CN103785792B - 一种连续式粘土砂混砂机 - Google Patents

Abstract

本发明属于混砂设备技术领域，涉及一种连续式粘土砂混砂机，综合加料口的正上方设置有新旧砂砂仓、膨润土仓和煤粉仓，新旧砂砂仓下方设有与PLC控制单元电信息连接的水分检测仪，能够实现混砂前新旧砂所含水分的在线检测；人机控制界面对各原料参数预先设置后，再由PLC控制单元进行分析计算以控制水泵变频器、膨润土螺旋给料变频器和煤粉螺旋给料变频器的操作，实现水、膨润土和煤粉向搅笼中连续式在线实时定量添加；搅笼下设有带卸料机构的回性仓，便于混制好的型砂运送至下个生产环节中；其装置结构简单，设计合理，原理科学，操作简便，混砂效率高，混砂效果好，成品性能佳，提升生产率的同时降低了生产成本。

Description

一种连续式粘土砂混砂机

技术领域：

本发明属于混砂设备技术领域，涉及一种连续式粘土砂混砂机，能够在混砂前对原料砂中的水分进行在线检测，并根据检测结果在混砂过程对膨润土、煤粉和水进行连续式实时定量添加。

背景技术：

铸造中用来造型的型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成，按照所用粘结剂的不同型砂可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂和树脂砂，其中以粘土砂、水玻璃砂和树脂砂适用较为广泛，通常型砂要求具有较高的强度和热稳定性，良好流动性、可塑性、透气性和溃散性；随着铸造领域生产自动化的不断提高，对于型砂的质量要求也越来越高，同时为响应国家节能减排的号召，对现有的高能耗、低效率的混砂机的改进已刻不容缓，传统的间歇式混砂机加料、卸料的所需时间约有30-50秒左右，使得单位时间内生产效率大大降低，更不利于在自动化程度高的造型砂处理系统中应用；现有技术中见到的几类连续式混砂机虽然一定程度上减少了耗能、降低了生产成本，但是制备的型砂流动性差，制备过程中无法实现在线连续式实时检测加水，在不停机情况下无法进行不同配比砂的配方比例更改，例如中国专利2009101830530和2009202343570公开的一种连续式混砂机，其适用于自硬性树脂砂的混合，改进了传统混砂机中的输送装置，以较好的实现对铸砂的输送和混合；中国专利2011102471231和2011203138477公开的一种连续式粘土砂混砂机，其能够完成连续的粘土砂混砂，但对型砂水分的控制无法实现连续式实时在线检测与添加；因此寻求设计一种新型的连续式粘土砂混砂机，能够在混制不同粘土、水、煤粉的配比砂时，在不停机操作的前提下实现较短时间内随时更改配方比例；混制的型砂流动性和可塑性好，适用于全自动造型机造型工艺用砂；精简式结构设计，有效降低了功率消耗，耗能仅为同产能间歇式砂机的1/3到1/4，具有良好的经济价值和社会效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种连续式粘土砂混砂机，通过改进传统的型砂混砂工艺，实现对粘土、煤粉等辅料及水分的连续式在线可调检测与添加，以降低生产耗能，节约生产成本，实现环保、高效、连续式生产。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括新旧砂砂仓、水分检测仪、定量给料皮带机、膨润土螺旋给料机、膨润土仓、综合加料口、皮带轮、加水口、湿混加料口、搅笼、推进螺旋片、搅笼叶片、搅笼轴、合仓铰链、搅笼壳体、固定夹板、轴承、出料口、软连段、同轴支撑铰链机构、底座、除尘蝶阀、检修门、回性仓、旋转式卸料机构、型砂皮带机、搅笼体内衬板、挡料盖板、检修梯、连续式在线加水单元、加水水箱、人机控制界面、PLC控制单元、水泵变频器、膨润土螺旋给料变频器、煤粉螺旋给料变频器、水泵、煤粉仓和煤粉螺旋给料机，搅笼的上方左端开设有弧形凹槽式综合加料口，综合加料口的正上方固定设置有并列结构的新旧砂砂仓、膨润土仓和煤粉仓，新旧砂砂仓的底端固定设置有定量给料皮带机，定量给料皮带机的正上方固定设有水分检测仪，水分检测仪与PLC控制单元电信息连接，实现混砂前新旧砂所含水分的在线检测；内空式圆柱形搅笼的中央固定制有带搅笼叶片的搅笼轴，搅笼轴的两端分别通过轴承固定，搅笼轴的外端一侧固定装有带电机拖动的皮带轮，以带动搅笼轴的转动；搅笼左上端开设有湿混加料口，综合加料口与湿混加料口之间设置有1-3个加水口，搅笼的下端固定设有与PLC控制单元电连接的人机控制界面，用于预先设置混砂所需的各原料参数；PLC控制单元分别与水泵变频器、膨润土螺旋给料变频器和煤粉螺旋给料变频器电信息控制连接，分别实现对水、膨润土和煤粉的连续式在线定量添加的实时控制；搅笼的尾端下方固定开设有出料口，对应出料口正下方设有回性仓，回性仓的入口与搅笼的出料口之间通过可拆卸式的软连段相连接，内空式密封结构的回性仓的上方固定制有除尘蝶阀和可开合式的检修门，对应检修门正下方的回性仓中内边沿固定制有台阶式检修梯，回性仓的底端设置有旋转式卸料机构，旋转式卸料机构的出口端连接有皮带机，用以将混制好的粘土砂运送至下个生产环节中。

本发明涉及的膨润土仓的底端固定设置有膨润土螺旋给料机，膨润土螺旋给料变频器电连接控制膨润土螺旋给料机，煤粉仓的底端固定设置有煤粉螺旋给料机，煤粉螺旋给料变频器电连接控制煤粉螺旋给料机，PLC控制单元分别与膨润土螺旋给料变频器和煤粉螺旋给料变频器电信息连接，操作人员通过人机控制界面对混砂所需膨润土和煤粉的比例参数进行设置并传送给PLC控制单元，PLC控制单元通过对膨润土螺旋给料变频器和煤粉螺旋给料变频器的控制调整，实现对膨润土与煤粉的在线连续式定量给料控制。

本发明涉及的搅笼主体结构包括综合加料口、皮带轮、加水口、湿混加料口、推进螺旋片、搅笼叶片、搅笼轴、合仓铰链、搅笼壳体、固定夹板、轴承、出料口、同轴支撑铰链机构和底座，内空式柱状结构的搅笼由两个大小相同的半圆形空心直筒结构的搅笼壳体组成，两个半圆形搅笼壳体的内层分别紧贴式固定有与搅笼壳体同轴心的可拆卸式搅笼体内衬板，搅笼体内衬板由锥形螺栓固定在搅笼壳体内，搅笼壳体下端的合缝处设有2-3个同轴支撑铰链机构，同轴支撑铰链机构将搅笼壳体、搅笼体内衬板和底座固定夹紧在一起，使得搅笼壳体与搅笼内衬板能够以同轴支撑铰链机构的中心轴为中心进行上下开合，搅笼壳体上端的合缝处设有2-3个合仓铰链，用以夹紧固定搅笼壳体上端的合缝；综合加料口正下方对应的搅笼轴上制有推进螺旋片，搅笼轴上固定设有可拆卸式搅笼叶片，搅笼轴的两端分别通过轴承固定连接在挡料盖板上，搅笼轴的外端一侧固定装有带电机拖动的皮带轮用以控制搅笼轴的旋转。

本发明涉及的连续式在线加水单元的主体结构包括加水水箱、PLC控制单元、水分检测仪、水泵变频器和水泵，加水水箱连接有水泵，水泵变频器电连接控制水泵，PLC控制单元与水泵变频器电信息连接；操作人员通过人机控制界面预先对混砂所需水的比例参数进行设定并在线传送给PLC控制单元，水分检测仪将检测到的新旧砂中所含水分数据在线实时传送给PLC控制单元，PLC控制单元将接收到的水分数据与人机控制界面中预先设定的水分数值进行分析比对，计算得出需要再添加的水分值，并通过对水泵变频器的实时控制调整，以实现混砂过程中水分的连续式在线实时定量添加。

本发明与现有技术相比，能够根据实际需求适用于粘土砂不同的混合工艺，无齿轮变速装置，大大减少了功率消耗和维护成本；整体设备耗能低，产量高，占用空间小；通过人机控制界面的各原料参数预先设定，利用PLC控制单元控制各个变频器的操作，实现水、膨润土和煤粉的连续式在线实时定量添加；其装置结构简单，设计合理，原理科学，操作简便，混砂效率高，混砂效果好，成品性能佳，提升生产率的同时降低了生产成本。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明横截面的结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

本实施例涉及的连续式粘土砂混砂机的主体结构包括新旧砂砂仓1、定量给料皮带机3、膨润土螺旋给料机4、膨润土仓5、综合加料口6、皮带轮7、加水口8、搅笼10、推进螺旋片11、搅笼叶片12、搅笼轴13、合仓铰链14、搅笼壳体15、固定夹板16、轴承17、出料口18、软连段19、同轴支撑铰链机构20、底座21、除尘蝶阀22、检修门23、回性仓24、旋转式卸料机构25、型砂皮带机26、搅笼体内衬板27、挡料盖板28、检修梯29、连续式在线加水单元30、加水水箱31、人机控制界面32、PLC控制单元33、水泵变频器34、膨润土螺旋给料变频器35、煤粉螺旋给料变频器36、变频水泵37、煤粉仓38和煤粉螺旋给料机39，搅笼10的上方左端开设有弧形凹槽式综合加料口6，综合加料口6的旁边设有1-3个加水口8，综合加料口6的正上方并列式固定设置有新旧砂砂仓1、膨润土仓5和煤粉仓38，新旧砂砂仓1的底端固定设置有定量给料皮带机3，定量给料皮带机3的正上方固定设有水分检测仪2，水分检测仪2与PLC控制单元33电信息连接，实现混砂前新旧砂所含水分的在线实时检测；内空式圆柱形搅笼10的中央固定制有带搅笼叶片12的搅笼轴13，搅笼轴13的两端分别通过轴承17固定，搅笼轴13的外端一侧固定装有电机拖动的皮带轮7，以带动搅笼轴13的转动；搅笼的下端设有与PLC控制单元33电连接的人机控制界面32，搅笼10的尾端固定设有出料口18，对应出料口18正下方固定设有回性仓24，回性仓24的入口与搅笼10的出料口18之间通过可拆卸式软连段19相连接，内空式密封结构的回性仓24的上方固定制有除尘蝶阀22和可开合式的检修门23，对应检修门24正下方的回性仓24中内边沿固定制有台阶式检修梯29，回性仓24的底端设置有旋转式卸料机构25，旋转式卸料机构25的出口端连接有皮带机26，用以将混制好的粘土砂运送至下个生产环节中。

本实施例涉及的膨润土仓5的底端固定设置有膨润土螺旋给料机4，膨润土螺旋给料变频器35电连接控制膨润土螺旋给料机4，煤粉仓38的底端固定设置有煤粉螺旋给料机39，煤粉螺旋给料变频器36电联接控制煤粉螺旋给料机39，PLC控制单元33分别与膨润土螺旋给料变频器35和煤粉螺旋给料变频器36电信息连接，通过人机控制界面32预先对膨润土和煤粉的比例参数进行设定并在线实时传送给PLC控制单元33，PLC控制单元33通过对膨润土螺旋给料变频器35和煤粉螺旋给料变频器36的实时控制调整，以实现对膨润土与煤粉的在线连续式定量给料控制。

本实施例涉及的搅笼10主体结构包括综合加料口6、皮带轮7、加水口8、湿混加料口9、推进螺旋片11、搅笼叶片12、搅笼轴13、合仓铰链14、搅笼壳体15、固定夹板16、轴承17、出料口18、同轴支撑铰链机构20和底座21，内空式柱状结构的搅笼10由两个大小相同的半圆形空心直筒结构的搅笼壳体15组成，两个半圆形搅笼壳体15的内层分别紧贴式固定有与搅笼壳体15同轴心的可拆卸式搅笼体内衬板27，搅笼体内衬板27由锥形螺栓固定在搅笼壳体15内，搅笼壳体15下端的合缝处设有2-3个同轴支撑铰链机构20，同轴支撑搅笼机构20将搅笼壳体15、搅笼体内衬板27和底座21固定夹紧在一起，使得搅笼壳体15与搅笼内衬板27能够以同轴支撑铰链机构20的中心轴为中心进行上下开合，搅笼壳体15上端的合缝处设有2个合仓铰链14，用以夹紧固定搅笼壳体15上端的合缝；综合加料口6内的搅笼轴13上制有推进螺旋片11，搅笼轴13上固定设有搅笼叶片12，搅笼轴13的两端分别通过轴承17固定连接在挡料盖板28上，搅笼轴13的外端一侧固定装有带电机的皮带轮7用以控制搅笼轴13的旋转。

本实施例涉及的连续式在线加水单元30的主体结构包括水分检测仪2、加水水箱31、PLC控制单元33、水泵变频器34和水泵37，加水水箱31连接有水泵37，水泵变频器34电连接控制水泵37，PLC控制单元33分别与水泵变频器34和水分检测仪2电信息连接，操作人员在人机控制界面32预先对混砂所需水的比例参数进行设定并在线实时传送给PLC控制单元33，同时水分检测仪2将检测到的新旧砂中所含水分在线实时传送给PLC控制单元33，PLC控制单元33通过运算对水泵变频器34进行实时控制调整，以实现混砂过程中水分的连续式在线实时定量添加。

本实施例涉及的连续式粘土砂混砂机进行干混时具体运行过程为：先通过人机控制界面32对混砂所需要的水、膨润土和煤粉的参数进行预先设置，然后定量给料皮带机3将新旧砂砂仓1中预先混合好的新旧砂输送至综合加料口6，同时定量给料皮带机3上方的水分检测仪2将实时检测到的新旧砂中所含水分的数据传输给PLC控制单元33，PLC控制单元33将接收到的水分数据与人机控制界面32中预先设定的水分数值进行分析比对，计算得出需要添加的水分值，并根据计算结果控制水泵37通过加水口8向搅笼10中加水；同时膨润土螺旋给料机4和煤粉螺旋给料机39通过PLC控制单元33的控制实现将设定量的膨润土和煤粉连续式在线加入至综合加料口6中；综合加料口6中的推进螺旋片11将新旧砂、膨润土和煤粉送入搅笼10中进行搅拌混捏，搅笼10中的新旧砂、膨润土和煤粉在搅笼轴13上所带的搅笼叶片12的推进搅拌下进行上下左右的往复运动；当新旧砂、膨润土和煤粉搅拌均匀后，PLC控制单元33控制水泵37通过加水口8一次性向搅笼10中加入计算得出的所需连续实时水分量，搅笼叶片12继续进行搅拌、搓捏和挤压，使得充分搅拌均匀后的型砂由出料口18进入回性仓24中；混制好的型砂在回性仓24中经过回性后，由回性仓24底部的旋转式卸料机构25进行再次揉搓、挤压后，卸放到皮带机26上以输送至其他生产环节。

实施例2：

本实施例涉及的连续式粘土砂混砂机的主体结构还包括湿混加料口9，湿混加料口9固定设置在搅笼10的上端并与加水口8相邻，用于湿混过程中膨润土和煤粉的添加。

本实施例涉及的连续式粘土砂混砂机进行湿混时的具体运行过程为：先通过人机控制界面32对混砂所需要的水、膨润土和煤粉的参数进行预先设置，再将新旧砂通过综合加料口6加入搅笼10中，同时水分检测仪2将实时检测到的新旧砂中所含水分数据传输给PLC控制单元33，PLC控制单元33根据接收到的水分数据与预先设定的水分参数进行比对计算得出需要添加的水分值，再通过控制水泵37经加水口8向搅笼10中加水，待搅笼10中的新旧砂与水搅拌均匀后再通过湿混加料口9向搅笼10中加入设定量的膨润土和煤粉，其他工艺过程与实施例1中的干混工艺过程相同。

Claims (4)

1.一种连续式粘土砂混砂机，其特征在于主体结构包括新旧砂砂仓、水分检测仪、定量给料皮带机、膨润土螺旋给料机、膨润土仓、综合加料口、皮带轮、加水口、湿混加料口、搅笼、推进螺旋片、搅笼叶片、搅笼轴、合仓铰链、搅笼壳体、固定夹板、轴承、出料口、软连段、同轴支撑铰链机构、底座、除尘蝶阀、检修门、回性仓、旋转式卸料机构、型砂皮带机、搅笼体内衬板、挡料盖板、检修梯、连续式在线加水单元、加水水箱、人机控制界面、PLC控制单元、水泵变频器、膨润土螺旋给料变频器、煤粉螺旋给料变频器、水泵、煤粉仓和煤粉螺旋给料机，搅笼的上方左端开设有弧形凹槽式综合加料口，综合加料口的正上方固定设置有并列结构的新旧砂砂仓、膨润土仓和煤粉仓，新旧砂砂仓的底端固定设置有定量给料皮带机，定量给料皮带机的正上方固定设有水分检测仪，水分检测仪与PLC控制单元电信息连接，实现混砂前新旧砂所含水分的在线检测；内空式圆柱形搅笼的中央固定有带搅笼叶片的搅笼轴，搅笼轴的两端分别通过轴承固定，搅笼轴的外端一侧固定装有带电机拖动的皮带轮，以带动搅笼轴的转动；搅笼左上端开设有湿混加料口，综合加料口与湿混加料口之间设置有1-3个加水口，搅笼的下端固定设有与PLC控制单元电连接的人机控制界面，用于预先设置混砂所需的各原料参数；PLC控制单元分别与水泵变频器、膨润土螺旋给料变频器和煤粉螺旋给料变频器电信息控制连接，分别实现对水、膨润土和煤粉的连续式在线定量添加的实时控制；搅笼的尾端下方固定开设有出料口，对应出料口正下方设有回性仓，回性仓的入口与搅笼的出料口之间通过可拆卸式的软连段相连接，内空式密封结构的回性仓的上方固定制有除尘蝶阀和可开合式的检修门，对应检修门正下方的回性仓中内边沿固定有台阶式检修梯，回性仓的底端设置有旋转式卸料机构，旋转式卸料机构的出口端连接有皮带机，用以将混制好的粘土砂运送至下个生产环节中。

2.根据权利要求1所述的连续式粘土砂混砂机，其特征在于膨润土仓的底端固定设置有膨润土螺旋给料机，膨润土螺旋给料变频器电连接控制膨润土螺旋给料机，煤粉仓的底端固定设置有煤粉螺旋给料机，煤粉螺旋给料变频器电连接控制煤粉螺旋给料机，PLC控制单元分别与膨润土螺旋给料变频器和煤粉螺旋给料变频器电信息连接，操作人员通过人机控制界面对混砂所需膨润土和煤粉的比例参数进行设置并传送给PLC控制单元，PLC控制单元通过对膨润土螺旋给料变频器和煤粉螺旋给料变频器的控制调整，实现对膨润土与煤粉的在线连续式定量给料控制。

3.根据权利要求1或2所述的连续式粘土砂混砂机，其特征在于搅笼的主体结构包括综合加料口、皮带轮、加水口、湿混加料口、推进螺旋片、搅笼叶片、搅笼轴、合仓铰链、搅笼壳体、固定夹板、轴承、出料口、同轴支撑铰链机构和底座，内空式柱状结构的搅笼由两个大小相同的半圆形空心直筒结构的搅笼壳体组成，两个半圆形搅笼壳体的内层分别紧贴式固定有与搅笼壳体同轴心的可拆卸式搅笼体内衬板，搅笼体内衬板由锥形螺栓固定在搅笼壳体内，搅笼壳体下端的合缝处设有2-3个同轴支撑铰链机构，同轴支撑铰链机构将搅笼壳体、搅笼体内衬板和底座固定夹紧在一起，使得搅笼壳体与搅笼内衬板能够以同轴支撑铰链机构的中心轴为中心进行上下开合，搅笼壳体上端的合缝处设有2-3个合仓铰链，用以夹紧固定搅笼壳体上端的合缝；综合加料口正下方对应的搅笼轴上制有推进螺旋片，搅笼轴上固定设有可拆卸式搅笼叶片，搅笼轴的两端分别通过轴承固定连接在挡料盖板上，搅笼轴的外端一侧固定装有带电机拖动的皮带轮用以控制搅笼轴的旋转。

4.根据权利要求1或2所述的连续式粘土砂混砂机，其特征在于连续式在线加水单元的主体结构包括加水水箱、PLC控制单元、水分检测仪、水泵变频器和水泵，加水水箱连接有水泵，水泵变频器电连接控制水泵，PLC控制单元与水泵变频器电信息连接；操作人员通过人机控制界面预先对混砂所需水的比例参数进行设定并在线传送给PLC控制单元，水分检测仪将检测到的新旧砂中所含水分数据在线实时传送给PLC控制单元，PLC控制单元将接收到的水分数据与人机控制界面中预先设定的水分数值进行分析比对，计算得出需要再添加的水分值，并通过对水泵变频器的实时控制调整，以实现混砂过程中水分的连续式在线实时定量添加。