CN103057730A

CN103057730A - 高精度隔膜计量系统

Info

Publication number: CN103057730A
Application number: CN2013100032351A
Authority: CN
Inventors: 俞建宏
Original assignee: SHANGHAI WESER MACHINERY MANUFACTURE CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI WESER MACHINERY MANUFACTURE CO Ltd
Priority date: 2013-01-06
Filing date: 2013-01-06
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明公开一种高精度隔膜计量系统，包括料斗、隔膜计量阀、电子称和控制箱，隔膜计量阀上端与料斗连接，下端与料桶连接，料桶与电子称连接，隔膜计量阀的气缸与控制箱引出的气路连接，控制箱内的PLC电路与电子称连接，电子称的重量信号传送至PLC电路，PLC电路通过气控阀门控制气缸的移动，从而控制隔膜筒的开度。本发明的优点是把物料与转动机械部件完全隔离开，使物料不被污染，设备不被腐蚀，也满足高速灌装、高精度计量的要求。

Description

高精度隔膜计量系统

技术领域

本发明涉及化工制药、食品行业的粉体或颗粒体处理设备中的重量计量设备，特别涉及一种高精度隔膜计量系统。

背景技术

粉体计量是粉体处理中非常重要的环节，如配料，灌装的重量计量。目前在粉体重量计量领域主要有螺杆计量、转阀计量、组合阀计量等设备。这些计量设备都存在转动机械部件与物料的接触。转动机械的所使用的润滑介质容易污染物料，腐蚀性物料也容易腐蚀转动机械部件。

很难在计量速度和计量精度上取得综合优化，高精度计量往往要通过微小流量取得，例如，螺杆喂料。这样要经历很长的灌装时间；无法避免物料与机械转动零部件的接触；计量设备内部难于清洗，无法满足化学，制药领域的特殊需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种满足高速灌装、高精度计量要求的高精度隔膜计量系统。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种高精度隔膜计量系统，包括料斗、隔膜计量阀、电子称和控制箱，隔膜计量阀上端与料斗连接，下端与料桶连接，料桶与电子称连接，隔膜计量阀的气缸与控制箱引出的气路连接，控制箱内的PLC电路与电子称连接，电子称的重量信号传送至PLC电路，PLC电路通过气控阀门控制气缸的移动，从而控制隔膜筒的开度。

所述隔膜计量阀，包括壳体、气缸、夹杆、双孔铰链、隔膜筒和直线轴承；两个气缸相向安装在壳体两侧，气缸的进气排气口与控制箱引出的气路连接，驱动气缸前进或后退；壳体内四根夹杆通过双孔铰链组成菱形四边形，菱形夹杆的两个对角上的双孔铰链与两个气缸的推杆连接，菱形夹杆另个两个对角与装在壳体上的直线轴承的连杆连接，提供对夹杆的重力支撑，并保证两个对角铰接点沿中线移动，使得隔膜筒能关闭在中间位置；直线轴承与气缸位于同一平面，并与气缸成90度夹角；柔性隔膜筒放置在菱形夹杆内。

当两个气缸推进时，菱形夹杆形状变化，柔性隔膜筒受夹杆挤压由圆形截面变成椭圆截面，隔膜筒截面面积变小，即阀门开度变小；当两个气缸推到底，菱形夹杆两个对角相碰，隔膜筒被压成一条线，形成完全封闭。

PLC电路通过输出信号控制气控阀门位置，决定气缸前进、或后退、或原位停止，分别对应隔膜筒的开度减小，增大或者停止。电子称向PLC电路提供重量信号，通过对重量求导处理，可以生成物料流量信号。通过对隔膜阀开度控制，达到调节流量的目的。

本发明的优越功效在于：在灌装过程中采用多级变流量的控制方式，同时兼顾了灌装速度和灌装精度两个方面。通过柔性隔膜有效地隔断了机械运动零部件与物料的接触，避免了对物料的污染或物料对机械零部件的腐蚀。也为与物料接触表面的清洗带来极大的方便。满足制药，食品和化工等行业的特殊需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明隔膜计量筒的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明的电路原理框图；

图5为本发明三段式控制曲线图；

图中标号说明

1—料斗； 2—隔膜计量阀；

3—料桶； 4—电子称；

5—控制箱； 6—壳体；

7—气缸； 8—双孔铰链；

9—隔膜筒； 10—夹杆；

11—直线轴承； 12—气控阀门；

13—节流阀； 14—消音器；

15—PLC电路。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明提供了一种高精度隔膜计量系统，包括料斗1、隔膜计量阀2、电子称4和控制箱5，隔膜计量阀2上端与料斗1连接，下端与料桶3连接，料桶3与电子称4连接，隔膜计量阀2的气缸7与控制箱5引出的气路连接，控制箱内5的PLC电路15与电子称4连接，电子称4的重量信号传送至PLC电路15，PLC电路15通过气控阀门12控制气缸7的移动，从而控制隔膜筒9的开度。

如图2和图3所示，所述隔膜计量阀2，包括壳体6、气缸7、夹杆10、双孔铰链8、隔膜筒9和直线轴承11；两个气缸7相向安装在壳体6两侧，气缸7的进气排气口与控制箱5引出的气路连接，驱动气缸7前进或后退；壳体6内四根夹杆10通过双孔铰链8组成菱形四边形，菱形夹杆10的两个对角上的双孔铰链8与两个气缸7的推杆连接，菱形夹杆10另个两个对角与装在壳体6上的直线轴承11的连杆连接，提供对夹杆10的重力支撑，并保证两个对角铰接点沿中线移动，使得隔膜筒9能关闭在中间位置；直线轴承11与气缸7位于同一平面，并与气缸7成90度夹角；柔性隔膜筒9放置在菱形夹杆10内。

当两个气缸7推进时，菱形夹杆10形状变化，柔性隔膜筒9受夹杆10挤压由圆形截面变成椭圆截面，隔膜筒9截面面积变小，即阀门开度变小；当两个气缸7推到底，菱形夹杆10两个对角相碰，隔膜筒9被压成一条线，形成完全封闭。

如图4所示，PLC电路15通过输出信号控制气控阀门12位置，决定气缸7前进、或后退、或原位停止，分别对应隔膜筒9的开度减小，增大或者停止。电子称4向PLC电路15提供重量信号，通过对重量求导处理，可以生成物料流量信号。通过对隔膜阀9开度控制，达到调节流量的目的。

如图5所示，为达到提高灌装速度前提下保证精确计量，可以采用不同计量段不同流量的方式。灌装前期快些，快到达灌装值时减小流量，提高灌装精度。在三段式控制机制中，称重分为三个区间W1，W2，W3进行，分别采用大流量Q1（粗计量），中等流量Q2和微流量Q3（精计量）三种流量灌装计量，最终达到精确重量W。

初始灌装采用大流量Q1（对应大的开度），电子称4反馈称重信号，告知PLC电路15计量重量。当重量到达W1时，气缸7推进，隔膜筒9开度变小，流量降低，到达Q2时系统控制气缸7停止。物料以Q2恒定流过隔膜筒9。这个过程重复直至系统以Q3流量灌装到达重量W3，隔膜阀9完全关闭。

本发明的工作过程如下：

在控制箱触摸屏上输入灌装目标值W，和区间值W1、W2、W3，输入3个区间对应流量值Q1、Q2、Q3。控制系统初始化关闭隔膜阀9，自动清除料桶自重。料斗1中加入物料后，启动计量过程。

PLC电路15发出气缸7后退信号，隔膜筒9慢慢张开，对应流量逐渐增加。通过重量信号检测，计算出实时流量值。当流量到达Q1时锁住隔膜计量阀2开度（气缸停止），物料以Q1流量对料桶灌装。当重量到达W1时，PLC电路15发出气缸7前进信号，隔膜筒9逐渐缩小，对应流量减小， PLC电路15检测实时流量到达Q2时，锁住隔膜计量阀2开度（气缸停止），物料以Q2流量对料桶灌装。当重量到达W2时，PLC电路15发出气缸7前进信号，流量减小到Q3时，锁住隔膜计量阀2开度（气缸停止）。灌装过程以Q3进行制止灌装重量直至到达W3，气缸7前进完全锁死隔膜筒9。到达目标重量W。其中W与W3之间的差值是用于预估完全关闭过程中的迟滞漏粉，完成一个灌装周期。

Claims

1.一种高精度隔膜计量系统，包括料斗、隔膜计量阀、电子称和控制箱，其特征在于：隔膜计量阀上端与料斗连接，下端与料桶连接，料桶与电子称连接，隔膜计量阀的气缸与控制箱引出的气路连接，控制箱内的PLC电路与电子称连接，电子称的重量信号传送至PLC电路，PLC电路通过气控阀门控制气缸的移动，从而控制隔膜筒的开度。

2.根据权利要求1所述的高精度隔膜计量系统，其特征在于：所述隔膜计量阀，包括壳体、气缸、夹杆、双孔铰链、隔膜筒和直线轴承；两个气缸相向安装在壳体两侧，气缸的进气排气口与控制箱引出的气路连接，壳体内四根夹杆通过双孔铰链组成菱形四边形，菱形夹杆的两个对角上的双孔铰链与两个气缸的推杆连接，菱形夹杆另个两个对角与装在壳体上的直线轴承的连杆连接，直线轴承与气缸位于同一平面，并与气缸成90度夹角；柔性隔膜筒放置在菱形夹杆内。