CN103753849A - 智能型rdf环模成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能型RDF环模成型机，包括上料装置、成型主机、液压系统（3）及电气控制系统；上料装置包括上料机架和变频电机，成型主机包括主轴、机架、成型模块等；液压系统包括液压马达、电液换向阀、溢流阀、压力变送器、电机、恒功率变量泵、油箱以及油管；电气控制系统包括PLC和变频器，其中通过PLC经压力变送器实时监测液压系统压力的电信号，然后控制成型主机的主轴正、反向旋转或停止；同时控制上料装置的变频电机的运行。本发明利用反映负载大小的压力信号来控制主机自动反转、正转和停止等相关动作，以及使上料速度的大小始终与主机工作速度相匹配，从而可实现设备生产的自动化和智能化。

Description

智能型RDF环模成型机
技术领域
本发明涉及到一种垃圾处理设备，特别是涉及一种RDF环模成型机。
背景技术
随着城市生活垃圾的爆发式增长，对垃圾进行资源化、减量化处理显得尤为重要。本发明所述的智能型RDF环模成型机就是将生活垃圾经破碎、分拣、干燥等处理后的可燃物质挤压成型并制成固体形态的燃料，这种RDF固体燃料有易运输，易储备，在常温下可储存6～12个月不腐坏等优点。目前，RDF环模成型机大多是传统的机械传动，其驱动装置一般是由电机和三角皮带组成，该传动方式很难将设备调试到一个生产效率高的连续稳定的工作状态，一台设备需多人操作，同时需要操作人员时刻紧盯设备的运行情况，操作难度大，生产效率很低。现有的机械式成型机在进行RDF正常成型时，实际使用功率仅为额定功率的60%，如若加大负荷，又由于原料存在较多的不确定因素，很容易发生超负荷现象，严重时还会造成电机堵死停转甚至烧坏，以及因主轴堵死导致三角皮带打滑磨损而降低传动效率，所以实际工作中，为了确保设备能始终安全运转，只好让使用功率远离额定功率之下，不能让设备发挥其应有的工作效率。
中国专利CN201140539Y公开了一种环模挤压成型机，安装了过载保护装置，由安全销座、安全保销等组成，其仅只能起到保护作用，不能让设备发挥其应有的工作效率。
发明内容
本发明在于提出一种具有随负载工况自动控制并与之相匹配的上料速度，以及遇较大负载时具有自动减速而增大扭矩，同时采用安全可靠的电磁溢流阀作为过载保护的智能型RDF环模成型机。
本发明的技术方案：一种智能型RDF环模成型机，包括上料装置、成型主机、液压系统及电气控制系统，
上料装置包括上料机架、输送总成和变频电机；
成型主机包括成型模块、挤压轮、主轴；
液压系统包括液压马达、电液换向阀、电磁溢流阀、压力变送器、电机、恒功率变量泵、油箱；
电机驱动恒功率变量泵并通过从油箱中吸取液压油将机械能转换成液压系统的压力能；
所述的恒功率变量泵自动调节输出的压力和流量；
电磁溢流阀调定液压系统的最大工作压力以及控制液压系统加压或卸压；
压力变送器实时监测液压系统压力并将其转换成标准的电信号传送给PLC；
电液换向阀控制压力油的流动方向，从而控制液压马达即成型主机之主轴的旋转方向；
其中液压系统为恒功率变量系统，当液压系统压力大于变量点压力P时，其恒功率变量泵所输出的流量与压力成反比；
电气控制系统包括PLC、变频器；
其中PLC通过变频器控制变频电机的频率自动控制上料装置的上料速度；
同时PLC通过实时接收来自压力变送器的电信号，发出指令经液压系统控制成型主机之主轴正转、反转或停止。
液压系统控制成型主机之主轴的方法：恒功率变量泵起动，通过PLC控制，电磁溢流阀的电磁铁和所述的电液换向阀的左电磁铁同时通电，恒功率变量泵输出的压力油进入液压马达的右侧油口，液压马达便带动成型主机正向旋转，当成型阻力增大而导致系统压力增至P1时，同样通过PLC控制，电磁溢流阀的电磁铁和电液换向阀的右电磁铁同时通电，液压马达便带动成型主机反向旋转，若液压系统压力继续升高至P2，成型主机便停止运行进入检修状态；当成型主机反转后液压系统压力下降至P3，所述的成型主机便立即恢复到正向旋转的正常工作状态，如此往复皆自动完成。
PLC通过变频器控制变频电机的频率自动控制上料装置的上料速度的方法：
当液压系统压力为小于P时，上料装置的变频电机运行正常；
当液压系统压力大于变量点压力即P时，变频电机运行速度同时随工作负荷的增大而减小；
当液压系统压力继续升高至P2，上料装置的变频电机停止运行；
当液压系统压力下降至P时，上料装置的变频电机运行也恢复正常。
上述的变量点压力P为10MPa， P1为18 MPa， P2为20MPa， P3为12 MPa。
本发明的智能型RDF环模成型机采用恒功率变量液压系统，主机在正常负荷工作时，液压系统的工作压力为10MPa，工作流量为液压泵的最大流量，此时液压马达以最大速度带动主轴旋转，同时将恒功率变量泵的变量点也调至10MPa，若所述的环模成型机突遇较大阻力，无需担心电机超载问题，液压泵会通过变量机构自动调节输出的压力和流量，以适应随机变化的工况，并随着成型阻力的加大液压系统的压力也相应增大，而转速则越来越小，直至达到新的平衡。同时通过压力变送器将采集的压力信号反馈至PLC，从而控制上料速度，并使其实时与主机工作速度相匹配。当突遇较大阻力消失后，所述的环模成型机又会自动回到正常工况下运行，整个过程全部是自动完成的，对于易成型的物料可实现无人看管，或一人看管多台设备，从而可实现设备生产运行的自动化和智能化。
本发明的智能型RDF环模成型机由于采用了恒功率变量液压系统，当工作阻力超过正常负荷逐渐增大时，其驱动速度随之自动减小，系统功率保持不变，不会出现因成型阻力突然增大而导致电机堵死停转等安全问题，所以可将设备的实际使用功率调至90%以上，提高了设备的工作效率。
附图说明
图1是本发明所述的智能型RDF环模成型机的示意图；
图2是本发明的液压原理示意图；
图3为成型主机工作流程；
图4为上料装置工作流程；
图5为上料电机频率与液压系统压力的关系曲线；
图6是本发明的电液控制流程总图；
图中的标志为：1 上料装置   2成型主机    3液压系统      4压力变送器      5电机
6 恒功率变量泵     7油箱   8液压马达   9电液换向阀   10溢流阀。
具体实施方式
下面结合附图作进一步说明：  
如图1所示，本发明所述的智能型RDF环模成型机采用机电液一体化技术。其主要由上料装置1、成型主机2、液压系统3以及电气控制系统等部分组成。
    上料装置1由上料机架、传送带、驱动辊、被动辊、出料斗、变频电机和减速机等组成，由变频器控制变频电机的转速。
成型主机2主要由进料斗、模块固定板、成型模块、挤压轮、抄料装置、主轴、机架等部分组成，其主轴由液压马达直接驱动，液压系统3控制液压马达的转矩和转速。
如图2所示，本发明所述的液压系统主要由液压马达8、电液换向阀9、电磁溢流阀10、、压力变送器4、电机5、恒功率变量泵6、油箱7以及油管等部分组成。其中，电机5驱动恒功率变量泵6并通过从油箱7中吸取液压油将机械能转换成液压系统的压力能；电磁溢流阀10的作用是调定液压系统的最大工作压力以及控制液压系统加压或卸压；压力变送器4实时监测液压系统压力并将其转换成标准的电信号传送给可编程控制器（即PLC）；电液换向阀9的作用是控制压力油的流动方向，从而控制液压马达即成型主机之主轴的旋转方向（正转，反转或停止）；本液压系统为恒功率变量系统，当液压系统压力大于变量点压力（如10MPa）时，其恒功率变量泵6所输出的流量与压力成反比。     
电气系统由可编程控制器CPU224AC/DC/RLY（即PLC），变频器VFD015M43B，交流接触器、中间继电器，控制按钮，液压阀电磁线圈，压力变送器等组成。PLC将根据压力变送器4的输入信号来判断成型主机2的负载工况，并按照附图3的技术要求控制成型主机2，按照附图4和附图5的技术要求控制上料装置1。
本发明的电液控制流程及原理详述如下：
成型主机2及液压系统3的工作原理如图3所示，首选恒功率变量泵6起动，通过PLC控制，电磁溢流阀10的电磁铁和电液换向阀9的左电磁铁同时通电，恒功率变量泵6输出的压力油进入液压马达8的右侧油口，液压马达8便带动成型主机2正向旋转，正常工作时，液压系统压力为8至10MPa，当成型阻力增大而导致系统压力增至18MPa时，同样通过PLC控制，电磁溢流阀10的电磁铁和电液换向阀9的右电磁铁同时通电，液压马达8便带动成型主机2反向旋转，若液压系统压力继续升高至20MPa，成型主机2便停止运行进入检修状态，如成型主机2反转后液压系统压力下降至12MPa，成型主机2便立即恢复到正向旋转的正常工作状态，如此往复皆是通过PLC控制自动完成。  
  上料装置1的工作原理如图4所示，在成型主机2起动5分钟后，若液压系统压力处于8MPa以下状态，上料装置1便可自动起动，并通过PLC控制变频器使变频电机的频率按照图5中的关系曲线进行运行，从而使其上料速度的快慢实时与成型主机2的负荷相匹配。由于本设备的液压系统3是采用恒功率变量系统，当液压系统压力大于变量点压力（如10MPa）时，其恒功率变量泵6所输出的流量随压力的增大而减小，进而使成型主机2的运行速度也随工作负荷的增大而减小，也就是说，上料速度和成型主机2的运行速度可同时随工作负荷的增大而减小，反之亦然，从而实现了设备生产的自动化和智能化。
在程序设计上，本发明利用反映负载大小的压力信号来控制主机自动反转、正转和停止等相关动作，以及使上料速度的大小始终与主机工作速度相匹配，从而可实现设备生产的自动化和智能化。

Claims (4)

1.一种智能型RDF环模成型机，包括上料装置（1）、成型主机（2）、液压系统（3）及电气控制系统，其特征在于：
所述的上料装置（1）包括上料机架、输送总成和变频电机；
所述的成型主机（2）包括成型模块、挤压轮、主轴；
所述的液压系统包括液压马达（8）、电液换向阀（9）、电磁溢流阀（10）、压力变送器（4）、电机（5）、恒功率变量泵（6）、油箱（7）；
所述的电机（5）驱动恒功率变量泵（6）并通过从油箱（7）中吸取液压油将机械能转换成液压系统的压力能；
所述的恒功率变量泵（6）自动调节输出的压力和流量；
所述的电磁溢流阀（10）调定液压系统的最大工作压力以及控制液压系统加压或卸压；
所述的压力变送器（4）实时监测液压系统压力并将其转换成标准的电信号传送给PLC；
所述的电液换向阀（9）控制压力油的流动方向，从而控制液压马达即成型主机之主轴的旋转方向；
其中液压系统为恒功率变量系统，当液压系统压力大于变量点压力P时，其恒功率变量泵（6）所输出的流量与压力成反比；
所述的电气控制系统包括PLC、变频器；
其中PLC通过变频器控制变频电机的频率自动控制上料装置（1）的上料速度；
同时PLC通过实时接收来自压力变送器（4）的电信号，发出指令经液压系统控制成型主机（2）之主轴正转、反转或停止。
2.如权利要求1所述的成型机，其特征在于，所述的液压系统控制成型主机（2）之主轴的方法：所述的恒功率变量泵（6）起动，通过所述的PLC控制，所述的电磁溢流阀（10）的电磁铁和所述的电液换向阀（9）的左电磁铁同时通电，恒功率变量泵（6）输出的压力油进入液压马达（8）的右侧油口，液压马达（8）便带动成型主机（2）正向旋转，当成型阻力增大而导致系统压力增至P1时，同样通过所述的PLC控制，所述的电磁溢流阀（10）的电磁铁和所述的电液换向阀（9）的右电磁铁同时通电，所述的液压马达（8）便带动所述的成型主机（2）反向旋转，若液压系统压力继续升高至P2，所述的成型主机（2）便停止运行进入检修状态；当所述的成型主机（2）反转后液压系统压力下降至P3，所述的成型主机（2）便立即恢复到正向旋转的正常工作状态，如此往复皆自动完成。
3.如权利要求1或2所述的成型机，其特征在于，所述的PLC通过变频器控制变频电机的频率自动控制上料装置（1）的上料速度的方法：
当液压系统压力为小于变量点压力即P时，上料装置的变频电机运行正常；
当液压系统压力大于变量点压力即P时，变频电机运行速度同时随工作负荷的增大而减小；
当液压系统压力继续升高至P2，上料装置的变频电机停止运行；
当液压系统压力下降至P时，上料装置的变频电机运行也恢复正常。
4.如权利要求2或3的环模成型机，其特征在于，所述的变量点压力P为10MPa，所述的P1为18 MPa，所述的P2为20MPa，所述的P3为12 MPa。
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