10）动作，将滑块（3）从叶轮仓中吸出，使得叶轮（2）转动，滑块（3）的动作同时带动连杆（11）动作，连杆（11）绕固定铰链（12）摆动，带动闸板（14）动作，使入煤口关闭，使得煤料在叶轮转动时间内被倾倒在煤斗里，同时叶轮的每次转动都将一组脉冲信号输入计算机，计算机通过输入的脉冲信号计算物料的通过质量。然后，下一个计量过程开始。

下面结合图1、2、4对本发明计量系统的计量过程进行具体描述。如图1所示，当一定重量的固体粉粒由上料斗（16）进入整流器（15）时，电机（20）通过减速机（21）带动整流器（15）均匀的转动，整流器（15）将粉粒均匀的送入叶轮（2），当叶轮（2）的载荷达到一定限度时，一极限力矩传递给滑块（3）上的荷重传感器（4），作为传感器（4）的应力片向计算机（23）输出一个高电平信号，计算机（23）随即发出指令，控制整流器（15）停止转动，从而使粉粒停止继续下流；同时，该控制指令还控制继电器（22），继电器（22）控制电磁吸铁（10）将滑块（3）吸出，使叶轮（2）旋转90??，将粉粒从下料仓倾倒出去。当粉粒倾倒完成后，叶轮轴上的力矩减小到一设定值，荷重传感器通过其上的应变片向计算机（23）输出一低电平信号，计算机（23）根据该信号控制继电器断开，从而电磁吸铁（10）失电，滑块（3）在阻尼器（9）的作用下复位，即插入到叶轮仓（1）内，支撑下一个叶轮，滑块（3）的动作同时带动连杆（11）动作，从而打开闸板（14），各个部件复位，开始下一个叶轮的称量周期。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种重力旋翼式固体质量流量计量系统，包括过料装置、称量装置以及控制装置，其特征在于：所述控制装置检测过料装置的过料量，根据检测结果控制称量装置关闭进料，进行卸料。

2.根据权利要求1所述的计量系统，其特征在于：所述过料装置包括上料斗（16）、设置在上料斗下部的整流器（15）、叶轮仓（1）、叶轮（2）以及下料斗（19），所述叶轮（2）共有四叶，为凹状曲面形。

3.根据权利要求2所述的计量系统，其特征在于：所述称量装置包括：穿过叶轮仓（1）支撑叶轮（2）的滑块（3），与滑块（3）相连的连杆（11）以及与连杆（11）相连的闸板(14)，连杆（11）由固定铰链（12）固定在炉前钢梁上，所述闸板（14）用于关闭进料口。

4.根据权利要求3所述的计量系统，其特征在于：所述控制装置包括：荷重传感器（4）、计算机（23）、继电器（22）以及电磁吸铁（10），荷重传感器（4）安装在滑块（3）上，荷重传感器（4）检测叶轮的承重，向计算机（23）发出信号；计算机（23）根据荷重传感器（4）发送的信号，控制整流器的开闭，同时控制继电器（22）动作，继电器（22）控制电磁吸铁（10）带动滑块（3）的动作。

5.根据权利要求4所述的计量系统，其特征在于：叶轮（2）的每次转动都将一脉冲信号输入计算机（23），计算机（23）通过输入的脉冲信号计算物料的通过质量。

6.根据权利要求3-5任一项所述的计量系统，其特征在于：所述称量装置还包括与滑块（3）相连的阻尼器（9），阻尼器包括滑塞（6），在滑塞（6）的空腔内装有阻尼弹簧和阻尼油。

7.根据权利要求6所述的计量系统，其特征在于：在阻尼器（9）上安装有刻度盘（8），在刻度盘（8）上安装有旋阀（7）。

8.根据权利要求3-7任一项所述的计量系统，其特征在于：所述叶轮（2）的材质为镍铬不锈钢，厚度为5mm。

9.根据权利要求3-8任一项所述的计量系统，其特征在于：所述连杆（11）的长度为叶轮（2）半径的1.5倍。

10.根据权利要求3-9任一项所述的计量系统，其特征在于：在闸板（14）上安装有调隙阀（17），通过调隙阀（17）螺旋压入或退出，调节闸门的密封程度。