CN103662680A - 一种回转定量给料装置及其计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及给料设置技术领域，尤其涉及一种回转定量给料装置及其计量方法。回转定量给料装置，包括外壳、可转动的设置在外壳内的回转轮，所述回转轮上设置有若干个均匀排布的叶片，以及设置在外壳上的进料口和出料口，其中，两相邻的所述叶片之间形成盛放物料的扇形空间；还包括称重装置，给料装置的支点连线位于设备中心的一侧，称重装置位于设备中心的另一侧，且称重装置位于支点连线的中心线上。本申请提供的计量方法针对每个扇形空间内的物料进行称量计算、并且针对每个扇形空间内的物料进行回转轮转速的调整，可以有效地提高回转式定量给料设备的计量准确度，确保了瞬时给料率的稳定。

Description

一种回转定量给料装置及其计量方法

技术领域

本发明涉及给料设置技术领域，尤其涉及一种回转定量给料装置及其计量方法。

背景技术

市场上的回转式定量给料设备的计量控制方法都是采用连续计量控制方式：有效的扇形称量段称量即时物料的重量，此重量与即时速度的乘积即为即时流量，再根据生产需要的设计流量通过电气控制调整设备回转轮的即时转速，使输送的即时流量与设计流量相等，达到定量输送的目的。

由于回转式定量给料设备的机械特点：无法将物料均匀的分布在回转式定量给料设备的回转轮各个叶片间的扇形空间内，即：有效的扇形称量段内的各个扇形空间内的物料量是不同的且差量会很大，这将使物料的形心产生很大的偏差，特别是电气控制系统要即时调整设备回转轮转速的快慢，这将进一步的增大了各个扇形空间内的物料量差及物料形心的偏差，而连续计量控制方式是将有效的扇形称量段内的物料按照均匀分布计算的，物料的形心位置是不变的，这将很大程度影响产品的定量给料准确度，也不能确保瞬时给料率的稳定，给实际生产带来很大的经济损失，甚至无法满足很多生产工艺的需求。

针对上述问题，我们需要一种能够精确的控制给料量的回转定量给料装置及其计量方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种回转定量给料装置，具有较高的给料精度和稳定的给料率。

本发明的另一个目的在于提出一种计量方法，其能够针对每个扇形空间内物料对回转轮的转速进行调整，从而提高计量的准确度，并确保了瞬时给料率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种回转定量给料装置，包括外壳、可转动的设置在外壳内的回转轮，以及设置在外壳上的进料口和出料口，所述回转轮上设置有若干个均匀排布的叶片，其中，两相邻的所述叶片之间形成盛放物料的扇形空间；

还包括称重装置，给料装置的支点连线位于设备中心的一侧，称重装置位于设备中心的另一侧，且称重装置位于支点连线的中心线上。

作为上述回转定量给料装置的一种优选方案，所述扇形空间内的物料的形心点均分布在以设备中心为圆心，半径为R的圆上，所述R大于0小于外壳半径。

作为上述回转定量给料装置的一种优选方案，所述给料装置的支点连线与进料口和出料口的中心连线在同一竖直面内。

一种以上所述的回转定量给料装置的计量方法，具体的为：

设定给料装置的中心到进料口下端的切线与给料中心到出料口下端的切线在回转方向上的夹角区域为有效的称量段；

按扇形空间进入称量段的顺序依次对每个扇形空间内的物料进行称重得出各个扇形空间内物料的重力；

根据设计流量以及将要流入出料口的扇形空间内的物料的重力调整回转轮的转速。

作为上述计量方法的一种优选方案，设定给料装置的支点连线为称量轴，物料的重力相对于称量轴的力矩和称重装置受到的拉力相对于称量轴的力矩大小相等方向相反。

作为上述计量方法的一种优选方案，各个扇形空间内物料的重力计算方法为：称量段中包括n个扇形空间，根据扇形空间进入称重段的顺序依次定义每个扇形空间内物料的重力为q1、q2、q3、……qn；当称量段内每增加一个扇形空间称重装置进行一次称量，分别得到拉力F1、F2、F3……Fn，

其中，

当拉力为F1时，称量段内具有一个扇形空间，此时一个扇形空间内物料的重力的力矩与F1的力矩相同，由此可得到q1；

当拉力为F2时，称量段内具有二个扇形空间，此时二个扇形空间内物料的重力的力矩与F2的力矩相同，由此可得到q2；

………

当拉力为Fn时，称量段内具有n个扇形空间，此时n个扇形空间内物料的重力的力矩与Fn的力矩相同，由此可得到qn；

在上述计算过程中，拉力距离称量轴的距离为设定值，且随着回转轴的转动，每个扇形空间内物料的形心距离称量轴的距离会发生变化，由于设备确定扇形空间内物料形心距离称量轴的距离也随之确定，因此，在上述计算过程中根据力矩相同每个计算过程仅存在物料重力一个未知数，因此可以逐个计算出q1、q2、q3、……qn的数值。

作为上述计量方法的一种优选方案，所述进料口的下端为最先进入物料的一端，所述出料口的下端为最后提供物料的一端。

作为上述计量方法的一种优选方案，所述回转轮的转速计算公式为：Q=λ×q×V，其中，Q为设定的物料流速，λ为调整系数常量，q为将要流入出料口扇形空间内物料的重力，V为回转轮的瞬时转速。

本发明的有益效果为：本申请提供了一种回转定量给料装置及其计量方法，该给料装置包括外壳、可转动的设置在外壳内的回转轮，所述回转轮上设置有若干个均匀排布的叶片，以及设置在外壳上的进料口和出料口，其中，两相邻的所述叶片之间形成盛放物料的扇形空间；还包括称重装置，给料装置的支点连线位于设备中心的一侧，称重装置位于设备中心的另一侧，且称重装置位于支点连线的中心线上，上述给料装置具有较高的给料精度和稳定的给料率。同时本申请提供的计量方法针对每个扇形空间内的物料进行称量计算、并且针对每个扇形空间内的物料进行回转轮转速的调整，可以有效地提高回转式定量给料设备的计量准确度，确保了瞬时给料率的稳定。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的回转定量给料装置的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的称量段内具有一个盛有物料的扇形空间的给料装置的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的称量段内具有二个盛有物料的扇形空间的给料装置的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的称量段内具有三个盛有物料的扇形空间的给料装置的结构示意图。

其中：

1：外壳；2：回转轮；3：叶片；4：进料口；5：出料口；6：扇形空间；7：称重装置；8：第一扇形空间；9：第二扇形空间；10：第三扇形空间。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-4所示，本实施方式提供了一种回转定量给料装置，包括外壳1、可转动的设置在外壳1内的回转轮2，以及设置在外壳1上的进料口4和出料口5，回转轮2上设置有若干个均匀排布的叶片3，其中，两相邻的叶片3之间形成盛放物料的扇形空间6。

上述回转定量给料装置还包括称重装置7，作为优选的，该称重装置7为称重传感器。给料装置的支点连线位于设备中心的一侧，称重装置7位于设备中心的另一侧，且称重装置7位于支点连线的中心线上。

作为优选的，相邻的叶片3之间的夹角为α。

扇形空间内的物料的形心点均分布在以设备中心为圆心，半径为R（R大于0小于外壳半径）的圆上。

给料装置的支点连线与进料口4和出料口5的中心连线在同一竖直面内。

为了对上述回转定量给料装置进行进一步的解释，本实施方式还提供了一种回转定量给料装置的计量方法，具体的为：

设定给料装置的中心到进料口下端的切线与给料中心到出料口下端的切线在回转方向上的夹角区域为有效的称量段。

按扇形空间进入称量段的顺序依次对每个扇形空间内的物料进行称重得出各个扇形空间内物料的重力。

根据设计流量以及将要流入出料口的扇形空间内的物料的重力调整回转轮的转速。

设定给料装置的支点连线为称量轴，物料的重力相对于称量轴的力矩和称重装置7受到的拉力相对于称量轴的力矩大小相等方向相反。

各个扇形空间内物料的重力计算方法为：称量段中包括n个扇形空间，根据扇形空间进入称重段的顺序依次定义每个扇形空间内物料的重力为q1、q2、q3、……qn；当称量段内每增加一个扇形空间称重装置进行一次称量，分别得到拉力F1、F2、F3……Fn，

其中，

当拉力为F1时，称量段内具有一个扇形空间，此时一个扇形空间内物料的重力的力矩与F1的力矩相同，由此可得到q1；

当拉力为F2时，称量段内具有二个扇形空间，此时二个扇形空间内物料的重力的力矩与F2的力矩相同，由此可得到q2；

………

当拉力为Fn时，称量段内具有n个扇形空间，此时n个扇形空间内物料的重力的力矩与Fn的力矩相同，由此可得到qn；

在上述计算过程中，拉力距离称量轴的距离为设定值，且随着回转轮的转动，每个扇形空间内物料的形心距离称量轴的距离会发生变化，由于设备确定扇形空间内物料形心距离称量轴的距离也随之确定，因此，在上述计算过程中根据力矩相同每个计算过程仅存在物料重力一个未知数，因此可以逐个计算出q1、q2、q3、……qn的数值。

作为优选的，进料口4的下端为最先进入物料的一端，所述出料口5的下端为最后提供物料的一端。

本实施方式中，对回转轮具体的控制方法为，提供了回转轮2的转速计算公式为：Q=λ×q×V，其中，Q为设定的物料流速，λ为调整系数常量，q为将要流入出料口扇形空间内物料的重力，V为回转轮的瞬时转速。即根据将要流入出料口的扇形空间6内物料的重力以及设定物料流速，得出回转轮2的瞬时转速，进而实现对回转轮转速的控制。

为了对上述计量方法进行进一步的解释，配合图2至图4对上述计量方法进行进一步的解释。

如图2所示，设定初始扇形空间6的形心点G0，距离O—O轴线（即称量轴）距离为L0；下一个扇形空间的形心点G1，距离O—O轴线的距离为L1；再下一个扇形空间的形心点G2，距离O—O轴线的距离为L2，依次类推直到有效称量段全部布置完。

当第一扇形空间8内装有一定量物料以转速V0到达初始扇形空间时，第一扇形空间8内物料的重力q1集中在形心点G0处，此时测量点的称重传感器测得拉力为F1，这两个力以称量轴为支点形成杠杆，产生正反力矩，两力矩大小相等方向相反，即：q1×L0=F1×L，L和L0是设计好的固定值，F1由称重传感器测得，则可以求得第一扇形空间内的物料的重力q1。

如图3所示，当第二扇形空间9带着物料以转速V0到达初始扇形空间时，第二扇形空间9内物料的重力q2集中在形心点G0处，而第二扇形空间9内物料的重力q1到达并集中在形心点G1位置，此时测量点的称重传感器测得拉力为F2，这时，q1和q2两个力与F2以称量轴为支点形成杠杆，产生正反力矩，两力矩大小相等方向相反，即：q2×L0+q1×（L1+L0）=F2×L[其中L1=R×sin(α)]，L、L0、R、α是设计好的固定值，F2由称重传感器测得，q1已经求出，则可以求得第二扇形空间9内的物料的重力q2。

如图4所示，当第三扇形空间10带着物料以转速V0到达初始扇形空间时，第三扇形空间10内物料的重力q3集中在形心点G0处，而第二扇形空间9内物料的重力q2到达并集中在形心点G1位置，而第一扇形空间8内物料的重力q1到达并集中在形心点G2位置，此时测量点的称重传感器测得拉力为F3，这时，q1、q2和q3三个力与F3以称量轴为支点形成杠杆，产生正反力矩，两力矩大小相等方向相反，即：q3×L0+q2×（L1+L0）+q1×（L2+L0）=F3×L[其中L1=R×sin(α)，L2=R×sin(2α)]，L、L0、R、α是设计好的固定值，F3由称重传感器测得，q1、q2已经求出，则可以求得第三扇形空间10内的物料的重力q3。以此类推可以逐个算出各个扇形格内的物料重力。

当第一扇形空间8装有带着物料q1以转速V0到达出料口前的扇形空间时，电气控制系统根据设定的物料流量Q对设备的回转轮进行即时转速调整，使转速为V1，此时Q=λ×q1×V1（λ为调整系数常量，跟Q、q、V的单位有关，当Q、q、V的单位确定后，λ为一固定值），这样物料q1便以流量Q的速度流出出料口。同理，第二扇形空间9、第三扇形空间10分别以V2、V3的调整速度，使得Q=λ×q2×V2，Q=λ×q3×V3，即可保证物料q2、q3也以流量Q的速度流出出料口。以此类推，可以确保每个扇形格内的物料都以设定的物料流量Q流出出料口。对各扇形空间内的物料重累加，即为累积量。

相对于整个有效的扇形称量段，单个扇形格内物料的均匀程度是非常高的，因而物料的形心位置是比较稳定的且偏差很小。针对每个扇形空间内的物料进行称量计算、并且针对每个扇形空间内的物料进行回转轮转速的调整的这种计量控制方法，可以有效地提高回转式定量给料设备的计量准确度，确保了瞬时给料率的稳定。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种回转定量给料装置，包括外壳（1）、可转动的设置在外壳（1）内的回转轮（2），以及设置在外壳（1）上的进料口（4）和出料口（5），所述回转轮（2）上设置有若干个均匀排布的叶片（3），其特征在于，两相邻的所述叶片（3）之间形成盛放物料的扇形空间（6）；

还包括称重装置（7），所述给料装置的支点连线位于设备中心的一侧，称重装置（7）位于设备中心的另一侧，且称重装置（7）位于支点连线的中心线上。

2.根据权利要求1所述的回转定量给料装置，其特征在于，所述扇形空间（6）内的物料的形心点均分布在以设备中心为圆心，半径为R的圆上，所述R大于0小于外壳半径。

3.根据权利要求1所述的回转定量给料装置，其特征在于，所述给料装置的支点连线与进料口（4）和出料口（5）的中心连线在同一竖直面内。

4.一种如权利要求1所述的回转定量给料装置的计量方法，其特征在于，

设定给料装置的中心到进料口下端的切线与给料中心到出料口下端的切线在回转方向上的夹角区域为有效的称量段；

按扇形空间进入称量段的顺序依次对每个扇形空间内的物料进行称重得出各个扇形空间内物料的重力；

根据设计流量以及将要流入出料口的扇形空间内的物料的重力调整回转轮的转速。

5.根据权利要求4所述的计量方法，其特征在于，设定给料装置的支点连线为称量轴，物料的重力相对于称量轴的力矩和称重装置受到的拉力相对于称量轴的力矩大小相等方向相反。

6.根据权利要求5所述的计量方法，其特征在于，各个扇形空间内物料的重力计算方法为：称量段中包括n个扇形空间，根据扇形空间进入称重段的顺序依次定义每个扇形空间内物料的重力为q1、q2、q3、……qn；当称量段内每增加一个扇形空间称重装置进行一次称量，分别得到拉力F1、F2、F3……Fn，

其中，

当拉力为F1时，称量段内具有一个扇形空间，此时一个扇形空间内物料的重力的力矩与F1的力矩相同，由此可得到q1；

当拉力为F2时，称量段内具有二个扇形空间，此时二个扇形空间内物料的重力的力矩与F2的力矩相同，由此可得到q2；

………

当拉力为Fn时，称量段内具有n个扇形空间，此时n个扇形空间内物料的重力的力矩与Fn的力矩相同，由此可得到qn；

在上述计算过程中，拉力距离称量轴的距离为设定值，且随着回转轮的转动，每个扇形空间内物料的形心距离称量轴的距离会发生变化，由于设备确定扇形空间内物料形心距离称量轴的距离也随之确定，因此，在上述计算过程中根据力矩相同每个计算过程仅存在物料重力一个未知数，因此可以逐个计算出q1、q2、q3、……qn的数值。

7.根据权利要求5所述的计量方法，其特征在于，所述进料口的下端为最先进入物料的一端，所述出料口的下端为最后提供物料的一端。

8.根据权利要求4所述的计量方法，其特征在于，所述回转轮的转速计算公式为：Q=λ×q×V，其中，Q为设定的物料流速，λ为调整系数常量，q为将要流入出料口扇形空间内物料的重力，V为回转轮的瞬时转速。

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