CN103765173B - 自校准式定量供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散料用定量供给装置，其具有固定到散料容器的出口的定量称。该定量供给装置包括大体上水平延伸的马达驱动输送器（20），该输送器（20）被设计成将散料从入口区（24）输送到出口区（25）。入口区（24）配置在散料容器（10、11）的下方。出口区（25）被支撑在至少一个第一测量装置（27）上，该第一测量装置（27）被配置且设计成确定输送器（20）的由散料引起的重量负荷。在输送器（20）的入口区（24）处，输送器（20）以自由浮动的方式被安装到散料容器（10）。

Description

自校准式定量供给装置

技术领域

本发明涉及一种用于散料（bulkmaterial）的定量供给装置，其具有安装到散料容器的出口的配料称（batchweighingscale）。本发明还涉及一种操作定量供给装置的方法。

背景技术

例如，从WO2009/065524A1已知一种定量供给装置，其具有安装到散料容器的出口的配料称。该配料称主要包括水平延伸的输送器，该输送器优选地可以是螺旋输送器并且由在固定的支撑框架上的多个承载装置支撑。在支撑框架和输送器之间设置多个测量装置，该测量装置被配置和设计成连续地检测由输送器输送的散料的重量。该输送器是马达驱动的且被设计成沿规定的方向从接收区域将相关的散料输送到排出区域。

在容器的基底安装竖直填充管，该竖直填充管被引导到输送器的接收区域。该容器存储待被输送的散料的至少一部分，并且与填充管配合来形成用于输送器的进给器。搅拌器可以设置在该容器中，通过该搅拌器可以搅拌例如那些流动差的散料，使得可以确保在容器中质量流对输送器均匀负荷。

容器（或安装到容器基底的填充管）和输送器优选地彼此可机械解耦，以便防止在容器中产生的运动对输送器的重量的测量结果产生影响。在是螺旋输送器的情况下，例如，利用柔性环（flexiblecollar）实现解耦，该柔性环将容器的填充管与装配于输送器的接收区域的管连接。

WO2009/065524A1提出了对输送器的完全浮置（floating）地支撑的方案，使得以连续的测量方式仅检测施加到输送器的重量。为此，通过在支撑框架上的多个自校准式承载部在底部支撑输送器，其中至少一个自校准式承载部具有一体化的力传感器。该自校准式承载部位于大体上水平的输送器的两端中的各端。

在输送工作过程中，通过输送器使得竖直流动的散料指向成沿水平方向并且被从输送器的接收区域移出。现有技术有价值的改进在于，尤其对于流动特性差的散料，由散料的连续竖直流动能够产生极大改变的竖直力。这些力可以通过散料传动到输送器，由此被传动到在接收区域处位于输送器下方的自校准承载部。这些力可以导致重量检测的测量值的失真。

发明内容

因而，本发明的目的在于消除由竖直力导致的测量误差，特别地对于流动特性差的散料而言，本发明的目的还在于提高具有位于容器处的大体上水平的输送器的定量供给装置的测量精确性。

通过根据方案1和10中的装置和方法来实现该目的。其它方案的主题是优选的和/或有益的改进。

因此，通过如下的散料用定量供给装置实现该目的：该定量供给装置包括马达驱动的输送器，该输送器位于散料容器的出口处并且大体上是水平的。输送器被设计成将散料从入口区输送到出口区。入口区位于散料容器的下方并且出口区被支撑在至少一个测量装置上。

第一测量装置被配置且设计成确定输送器的由散料引起的重量负荷。

可实现成例如负荷传感器或称重传感器的测量装置与被支撑的输送器一起形成配料称，利用该配料称能够连续地检测沿输送方向输送的散料的质量流。

在入口区处，采用自由浮动的方式将输送器安装到散料容器。

由于输送器在散料容器上自由浮动地悬挂，而且还由于在散料容器上的配料称，例如，有效地抑制了竖直力的极大变化（即实际上是脉冲的或急速地变化）影响测量装置的效果。利用测量装置完成对由散料引起的重量负荷的检测，该测量装置位于散料的入口区的相反侧。因而，该测量装置位于变化的竖直力（即，干涉力）可以被耦合到配料称中的关键区的外侧。

优选地，螺旋输送器是用于输送流动特性差的散料的适合的输送器。这种类型的螺旋输送器包括至少一个外壳，在该外壳的筒状内部定位可转动地支撑的螺旋输送器。螺旋输送器具有轴，轴被外部马达驱动并且被螺旋纹环绕。

例如，自由浮动的悬挂还适用于输送带、链式输送器或板条输送器，以便有效地抑制在对向下滑动的散料称重的过程中在适用的输送器上变化的竖直力。

该定量供给装置可以包括电子部件，所述电子部件被设计成用于确定由输送器输送的质量流。质量流是根据检测到的输送器的重量负荷和输送器的速度得到的，其中，输送器的速度取决于输送器的马达驱动的速度。

采用有利的方式，该电子部件可以包括控制环路，利用该控制环路，将控制输送器的输送速度使得被输送的质量流保持恒定。

优选地，所述散料容器能够被支撑于多个第二测量装置，所述第二测量装置被配置和设计成确定所述容器和所述输送器的由所述散料引起的总重量负荷。

此外，所述电子部件被设计成能借助于所述第二测量装置检测所述总重量负荷随时间的减少量并且将所述减少量与由所述输送器输送的所述散料的质量进行比较，并且如果适用则设置用于确定所述被输送的质量流的校正因数。

还有，所述散料容器能够包括被设计成搅拌所述散料的搅拌器。采用这种方式，可以在材料容器中建立质量流，特别地在是流动特性差的散料的情况下可以在材料容器中建立质量流。

在另一特别有利的实施方式中，在所述入口区处能够借助于至少一个第三测量装置从所述散料容器采用自由浮动的方式来悬置所述输送器。所述第三测量装置被配置和设计成检测所述散料容器和所述输送器之间的竖直作用力。

第三测量装置可以与电子部件连接，所述电子部件被设计成根据被测量的所述竖直作用力来控制在所述散料容器中的搅拌器，使得在所述散料容器中建立均匀流动行为。

本发明还包括一种用于操作根据本发明的散料用定量供给装置的方法。本发明包括至少如下步骤：

a）经由至少一个第一测量装置（27）来测量所述输送器（20）的重量负荷；

b）基于所述输送器的速度和所述输送器（20）的重量负荷并且基于校正因数来确定在所述输送器（20）中输送的所述散料的质量流；

c）将所确定的所述质量流与所述质量流的预定的标称值进行比较；

d）根据所确定的所述质量流与所述质量流的预定的标称值之间的比较结果来调整所述输送器的输送器速度。

在定量供给装置的工作过程中，本发明能够提供循环反复的控制测量，其另外包括至少如下步骤：

i）经由至少一个第二测量装置（12）来测量所述散料容器（10）和所述输送器（20）的总重量负荷；

ii）确定总重量负荷在限定的时间期间内的减少量；

iii）确定所述输送器（20）在所述限定的时间期间内输送的所述散料质量；

iv）基于所确定的总重量负荷的所述减少量与所确定的所述输送器（20）输送的所述散料质量的商来确定校正值；

v）调整用于步骤b）的所述校正值。

此外，本发明包括一种操作定量供给装置的搅拌器调整方法，其包括如下步骤：

1）经由至少一个第三测量装置（26）测量作用在所述散料容器（10）和所述输送器（20）之间的竖直力；

2）确定和分析被测量的所述竖直力随时间的信号行为；

3）根据所确定和分析的信号行为来调整在所述散料容器中的所述搅拌器的搅拌器速度。

附图说明

以下在参照附图的情况下利用示例性实施方式来详细地说明本发明。

图1示出了具有散料容器和位于该容器的采用螺旋输送器形式的输送器的定量供给装置的示意图。

具体实施方式

在示出的实施方式中，散料容器是安装到支撑结构1的筒状散料容器10，作为示例安装到梯形支撑结构1的上纵向构件（例如，由钢梁制成）散料。向下成圆锥形地渐缩到出口的排出部11安装到容器基底。在散料容器10和支撑结构1之间设置多个测量装置（承载装置）12，借助于该测量装置12，相对于支撑结构1支撑散料容器10。

在散料容器10内部配置搅拌器，在图中未示出该搅拌器，在适用的情况下该搅拌器延伸到排出部11中。可以利用搅拌器搅拌散料，特别是那些流动差的散料。

作为利用搅拌器对散料进行搅拌的结果，在排出部11中产生质量流，可以使得质量流经由出口被传送到输送器20。输送器20配置在排出部11的下方，并且被设计成移除由散料容器10存储的、被搅拌了的、且在出口处被计量出的散料。

因而，可以将具有一体化的搅拌器的散料容器10与排出部11的组合视为用于输送器20的进给器。

输送器20包括长的且大体管状的壳体21，在壳体21的内部，优选地可转动地支撑螺旋输送器22。由驱动马达23驱动螺旋输送器22。在输送器20的接收区域或入口区中，即如图所示在输送器20的左端处，设置有入口区（引入口凸缘）24，该入口区24延伸通过对应的开口而延伸到管状的壳体21的内部。在相反端，管状的壳体21具有下开口，该下开口终止在出口区（排出管）25中并且限定了用于由输送器20输送的散料的排出区域或出口区。

进给器10、11的出口通过柔性连接而连接到引入口凸缘24。进给器10、11和输送器20通过柔性连接彼此可机械解耦，该柔性连接可以借助于绕着排出部11的下端和引入口凸缘24的上端同轴地固定的柔性环来实现。输送器20和进给器10、11能够彼此单独地进行运动，因而输送器20和进给器10、11可彼此解耦，特别是振动地解耦。

输送器20通过至少一个第一测量装置（承载装置）在排出区域侧（即，在如图所示的右侧）被支撑在支撑结构（支撑框架）1上，在图中利用附图标记27标注该第一测量装置（承载装置）。力测量装置被一体化到承载装置27中，利用该力测量装置能够检测作用在承载装置上的重量。例如，力测量装置可以包括负荷传感器或称重传感器。

如图所示，该承载装置27位于排出管25的附近并且可以被定位到排出管25的左侧，但是也可以被定位在排出管25的右侧。还可以将两个承载装置相对于输送器20的中心线对称地定位在排出管25的附近。

在排出管25的相反端处（也就是说根据图1，在附图的左侧处），借助于连杆26，采用自由浮动的方式从进给器10、11悬挂输送器20。

利用输送器20在接收区域侧自由浮动的悬挂和支撑结构1上的在排出侧的重量测量承载部，输送器20构成允许对被输送的质量流进行连续的重量检测的配料称。

在输送或定量操作过程中，在排出部11的出口处使得散料改变方向，使得从竖直流动方向变成在输送器20的接收区域中的水平方向。在这个过程中，例如，基于散料特性、进给器10、11的几何设计和其内壁面，可以产生不同的竖直力。由于由搅拌机执行的对散料的搅拌，这些竖直力可以有很大的变化，也就是说竖直力可以特别地以脉冲的方式产生。特别是在散料的流动特性差的情况下产生这些脉冲的或急速变化的竖直力，并且由于现有技术的用于质量流的重量测定的配料称在接收区域内还必须借助于承载装置支撑在支撑结构上，所以在现有技术配料称中，经常导致重量测量失真。

利用通过连杆26在接收区域侧实现的输送器20从进给器10、11自由浮动的悬挂，能有效地防止由搅拌产生的干涉信号对重量检测造成影响。

利用被一体化到承载装置27中的测量装置连续地检测位于输送器20内且通过螺旋输送器22输送的散料的重量。通过乘以由驱动马达23的速度确定的输送器20的输送速度得到被水平输送的散料的相关的当前质量流。借助于驱动马达23的作为控制环路的可控变量的速度将当前质量流调整到标称值，以便确保恒定输送。

此外，示出的定量供给装置配备有用于配料称的自动校准的设备。为此，各承载装置12配备有称重传感器，借助于各承载装置12，输送器20的进给器10、11被支撑在支撑结构1上。利用承载装置12的这些称重传感器检测进给器10、11和悬挂的输送器20的重量。在正在进行的输送操作过程中，存储在散料容器中的散料的质量连续地减少。利用一体化到承载装置12中的称重传感器检测这种重量减小。在限定的时间间隔处，将由采用重量测量方式支撑的散料容器确定的重量减小与利用配料称在同一时间期间确定的被输送的散料质量的值进行比较。主要根据被检测的产品的重量和输送器20的输送速度的乘积或者检测到质量流的时间积分来计算被输送的散料质量。

如果利用输送器20测量的被输送的散料质量与经由在称重传感器上支撑的散料容器10利用控制测量确定的重量差存在偏差，那么可利用校正因数适当地调整或者校正利用输送器20检测的测量结果。例如借助于适当的控制和调整装置，可以采用自动的方式产生用于校正值的校准和定量调整的时间间隔。

采用有用的方式，连杆26中的每一个均具有采用负荷传感器或重量传感器的形式的至少一个测量装置，在接收区域中通过连杆26从进给器10、11悬挂输送器20，利用测量装置能够检测由对散料的搅拌产生的脉冲或急速变化的竖直力。可以分析利用测量装置检测的这些信号，并且这些信号提供了在进给器10、11中散料流的流动行为。可以从所检测的信号产生控制信号，利用该控制信号能够调整或控制搅拌器或在散料容器10和/或在排出部11中发生的搅拌。借助于这种控制或调整可以实现用于输送器20的均匀负荷的均匀质量流。

Claims (12)

1.一种散料用定量供给装置，其具有马达驱动的输送器(20)，所述输送器(20)位于散料容器(10、11)的出口处并且大体上是水平的，其中

所述输送器(20)被设计成将所述散料从入口区(24)输送到出口区(25)，其中所述入口区(24)位于所述散料容器(10)的下方，其特征在于，

在所述入口区(24)处，所述输送器(20)通过连杆(26)以自由浮动的方式悬挂于所述散料容器(10)，在所述输送器(20)的所述入口区(24)和所述出口区(25)中，仅所述出口区(25)被支撑在至少一个第一测量装置(27)上，所述第一测量装置(27)被配置且设计成确定所述输送器(20)的由所述散料引起的重量负荷。

2.根据权利要求1所述的定量供给装置，其特征在于，所述输送器(20)被实现为螺旋输送器、输送带、链式输送器或板条输送器。

3.根据权利要求1所述的定量供给装置，其特征在于，设置电子部件，所述电子部件被设计成根据被检测的所述输送器(20)的重量负荷与所述输送器(20)的马达驱动的速度来确定被输送的质量流。

4.根据权利要求3所述的定量供给装置，其特征在于，所述电子部件被设计成控制所述输送器(20)的输送速度，使得所述被输送的质量流保持恒定。

5.根据权利要求4所述的定量供给装置，其特征在于，所述散料容器(10)被支撑于至少一个第二测量装置(12)，所述第二测量装置(12)被配置和设计成确定所述散料容器(10)和所述输送器(20)的由所述散料引起的总重量负荷。

6.根据权利要求5所述的定量供给装置，其特征在于，所述电子部件被设计成借助于所述第二测量装置(12)检测所述总重量负荷随时间的减少量并且将所述减少量与由所述输送器(20)输送的所述散料的质量进行比较，并且如果适用则设置用于确定所述被输送的质量流的校正因数。

7.根据前述权利要求中任一项所述的定量供给装置，其特征在于，所述散料容器(10)包括被设计成搅拌所述散料的搅拌器。

8.根据权利要求7所述的定量供给装置，其特征在于，所述连杆(26)具有至少一个第三测量装置，所述第三测量装置被配置和设计成检测所述散料容器和所述输送器之间的竖直作用力。

9.根据权利要求8所述的定量供给装置，其特征在于，设置被设计成根据被测量的所述竖直作用力来控制在所述散料容器中的搅拌器的电子部件，使得在所述散料容器中建立均匀流动行为。

10.一种操作根据前述权利要求中任一项所述的散料用定量供给装置的方法，其包括如下步骤：

a)仅经由所述至少一个第一测量装置(27)来测量所述输送器(20)的重量负荷；

b)基于所述输送器的速度和所述输送器(20)的重量负荷并且基于校正因数来确定在所述输送器(20)中输送的所述散料的质量流；

c)将所确定的所述质量流与所述质量流的预定的标称值进行比较；

d)根据所确定的所述质量流与所述质量流的预定的标称值之间的比较结果来调整所述输送器的输送器速度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述定量供给装置的工作过程中执行循环反复的控制测量，其包括如下步骤：

i)经由至少一个第二测量装置(12)来测量所述散料容器(10)和所述输送器(20)的总重量负荷；

ii)确定总重量负荷在限定的时间期间内的减少量；

iii)确定所述输送器(20)在所述限定的时间期间内输送的所述散料质量；

iv)基于所确定的总重量负荷的所述减少量与所确定的所述输送器(20)输送的所述散料质量的商来确定所述校正因数；

v)调整用于步骤b)的所述校正因数。

12.一种为操作根据权利要求1-9中任一项所述的散料用定量供给装置提供搅拌器调整的方法，其包括如下步骤：

1)经由所述连杆(26)的至少一个第三测量装置测量作用在所述散料容器(10)和所述输送器(20)之间的竖直力；

2)确定和分析被测量的所述竖直力随时间的信号行为；

3)根据所确定和分析的信号行为来调整在所述散料容器中的所述搅拌器的搅拌器速度。