CN102426047B - 振动加料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动加料装置，包括加料槽、激振装置、用于调节激振装置激振参数的PLC控制器和用于悬挂加料槽的称重悬挂装置，称重悬挂装置上设置有用于检测加料槽重量的力传感器，力传感器的检测信号输入PLC控制器，PLC控制器根据力传感器的检测信号调节激振装置的激振参数实现物料输送的伺服控制，本发明通过称重悬挂装置将加料槽的重力传递到力传感器上，可有效避免振动对力传感器的不利影响，保证重力检测精度，并解决传感器的使用寿命短和安装困难的问题，实现了物料输送和物料称重同时进行，PLC控制器根据称重数据调节激振装置的激振参数实现物料输送的伺服闭环控制，可实现物料以恒定速度持续输送。

Description

振动加料装置

技术领域

本发明涉及物料输送技术领域，特别涉及一种能以恒定或可控速度持续输送物料的振动加料装置。

背景技术

振动加料过程中的称量技术是冶金装备、工程机械、物流输送设备的一项通用技术，该技术的难点在于如何避免振动对称量精度的影响，以及对传感器寿命及安装等的影响。

现有技术中对上述难点的解决方法是将称量和振动输送过程的分离，如称量料罐上加装称重传感器，通过软联接与振动输送设备联接，振动输送设备和称重传感器分别完成物料输送和物料称重，但这种方式存在不能实现物料以恒定或可控速度持续输送的不足。振动理论表明，振动质量是影响振动输送速度和效果的一个非常重要的参数，当系统质量变化50%时，在同一装置某些时候物料的行走线速度差异可达６～７倍，如果不能实时测定系统质量和质量变化，并相应调整激振力，振动输送速度的控制就变得难以实现。

因此，需探索一种能同时完成物料输送和物料称重并且具有高称量精度的装置，以实现物料以恒定速度持续输送。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种振动加料装置，通过在线称重悬挂装置消除振动对称量精度的影响，以解决现有加料装置不能同时完成物料输送和称重导致物料无法以恒定或可控速度持续输送的技术问题。

本发明的一种振动加料装置，包括加料槽、可对加料槽施加纵向往复激振力的激振装置和用于调节激振装置激振参数的PLC控制器，所述激振力与水平面之间的倾角小于或等于10o，还包括用于自然悬挂加料槽形成加料槽摆动振动结构的称重悬挂装置，所述称重悬挂装置上设置有用于检测加料槽重量的力传感器，力传感器的检测信号输入PLC控制器，PLC控制器根据力传感器的检测信号调节激振装置的激振参数实现物料输送的伺服控制。

进一步，所述称重悬挂装置包括支座、一端与支座铰接的杠杆和上端与杠杆可转动连接的悬挂件，所述悬挂件的下端与加料槽可转动连接，所述力传感器设置于杠杆与支座之间；

进一步，所述悬挂件为刚性连杆，刚性连杆的两端分别与杠杆和加料槽铰接；

进一步，所述悬挂件为弹性薄板簧，薄板簧的两端分别与杠杆和加料槽铰接； 

进一步，所述悬挂件为柔性绳，柔性绳的两端分别与杠杆和加料槽连接；

进一步，所述称重悬挂装置为至少两个并分布于加料槽的纵向两端；

进一步，所述悬挂件的悬挂点位于杠杆的铰接点与力传感器之间；

进一步，所述力传感器位于杠杆的铰接点与悬挂件的悬挂点之间；

进一步，所述PLC控制器还用于对力传感器的检测信号中的周期性波动信号进行过滤。

本发明的有益效果：本发明的振动加料装置，包括加料槽、可对加料槽施加纵向激振力的激振装置和用于调节激振装置激振参数的PLC控制器，还包括用于悬挂加料槽的称重悬挂装置，所述称重悬挂装置上设置有用于检测加料槽重量的力传感器，力传感器的检测信号输入PLC控制器，PLC控制器根据力传感器的检测信号调节激振装置的激振参数实现物料输送的伺服控制，本发明通过称重悬挂装置将加料槽的重力传递到力传感器上，同时又可有效避免振动对力传感器的不利影响，保证重力检测精度，并解决传感器的使用寿命短和安装困难的问题，实现了物料输送和物料称重同时进行，PLC控制器根据称重数据调节激振装置的激振参数实现物料输送的伺服闭环控制，可实现物料以恒定速度持续输送。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述；

图1为本发明的结构示意图；

图２为简支式称重悬挂装置采用压力传感器时的结构示意图；

图３为悬臂式称重悬挂装置采用压力传感器时的结构示意图；

图４为悬挂件为柔性绳的称重悬挂装置结构示意图；

图５为悬臂式称重悬挂装置采用拉力传感器时的结构示意图；

图６为本发明的伺服控制流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：本实施例的振动加料装置为炼钢中用于向冶炼炉加入原料的振动加料装置，包括加料槽1、可对加料槽1施加纵向往复激振力的激振装置2和用于调节激振装置2激振参数的PLC控制器3，加料槽的纵向是指物料沿加料槽输送的方向，激振力的方向与力与水平面倾角不超过10o；通常激振装置参数的调节是指对激振装置的激振频率、激振力大小等参数的调节，该振动加料装置还包括用于悬挂加料槽1的称重悬挂装置，所述称重悬挂装置上设置有用于检测加料槽重量的力传感器4，通过称重悬挂装置来传递振动加料槽的重力，可消除振动对称量精度的影响，力传感器4的检测信号输入PLC控制器3，PLC控制器3根据力传感器4的检测信号调节激振装置2的激振参数实现物料输送的伺服控制，通过实时称量加料槽的质量（加料槽在单位时间内质量的减少量即为物料的输送速度）并将该质量信息反馈至PLC控制器，PLC控制器对激振装置的激振参数进行调整，使物料以恒定或需要的可控速度持续输送，控制流程如图6所示。

作为上述技术方案的进一步改进，所述称重悬挂装置包括支座5、一端与支座5铰接的杠杆6和上端与杠杆6可转动连接的悬挂件7，所述悬挂件7的下端与加料槽1可转动连接，杠杆摆动的切向与激振力方向基本相同，在重力作用下，加料槽被自然悬挂，悬挂件也基本垂直于激振力方向，加料长槽在激振力作用下绕悬挂件小幅往复摆动振动，将加料长槽中的物料向前输送，所述力传感器4设置于杠杆6与支座5之间，悬挂件可随加料槽动作，而水平杠杆基本保持稳定，使力传感器获得一个稳定的安装结构和受力状态，有效消除了激振产生的振动对称量精度的影响，悬挂件与激振力方向之间的近似垂直关系，可减少激振力在悬挂件上的轴向分力，有效保证了称量精度。本实施例中，力传感器4采用压力传感器，如图2-图4所示，当然，力传感器4也可采用拉力传感器，如图5所示。

作为上述技术方案的进一步简化改进，所述使得加料槽被自然悬挂的悬挂件7也可以采用弹性薄板簧，薄板簧的两端分别与杠杆6和加料槽1联接，具有较强的结构强度，其薄板簧弹性的还提供了部分振动中的恢复力弹力，且结构简单。另外，所述悬挂件7还可采用柔性绳，柔性绳的两端分别与杠杆6和加料槽1连接，柔性绳的柔性可提高称量精度，并提供更为经济的悬挂方式，但结构强度受到一定影响。

作为上述技术方案的进一步改进，所述称重悬挂装置为四个并对称分布于加料槽1的两侧，每侧两个，通过四个力传感器所检测力的合力即为加料槽的重量，通过多个力传感器进行检测，可提高检测精度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述悬挂件7的悬挂点位于杠杆6的铰接点与力传感器4之间形成简支式结构，如图2所示，可提高悬挂装置的结构强度，适合于需要承受大载荷的情况下使用。

作为上述技术方案的进一步改进，所述力传感器4位于杠杆6的铰接点与悬挂件7的悬挂点之间形成悬臂式结构，如图3所示，可提高称量灵敏度，适合于需要高精度的情况下使用。

不论是简支式结构还是悬臂式结构，由于力传感器4是通过杠杆作用的，力传感器4得到的是一个按比例的间接总重量，同时包含加料槽和物料重量等，信号输入PLC控制器后需要通过运算恢复物料实际重量和物料重量的变化量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述PLC控制器3还用于对力传感器4的检测信号中的周期性波动信号进行过滤，由于与振动频率一致的加料槽1的底面压力或离心力的周期性波动会反映到力传感器4采集的信号中，因此，需将检测信号中与激振频率接近的波动信号进行过滤，以避免称量结果失真。

需要指出的是，本发明的加料槽1可设置成倾斜或水平，一般来说，倾角越小理论称量精度越高，当采用非谐振实现水平物料输送加料时，称量精度理论上最高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种振动加料装置，包括加料槽（1）、可对加料槽（1）施加沿纵向的往复激振力的激振装置（2）和用于调节激振装置（2）激振参数的PLC控制器（3），所述激振力的方向与水平面之间的倾角小于或等于10o，其特征在于：还包括用于自然悬挂加料槽（1）形成加料槽摆动振动结构的称重悬挂装置，所述称重悬挂装置上设置有用于检测加料槽重量的力传感器（4），力传感器（4）的检测信号输入PLC控制器（3），PLC控制器（3）根据力传感器（4）的检测信号调节激振装置（2）的激振参数实现物料输送的伺服控制，所述称重悬挂装置包括支座（5）、一端与支座（5）铰接的杠杆（6）和上端与杠杆（6）可转动连接的悬挂件（7），所述悬挂件（7）的下端与加料槽（1）可转动连接，所述力传感器（4）设置于杠杆（6）与支座（5）之间。

2.根据权利要求1所述的振动加料装置，其特征在于：所述悬挂件（7）为刚性连杆，刚性连杆的两端分别与杠杆（6）和加料槽（1）铰接。

3.根据权利要求1所述的振动加料装置，其特征在于：所述悬挂件（7）为弹性薄板簧，薄板簧的两端分别与杠杆（6）和加料槽（1）联接。

4.根据权利要求1所述的振动加料装置，其特征在于：所述悬挂件（7）为柔性绳，柔性绳的两端分别与杠杆（6）和加料槽（1）连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的振动加料装置，其特征在于：所述称重悬挂装置为至少两个并分布于加料槽（1）的纵向两端。

6.根据权利要求5所述的振动加料装置，其特征在于：所述悬挂件（7）的悬挂点位于杠杆（6）和支座（5）的铰接点与力传感器（4）之间。

7.根据权利要求5所述的振动加料装置，其特征在于：所述力传感器（4）位于杠杆（6）和支座（5）的铰接点与悬挂件（7）的悬挂点之间。

8.根据权利要求7所述的振动加料装置，其特征在于：所述PLC控制器（3）还用于对力传感器（4）的检测信号中的周期性波动信号进行过滤。

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