CN103213815B - 一种嵌入转子的螺旋调速定量给料机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种嵌入转子的螺旋调速定量给料机，包括其上带进、出料口，其内带空腔，空腔内设螺旋推进杆的壳体，壳体空腔内自进料口到出料口依次设为带进料口的进料仓、增压仓、前缓冲仓、后缓冲仓、带出料口的平稳出料仓，其特征在于在前缓冲仓与后缓冲仓之间的空腔内设锁止仓，并在锁止仓内设置带叶片的转子。实现单位螺距的出料量自然稳定一致，形成了转速与出料量的线性关系,从而大幅提升整机的稳定控制特性。

Description

一种嵌入转子的螺旋调速定量给料机

技术领域

本发明属于粉体加工生产系统中的配套设备，特别涉及各种工业粉体输送工艺中仓储物料的粉体整体流卸料装置。

背景技术

在工业生产中，粉状物料的定量输送控制往往是影响其工艺生产质量的关键环节,而粉料在大仓内自上而下的卸放过程中，因诸多工况变化因素，不可避免地存在着不同含气量引发的大幅度料压波动情况。目前使用的普通等径管式螺旋给料机，完全依赖于螺旋叶片与外壳的间隙进行锁止,而通过多片等径螺旋间的逐级减压来锁控出料量，但由于存在螺旋直通料路,当入口物料粉体中出现高含气液化高压料时，常导致螺旋给料机出现饱和式冲料,甚至螺旋停机后仍自流失控。另外现有的粉体转子喂料机，采用水平转子分格结构,分格从上部一侧进入，填充满后旋转到另一侧自然落下,但其叶轮与壳体的运行间隙亦是对入口高压液化料锁控的薄弱环节,由于生产装配间隙难以控制,加上运行中的磨损不断增大,实际运行时，会出现高压液态料跨越多格挤出前窜，从而产生失控效应，并最终使转速与给料量之间难以形成稳定的线性比例关系,因此成为众多工业企业最头痛的环节之一。上述给料机的流量控制数学模型如下: Y=K*r*X+R

其中: Y是装置输出流量,也是受控制对象；K是装置的计量容积系数,取决于装置最后工作腔的单位给料容积；r是装置最后工作腔的填充密度系数,一般会因料中含气量增加而降低；X是装置的驱动转速,也是控制量；R是装置最后工作腔的随机前窜干扰量,一般因装置的工作间隙在来料含气高并形成高压液化时从前一工作腔强行挤压窜入。正是一般给料装置均未针对r的波动和R存在进行足够的抑制和处理,从而导致实际工作中同一驱动X会随机对应有不同Y的失控情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构新，负荷低，调速范围宽，定量控制性优异的螺旋定量给料机，针对性地使填充密度系数r稳定保持在r ≈ 1左右,使前窜干扰量R ═› 0,最终获得接近于理想的线性关系Y=K*X,用于取代传统的普通螺旋给料机和转子给料机，大大提升对粉体高压液化工况的控制平稳效果。

本发明采用系统工程思想来设计创新,采取特殊结构有机组合的思路来实现对粉体的高压液化冲击的复合隔离锁控,而避免像现有设备那样，仅仅依赖机械的叶片与壳体运转间隙紧小，来完成锁控。

本发明通过以下措施来实现上述目的：一种嵌入转子的螺旋调速定量给料机，包括其上带进、出料口，其内带空腔，空腔内设螺旋推进杆的壳体，壳体空腔内自进料口到出料口依次设为带进料口的进料仓、增压仓、前缓冲仓、后缓冲仓、带出料口的平稳出料仓，其特征在于在前缓冲仓与后缓冲仓之间的空腔内设锁止仓，并在锁止仓内设置带叶片的转子。以便粉料自进料口进入后，先通过增压仓挤压而形成动态阻尼性收缩后,进入前缓冲仓,并其垂直方向上扩张放松,使粉料中夹带的部分液化高压气体在前缓冲仓内自然释压后，向上逸出进入前缓冲仓顶部,以缓解粉料压力，平衡密度波动，之后挤入锁止仓中,完成对液化高压粉体的间隙性前窜动隔离锁止,再通过锁止仓中转子的反向转动，一方面将后来进入的过多高压高密度粉料反馈回进料口，实现自适应反馈锁止稳压效应,另一方面又使锁止仓中的粉料进入后缓冲仓内,并在其垂直方向上扩张放松,使粉料中夹带的其余液化高压气体自然向上逸出而进入后缓冲仓顶部,进一步释放粉料压力和均化密度, 此时的粉料压力已由进料口处高压料衰减成为低压料后,进入平稳出料仓并经出料口排出，使单位螺距的出料量自然稳定一致，最终形成了转速与出料量的线性比例关系,从而大幅提升整机的稳定控制特性。

所述锁止仓顶部壳体设通孔，通孔上设竖直转子，并通过支撑架固定竖直转子于壳体上，转子下方间隔设置纵向叶片，转子外围设有柱状外壳，外壳的底部间隔设孔槽，外壳的顶部设壳盖，转子上端穿过壳盖上的法兰及支撑架上的法兰向上延伸而与联轴器相连，联轴器与动力机相连，以便在动力机驱动下使转子及叶片转动。

所述增压仓顶部设置圆弧形管段，增压仓内的螺旋推进杆上设置螺距相等的双螺旋叶片或三螺旋叶片，以形成第一道动态阻尼区。

所述前缓冲仓顶部设置向上凸起的壳体，该壳体的凸起高度为150～250cm，且位于前缓冲仓内的螺旋推进杆上设置螺距不等的单螺旋叶片，以形成弹性减压区。

所述后缓冲仓顶部设置向上凸起的敞口壳体，该壳体的凸起高度为200～300cm，壳体敞口上设有带排气孔的盖板，且位于后缓冲仓内的螺旋推进杆上设置螺距相等的单螺旋叶片，以形成弹性减压区。

所述螺旋推进杆的两端分别通过轴承及轴承座固定在机座上，且其中一端通过联轴器与动力机相连，以在动力机驱动下使螺旋推进杆转动而推进物料。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，可在物料推进过程中，先通过增压仓挤压而形成动态阻尼性收缩,再通过前缓冲仓,使物料中夹带的部分液化高压气体自然释压，经过锁止仓,完成对液化高压粉体的间隙性前窜动隔离锁止,再通过后缓冲仓,使粉料中夹带的其余液化高压气体再次得到释压, 使进入平稳出料仓的物料成为低压料,并经出料口排出，实现单位螺距的出料量自然稳定一致，最终形成了转速与出料量的线性比例关系,从而大幅提升整机的稳定控制特性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中的转子结构示意图；

图3为图2中的转子断面结构示意图；

图4为图2中的转子外壳底部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述，

如图1、图2、图3、图4，本发明提供的嵌入转子的螺旋调速定量给料机，包括其上带进、出料口，其内带空腔，空腔内设螺旋推进杆的壳体3，其中，壳体3空腔自进料口11到出料口25依次设为带进料口11的进料仓16、增压仓18、前缓冲仓19、锁止仓21、后缓冲仓23、带出料口25的平稳出料仓5，并在进料仓16、增压仓18及前缓冲仓19内设置水平的前螺旋推进杆15，在后缓冲仓23及平稳出料仓5内设置水平的后螺旋推进杆4，在锁止仓21内设置带叶片的转子8；所述增压仓18顶部设置圆弧形管段10，增压仓18、进料仓16内的螺旋推进杆上设置等距的双螺旋叶片17，以形成第一道动态阻尼区；所述前缓冲仓19顶部设置向上凸起的壳体9，该壳体9的凸起高度为200cm，且位于前缓冲仓19内的螺旋推进杆上设不等距的一螺旋叶片20，以形成弹性减压区；所述后缓冲仓23顶部设置向上凸起的敞口壳体6，该壳体6的凸起高度为230cm，壳体敞口上设有带排气孔的盖板7，且位于后缓冲仓23及平稳出料仓5内的螺旋推进杆上设等距的一螺旋叶片22，以形成弹性减压区；所述锁止仓21顶部壳体设通孔，通孔上设竖直转子8，并通过支撑架33固定竖直转子8于壳体上，转子8下方间隔设置六片纵向叶片26，竖直转子8外围设有柱状外壳34，柱状外壳34的底部35间隔设孔槽36，柱状外壳34的顶部设壳盖32，转子8上端穿过壳盖32上的法兰27及支撑架33上的法兰31向上延伸而与联轴器28相连，联轴器28与带减速箱29的动力电机30相连，以便在动力电机30驱动下使转子8及叶片26转动；所述螺旋推进杆4、15为同一根杆，杆的两端分别通过轴承及轴承座2、12固定在机座1上，且杆的右端通过联轴器13与动力电机14相连，以在动力电机14驱动下使螺旋推进杆4、15转动而推进物料。

工作时：粉料自进料口11进入进料仓16后，先通过增压仓18顶部的圆弧形管段10及双螺旋叶片17形成动态阻尼性收缩,紧接着进入前缓冲仓19,在垂直方向上扩张放松,使粉料中夹带的部分液化高压气体在前缓冲仓内自然释压后向上逸出进入前缓冲仓顶部,以缓解粉料压力，平衡密度波动，之后再次收缩而挤入锁止仓21内，先由带六叶片26的转子8完成对液化高压粉体的间隙性前窜动态隔离锁止,再通过转子8的反向转动，将后来的过多高压高密度粉料反馈回进料口11，实现强烈的自适应反馈锁稳压效应,同时转子8中的粉料又进入宽松的后缓冲仓23内,并在缓冲仓23的垂直方向上扩张放松,使粉料中夹带的其余液化高压气体自然向上逸出而进入后缓冲仓23顶部，经带排气孔的盖板7排空,进一步释放粉料压力和均化密度, 此时的粉料压力已由进入口时的高压衰减10倍之多而成为低压料；（实验已证明本发明可将入口50千帕的液化料压衰减到5千帕左右）,此后的粉料再次收缩进入后部的平稳出料仓5中，再经出料口25排出，由于此时的料压较低,料密度平稳,其单位螺距的出料量自然稳定一致，而形成了对粉流的动态连续折弯减压效应, 最终形成了转速与出料量的线性比例关系。

Claims (6)

1.一种嵌入转子的螺旋调速定量给料机，包括其上带进、出料口，其内带空腔，空腔内设螺旋推进杆的壳体，壳体空腔内自进料口到出料口依次设为带进料口的进料仓、增压仓、前缓冲仓、后缓冲仓、带出料口的平稳出料仓，其特征在于在前缓冲仓与后缓冲仓之间的空腔内设锁止仓，并在锁止仓内设置带叶片的转子。

2. 根据权利要求1所述的嵌入转子的螺旋调速定量给料机，其特征在于所述锁止仓顶部壳体设通孔，通孔上设竖直转子，并通过支撑架固定竖直转子于壳体上，转子下方间隔设置纵向叶片，转子外围设有柱状外壳，外壳的底部间隔设孔槽，外壳的顶部设壳盖，转子上端穿过壳盖上的法兰及支撑架上的法兰向上延伸而与联轴器相连，联轴器与动力机相连。

3.根据权利要求1所述的嵌入转子的螺旋调速定量给料机，其特征在于所述增压仓顶部设置圆弧形管段，增压仓内的螺旋推进杆上设置螺距相等的双螺旋叶片或三螺旋叶片。

4.根据权利要求1所述的嵌入转子的螺旋调速定量给料机，其特征在于所述前缓冲仓顶部设置向上凸起的壳体，该壳体的凸起高度为150～250cm，且位于前缓冲仓内的螺旋推进杆上设置螺距不等的单螺旋叶片。

5.根据权利要求1所述的嵌入转子的螺旋调速定量给料机，其特征在于所述后缓冲仓顶部设置向上凸起的敞口壳体，该壳体的凸起高度为200～300cm，壳体敞口上设有带排气孔的盖板，且位于后缓冲仓内的螺旋推进杆上设置螺距相等的单螺旋叶片。

6.根据权利要求1所述的嵌入转子的螺旋调速定量给料机，其特征在于所述螺旋推进杆的两端分别通过轴承及轴承座固定在机座上，且其中一端通过联轴器与动力机相连。