CN104176506A - 颗粒材料的气动输送系统以及气动输送系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颗粒材料的气动输送系统以及气动输送系统的控制方法，该系统用于将颗粒材料从一个或多个储存容器T中传送至一个或多个处理机器(M)，系统包括：至少一个颗粒材料的装载装置(10)，设置有颗粒材料的收集箱(20)；至少一个颗粒材料的传送管道(100)，将收集箱流体连接至至少一个容器；以及用于在传送管道内部产生颗粒材料的流动的装置(110、35)。该系统包括用于每个装载装置的至少一个传感器(51、52)，用于检测由装载在装载装置内部的材料引起的振动。该至少一个传感器布置在装载装置附近或装载装置处，并产生振动的时间信号，该时间信号能与渐进地装载在箱中的颗粒材料的质量相关联或与由颗粒材料渐进地填充的箱的容积相关联。

Description

颗粒材料的气动输送系统以及气动输送系统的控制方法

技术领域

本发明的目的是提供一种颗粒材料的输送系统以及这种系统的控制方法。特别地，该系统旨在处理颗粒塑料材料。

背景技术

在用于处理和/或转换颗粒塑料材料的系统中，颗粒材料通过优选地在真空下操作的传送或气动输送系统从储存容器被输送到一个或多个处理机器中，这些处理机器通常包括注射或热成型压力机。

一种真空气动输送系统包括：颗粒材料的至少一个装载装置，该装载装置与处理机器直接相关；管道，该管道将颗粒塑料材料的储存容器连接至上述装载装置；以及至少一个真空源。颗粒材料的从储存容器到装载装置的操作通过在上述真空源(例如，鼓风机或真空压缩机)的管道中产生的真空而进行。

用本技术的术语来说，在真空源整合到装载装置本身中时，装载装置被称为“供给器(feeder，给料器)”。在“局部”型气动输送系统(即，使颗粒材料的单个储存容器与每个机器相关的系统)位于短距离处的情况下，采用该解决方法。另一方面，在真空源与装载装置分离时，装载装置被称为“接收器”。在甚至位于100米的距离处的“集中”型气动输送系统(即，可允许同一个机器(具有其装载装置)在不同的时间流体连接至不同的储存容器的系统)的情况下，采用后一种解决方法。

操作性地，在真空源的作用下，颗粒材料从储存容器被吸引以随后到达(由沿着上述(被称为抽吸或传送)管道吸入的空气来输送)装载装置的收集箱(tank)，该颗粒材料从该收集箱(一旦该箱完成装载)被放入处理机器中。另一方面，由装载装置吸入输送空气，以朝向真空源传送(在接收器的情况下)或者直接向外喷射(在供给器的情况下)。在装载装置的收集箱与真空源之间布置有一过滤器，该过滤器适合于在已恰好与大部分颗粒材料分离的空气到达真空源之前过滤该空气。通常，过滤器整合在装载装置(为供给器或接收器)中。

控制输送系统的基本目标在于调节装载装置的收集箱的填充，即，调节待供给给处理机器的颗粒材料的数量。通常，估计并因此控制收集箱的填充水平(因此，装载材料的数量)，从而优化箱的填充时间。

在“局部”型气动输送系统的情况下，填充步骤与抽吸步骤一致。在集中型气动输送系统的情况下，填充步骤包括抽吸或填充步骤(即，直接从储存容器中收回材料的步骤)以及管道清洁步骤。

在集中型气动输送系统的情况下，其中，传送管道可具有甚至100米的长度，实际上，对于颗粒材料而言存在沿着管道(例如，在曲线处)积聚的实际风险，而形成通常导致系统停机的堵塞。因此，在从一个周期到另一个周期，不同的材料被供给给相同的机器的情况下，在每个填充周期，清洁抽吸管道是方便的，从而不仅避免形成材料的堵塞，而且还避免在不同材料之间的任何污染。在管道的清洁步骤过程中，沿着管道收集的颗粒材料被送至箱，并且加入至在抽吸步骤过程中已经在管道中被传送的材料中。

在常规的系统中，操作者手动设置参数，以优化气动输送系统的操作。

填充周期的持续时间通常由操作者设置，以便抽吸和管道清洁时间的总和与接收器的优化填充的总时间相对应。这样执行以便避免由于过度装载而造成颗粒堵塞材料的抽吸管道，或者反之以便避免接收器未被完全装载，从而降低效率。在未提供清洁步骤的情况下，通常设置填充周期的持续时间，以便抽吸时间的总和与接收器的优化填充的总时间相对应。

如果有的话，那么在系统启动期间通过由操作者进行的一系列实验测试来对上述时间值(即，抽吸时间和清洁时间)做出评估，结果造成材料和时间两者的浪费。

而且，应注意的是，在材料发生变化的情况下，操作者将必须通过改变时间并根据进一步的测试而再次改变抽吸和清洁周期的参数。

而且，例如，如果由于每小时产量的减少，因此与接收器/供给器相关的处理机器所需要的材料少于在系统启动期间所设置的材料，那么操作者将必须再次修改系统参数。

因此，显然地，收集箱的填充时间的优化是在通过传送管道气动输送颗粒塑料材料时最难以解决的问题之一。

如以上所公开的，气动输送系统周围的条件的可变性进一步使该问题复杂化。实际上，随着时间经过，例如，过滤器的堵塞程度、流体化、颗粒尺寸以及材料的流变性能可能会发生变化。因此，通过反复试验，由操作者设置的用于优化输送系统的参数必须再次改变。

在现有技术中，已知的光学水准仪装置布置在接收器/供给器的收集箱内部，以检测预定的填充水平的达到。这种光学装置允许显著地减少在系统启动的步骤中所需要的时间和材料数量，但是不允许在发生操作变化时(例如，与每小时产量的变化相关联)调节填充时间。实际上，这些装置是布置在固定位置中的光学水准仪传感器。而且，这种光学装置受到所输送的粉末量以及颗粒颜色的显著影响，并且还经受污染事件。总体上，这些装置不是特别可靠。

代替光学装置，已经提出了称重装置，这些称重装置例如由称重元件(loading cell)构成，这些称重传感器布置在接收器的底部处并且根据装载材料所检测到的重量来确定容器的填充水平。这些装载装置都不特别可靠，尤其在要检测的量是几千克时。实际上，这些装载装置非常容易受到振动的影响。材料的气动输送系统连续地经受振动。只要提及在颗粒材料的各个装载周期过程中所引起的振动就足够了。在管道内部，并且尤其是在接收器/供给器中，由于真空以及颗粒材料对接收器/供给器的内部表面的影响，因此可能发生甚至非常强烈的振动，这些振动实际上会妨碍对装载在箱中的材料的数量的正确并且可靠地测量。

最后，应注意的是，上述称重装置的操作生命周期是受限的。实际上，随着时间经过，输送系统的振动往往容易对这种装置所具有的应变仪造成损害。

发明内容

因此，本发明的目的在于，通过提供一种颗粒材料的气动输送系统以及气动输送系统系统的控制方法来消除上述现有技术的缺点，该系统和方法允许在改变操作条件时通过有效的方式自动调节一个或多个装载装置的箱体的填充。

本发明的另一个目的在于，提供一种颗粒材料的气动输送系统以及气动输送系统系统的控制方法，相对于常规系统，该系统允许大幅减小操作成本。

本发明的另一个目的在于，提供一种制造简单并且廉价的颗粒材料的气动输送系统。

附图说明

根据以上目标，在下面提出的权利要求的内容中清楚地发现本发明的技术特征，并且通过参照附图进行的以下详细描述，本发明的优点将更加显而易见，这些附图显示了本发明的一个或多个仅仅进行例证的并且非限制性的实施方式，在附图中：

图1示出了根据本发明的用于处理颗粒塑料材料的系统的简图，该系统具有真空下的输送系统；

图2示出了根据本发明的用于处理颗粒塑料材料的系统的示意图的简图，该系统具有多个颗粒材料源和多个处理机器并设置有真空下的集中型输送系统；

图3示出了在图1和图2中所示的系统的细节的放大比例图，涉及颗粒材料的传送管道的清洁阀门；

图4a和图4b均示出了在图1和图2中所示的系统的细节的示意性剖视图，涉及根据本发明的第一特定实施方式的输送系统的装载装置(接收器)，该装载装置分别示出在颗粒材料的装载配置和卸载配置中；

图5为图4a和图4b的装载装置的正视图，其中未示出上顶部；

图6和图7均示出了在图1和图2中所示的系统的细节的示意性剖视图，涉及根据本发明的两个不同的特定实施方式的输送系统的装载装置(接收器)；以及

图8示出了用于理解本发明的操作原理的方框图的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种颗粒材料的输送系统以及这种类型的系统的控制方法两者。

特别地，颗粒材料是塑料材料。术语“粒状”或“颗粒”意在大体上包括任何形状的材料，不仅包括以颗粒或粉末形式的材料，而且包括以所产生的薄片、鳞片、小垂片(tab)或板形式的材料，例如，通过研磨压碎以厚片、薄片、箔、薄膜等形式的塑料材料。

为了简单进行描述，现在将首先描述根据本发明的系统，并稍后描述根据本发明的控制方法。

根据本发明的气动输送系统1用于将颗粒材料从一个或多个储存容器T中传送至在更复杂的处理系统内的一个或多个处理机器M。

根据本发明的一普通实施方式，如图1和图2中所示，气动输送系统1包括：

-至少一个颗粒材料的装载装置10，与处理机器M相关联，以便为该处理机器提供颗粒材料，所述装置设置有颗粒材料的收集箱(tank，容器)20；

-至少一个颗粒材料的传送管道100，该传送管道将收集箱流体连接至颗粒材料的至少一个储存容器T，以将这种材料从该容器转移至这种箱；以及

-用于在传送管道100内部产生从容器T到装载装置的箱20的颗粒材料的流动的装置110、35。

优选地，气动输送系统1是处于真空下的类型。在这种情况下，用于产生流动的装置包括一个或多个真空产生装置，例如，诸如鼓风机或真空压缩机。用于产生流动的装置还包括阀门装置(该阀门装置将在后文中进行描述)，该阀门装置适当地布置成允许沿着管道产生或中断真空。特别地，用于产生真空的装置可包括一个或多个真空破坏器阀35，如在后文中将描述的。

还可提供系统处于压力下的实施方式。

输送系统1可为“局部”型以及“集中”型，局部型构造成将一个单个的处理机器连接至一个单个的储存容器，集中型构造成将两个或更多个处理机器连接至两个或更多个储存容器，如特别地在图2中所示。

装载装置10可由供给器和接收器构成。

为了描述的完整性，下面详细地描述颗粒材料的处理系统的两个实例，其中，根据本发明的特定实施方式制造的处于真空下的气动输送系统是一体的。

如图1中所示，处理系统包括待转移至处理机器M的颗粒材料G的储存容器T。气动输送系统1包括液化喷枪(fluidifying lance)2，该液化喷枪吸入颗粒材料G，该液化喷枪由例如大致刚性管构成，并且目的在于捕获材料的颗粒并将这些颗粒与空气混合。喷枪2与传送管道100的端部流体连通，该传送管道既可以为刚性类型的也可以为柔性类型的，并且该传送管道的端部穿透紧密密封的装载装置10(在该特定的情况下，为接收器)的中间部分并且限定一排放出口。在装载装置10的内部，颗粒材料的收集箱20安装在比排放出口的水平低的水平上。

优选地，箱20包括设置有下部排放出口的定量给料装置，该下部排放出口可通过由突出臂支撑的底部打开和关闭，以便围绕水平轴线摆动。如特别在图4a和图4b中所示，由底部24和支撑臂25构成的转体设备设置有平衡物(counterweight，平衡锤)26，该平衡物包括磁体以及电磁校准传感器27。由于平衡物26和真空的存在，所以在定量给料装置20中没有颗粒材料时，底部会自动关闭给料装置20的排放出口。包括在平衡物中的磁体与产生发送给电子控制单元的电信号的磁性传感器27对准。颗粒材料G的来自容器T的输送空气与落在箱20内的颗粒材料分离，并且该输送空气从出口29可选地通过第一过滤器28被吸收，该出口形成在接收器10的上部或顶部30中并且与管道101的一端流体连通。管道101的另一端通向旋风过滤组件31。另一柔性管道102与旋风过滤组件31分离，该柔性管道通常在真空泵或鼓风机的抽吸出口处连接至真空源110，该真空源喷出通过管道100、101以及102直接在环境空气中吸入的空气，例如，通过管道103。

在真空泵或鼓风机110停止的情况下，给料装置20的排放出口打开(由于缺乏真空以及包含在里面的颗粒材料的重量的影响)，从而允许颗粒材料排放在机器M的下部供给给料装置34中。

在包含在平衡物26中的磁体与磁性传感器27对准时，产生发送给鼓风机或真空泵110的配电盘(switchboard)33的电控制信号，因此，该配电盘被启动，从而产生颗粒材料的新的供给周期。根据接收器10的尺寸、根据该接收器与容器的距离和/或根据待输送的颗粒材料的类型，该周期由操作者计时并修改。

通过上述类型的气动输送系统，可进行颗粒材料的达到200m的距离的输送，以甚至提供颗粒塑料材料的多个处理机器。因此，这种系统可用于制造集中型的输送系统。

在图2中示出了具有真空下的集中输送系统的处理系统的实例。提供了n个处理机器M1至Mn以及材料(该材料可包含不同的颗粒材料)的多个储存容器(例如，料仓(silo))T，每个处理机器均设置有其自身的装载装置10(包括接收器)。提供了单个抽吸单元(泵或鼓风机)110以及旋风过滤组件111，该旋风过滤组件位于抽吸单元110的上游。各个接收器10通过共同的管道(用术语称为“真空线”)102与过滤组件111流体连通。每个接收器通过传送管道100与不同的储存容器流体连通。该系统设置有传送线的切换设备，以便可交替地将接收器的传送线连接至不同的储存容器。

优选地，接收器10每个均设置有开关(通断)阀35(被称为真空破坏器)，该开关阀位于相应的顶部10的内部。如已提及的，真空破坏器阀35是用于产生真空的上述装置的部分，并且因此该真空破坏器阀可与真空源110(鼓风机或泵)相结合而受控或者代替该真空源，以朝向装载装置10致动或中止材料的流动。真空破坏器阀35可由相应的电气动阀VE1,..,VEn来控制，而这些电气动阀则由合适的电子控制单元(图中未显示)来控制，该电子控制单元的目的在于控制该系统的每个区域，特别地根据操作要求，首先启动一个接收器，并且然后启动另一个接收器。

由于用于每个接收器的拦截装置(被称为“管道清洁阀”)Vp1,..,Vpn的存在，因此在每个周期中，传送线100受到预定量的空气以及颗粒材料的影响，并且在每个周期结束时，颗粒材料被完全排放，以便在抽吸单元110停止或者真空破坏器阀35被启动以用于接收器时，传送线100被清空。图3示出了一种典型的清洁阀，该清洁阀被表示为插入相应的接收器10的传送管道100中的VP1。这种真空破坏器阀的构造和操作为本领域的技术人员所熟知。因此，不提供详细描述。

根据本发明，气动输送系统1包括用于每个装载装置(为接收器或供给器)的至少一个传感器51、52，以用于检测由被装载至装载装置10中的材料所引起的振动。

如特别地在图4、图6以及图7中所示，至少一个这种传感器51、52布置在装载装置10中。如果传感器51、52能够检测由被装载至该装置本身中的颗粒材料在装载装置上所引起的振动，那么该传感器还可布置为邻近装载装置10。

这种传感器51、52产生可与渐进地装载在收集箱20中的颗粒材料的质量相关联的振动(在后文中将通过描述根据本发明的方法来进一步解释)的时间信号。

可替换地，这种传感器51、52产生可与渐进地填充有颗粒材料的收集箱20的容积相关联的振动的时间信号。

优选地，输送系统1包括至少一个电子控制单元(在附图中未示出)，该至少一个电子控制单元连接至至少一个传感器51、52，以接收由传感器产生的振动的时间信号。

操作性地，电子控制单元通过相同信号的模态分析，随着时间渐进地评估装载装置的收集箱20的填充水平，该填充水平使上述信号与装载在箱20中的颗粒材料G的质量相关联，如将在以下描述中进一步解释。

可替换地，电子控制单元根据这种信号的频率和/或振幅的变化，随着时间渐进地评估装载装置的收集箱20的填充水平，该填充水平使上述信号与渐进地填充有颗粒材料的收集箱20的容积相关联。

特别地，电子控制单元控制流动产生装置110、35，以根据评估的箱的填充水平而致动或中止材料的朝向装载装置的流动，以便优化箱的填充时间。

有利地，在输送系统需要传送管道的清洁步骤的情况下，电子控制单元优化箱20的填充时间，将该填充时间划分成颗粒材料的一个或多个装载步骤以及一个或多个清洁步骤，在装载步骤中，直接从储存容器T中取得传送给箱的材料，在清洁步骤中，传送给箱的材料由保留在传送管道中的任何残留物构成。

有利地，电子控制单元可存储(对每个填充周期而言)收集箱的总填充时间、装载步骤的时间和/或清洁步骤的时间，以便产生一组统计参数。因此，只要在特定周期中的填充时间、装载时间和/或清洁时间中的一个或多个不落入上述统计参数内，控制单元则可产生警报信号。

上述至少一个传感器51、52可布置在任何位置中，通过上述说明，假设该至少一个传感器位于装载装置10处或者与该装载装置邻近。

优选地，传感器51、52布置在收集箱的外部而非内部，以防止该传感器受到颗粒材料的直接撞击。这会减小该传感器的测量精度。

特别地，上述至少一个传感器51、52可连接至装载装置的收集箱20的外壳壁21，例如，位于侧壁(特别地是圆柱形形状)上。

该传感器还可直接安装在装载装置的电子控制板中。

有利地，装载装置10设置有封闭收集箱的上部盖22。这种盖将收集箱与装载装置的上部(已知用术语称为上顶部，并且在图中表示为30)分离。特别地，这种盖体可承载过滤器28。如图4a、图4b以及图5中所示，上述至少一个传感器51、52可连接至盖22。优选地，传感器51布置在面向顶部30的盖22的侧面上，即，位于由顶部30限定的容积的内部。

有利地，装载装置10设置有允许与传送管道100连接的管状元件23。特别地，这种连接器元件23穿过收集箱20的壁并且附接至该壁。如图6中所示，上述至少一个传感器52可连接至这种管状连接器元件23，优选地尽可能地接近箱的壁。

根据在图7中所示的特定的实施方式解决方法，输送系统1还可包括用于单个装载装置的两个或更多个传感器51和52，以用于检测振动，这些传感器布置在邻近装载装置和/或处于装载装置上的不同位置中。两个或更多个传感器的使用允许减少与多个信号相关的误差容限(error margin)。

根据第一个实施方式，上述至少一个传感器51或52可为加速计。该加速计可为任何合适的类型。特别地，该加速计可为电容型，作为原理，该电容型加速计利用根据它的电枢(armature)之间的距离的变化所导致的电容器的电容量的变化。在这些加速计中，质量构成一电枢，而在装置的紧邻质量的固定结构上获得另一个电枢。

根据第二个实施方式，上述至少一个传感器51或52可为速度计。

根据第三个实施方式，上述至少一个传感器51或52可为机电型变换器(transducer)，优选地为扩音器。

如已提及的，本发明的另一个目的是提供一种颗粒材料的气动输送系统的控制方法。在该方法的描述中，将参照上述输送系统1的部件。因此，为了简单进行描述，将使用相同的参考标号。

根据一普通的实施方式，这种控制方法包括步骤a)，该步骤提供：

-至少一个颗粒材料的装载装置10，该装置用于处理机器M；所述装置设置有颗粒材料的收集箱20；

-至少一个颗粒材料的传送管道100，该传送管道将收集箱流体连接至颗粒材料的至少一个储存容器T；以及

-用于在传送管道100内部产生从容器T到装载装置的箱20的颗粒材料的流动的装置110、35。

该方法进一步包括以下操作步骤：

b)用颗粒材料装载箱20，从而产生从容器T到箱20的颗粒材料的流动；

c)通过传感器51、52检测在装载装置10上由装载在这种装置内部的颗粒材料所引起的振动，以产生时间信号；以及

d)根据所述信号的频率和/或振幅变化，通过所述信号的模态分析，随着时间渐进地评估收集箱20的填充水平，该填充水平使振动的所述时间信号与装载在箱中的颗粒材料的质量或者与由所述颗粒材料渐进地填充的收集箱20的容积相关联；以及

e)控制流动产生装置110、35，以根据评估的箱20的填充水平而致动或中止材料的朝向装载装置10的流动，以便优化箱的填充时间。

参照特定实例，其中时间信号与渐进地装载的颗粒材料的质量相关，可以看出，由装载装置以及渐进地装载在该装置内部的颗粒材料的质量给出的组合具有一个或多个适当的频率。由传感器产生的振动的这种时间信号的频率和振幅根据装载的颗粒材料的质量的变化而变化。

有利地，在评估填充水平的步骤d)中，根据所述信号的振幅和/或频率的时间变化来评估渐进地装载的材料的质量。已知收集箱的容积和颗粒材料的密度，可通过所装载的颗粒材料的质量的评估值来计算填充水平。

为了更好地阐明表述“模态分析”的意义及其应用，在本文中适当地简略解释“固有频率”的概念。

图8示出了由与具有弹性常数k的弹簧连接的质量m构成的简单的数学模型。在压紧的情况下，所示出的系统开始以非常精确的频率振荡，该频率尤其与质量的值和弹簧的弹性常数相关。

特别地，作用在主体上的力由以下公式表示：

F(x)＝-kx

实际上，该力是与位移成比例的回程力。因此，该主体的运动的方程式为：

$-\mathrm{kx}\left(t\right)=m\frac{d^{2}x\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^2}$

该方程式可写成常规形式的微分方程：

$\frac{d^{2}x\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^2}+\frac{k}{m}x\left(t\right)=0$

数学分析表明通解如下：

x(t)＝A cos(ωt+φ)

其中，ω是该系统的适当的脉冲，并且对应于：

$\mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{k}{m}}$

质量移动的速度显然与通解的第一导数相对应：

$\stackrel{\·}{x}\left(t\right)=-\mathrm{A\ω}\sin (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\φ})$

而加速度是通解的第二导数：

$\stackrel{\·\·}{x}\left(t\right)=-A{\mathrm{\ω}}^2\cos (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\φ})$

虽然比在本文中示出的简单系统更复杂，但是实际的目标具有与刚刚描述的情况相似的情况。更具体而言，这些目标的特征在于一组合适的频率，每个频率均提供有相对阻尼及其合适的模态形式。

因此，在由颗粒材料的影响造成的内力作用在装载装置的结构上的情况下，该内力为这些频率中的一个提供能量。

显然，在该数学模型中，还未考虑阻尼因数，并且为了简单起见，省略该阻尼因数。

如已提及的，根据优选的实施方式，传感器51、52是加速计。回忆通解的第二导数如下：

$\stackrel{\·\·}{x}\left(t\right)=-A{\mathrm{\ω}}^2\cos (\mathrm{\ωt}+\mathrm{\φ})$

该第二导数示出了信号的振幅如何取决于由接收器和颗粒材料构成的质量：

$\mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{k}{m}}$

因此，在装载的颗粒材料的数量变化时，信号的振幅和信号的频率发生变化。操作性地，因此，通过特定算法(例如，由已提及的电子控制单元来执行)处理由传感器产生的信号，可随着时间评估装载的颗粒材料的质量，并且因此，还可评估箱的填充水平。

有利地，在输送系统控制需要时，该方法可包括传送管道100的清洁步骤f)。在该步骤(上述)中，在管道内部产生被朝向箱20引导的空气流，以使该管道不具有材料的任何残留物。特别地，在装载步骤b)之后，实施这种清洁步骤f)。

操作性地，在具有清洁步骤时，在该方法的上述步骤e)中将填充时间优化为装载步骤b)和管道的清洁步骤f)的时间总和。

优选地，该方法包括步骤g)，该步骤储存(对每个填充周期而言)收集箱的总填充时间、装载步骤的时间和/或清洁步骤的时间。通过这种方式，可产生一组统计参数。

有利地，该方法可提供步骤h)，只要在特定周期内的填充时间、装载时间和/或清洁时间中的一个或多个未落在上述统计参数内，则该步骤产生警报信号。

本发明允许实现多个优点，已经描述了这些优点中的一些。

本发明允许在操作条件改变时，通过自动且有效的方式控制和调节气动输送系统。由于本发明，因此实际上可通过自动的方式控制和调节一个或多个装载装置的收集箱的填充，从而避免操作者进行任何手动操作。

由于本发明，因此可实时监控箱的填充水平。这就能够更好地优化系统操作。实际上，可在操作条件发生任何变化时，几乎立即在系统上进行操作。

由于本发明，因此与常规系统相比，可大幅降低操作成本。特别地，可由系统通过自动的方式在更短的时间内(浪费更少的材料)执行系统的启动步骤(这通常要求由操作者手动执行一组测试)而具有更少的材料浪费。总体上，还减少了系统停机时间。

在启动和正常操作期间，根据本发明的系统能够自主学习(learning)，而无需操作者进行任何操作。

该系统可进一步储存与气动输送系统的所有接收器的实际填充时间相关的一组统计参数。通过这种方式，在填充周期具有落在控制单元中储存的统计值之外的装载和/或管道清洁时间的情况下，该系统将通报对于沿着输送管道的或者缺少材料的任何问题的正在进行的异常情况，例如通过警报。

总体上，本发明不需要对输送系统进行大量修改，因此，可被视为制造简单并且廉价。因此，本发明适合于对已有系统进行改装干预。

因此，这样产生的本发明实现预期的目的。

当然，在其实际的实施方式中，在不背离当前的保护范围的情况下，可采用与上述形状和构造不同的形状和构造。

而且，所有部件可由在技术上等效的部件所代替，并且所使用的尺寸、形状以及材料可为根据要求的任何尺寸、形状以及材料。

Claims (20)

1.一种颗粒材料的气动输送系统，用于将颗粒材料从一个或多个储存容器(T)传送至一个或多个处理机器(M)，所述系统包括：

颗粒材料的至少一个装载装置(10)，所述装载装置与所述处理机器(M)相关，以为所述处理机器供给颗粒材料，所述装载装置设置有颗粒材料的收集箱(20)；

颗粒材料的至少一个传送管道(100)，所述传送管道将所述收集箱流体连接至颗粒材料的至少一个所述储存容器(T)，以将这种材料从所述储存容器转移至所述收集箱；以及

用于在所述传送管道(100)内部产生从所述储存容器(T)到所述装载装置的所述收集箱(20)的颗粒材料的流动的装置(110、35)，

其特征在于，所述系统包括用于每个所述装载装置的至少一个传感器(51、52)，所述至少一个传感器用于检测由装载在所述装载装置(10)内部的材料所引起的振动，所述至少一个传感器(51、52)定位成与所述装载装置邻近或者对应，并且产生所述振动的时间信号，所述时间信号能与渐进地装载在所述收集箱(20)中的颗粒材料的质量相关联或者与由所述颗粒材料渐进地填充的所述收集箱(20)的容积相关联。

2.根据权利要求1所述的系统，包括至少一个电子控制单元，所述电子控制单元连接至所述至少一个传感器(51、52)，以接收由所述至少一个传感器产生的所述振动的时间信号，所述电子控制单元通过对所述时间信号的模态分析随时间渐进地评估所述收集箱的填充水平，所述填充水平使所述时间信号与装载在所述收集箱中的颗粒材料的质量相关联，所述电子控制单元控制流动产生装置(110、35)，以根据评估的所述收集箱的填充水平来致动或中止材料朝向所述装载装置的流动，从而优化所述收集箱的填充时间。

3.根据权利要求1所述的系统，包括至少一个电子控制单元，所述电子控制单元连接至所述至少一个传感器(51、52)，以接收由所述至少一个传感器产生的所述振动的时间信号，所述电子控制单元随时间渐进地评估所述收集箱的填充水平，所述填充水平使所述时间信号的频率和/或振幅的变化与由颗粒材料渐进地填充的所述收集箱(20)的容积相关联，所述电子控制单元控制流动产生装置(110、35)，以根据评估的所述收集箱的填充水平来致动或中止材料朝向所述装载装置的流动，从而优化所述收集箱的填充时间。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述电子控制单元优化所述收集箱(20)的填充时间，将所述填充时间划分成颗粒材料的一个或多个装载阶段并划分成所述传送管道(100)的一个或多个清洁阶段，在所述装载阶段中，直接从所述储存容器(T)中取得传送至所述收集箱的材料，在所述清洁阶段中，传送至所述收集箱的材料由保留在所述传送管道中的任何残留物构成。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述电子控制单元优化所述收集箱(20)的填充时间，将所述填充时间划分成颗粒材料的一个或多个装载阶段并划分成所述传送管道(100)的一个或多个清洁阶段，在所述装载阶段中，直接从所述储存容器(T)中取得传送至所述收集箱的材料，在所述清洁阶段中，传送至所述收集箱的材料由保留在所述传送管道中的任何残留物构成。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述电子控制单元存储对于每个填充周期而言的所述收集箱的填充时间，从而产生一系列统计参数，当在特定周期中所述填充时间未落在所述统计参数内的情况下，所述电子控制单元产生警报信号。

7.根据权利要求3所述的系统，其中，所述电子控制单元存储对于每个填充周期而言的所述收集箱的填充时间，从而产生一系列统计参数，当在特定周期中所述填充时间未落在所述统计参数内的情况下，所述电子控制单元产生警报信号。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个传感器(51、52)连接至所述装载装置的收集箱的外壳壁(21)。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个装载装置(10)设置有封闭所述收集箱的上部盖(22)，所述至少一个传感器(51、52)连接至所述上部盖(22)。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个装载装置(10)设置有具有所述传送管道(100)的管状连接器元件(23)，所述管状连接器元件(23)横过所述收集箱的壁并附接至所述壁，所述至少一个传感器(51、52)连接至所述管状连接器元件(23)。

11.根据权利要求1所述的系统，包括两个或更多个所述传感器(51、52)，以用于检测所述振动，所述传感器定位在与所述装载装置邻近和/或对应的不同位置中。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个传感器(51、52)是加速计。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个传感器(51、52)是速度计。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个传感器(51、52)是机电型变换器，优选地为扩音器。

15.一种颗粒材料的气动输送系统的控制方法，包括以下操作步骤：

a)准备：颗粒材料的至少一个装载装置(10)，所述装载装置用于处理机器(M)，所述装载装置设置有颗粒材料的收集箱(20)；颗粒材料的至少一个传送管道(100)，所述传送管道将所述收集箱流体连接至颗粒材料的至少一个储存容器(T)；以及用于在所述传送管道(100)内部产生从所述储存容器(T)到所述装载装置的收集箱(20)的颗粒材料的流动的装置(110、35)；

b)用所述材料装载所述收集箱(20)，从而产生从所述储存容器(T)到所述收集箱(20)的颗粒材料的流动；

c)通过传感器(51、52)检测在所述装载装置(10)上由装载在所述装载装置内部的颗粒材料所引起的振动，从而产生时间信号；以及

d)根据所述时间信号的频率和/或振幅变化，通过对所述时间信号的模态分析，随时间渐进地评估所述收集箱(20)的填充水平，所述填充水平使所述振动的所述时间信号与装载在所述收集箱中的颗粒材料的质量或者由所述颗粒材料渐进地填充的所述收集箱(20)的容积相关联；以及

e)控制流动产生装置(110、35)，以根据评估的所述收集箱(20)的填充水平而致动或中止材料朝向所述装载装置(10)的流动，从而优化所述收集箱的填充时间。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，由所述装载装置以及由渐进地装载在所述装载装置中的颗粒材料的质量所给出的设置具有一个或多个特定的频率，由所述传感器产生的所述振动的时间信号的频率和振幅随着装载的颗粒材料的质量的变化而变化，在评估所述填充水平的步骤d)中，根据所述时间信号的振幅和/或频率的时间变化来评估渐进地装载的材料的质量，在已知所述收集箱的容积和颗粒材料的密度的情况下，能通过所装载的材料的质量的评估值来计算所述填充水平。

17.根据权利要求15所述的方法，包括清洁所述传送管道(100)的步骤f)，其中，在所述传送管道内部产生被朝向所述收集箱(20)引导的空气流，以使所述传送管道不具有材料的任何残留物。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，在装载步骤b)之后进行所述清洁步骤f)，在所述步骤e)中，将所述填充时间优化为装载步骤b)与所述传送管道的清洁步骤f)的时间总和。

19.根据权利要求15所述的方法，包括存储对于每个填充周期而言的所述收集箱的填充时间的步骤g)，以产生一系列统计参数。

20.根据权利要求19所述的方法，包括一步骤h)，在该步骤h)中，当在特定周期中所述填充时间未落在所述统计参数内的情况下，产生警报信号。