CN102331287A - 一种叶片式料位计 - Google Patents
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Abstract
一种叶片式料位计，主要用于袋式除尘器中料斗（23）的料位测量。包括叶片（1）、传动轴（2）、动力装置（4）和信号采集控制装置（5），所述动力装置（4）的输出轴与传动轴（2）相连接，传动轴（2）上固定有叶片（1），所述的信号采集控制装置（5）与动力装置（4）相连接。可满足不同粉尘，不同使用环境需要，通用性强，具有广泛适用性，其结构简单，性能稳定，使用寿命长，可靠性高，安装使用方便，信号输出稳定，误差较小，环境适应性好，可满足布袋除尘器等散状物料容器中料位测量的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种料位计，具体来说是一种叶片式料位计。
背景技术
在布袋除尘器的下部料斗中，布袋过滤后的粉尘随着除尘过程在不停的下落至料斗中积紧。使用者通常是需要知道料斗中粉尘积紧的状况，即灰尘到了多少高度，是否该打开料斗下部的卸灰阀，其次是使用者也需要知道卸灰是否完成，以确定何时关闭卸灰阀，因此需要料位计或传感器来告知。目前市场上有许多不同形式的料位料位计，分别依据不同的物理原理制成。比如有使用重力料位计的、有采用光学原理的、有采用磁学原理的、也有采用射线原理的等。但是，针对不同的粉尘介质、不同的使用温度、不同的粉尘粒度、不同的粉尘沉降量、不同的粉尘粘附性、甚至是不同粉尘的化学成分。面对如此众多的不同，使得众多的料位计在使用中存在局限性，只有机电式料位计的通用性比较好，能最大程度适应不同的条件。现有的机电式料位计有《物料测量仪表》秦永烈编，机械出版社，1978年出版一书中介绍的回轮式料位讯号器，它由同步电机、齿轮、蜗轮-蜗杆、微动开关、旋转翼轮等组成。同步电机通过齿轮对蜗轮-蜗杆带动回转翼轮旋转。当翼轮触及物料时，受到阻力停止转动，但在电动机作用下，蜗杆轴继续转动，并沿蜗轮切向向前移动，压缩弹簧推动微动开关切断电机电源，同时闭合报警触点，发出信号；当料位低于回转翼轮时，阻力消除，弹簧力推动蜗杆退到原来位置，微动开关复原，电机重新正常运行。由于这种机电式料位计只有在翼轮受到阻力停止转动，蜗轮才能切向前移，才能发出信号，因此受粉尘介质的比重、黏度等不同，直接会影响到阻力的大小的不同，使得这种机电式料位计的误差较大，不能满足布袋除尘器的需要。另外，现有的机电式料位计还有，如中国专利公告号：CN2055250，公告日：1990年03月28日，发明名称：《压力料位传感器》，其触点开关通过固定件固定在承压片上，两承压片之间有复位弹簧，调整复位弹簧使承压片和触点开关触头有一个间隙，最后用扁形密封件包裹。由于这种机电式料位计只有在密封件受到粉尘压力变形，再压迫其内的承压片，最后触点开关才能接通，才能发出信号。因此也会受粉尘介质的比重、黏度等不同，影响到密封件的弹性力不同，使得这种机电式料位计的误差也较大，也不能满足布袋除尘器的需要。通过以上实例，可以看出，现有的机电式料位计虽然较其它许多不同形式的料位计又较大的通用性，也会受粉尘介质的比重、黏度等不同，影响到密封件的弹性力不同，使得这种机电式料位计的误差大，通用性差，不能满足布袋除尘器的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有机电式料位计的误差大，通用性差，不能满足布袋除尘器的需要，提供一种结构简单，加工方便，且制作成本较低的叶片式料位计。它不受粉尘介质的比重、黏度等不同的影响，通用性强，安装调试方便，可满足布袋除尘器需要，也能满足除尘自动化需要。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种叶片式料位计，包括叶片、传动轴、动力装置和信号采集控制装置，所述动力装置的输出轴与传动轴相连接，传动轴上固定有叶片，所述的信号采集控制装置与动力装置相连接。
所述动力装置的输出轴经减速机与传动轴相连接。
所述减速机输出端的转速小于50/分钟。
所述的动力装置是交流电机，所述的信号采集控制装置由与交流电机的绕组串接的电流互感器、运算放大器和比较电路组成。
所述的动力装置是直流电机，所述的信号采集控制装置由与直流电机串接的采样电阻、运算放大器和比较电路组成。
所述的动力装置是液压马达，所述的信号采集控制装置是由油箱、液压泵和电磁换向阀组成并与液压马达连通的液压控制装置，所述液压控制装置中的液压泵输出管路上设置有电接点压力表。
所述的叶片为矩形，叶片的数量等于或大于2片，并且轴对称分布在传动轴上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1.采用动力装置驱动叶片，由信号采集控制装置采集动力装置的负载变化信号并进行控制，可满足不同粉尘，不同使用环境需要，通用性强，具有广泛适用性；2. 本发明仅由几个基本构件组成，其结构简单，性能稳定，使用寿命长，可靠性高；3.本发明中动力装置除采用电机驱动外，还有液、气等效替代方案，可满足不同的工况需要；4. 安装使用方便，信号输出稳定，误差较小，环境适应性好，可满足布袋除尘器等散状物料容器中料位测量的需要。
附图说明
图1是本发明应用于袋式除尘器中的一种结构示意图。
图2是本发明应用于袋式除尘器中的另一种结构示意图。
图3是本发明中动力装置4采用交流电机5.1时的电路简图。
图4是本发明中动力装置4采用直流电机5.2时的电路简图。
图中：叶片1，传动轴2，减速机3，动力装置4，信号采集控制装置5，风机21，布袋22，料斗23，轴承座24，支架25，电接点压力表26，液压马达4Y，液压控制装置5Y，交流电机5.1，电流互感器5.1.1，运算放大器5.1.2，比较电路5.1.3，直流电机5.2，采样电阻5.2.1，上料位电磁换向阀D1，下料位电磁换向阀D2。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的描述，但并非对其保护范围的限制。
参见图1、图3，一种叶片式料位计，包括叶片1、传动轴2、动力装置4和信号采集控制装置5，所述动力装置4的输出轴与传动轴2相连接，传动轴2上固定有叶片1，所述的信号采集控制装置5与动力装置4相连接。
参见图1，所述动力装置4采用电机，电机的输出轴与减速机3的输入端相连接，减速机3的输出端与传动轴2连接，传动轴2的另一端上固定有两片叶片1，叶片1在旋转运动中与粉尘接触，产生运动阻力；传动轴2和减速机3，将叶片1旋转运动的阻力信号传送给电机4，信号采集控制装置5采集到电机的电流变化后，再通过运算放大器5.1.2和比较电路5.1.3将负载的信号输出。当叶片1未遇到粉尘，则无运动阻力，此时电机为空载，信号采集控制装置5采集到电机的空载电流，经运算放大器5.1.2和比较电路5.1.3处理后，将空载的信号输出；当叶片1遇到粉尘，则产生运动阻力，此时电机有了负载，这时信号采集控制装置5采集到电机的负载电流，经运算放大器5.1.2和比较电路5.1.3处理后，将负载的信号输出。在比较电路5.1.3上，设有调节电路，可调节比较值，以满足不同布袋除尘器的需要。
具体使用中，风机21抽入含粉尘气，通过布袋22将粉尘过滤下来，落入料斗23，在料斗23的上料位处的和下料位处各设一个本发明的叶片式料位计，将叶片1伸进料斗23，叶片1可采用单叶片、双叶片及多叶片，图1中，所述的叶片1为矩形，是垂直对称固定在传动轴2上的矩形板，叶片1的数量等于或大于2片，并且轴对称分布在传动轴2上。当然，叶片1的形状也可以是三角形、圆形等各种形状，叶片1的数量也可以是一片，并且可以是不对称的分布在传动轴2上。当本发明中采用双叶片呈180°布置时，这种结构的受力对称，表面不易挂住粘附性较强的粉尘。叶片1的表面积大小决定了叶片1的运动阻力的大小，同时也就决定了电机的负载及负载电流。当粉尘落满料斗23直到上料位处的本发明料位计位置时，此时对上料位处叶片1的运动产生阻力，相应位置的电机产生负载电流，信号采集控制装置5将负载电流值与预设的电流值作比较后，发出上料位状况信号。同理当料斗23卸料至下料位处以下时，下料位处的叶片1的运动阻力减小，下料位处相应的电机产生空载电流，信号采集控制装置5将空载电流值与预设的电流值作比较后，发出下料位状况信号。
参见图3，当所述的动力装置4是交流电机5.1，所述的信号采集控制装置5由与交流电机5.1的绕组串接的电流互感器5.1.1 、运算放大器5.1.2和比较电路5.1.3组成。叶片1遇到粉尘阻力时，交流电机5.1的负载电流会变大，这个电流上升信号能通过串联在交流电机5.1绕组上的电流互感器5.1.1反应出来，（注：这个信号是交流的，如果将未经处理的交流信号输入到系统中，系统会产生工频抖动，这里考虑增加一套整流滤波单元），该信号在经过运算放大器5.1.2放大后和一个已经人为设定的电流信号（通过电位器输入）经行对比，对比后的应产生一个逻辑的“1”信号，此信号还可以经过功率放大后去推动继电器通过功率放大和继电器。依据此工作原理，系统可根据两个信号的逻辑关系判断出高料位“11”，有料位“01”和空料位“00”（注高料位信号在前；低料位信号在后）。
图1，图2中，所述动力装置4的输出轴经减速机3与传动轴2相连接。所述减速机3输出端的转速小于50/分钟。较低的转速可以防止叶片1将物料翻出凹坑，使料位测量的误差加大。电机4配合减速机3使用，得到较低的转速及较大的扭矩，使得动力装置4的功率可尽可能小。根据物料的情况也可以使减速机3输出端的转速大于50转/分钟。
安装时需在料斗23的壁上开一个的圆孔，将叶片1及传动轴2由此圆孔伸进料斗23内，在料斗23的开孔处固定一轴承座24，以及支架25，作为支承、固定零件之用。在轴承座24靠近料斗23内部位置方向安装有旋转密封，这样可以防止粉尘进入轴承。轴承座24又隔离了料斗23的内外，保证了工作环境没有发生变化。
参见图2，所述的动力装置4是液压马达4Y，信号采集控制装置5是液压控制装置5Y，所述的信号采集控制装置5是由油箱、液压泵和电磁换向阀组成并与液压马达4Y连通的液压控制装置5Y，所述液压控制装置5Y中的液压泵输出管路上设置有电接点压力表26。由液压控制装置5Y中的电接点压力表26发出信号。与图1相比等效替代电机的是液压马达4Y。
图2中，上料位电磁换向阀D1、下料位电磁换向阀D2和液压马达4Y在不同料位的工作状态参见表1：
表1
| D1 | D2 | |
| 上料位 | + | - |
| 下料位 | - | + |
| 停止 | - | - |
| 液压马达4Y | + | + |
表1中“+”表示油路导通，即开启或工作，“-”表示油路关闭，即停止或不工作。
在图2的实施例中，当上料位检测时，上料位电磁换向阀D1的电磁铁得电，上料位电磁换向阀D1处于进出口相通状态，这时液压马达4Y转动，驱动传动轴2和叶片1旋转，如果上料位无料，此时液压马达负载极小，视为空载，液压系统即液压控制装置5Y内的压力极低，当达到电接点压力表26设定的对应低压力值时，电接点压力表26发出一个信号，一个指示灯亮，表示上料位为空，如果上料位有料，此时液压马达4Y负载增大，液压控制装置5Y内的压力升高，当达到电接点压力表26设定的对应高压力值时，电接点压力表26发出一个信号，另一个指示灯亮，表示上料位有料。
同理，在进行下料位检测时，下料位电磁换向阀D2的电磁铁得电，下料位电磁换向阀D2处于进出口相通状态，此时下料位为空或有料的检测同上，分别由电接点压力表26发出信号，指示灯亮，分别表示下料位的状况。
综上：液压方式检测的原理为：液压传动系统中液压压力信号不同由电接点压力表分别发出两种液压值的信号，分别表示两种料位状态。
参见图4，所述的动力装置4是直流电机5.2，所述的信号采集控制装置5由与直流电机5.2串接的采样电阻5.2.1、运算放大器5.1.2和比较电路5.1.3组成。现行使用较多的采样方法有两种，一种是用电流互感器，另一种是用电流采样电阻5.2.1。电流互感器在大电流检测时表现不错，但由于价格昂贵，适合用量小且对成本没特殊要求的应用场合。通常，应用中主要采用经济、高精高效、实用的采样电阻5.2.1。为保证采样精准，采样电阻5.2.1的阻值一般比较小，这样可保证采样电阻5.2.1不影响电路中的电流，阻值范围在0.0005mΩ——200mΩ。本发明的动力装置4等效替代，还可采用气动马达来完成，其基本原理同液压，本文不作赘述。
Claims (7)
1.一种叶片式料位计，包括叶片（1）、传动轴（2）、动力装置（4）和信号采集控制装置（5），其特征在于：所述动力装置（4）的输出轴与传动轴（2）相连接，传动轴（2）上固定有叶片（1），所述的信号采集控制装置（5）与动力装置（4）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种叶片式料位计，其特征在于：所述动力装置（4）的输出轴经减速机（3）与传动轴（2）相连接。
3.根据权利要求2所述的一种叶片式料位计，其特征在于：所述减速机（3）输出端的转速小于50/分钟。
4.根据权利要求1所述的一种叶片式料位计，其特征在于：所述的动力装置（4）是交流电机（5.1），所述的信号采集控制装置（5）由与交流电机（5.1）的绕组串接的电流互感器（5.1.1 ）、运算放大器（5.1.2）和比较电路（5.1.3）组成。
5.根据权利要求1所述的一种叶片式料位计，其特征在于：所述的动力装置（4）是直流电机（5.2），所述的信号采集控制装置（5）由与直流电机5.2串接的采样电阻（5.2.1）、运算放大器（5.1.2）和比较电路（5.1.3）组成。
6.根据权利要求1所述的一种叶片式料位计，其特征在于：所述的动力装置（4）是液压马达（4Y），所述的信号采集控制装置（5）是由油箱、液压泵和电磁换向阀组成并与液压马达（4Y）连通的液压控制装置（5Y），所述液压控制装置（5Y）中的液压泵输出管路上设置有电接点压力表（26）。
7.根据权利要求1所述的一种叶片式料位计，其特征在于：所述的叶片（1）为矩形，叶片（1）的数量等于或大于2片，并且轴对称分布在传动轴（2）上。
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