CN103897647B - 用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统及粉料加料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统及粉料加料方法，本发明加料系统包括装料系统、烘干系统、冷却系统和称重系统，装料系统、烘干系统、冷却系统和称重系统依次连接成粉料的封闭传送通道，本发明加料方法包括如下步骤：装料；烘干；冷却；称重，在称重模块称得计量仓内粉料的重量为设定值A的90%时，控制第二输送器以滴落的速度加入，在称重模块称得计量仓内粉料的重量比设定值A值少B时，停止将粉料送入称重系统。本发明使得装料、烘干、冷却和称重程序连续，且都在封闭的通道中完成，能够很好的控制粉料的水份的含量，从而使粉料的水份含量较低。提高了制胶质量。

Description

用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统及粉料加料方法

技术领域

本发明涉及一种粉料的加料系统及加料方法，特别涉及一种用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统及粉料加料方法。

背景技术

用于生产聚氨酯密封胶的粉料对水份极度敏感，比如炭黑或碳酸钙等粉料，由于该密封胶对原材料含水量极度敏感，目前普遍采用的办法是先将袋装粉料在烘箱内烘干，含水量达到工艺要求后，将袋装粉料从烘箱内取出，用磅秤称出工艺配比需要的重量，再人工将粉料抖入间歇式制胶装置中。这种传统加料方法由于烘干、称重、加料等工艺阶段分散、开式、不连续，造成烘干后的粉料不可避免地与空气中水份多次接触，影响产品质量，潮湿季节甚至不能生产；人工磅秤称重配料，不仅无法实现称重过程密封连续，并且计量误差较大，粉料加入量波动大，难以达到工艺要求，造成各批产品性能差异大，一致性不好；再者，这种传统的开式加料方式劳动强度大，操作人员多，劳动力成本高，加料过程易于形成粉尘，直接危害操作人员健康，污染环境。因此，上述传统加料方法有必要进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可降低粉料水份含量的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，以及提供一种采用前述加料系统的粉料加料方法。

为了解决上述技术问题，本发明用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，包括装料系统、烘干系统、冷却系统和称重系统，装料系统、烘干系统、冷却系统和称重系统依次连接成粉料的封闭传送通道，装料系统包括加料斗和设置在加料斗上方的起重机构，烘干系统包括烘干机壳、设置在烘干机壳内的输送装置和与烘干机壳内的传热介质腔连接的加热器，冷却系统包括冷却仓、搅拌器和冷冻机，搅拌器设置在冷却仓内，冷却仓设有降温夹层，冷冻机连接冷却仓的降温夹层，称重系统包括计量仓和称重模块，计量仓设置在称重模块上，加料斗的出口与烘干机壳的进口通过第一输送机封闭连接，烘干机壳的出口与冷却仓的进口封闭连接，冷却仓的出口与计量仓的进口通过第二输送机封闭连接，计量仓的出口设置有第三输送机。

为了能及时排出水蒸气，使烘干效果更好，所述的烘干机壳上连接有排气阀，排气阀的出口连接有除尘器。

为了有利于粉料排出相应的仓体，所述的冷却仓和计量仓均设置有驱动相应仓体振动的振动器。

为了便于起重机构向加料斗中加料，所述的起重机构为设置在加料斗上方的电动葫芦，电动葫芦连接有包装袋夹具，加料斗的进口设置有气动的加料按摩器，加料按摩器连接有控制阀。

为了便于向烘干机壳中提供热源，所述的加热器为电加热器，电加热器与烘干机壳连接的管路上设有高温泵和切换阀。

为了实现自动化控制，本发明还包括有PLC控制器，所述的冷却仓上设有上下两个检测粉料的料位仪，分别为高位料位仪和低位料位仪，所述的冷却仓上设有上下两个检测冷却仓内温度的测温元件，分别为上层测温元件和下层测温元件，烘干机壳、冷却仓和计量仓三者的出口均设有阀门，计量仓连接有充气脉冲阀，PLC控制器设置有触摸屏，本系统中各输送机、搅拌器、高温泵、冷冻机、振动器和电动葫芦均采用电机驱动，驱动烘干系统的输送装置连接驱动电机，所有的输送机的电机和驱动烘干系统的输送装置的电机均设置有变频器，所有的电机和电机的变频器连接PLC控制器，所有的称重模块、所有的测温元件、所有的料位仪和所有的阀门均分别连接PLC控制器。

本发明采用前述任何一项所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统的粉料加料方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）            将粉料装入装料系统的加料斗；

（2）            通过第一输送机将粉料送入烘干系统的烘干机壳内，在烘干机壳内将粉料烘干；

（3）            将烘干后的粉料送入冷却系统的冷却仓，启动冷冻机冷冻粉料，边冷冻边搅拌；

（4）            将冷却后的粉料送入称重系统的计量仓，在称重模块称得计量仓内粉料的重量为设定值A的90%时，控制第二输送器以滴落的速度加入，在称重模块称得计量仓内粉料的重量比设定值A值少B时，停止将粉料送入称重系统；

（5）            将称重系统内的粉料全部加入制胶系统。

本发明采用前述第6项用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统的粉料加料方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）    启动PLC控制器，在PLC控制器的控制下完成之后各步骤；

（2）            将粉料装入装料系统的加料斗；

（3）            通过第一输送机将粉料送入烘干系统的烘干机壳内，在烘干机壳内将粉料烘干；

（4）            将烘干后的粉料送入冷却系统的冷却仓，启动冷冻机冷冻粉料，当低位料位仪检测到粉料时，启动搅拌器开始搅拌，当高位料位仪检测到粉料时，停止向冷却系统送料，当上层测温元件和下层测温元件测得的温度均达到设定值时，关闭冷冻机；

（5）            将冷却后的粉料送入称重系统的计量仓，输送时开启冷却仓的振动器使冷却仓保持振动，并使搅拌器保持搅拌，在称重模块称得计量仓内粉料的重量为设定值A的90%时，控制第二输送器以滴落的速度加入，在称重模块称得计量仓内粉料的重量比设定值A值少B时，停止将粉料送入称重系统，关闭冷却仓的振动器和搅拌器；

（6）            将称重系统内的粉料全部通过输送器加入制胶系统，输送时启动计量仓的振动器和充气脉冲阀，使冷却仓保持振动和有气体吹入。

本发明有益效果是：本发明加料系统包括装料系统、烘干系统、冷却系统和称重系统这几个部分，使得装料、烘干、冷却和称重程序连续，且都在封闭的通道中完成，能够很好的控制粉料的水份的含量，从而使粉料的水份含量较低。提高了制胶质量。本发明采用加料方法能够很好的控制粉料的水份的含量，从而使粉料的水份含量较低，并且由于采用特别的计量方法，使得计量精度较高。采用特别的冷却方法，使得冷却耗能较少。特别是在引入PLC控制器的方案中，该方案中整个系统实现在线实时控制且连续化工作，工作效果高。

附图说明

图1 是本发明的结构示意图；

图2是本发明控制系统的控制原理图；

图中：1、支架，2、电动葫芦，3、包装袋夹具，4、加料按摩器，5、控制阀，6、加料斗，7、第一输送机，8、第一电机，11、排气阀，12、高温泵，13、切换阀，14、电加热器，15、袋式除尘器，16 、烘干机壳，17、第二电机，18、气动闸板阀，19、高位料位仪，22、第三电机，23、冷冻机，24、冷媒控制阀，25、冷却仓，26、振动器，27、气动闸板阀，28、第二输送机，29、上层测温元件，30、搅拌器，31、下层测温元件，32、低位料位仪，33、称重模块，34、振动器，35、充气脉冲阀，36、气动闸板阀，37、过滤器，38、控制阀，39、计量仓，40、第三输送机。

60、装料系统，61、烘干系统，62、冷却系统，63、称重系统，64、制胶系统。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括装料系统60、烘干系统61、冷却系统62和称重系统63，装料系统60、烘干系统61、冷却系统62和称重系统63依次连接成粉料的封闭传送通道。

装料系统60包括加料斗6和设置在加料斗6上方的起重机构，起重机构为设置在加料斗6上方的电动葫芦2，电动葫芦2安装在支架1合适的高度上，电动葫芦2连接有包装袋夹具3，用于装夹粉料包装袋，加料斗6的进口设置有气动的加料按摩器4，加料按摩器4的通气管路上设有控制阀5。加料按摩器4的动作由控制阀5控制。加料按摩器4的设置是为了粉料包装袋中的粉料快速落入加料斗，当然，加料按摩器4也可以不设置。

烘干系统61包括烘干机壳16、设置在烘干机壳16内的输送装置和与烘干机壳16连接的加热器，为了便于控制，加热器采用电加热器14，烘干机壳16内设有传热介质腔，电加热器14通过传热介质管线与烘干机壳16内的传热介质腔连接，传热介质管线上设置有高温泵12和切换阀13，烘干机壳16上连接有排气阀11，排气阀11的出口连接有除尘器，除尘器采用袋式除尘器15，设置排气阀11是为了将烘干产生的气体排出，在保证烘干的基本功能的基础上使烘干效果更佳。烘干机壳16内的输送装置为输送螺杆，烘干机壳16外设置有驱动输送螺杆转动的第二电机17。

通过电加热器14将传热介质加热到预定温度，由高温泵12将传热介质输送到传热介质腔内，实现烘干机壳16内的粉料的连续在线烘干。电加热器14也可采用其它加热器代替，输送装置也可采用其它结构。

冷却系统62包括冷却仓25、搅拌器30和冷冻机23，搅拌器30设置在冷却仓25内，冷却仓25设有降温夹层，冷冻机23连接冷却仓25的降温夹层，连接冷冻机23和冷却仓25的降温夹层之间的管路设有冷媒控制阀24。冷却仓25的顶部设置有驱动搅拌器30转动的第三电机22。冷却仓25上设有上下两个检测粉料的料位仪，分别为高位料位仪19和低位料位仪32，冷却仓25上设有上下两个检测冷却仓25内温度的测温元件，分别为上层测温元件29和下层测温元件31，冷却仓25一侧设有驱动冷却仓25振动的振动器26。开启冷冻机23及冷媒控制阀24后，冷冻机23产生的低温冷却介质通过冷却仓25的降温夹层对仓内粉料进行冷却。设置料位仪和测温元件是为了更好的实现PLC控制。

称重系统63包括计量仓39和称重模块33，称重模块33有四个，计量仓39设置在四个称重模块33上，四个称重模块分处于计量仓39的四个角。计量仓39的顶部设有过滤器37，过滤器37的进口连接计量仓39，过滤器37的出口设有控制阀38。计量仓39的一侧设有驱动计量仓39振动的振动器34。计量仓39的侧壁还装有充气脉冲阀35，计量仓39的底部和中部的四个方位各设有一个充气口，所有充气口均与充气脉冲阀35连接。放料时干燥的气体通过充气脉冲阀35向计量仓39内吹入，对仓内粉料疏松。与计量仓39连接的所有管路均采用软过渡管连接。

加料斗6的出口与烘干机壳16的进口通过第一输送机7封闭连接，第一输送机7为螺旋输送机，第一输送机7设有驱动其螺旋转动的第一电机8。烘干机壳16的出口与冷却仓25的进口之间封闭连接，烘干机壳16的出口与冷却仓25的进口之间设有气动闸板阀27，冷却仓25的出口与计量仓39的进口通过第二输送机28封闭连接，冷却仓25的出口与第二输送机28之间设有气动闸板阀27，计量仓39的出口设置有气动闸板阀36和第三输送机40。气动闸板阀36位于计量仓39的出口和第三输送机40之间。第三输送机40的出口接制胶系统。第二输送机28和第三输送机40相当于粉料输送泵。

如图2所示，还包括有PLC控制器， PLC控制器设置有触摸屏，本系统中各输送机、搅拌器、高温泵、冷冻机、振动器和电动葫芦均采用电机驱动，所有的输送机的电机和烘干系统的第二电机17均设置有变频器，所有的电机和电机的变频器连接PLC控制器，所有的称重模块、所有的测温元件、所有的料位仪和所有的阀门均分别连接PLC控制器。

电机输出转速信号给变频器，变频器在PLC控制器的控制下输出调速信号到电机，从而实现电机的速度控制。PLC输出电机开停信号给电机，从而控制电机的启闭。称重模块的称重信号、测温元件的温度信号、料位仪的料位信号、阀门的阀位信号和均实时的传递给PLC控制器。PLC控制器依据前述的各种信号以及触摸屏的输入信号、变频器的输入信号控制各变频器、电机和阀门。

采用前述用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统的粉料加料方法：包括如下步骤：

（1）    启动PLC控制器，在PLC控制器的控制下完成之后各步骤。

（2）    将粉料装入装料系统60的加料斗6；粉料加料时，用包装袋夹具3将成品粉料袋上端夹好，用电动葫芦2将粉料袋移动到加料斗6上方，启动PLC控制器，PLC控制器控制加料按摩器4的控制阀5打开，启动加料按摩器4，加料按摩器4以适当的幅度与频率作用到粉料袋两侧，粉料自包装袋落入加料斗6；接着第一输送机7按设定速度运转，将加料斗6内的粉料连续输送到下面的烘干机壳16内。

（3）    通过第一输送机7将粉料送入烘干系统61的烘干机壳16内，在烘干机壳16内将粉料烘干；PLC控制器控制切换阀13打开，电加热器14开始工作，电加热器14将热介质加热到预定温度，由高温泵12将流体热介质输送到烘干机壳16的传热介质腔内，同时，烘干机壳16上的排气阀11打开，袋式除尘器15工作；粉料输送至出口时，获得充分烘干，含水量达到工艺要求。

（4）    将烘干后的粉料送入冷却系统的冷却仓。烘干机壳16的出口的气动闸板阀18打开，在PLC控制器的控制下，烘干系统61的输送装置以与第一输送机7匹配的速度（变频调速），将烘干的粉料输送到冷却系统的冷却仓25中。开启冷冻机23，低温冷却介质通入冷却仓25降温夹套对仓内烘干的粉料降温。在PLC控制下，粉料不断从烘干系统61输送到冷却仓25，当低位料位仪32检测到粉料时，PLC控制器控制开启第三电机22，搅拌器30旋转，以提高降温效果；当高位料位仪19检测到粉料时，PLC控制器控制第一电机8和第二电机17停止， PLC控制器控制气动闸板阀18关闭，停止粉料的加料输送及烘干。当冷却仓25内上层测温元件29和下层测温元件31测得的温度均降至预定值时，PLC控制器控制冷冻机23关闭，停止降温。

（5）    将冷却后的粉料送入称重系统的计量仓，在称重模块称得计量仓内粉料的重量为设定值A的90%时，控制第二输送器以滴落的速度加入，在称重模块称得计量仓内粉料的重量比设定值A值少B时，停止将粉料送入称重系统。PLC控制器控制气动闸板阀27打开以及控制振动器26启动，搅拌器30继续旋转，冷却好的粉料在第二输送机28作用下送到位于下方的称重系统63。PLC控制器根据工艺配比确定粉料加入量设定值A，并通过控制冷却仓25下方的第二输送机28的电机转速控制进入计量仓39内的粉料量。由于关闭第二输送机28后计量仓39内还有一部分粉料处于悬浮状态，尚未落到底部，因此，为保证粉料加料精度，需要在达到粉料加入量设定值A之前的合适时刻就关闭第二输送机28，关闭一段时间后计量仓39内粉料重量（各个称重模块33测得的粉料重量之和）才能刚好为设定值A。我们将处于悬浮状态的粉料量称为预动值B，该值可以通过试验确定，当加入量达到A-B时，关闭第二输送机28，5秒后加入量恰为设定值A。另外，为兼顾加料速度与加料精度，刚开始向计量仓39内加料时，第二输送机28以全速转动，当加入量接近设定值A的10%时，第二输送机28以滴落速度加入。这些措施，即提高了粉料自动加入计量仓内的精度，又保证了粉料的加料速度。

（6）    将称重系统内的粉料全部通过输送器加入制胶系统64。各称重模块33测得的粉料达到A-B后，关闭第二输送机28、第三电机22、振动器26、气动闸板阀27，停止向计量仓39加料；然后开启振动器34、充气脉冲阀35、气动闸板阀36和第三输送器40，精确定量的粉料自计量仓39加入制胶系统。充气脉冲阀35通过计量仓39中部、下部各四个进气口向仓内充干燥气体，可有效避免粉料挂壁、挤料。当预定量的粉料输送到制胶系统时，关闭所有阀门及电机。至此，一个粉料密封输送、连续烘干及冷却、自动计量加料过程完成。

Claims (8)

1.一种用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，其特征在于：包括装料系统、烘干系统、冷却系统和称重系统，装料系统、烘干系统、冷却系统和称重系统依次连接成粉料的封闭传送通道，装料系统包括加料斗和设置在加料斗上方的起重机构，烘干系统包括烘干机壳、设置在烘干机壳内的输送装置和与烘干机壳内的传热介质腔连接的加热器，冷却系统包括冷却仓、搅拌器和冷冻机，搅拌器设置在冷却仓内，冷却仓设有降温夹层，冷冻机连接冷却仓的降温夹层，称重系统包括计量仓和称重模块，计量仓设置在称重模块上，加料斗的出口与烘干机壳的进口通过第一输送机封闭连接，烘干机壳的出口与冷却仓的进口封闭连接，冷却仓的出口与计量仓的进口通过第二输送机封闭连接，计量仓的出口设置有第三输送机，将冷却后的粉料送入称重系统的计量仓，在称重模块称得的计量仓内的粉料的重量为设定值A的90%时，控制第二输送机以滴落的速度加入，在称重模块称得计量仓内的粉料的重量比设定值A值少B时，停止将粉料送入称重系统。

2.根据权利要求1所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，其特征在于：所述的烘干机壳上连接有排气阀，排气阀的出口连接有除尘器。

3.根据权利要求2所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，其特征在于：所述的冷却仓和计量仓均设置有驱动相应仓体振动的振动器。

4.根据权利要求3所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，其特征在于：所述的起重机构为设置在加料斗上方的电动葫芦，电动葫芦连接有包装袋夹具，加料斗的进口设置有气动的加料按摩器，加料按摩器连接有控制阀。

5.根据权利要求4所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，其特征在于：所述的加热器为电加热器，电加热器与烘干机壳连接的管路上设有高温泵和切换阀。

6.根据权利要求5所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统，其特征在于：还包括有PLC控制器，所述的冷却仓上设有上下两个检测粉料的料位仪，分别为高位料位仪和低位料位仪，所述的冷却仓上设有上下两个检测冷却仓内温度的测温元件，分别为上层测温元件和下层测温元件，烘干机壳、冷却仓和计量仓三者的出口均设有阀门，计量仓连接有充气脉冲阀，PLC控制器设置有触摸屏，本系统中各输送机、搅拌器、高温泵、冷冻机、振动器和电动葫芦均采用电机驱动，烘干系统的输送装置连接驱动电机，所有的输送机的电机和驱动烘干系统的输送装置的电机均设置有变频器，所有的电机和电机的变频器连接PLC控制器，所有的称重模块、所有的测温元件、所有的料位仪和所有的阀门均分别连接PLC控制器。

7.一种采用如权利要求1-6中任何一项所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统的粉料加料方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将粉料装入装料系统的加料斗；

（2）通过第一输送机将粉料送入烘干系统的烘干机壳内，在烘干机壳内将粉料烘干；

（3）将烘干后的粉料送入冷却系统的冷却仓，启动冷冻机冷冻粉料，边冷冻边搅拌；

（4）将冷却后的粉料送入称重系统的计量仓，在称重模块称得的计量仓内的粉料的重量为设定值A的90%时，控制第二输送机以滴落的速度加入，在称重模块称得计量仓内的粉料的重量比设定值A值少B时，停止将粉料送入称重系统；

（5）将称重系统内的粉料全部加入制胶系统。

8.一种采用如权利要求6所述的用于生产聚氨酯密封胶的粉料加料系统的粉料加料方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）启动PLC控制器，在PLC控制器的控制下完成之后各步骤；

（2）将粉料装入装料系统的加料斗；

（3）通过第一输送机将粉料送入烘干系统的烘干机壳内，在烘干机壳内将粉料烘干；

（4）将烘干后的粉料送入冷却系统的冷却仓，启动冷冻机冷冻粉料，当低位料位仪检测到粉料时，启动搅拌器开始搅拌，当高位料位仪检测到粉料时，停止向冷却系统送料，当上层测温元件和下层测温元件测得的温度均达到同一设定值时，关闭冷冻机；

（5）将冷却后的粉料送入称重系统的计量仓，输送时开启冷却仓的振动器使冷却仓保持振动，并使搅拌器保持搅拌，在称重模块称得计量仓内粉料的重量为设定值A的90%时，控制第二输送机以滴落的速度加入，在称重模块称得计量仓内粉料的重量比设定值A值少B时，停止将粉料送入称重系统，关闭冷却仓的振动器和搅拌器；

（6）将称重系统内的粉料全部通过输送机加入制胶系统，输送时启动计量仓的振动器和充气脉冲阀，使计量仓保持振动和有气体吹入。