CN103894087A - 智能调控叶轮上下运动搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能调控叶轮上下运动搅拌装置，主要包括搅拌桶，搅拌桶上安装有搅拌桶支架，液压缸支架安装在搅拌桶支架上，液压缸固定在液压缸支架上，液压缸的活塞杆与固定板的内孔固定，固定板的中空部分套在导轨上并与导轨的下端固定，电机安装在导轨上，电机轴与叶轮轴通过联轴器连接，转矩传感器安装在叶轮轴上，变频器安装在三相电源与电机之间。本发明能够改善现有搅拌装置启停过程繁冗，耗时耗力的现象，减轻电机所受过载电流的冲击，提高整个系统的机械效率，延长系统使用寿命。

Description

智能调控叶轮上下运动搅拌装置

技术领域

 本发明涉及一种搅拌装置，具体地说，是指一种智能调控叶轮上下运动搅拌装置。

背景技术

搅拌装置是矿浆搅拌成套设备中的重要组成部分，在矿业生产中得到广泛应用，在医药、化工、材料合成行业的生产线中也十分常见。在矿业生产线中，大型搅拌装置停车时，不能直接对其停止供电，要在停车前进行清槽工作，才能使搅拌装置顺利地再次启动，消耗大量人力物力。小型搅拌装置可以直接停车，但再次启动搅拌装置时，启动过程为先启动电机，若轴不能转动，应反复多次启停电机，如多次尝试后电机仍不能达到正常启动状态，则需将电机启动器锁定在关闭状态，打开皮带罩，人工前后摇动皮带轮，直至皮带轮能轻松转动后，操作人员迅速远离V型皮带装置，并立即启动搅拌装置电机，待运转几分钟后，关闭电机，重新安装好皮带罩，再正常启动搅拌装置电机。由此可见搅拌装置的每次启停都面临着非常繁冗的操作过程。

传统的搅拌装置，在短时间内不需要其工作的情况下，若一直将其保持在工作状态，则存在能量空耗问题；若停止搅拌装置工作，又面临启停过程繁冗，耗时耗力的现象，目前尚未有方便启停的新型搅拌装置，因此设计一种智能调控叶轮上下运动的搅拌装置是十分必要的。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于提供一种智能调控叶轮上下运动搅拌装置，解决现有的搅拌装置启停过程繁冗，耗时耗力的问题。

技术方案

一种智能调控叶轮上下运动搅拌装置，包括搅拌桶，其特征在于：搅拌桶上安装有搅拌桶支架，液压缸支架安装在搅拌桶支架上，液压缸固定在液压缸支架上，液压缸的活塞杆与固定板的内孔固定，固定板的中空部分套在导轨上并与导轨的下端固定，电机安装在导轨上，电机轴与叶轮轴通过联轴器连接，转矩传感器安装在叶轮轴上，变频器安装在三相电源与电机之间；限位板固定在搅拌桶支架的边缘，下限位开关和上限位开关安装在限位板靠近导轨的侧面上；搅拌桶内叶轮轴的外部设有循环桶，搅拌桶的侧壁上设有搅拌装置出料口，叶轮设置在叶轮轴的底端。

搅拌装置固定位置运转时，下限位开关与导轨的上端面为同一平面。上限位开关与下限位开关的距离大于搅拌装置出料口与叶轮上端面之间的距离，小于挡盖下端面与叶轮上端面之间的距离。

电机与导轨的安装部位安有阻尼垫片。

循环桶的结构是中空的，循环桶中空部分最小截面的直径大于叶轮的直径，以保证叶轮无阻碍地伸缩。

液压缸由独立的液压泵提供能量，其液压系统主要由油箱、溢流阀、滤油器、三项电磁换向阀、压力表、单向阀和节流阀组成，液压系统设置在地面上或者搅拌桶支架上。

液压泵分别连接油箱、溢流阀、三项电磁换向阀、压力表和液压系统电机，液压泵与油箱之间设有滤油器，液压缸的大腔连接三项电磁换向阀，液压缸的小腔与三项电磁换向阀之间还设有单向阀和节流阀。

优点及效果

本发明所述的这种智能调控叶轮上下运动搅拌装置，具有以下优点：

（1）减少搅拌装置启停时所需的人力物力，提高劳动生产率。搅拌装置通过引入液压系统，自动控制叶轮轴与叶轮上下运动，避免了搅拌装置停车前需要清槽，或者再次启动时所需的复杂操作，避免了人工摇动皮带和清理槽体的繁冗危险劳动，节省大量人力物力，更加安全，提高了劳动生产效率。

（2）减轻电机所受过载电流的冲击。搅拌装置再次启动时，叶轮逐渐下降，搅拌凝聚在一起的矿浆。下降过程中，叶轮所需转矩逐渐大于电机额定输出转矩。在保证电机转速不变的情况下，输出功率将随着转矩的增加而增大，所以在下降过程中，电机将一直工作在承受较大过载电流的工作环境中。通过引入变频调速功能，根据所需转矩大小，平缓地调节电机转速，使电机保持恒功率输出的工作状态，减轻电机所受过载电流的冲击，提高整个系统的机械效率，延长了系统使用寿命。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明液压系统工作原理图；

图3是本发明电路原理图；

图4是本发明设计原理框图；

图5是本发明组成系统框图；

图6是本发明固定板的俯视图。

附图标记说明：

1.搅拌桶；2.液压缸支架；3.液压缸；4.固定板；5.限位板；6.下限位开关；7.上限位开关；8.导轨；9.电机；10.电机轴；11.联轴器；12.转矩传感器；13.搅拌桶支架；14.叶轮轴；15.循环桶；16.搅拌装置出料口；17.叶轮；18.三相电源；19.变频器；20.控制系统；21.挡盖下端面；31.液压泵；32.油箱；33.溢流阀；34.滤油器；35.三项电磁换向阀；36.压力表；37.单向阀；38.节流阀；39.液压系统电机。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明提供一种智能调控叶轮上下运动搅拌装置，通过引入液压系统实现叶轮轴与叶轮上下运动，与此同时，根据所需转矩大小，智能调控电机转速和液压系统工作状态。旨在改善现有搅拌装置存在的启停过程繁冗、耗时耗力的现象，减轻电机所受过载电流的冲击，达到提高整个系统的机械效率、延长系统使用寿命的目的。

本发明是一种智能调控叶轮上下运动搅拌装置，如同1中所示，主要包括搅拌桶1、液压缸支架2、液压缸3、固定板4、限位板5、下限位开关6、上限位开关7、导轨8、电机9、电机轴10、联轴器11、转矩传感器12、搅拌桶支架13、叶轮轴14、循环桶15、搅拌装置出料口16、叶轮17、三相电源18、变频器19；搅拌桶1上安装有搅拌桶支架13，液压缸支架2安装在搅拌桶支架13上，液压缸3固定在液压缸支架2上，液压缸3的活塞杆与固定板4的内孔固定，固定板4的结构如图6所示，固定板4的中空部分套在导轨8上并与导轨8的下端固定，电机9安装在导轨8上，电机轴10与叶轮轴14通过联轴器11连接，转矩传感器12安装在叶轮轴14上，变频器19安装在三相电源18与电机9之间；限位板5固定在搅拌桶支架13的边缘，下限位开关6和上限位开关7安装在限位板5靠近导轨8的侧面上；搅拌桶1内叶轮轴14的外部设有循环桶15，搅拌桶1的侧壁上设有搅拌装置出料口16，叶轮17设置在叶轮轴14的底端。

变频器19由转矩传感器12采集的信号传递给计算机的控制系统20进行转换和处理后，反馈给变频器19，进而控制电机9和液压系统中的三项电磁换向阀，实现电机转速的实时调控和液压系统工作状态的控制。

电机9与导轨8的安装部位安有阻尼垫片，以减轻震动。

循环桶15的结构是中空的，循环桶15中空部分最小截面的直径大于叶轮17的直径，以保证叶轮17无阻碍地伸缩。

液压缸3由独立的液压泵31提供能量，其液压系统主要由油箱32、溢流阀33、滤油器34、三项电磁换向阀35、压力表36、单向阀37和节流阀38组成，液压系统设置在地面上或者搅拌桶支架13上均可。

液压泵31分别连接油箱32、溢流阀33、三项电磁换向阀35、压力表36和液压系统电机39，液压泵31与油箱32之间设有滤油器34，液压缸3的大腔连接三项电磁换向阀35，液压缸3的小腔与三项电磁换向阀35之间还设有单向阀37和节流阀38。

搅拌装置在固定的位置运转时（即叶轮没有旋出，不上升的时候），下限位开关6与导轨8的上端面为同一平面，上限位开关7与下限位开关6的距离大于搅拌装置出料口16与叶轮17上端面之间的距离，小于挡盖下端面21与叶轮17上端面之间的距离。

下面结合附图分析说明智能调控叶轮上下运动搅拌装置的工作过程。

本发明这种智能调控叶轮上下运动搅拌装置的停车工作过程：

如图2和图3所示，当搅拌装置停车时，给驱动液压系统的液压泵供电，按下SB1开关，电磁线圈KM1通电，KM1开关闭合，右侧电磁铁线圈YA2带电，此时液压油经管路1从油箱吸油，所排出的压力油经管路2、三项电磁换向阀、管路3进入液压缸大腔，液压缸小腔的油经管路4、单向阀、管路5、三项电磁换向阀、管路6流回油箱，液压缸的活塞杆作为输出轴，带动电机、叶轮轴和叶轮向上运动，完成液压缸带动叶轮轴和叶轮快速提升出液面的过程。当导轨上端面高于上限位开关后，上限位开关动作打开，YA2断电，KM1开关打开，液压缸停止动作，叶轮保持在矿浆液面上的位置不动。

本发明这种智能调控叶轮上下运动搅拌装置的再次启动工作过程：

如图2和图3所示，按下SB2开关，电磁线圈KM2通电，KM2开关闭合，左侧电磁铁线圈YA1带电，此时液压油通过滤油器、管路1从油箱吸油，经管道2、三项电磁换向阀、管路5、节流阀、管路4进入液压缸的有杆腔，液压缸大腔的油经管路3、三项电磁换向阀、管路6流回油箱。当导轨上端面触及下限位开关后，下限位开关动作打开，YA1断电，KM2开关打开，液压缸停止动作，完成了叶轮轴和叶轮缓慢下降至正常工作位置的过程，改变节流阀的通流面积，可以改变活塞的运动速度，即改变了叶轮下降的速度。

如图4、图5所示，在叶轮缓慢下降到正常工作位置的过程中，传感器自动检测叶轮轴转矩，信息经过控制系统智能处理后通过顶层控制平台发出指令，分别控制实现了电机变频调速过程和缓慢下降过程，下面详细介绍。

在叶轮下降的过程中，转矩逐渐增大，转矩传感器自动检测扭矩，当转矩超出设定值时，控制输入继电器X400动作，三相电磁阀回到中位，液压缸停止动作，当转矩逐渐降低到小于设定值后，控制输入继电器X401动作，电磁线圈KM2通电，KM2开关闭合，左侧电磁铁线圈YA1带电，液压缸继续向下运动。反复重复上述过程，实现叶轮根据转矩大小逐渐下降的过程。与此同时，传感器自动检测转矩，根据转矩大小，通过变频器，实时平稳控制电机变频调速，使电机趋于恒功率输出，当搅拌装置再次启动时，减轻电机所受过载电流的冲击。

Claims (6)

1.一种智能调控叶轮上下运动搅拌装置，包括搅拌桶（1），其特征在于：搅拌桶（1）上安装有搅拌桶支架（13），液压缸支架（2）安装在搅拌桶支架（13）上，液压缸（3）固定在液压缸支架（2）上，液压缸（3）的活塞杆与固定板（4）的内孔固定，固定板（4）的中空部分套在导轨（8）上并与导轨（8）的下端固定，电机（9）安装在导轨（8）上，电机轴（10）与叶轮轴（14）通过联轴器（11）连接，转矩传感器（12）安装在叶轮轴（14）上，变频器（19）安装在三相电源（18）与电机（9）之间；限位板（5）固定在搅拌桶支架（13）的边缘，下限位开关（6）和上限位开关（7）安装在限位板（5）靠近导轨（8）的侧面上；搅拌桶（1）内叶轮轴（14）的外部设有循环桶（15），搅拌桶（1）的侧壁上设有搅拌装置出料口（16），叶轮（17）设置在叶轮轴（14）的底端。

2.根据权利要求1所述的智能调控叶轮上下运动搅拌装置，其特征在于：搅拌装置固定位置运转时，下限位开关（6）与导轨（8）的上端面为同一平面；上限位开关（7）与下限位开关（6）的距离大于搅拌装置出料口（16）与叶轮（17）上端面之间的距离，小于挡盖下端面（21）与叶轮（17）上端面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的智能调控叶轮上下运动搅拌装置，其特征在于：电机（9）与导轨（8）的安装部位安有阻尼垫片。

4.根据权利要求1所述的智能调控叶轮上下运动搅拌装置，其特征在于：循环桶（15）的结构是中空的，循环桶（15）中空部分最小截面的直径大于叶轮（17）的直径，以保证叶轮（17）无阻碍地伸缩。

5.根据权利要求1所述的智能调控叶轮上下运动搅拌装置，其特征在于：液压缸（3）由独立的液压泵（31）提供能量，其液压系统主要由油箱（32）、溢流阀（33）、滤油器（34）、三项电磁换向阀（35）、压力表（36）、单向阀（37）和节流阀（38）组成，液压系统设置在地面上或者搅拌桶支架（13）上。

6.根据权利要求5所述的智能调控叶轮上下运动搅拌装置，其特征在于：液压泵（31）分别连接油箱（32）、溢流阀（33）、三项电磁换向阀（35）、压力表（36）和液压系统电机（39），液压泵（31）与油箱（32）之间设有滤油器（34），液压缸（3）的大腔连接三项电磁换向阀（35），液压缸（3）的小腔与三项电磁换向阀（35）之间还设有单向阀（37）和节流阀（38）。

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