CN103630220A - 一种粘度为4mPa·S的液体称量装置 - Google Patents

Abstract

一种粘度为4mPa·S的液体称量装置，包括支撑平台、环形支架、三个传感器组件、粘液料斗、快卸料阀门和慢卸料阀门。环形支架的面板套装在粘液料斗上端的圆周上，并与粘液料斗之间有间距。环形支架的三个支杆安放在支撑平台上。三个传感器组件均布在粘液料斗周边。三个传感器组件的上端分别与环形支架面板固连，三个传感器组件的下端分别与料斗卡边固连。快卸料阀门和慢卸料阀门均通过管道安装在粘液料斗出料口法兰板上，与粘液料斗的内腔连通。本发明通过工业控制计算机控制不同的卸料阀门上料，采用减量法称量的方式控制料的重量，有效节约了人工成本，降低了劳动强度，大幅提高了粘液称量的自动化程度，解决了危害操作人员职业健康的问题。

Description

一种粘度为4mPa·S的液体称量装置

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机装药领域，具体是一种粘度为4mPa·S的含能高粘度液体材料的自动称量装置。

背景技术

几十年来,国内固体火箭发动机装药生产中，推进剂主要组份之一的含能高粘度液体粘合剂一直采用手工称量工艺，工作效率低，劳动强度大；另外，高粘度液体极易污染工作环境，不易清理，造成工作环境恶劣；最重要的是，在称量过程中，该粘合剂挥发的有毒气体严重威胁操作人员的身体健康。因此，成功研制粘液自动秤，实现含能高粘度液体材料的自动称量，一直是国内推进剂行业的理想目标。

国内同行业目前还都采用手工称量工艺，7416厂曾研制过自动称量样机，经过模拟试验，该样机存在以下不足：

1）系统没有复称功能。无自动复秤功能的系统对传感器及其它部件的精准度要求极高，若在称量过程中传感器或其它部件出现偏差，导致称量错误，将造成产品报废的重大损失；

2）系统消极质量大。秤体设计的保温水夹套、混合锅的质量均远远大于粘液的质量，在称量过程中影响系统的称量精度；

3）系统结构复杂、电缆、气路繁多。存在多处质量短路，影响系统称量精度；

4）下落的悬浮物料无法计量，影响系统称量精度。

以上不足造成粘液自动称量样机的系统可靠性为95%，无法达到100%的要求；精度为1/500，无法达到1/1000的生产工艺要求。因此，该样机未能实际应用，一直延续使用手工称量工艺。

专利号为201220180043.9的《物料校核称量装置》中介绍的称量装置原理是：在物料输送过程中，配比称量后的物料在主传动装置带动下向前移动，安装于称重装置一侧的感应装置1感知到物料后，主传动装置停止转动，物料在重力的作用下向称重装置施加向下的垂直压力。物料施加的垂向压力通过称重装置的刚性部件传递给悬挂机构，悬挂装置将力传递给与之连接的传感装置2，从而完成物料的称量和校核。该设备应用于大批量橡塑物料在输送过程中的称量，尚不能应用于液体物料的称量和校核。

专利号为02234372.5的《自动称量中的下料控制装置》中介绍了一种下料料门控制装置。该装置的原理是：用200-400W微电机带动机械执行器，控制料门插板作直线或弧线往复移动控制大、小料口，该料门插板位于料斗出口处，插板上装有感应片。该装置通过机电传动结构控制料门，使用对象是固体粉料，尚不能应用于液体领域。

发明内容

为克服现有技术中存在的人工操作带来的工作效率低，劳动强度大，工作环境恶劣的不足，本发明提出了一种粘度为4mPa·S的液体称量装置。

本发明包括支撑平台、环形支架、三个传感器组件、粘液料斗、快卸料阀门和慢卸料阀门。环形支架的面板套装在粘液料斗上端的圆周上，并与所述粘液料斗之间有间距，环形支架的三个支杆安放在支撑平台上。三个传感器组件均布在粘液料斗周边。三个传感器组件的上端分别与环形支架面板固连，三个传感器组件的下端分别与料斗卡边固连。快卸料阀门和慢卸料阀门均通过管道安装在粘液料斗出料口法兰板上，与粘液料斗的内腔连通。

所述各传感器组件均包括两个传感器和两个连接件。将两个传感器上下串联组成一个传感器组。在所述传感器组的上端面和下端面分别有固定连接件的螺母，两个连接件的连接螺杆分别装入所述螺母中，将传感器组的两端分别与连接螺杆固连，组成传感器组件。

串联两个传感器时，在两个传感器的相邻外表面分别固定一个螺母，将螺杆的两端分别装入所述的两个螺母中，从而将两个传感器串联在一起，组成传感器组。

所述两个连接件包括连接螺杆、U形夹板和轴。所述U形夹板的一端有连接杆，通过该连接杆将所述传感器组件的两端分别固定在环形支架和料斗卡边上。所述U形夹板的两个板壁之间的间距略大于连接螺杆的外径；在所述U形夹板的两个板壁上有同心的轴孔。所述连接螺杆的一端外圆周表面有与传感器组端面螺母配合的螺纹，所述连接螺杆的另一端有通孔，并且该通孔的中心线垂直于连接螺杆的中心线。

所述环形支架的面板为环形，中心孔的孔径大于粘液料斗的外径。环形支架面板的下表面均布有三个支杆。

所述快卸料阀门和慢卸料阀门均采用气动阀，并且快卸料阀门的流量为12kg/min，慢卸料阀门的流量为0.5kg/min。

本发明要解决的技术问题包括：

1）实现称量/复秤一体化。两个串联的挂式传感器，形成双秤，该双秤系统完全独立，互不干扰，双路读数独立输出，系统自动复称，达到称量、复称同步进行的目的，保证系统的可靠性达100%。

2）实现串联传感器的自动对中功能。采用双关节轴承将串联的挂式传感器组件悬挂在环形支撑架上，实现了串联传感器的自动对中，提高了称量精度。

3）最大限度减少消极质量。该设备上方位置配备了独立的粘液保温罐，取消了之前研制的自动称量样机的保温水夹套和热水连接管路，料斗最大限度减重；将胶管阀改为进口的防爆膜片阀，重量只有胶管阀的1/20，可靠性高，反应速度快；经改造后，该设备整体结构紧凑，小巧轻便，最大程度减少了消极质量，从根本上保证了系统的可靠性和称量精度。

4）选用高精度传感器，单支传感器精度达到1/5000，并采用传感器配选技术，减少累积误差，保证了系统称量精度。

5）为适应粘度较大的物料流速慢、不易流净的特点，系统采取下料速度可调的快、慢两种下料方式，先快速粗称，再慢速精称，达到设定的称量值后，控制系统立即切断物料，在保证系统的精度的同时，提高了称量速度，能保证在10～15分钟内称量完毕。

6）远程控制系统能实现隔离控制室控制、监视、系统自动上料、自动卸料、自动复秤、自动打印结果等，自动化程度大大提高。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种由控制系统、保温系统、秤体、自动下料系统等构成的新型粘液自动称量装置。

本发明由位于粘液料斗上方的粘液保温斗自动给粘液料斗上料。通过工业控制计算机控制不同的卸料阀门上料，并采用减量法称量的方式控制料的重量。试验表明，具有很好的使用效果，具体表现在以下几个方面：

a.原工艺中粘液称量和加料，均为人工搬抬，120Kg的粘液需要6个人工作20分钟，且整个过程劳动强度很大；而使用该粘液秤后，系统自动称量、自动加料，仅需要2个人工作15分钟便可完成加料，一方面大大减小了操作人员的劳动强度，另一方面节约了三分之二的人工成本；

b.原工艺中粘液称量时，记录方式为人工记录，主要靠操作人员的认真程度和责任心来保障称量数据的准确性，而粘液秤自动称量、记录技术改变了手工记录的落后状况，保证了称量精度和数据记录的准确性；

c.高粘度含能液体材料含大量有毒挥发物，原工艺中操作人员与该粘液面对面接触，有毒挥发物对人体伤害非常大。粘液秤称量工艺中粘液输送方式为密闭不锈钢管道输送，有毒挥发气体被封闭在管道中，与操作人员完全隔离，不会对操作人员造成伤害。

本发明有效节约了人工成本，降低了劳动强度，大幅提高了粘液称量的自动化程度，解决了危害操作人员职业健康的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为环形支架的结构示意图；

图4为传感器组件示意图。图中：

1.支撑平台；2.环形支架；3.传感器组件；4.粘液料斗；5.快卸料阀门；6.慢卸料阀门；7.支腿；8.吊点；9.连接件；10.螺杆；11.环形支架与支腿间的连接螺栓；12.料斗卡边；13.标准传感器。

具体实施方式

本实施例是一种粘液自动称量装置，包括支撑平台1、环形支架2、三个传感器组件3、粘液料斗4、快卸料阀门5和慢卸料阀门6，通过工业控制计算机进行数据处理和管理，并控制快上料阀门、慢上料阀门、快卸料阀门5、慢卸料阀门来完成各物料的称量。

如图1～图3所示，支撑平台1是本实施例的支撑载体。环形支架2的面板套装在粘液料斗4上端的圆周上，并与所述粘液料斗4之间有50mm的间距，环形支架2的三个支杆安放在支撑平台1上。三个传感器组件均布在粘液料斗4周边。三个传感器组件的上端分别与环形支架面板固连，三个传感器组件的下端分别与料斗卡边12固连。快卸料阀门5和慢卸料阀门6均通过管道安装在粘液料斗4出料口法兰板上，与粘液料斗的内腔连通。所述快卸料阀门5和慢卸料阀门6均采用气动阀，并且快卸料阀门5的流量为12kg/min，慢卸料阀门6的流量为0.5kg/min。

如图4所示，所述传感器组件有三组，并且三组传感器组件的结构相同。本实施例以其中一组为例加以描述。

所述传感器组件3包括两个传感器13和两个连接件9。将两个传感器上下串联组成一个传感器组。串联两个传感器时，在两个传感器13的相邻外表面分别固定一个螺母，将螺杆10的两端分别装入所述的两个螺母中，从而将两个传感器串联在一起，组成传感器组。在所述传感器组的上端面和下端面分别有固定连接件9的螺母，两个连接件9的连接螺杆分别装入所述螺母中，将传感器组的两端分别与连接螺杆固连，组成传感器组件3。所述三个传感器组件3的传感器均为选购的标准产品，单支传感器精度达到1/5000。

所述两个连接件9包括连接螺杆、U形夹板和轴。所述U形夹板的一端有连接杆，通过该连接杆，将所述传感器组件3的两端分别固定在环形支架2和料斗卡边12上。所述U形夹板的两个板壁之间的间距略大于连接螺杆的外径；在所述U形夹板的两个板壁上有同心的轴孔。所述连接螺杆的一端外圆周表面有与传感器组端面螺母配合的螺纹，所述连接螺杆的另一端有通孔，并且该通孔的中心线垂直于连接螺杆的中心线。

使用时，将所述连接螺杆有通孔的一端装入U形夹板内，并使连接螺杆的通孔与U形夹板的两个板壁上的轴孔同心。将轴装入所述连接螺杆的通孔和U形夹板板壁上的轴孔内，将连接螺杆与U形夹板连成一体；所述轴与连接螺杆之间转动配合，所述轴与U形夹板之间过度配合。

所述环形支架2的面板为环形，中心孔的孔径大于粘液料斗4的外径。环形支架2面板的下表面均布有三个支杆。

本实施例中，三个传感器组件3分别悬挂在吊点8上，均匀分布于环形支架2外周，相邻传感器组件3之间的夹角为120°。三组分别由两个传感器串联的传感器组件3配接高精度称重显示仪表组成整套粘液称量装置的称重系统，传感器组件3中的两个传感器、两个轴承的受力中心位于一条直线，上层的3只传感器经数据线连接形成一套称量系统，下层的3只传感器经数据线连接也形成一套称量系统，两套称量系统的称量对象都是整套装置和粘液物料的毛重，工作过程中相互独立，互不干扰，所形成的两套称重数据互相验证，称量的同时完成复称功能，解决了物料加入混合锅后无法复称的工艺难题。

三个传感器组件3均通过连接件9悬挂在环形支撑架2上，使传感器组件3均保持垂直状态，实现了串联传感器组件3、粘液料斗4、快卸料阀门5、慢卸料阀门6的自动对中，提高了称量精度。

本实施例中，粘液料斗4的外壁与环形支架2间有一定的间隙，料斗上的支撑支撑平台13与环形支架2以及设备支撑平台1均不接触。环形支架2是围绕粘液料斗4的环状结构，环形支架2的三个支腿7立在设备支撑平台1上。6只挂式称量传感器两两串联，形成三个如图4所示的传感器组件3，这三个传感器组件3通过支撑杆和螺栓连接在环形支架2的3个吊点8上，通过这三个吊点8，粘液料斗4的全部重量被挂在3个传感器组件3上。为了提高称量精度，粘液料斗4下方卸料口安装快卸料阀门5和慢卸料阀门6，先使用快卸料阀门5快速粗称，再使用慢卸料阀门6慢速精称，达到设定的称量值后，系统自动切断物料。

Claims (6)

1.一种粘度为4mPa·S的液体称量装置，其特征在于，包括支撑平台、环形支架、三个传感器组件、粘液料斗、快卸料阀门和慢卸料阀门；环形支架的面板套装在粘液料斗上端的圆周上，并与所述粘液料斗之间有间距，环形支架的三个支杆安放在支撑平台上；三个传感器组件均布在粘液料斗周边；三个传感器组件的上端分别与环形支架面板固连，三个传感器组件的下端分别与料斗卡边固连；快卸料阀门和慢卸料阀门均通过管道安装在粘液料斗出料口法兰板上，与粘液料斗的内腔连通。

2.如权利要求1所述一种粘度为4mPa·S的液体称量装置，其特征在于，所述各传感器组件均包括两个传感器和两个连接件；将两个传感器上下串联组成一个传感器组；在所述传感器组的上端面和下端面分别有固定连接件的螺母，两个连接件的连接螺杆分别装入所述螺母中，将传感器组的两端分别与连接螺杆固连，组成传感器组件。

3.如权利要求2所述一种粘度为4mPa·S的液体称量装置，其特征在于，串联两个传感器时，在两个传感器的相邻外表面分别固定一个螺母，将螺杆的两端分别装入所述的两个螺母中，从而将两个传感器串联在一起，组成传感器组。

4.如权利要求2所述一种粘度为4mPa·S的液体称量装置，其特征在于，所述两个连接件包括连接螺杆、U形夹板和轴；所述U形夹板的一端有连接杆，通过该连接杆将所述传感器组件的两端分别固定在环形支架和料斗卡边上；所述U形夹板的两个板壁之间的间距略大于连接螺杆的外径；在所述U形夹板的两个板壁上有同心的轴孔；所述连接螺杆的一端外圆周表面有与传感器组端面螺母配合的螺纹，所述连接螺杆的另一端有通孔，并且该通孔的中心线垂直于连接螺杆的中心线。

5.如权利要求1所述一种粘度为4mPa·S的液体称量装置，其特征在于，所述环形支架的面板为环形，中心孔的孔径大于粘液料斗的外径；环形支架面板的下表面均布有三个支杆。

6.如权利要求1所述一种粘度为4mPa·S的液体称量装置，其特征在于，所述快卸料阀门和慢卸料阀门均采用气动阀，并且快卸料阀门的流量为12kg/min，慢卸料阀门的流量为0.5kg/min。

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