CN105734703B - 失重秤配料系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于配料系统技术领域，尤其是一种化纤纺丝行业需添加色母粒料的失重秤配料系统，该配料系统包括吸料系统、喂料系统和带PLC控制系统的工控机，喂料系统具有料斗架，所述料斗架自上而下依次设置有储料斗、中间料斗、集料斗和混料斗，中间料斗的底部设有喂料机构，混料斗的顶部设有高料位传感器，混料斗的底部设有失重式称重模块，失重式称重模块的称重信号和高料位传感器的检测信号传输至工控机，由工控机的PLC控制系统控制。吸料系统、喂料系统免维护，使用寿命长；提供了系统的高计量精度；更换批次时正品率提高了33％以上；操作简单，控制多个工位；安装使用方便，混料均匀；更换切片方便，便于清理；吸料粉尘的收集再利用，减少浪费及粉尘污染。

Description

失重秤配料系统
技术领域
本发明属于配料系统技术领域，尤其是一种化纤纺丝行业需添加色母粒料的失重秤配料系统。
背景技术
目前，市场上的配料系统有体积式计量系统、国产失重式计量系统以及进口失重式计量系统。从计量精度上看，失重式计量系统的计量精度要优于体积式计量系统的计量精度。
两种失重式计量系统比较：
国产上海某公司的失重式计量系统存在以下缺点：
1.称重部分是通过弹性连接片来连接料斗与秤体，连接片容易出现金属疲劳，使称重模块的模拟量曲线出现失准，导致称重失准，出现色差；
2.上面储料斗与中间料斗是通过软连接连在一起的，在软连接处有时有色母粒卡在那里，也会产生色差；
3.整个系统的高度太高，在吸料的启、停时会引起整个系统的晃动，引起色差，不好生产；
4.吸料组件的气缸安装处经常发生漏气，导致吸不上料等；
5.整套吸料系统设计的过于复杂，结构既不合理也不美观，另外故障也比较频繁。
进口瑞士立达DOTECO公司失重式计量系统要优于上海某公司的失重式计量系统：
1.称重模块直接与料斗相连接，没有其他环节，得出的模拟量曲线不会变形，比较准确；
2.计量系统的混合料斗，底部是一个称重模块，它决定了整个系统下料的快慢；
3.吸料系统真空泵上配套的过滤器可经常拿出来清洁维护。
但进口瑞士立达DOTECO公司失重式计量系统仍有几个缺点：
1.用于阀板控制的两只单杆气缸不稳定，长时间使用后气缸O型圈窜气，开合不平衡导致出现故障；
2.直流碳刷电机使用时间长了里面的碳灰积多了会使电机失灵，须经常清洁维护；
3.吸料组件顶部的双头气缸容易漏气，导致吸不上料；
4.吸料系统的粉尘过滤器需要经常清洁维护，费时费力；
5.送料螺杆根部安装的轴承也须经常更换维护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种免维护、精度高、换色速度快、简洁的失重秤配料系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种失重秤配料系统，该配料系统包括吸料系统、喂料系统和带PLC控制系统的工控机；
所述喂料系统具有料斗架，所述料斗架自上而下依次设置有储料斗、中间料斗、集料斗和混料斗；所述中间料斗的底部设有喂料机构，所述混料斗的顶部设有高料位传感器，混料斗的底部设有失重式称重模块，失重式称重模块的 称重信号和高料位传感器的检测信号传输至工控机，由工控机的PLC控制系统控制，
所述吸料系统包括真空吸料机与粉尘分离器，真空吸料机通过管道与粉尘分离器的上部接口连接，粉尘分离器的另一端通过快速接头连接储料斗的出气口，储料斗上部的吸料组件中设有来回移动阀门的气缸。
进一步地，所述中间料斗与集料斗通过喂料机构的计量螺杆连接，混料斗的底部连接有螺杆Ⅱ。
更进一步地，所述计量螺杆包括螺杆本体、以及位于螺杆本体外的螺杆套，螺杆套根部与螺杆本体轴承密封件相连接。螺杆套根部与螺杆本体轴承密封件的组合设计实现了免维护的功能，既减少了操作工的正常维护时间、提高了工作效率、又提高了公司效益。
更进一步地，所述计量螺杆由无刷电机驱动。无刷电机，免维护，启动停止迅速，只需20毫秒。
进一步地，所述吸料系统连接储料斗的出气口，储料斗的出料口连接中间料斗的进料口。
进一步地，所述储料斗由一个主料斗和两个辅料斗组成，相应地，中间料斗设置为三个。
进一步地，所述快速接头包括横管和竖管，所述竖管垂直焊接在横管的中部，且竖管和横管相联通，竖管前端的内壁上开设有与储料斗的出气口卡接的卡槽。快速接头的结构比较简单合理，又实现了三通接口的功能。
进一步地，所述粉尘分离器包括分离器和储尘桶，所述分离器的底部连接储尘桶，分离器的上部为筒状，其下部为一收口。
粉尘分离器代替粉尘过滤器与真空吸料机的组合，清理维护次数由每星期 一次减少为半年清理一次灰尘，整个吸料系统故障率极低，达到吸料系统免维护的目的。储尘桶中的粉尘主要是切片粉体，可在色母粒制备中回收利用。
工控机的PLC控制系统的程序设计采用了2种特殊计算方法，使得系统在20秒以内就能按配比下料,结合混料斗的高低料位设计，由此螺杆Ⅱ挤出正常颜色的总过渡时间相对于同类进口设备减少了1/3以上，提高了正品率，直接提高了公司效益。
本发明的有益效果是：
1.该配料系统采用免维护的设计理念：高性能真空吸料机与粉尘分离器组合，使吸料系统实现免维护；储料、集料和混料斗的高低位直连结构，计量螺杆的无刷电机驱动和螺杆轴封的免维护设计，使喂料系统处于免维护工作状态，因此整机维护简单，使用寿命长；
2.在以称重方式控制喂料系统连续定流量供料中，计量螺杆以毫秒为时间单位的快速启停，提供了系统的高计量精度；
3.本系统PLC独特的算法程序设计，使得更换批次时的出色速度明显优于相关进口设备，正品率提高了33％以上；
4.操作简单，控制多个工位：在与塑料挤出机配套安装时完成基本参数设置，在使用时，每次更换生产订单，只需输入相关原料的混合百分比即可正常生产；
5.安装使用方便，采用特殊设计，混料均匀；更换切片方便，便于清理；吸料粉尘的收集再利用，减少浪费及粉尘污染。
附图说明
下面结合附图实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中喂料系统的分布示意图。
图3是本发明中吸料组件的结构示意图。
图4是本发明中快速接头的结构示意图。
图5是本发明中喂料机构的结构示意图。
图6是本发明中计量螺杆的结构示意图。
图7是图6中螺杆本体的剖视图。
图8是本发明中粉尘分离器的结构示意图。
图9是本发明中工控机的操作界面图。
图中：1.吸料系统，2.喂料系统，3.工控机，4.料斗架，5.储料斗，6.中间料斗，7.集料斗，8.混料斗，9.喂料机构，10.高位料传感器，11.失重式称重模块，12.真空吸料机，13.粉尘分离器，14.快速接头，15.吸料组件，16.气缸，17.横管，18.竖管，19.卡槽，20.螺杆本体，21.螺杆套，22.轴承密封件，23.分离器，24.储尘桶，5-1.主料斗，5-2.辅料斗。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
如图1～8所示，一种失重秤配料系统，该配料系统包括吸料系统1、喂料系统2和带PLC控制系统的工控机3，喂料系统2具有料斗架4，料斗架4自上而下依次设置有储料斗5、中间料斗6、集料斗7和混料斗8，中间料斗6的底 部设有喂料机构9，混料斗8的顶部设有高料位传感器10，混料斗8的底部设有失重式称重模块11，失重式称重模块11的称重信号和高料位传感器10的检测信号传输至工控机3，由工控机3的PLC控制系统控制，吸料系统2包括真空吸料机12与粉尘分离器13，真空吸料机12通过管道与粉尘分离器13的上部接口连接，粉尘分离器13上一端通过快速接头14连接储料斗5的出气口，如图3所示，储料斗5上部的吸料组件15中设有来回移动阀门的气缸16，吸料系统1连接储料斗5的出气口，储料斗5的出料口连接中间料斗6的进料口。
其中，中间料斗6与集料斗7通过喂料机构9的计量螺杆连接，混料斗8的底部连接有螺杆Ⅱ。储料斗5由一个主料斗5-1和两个辅料斗5-2组成，相应地，中间料斗6设置为三个。
如图4所示，快速接头14包括横管17和竖管18，竖管18垂直焊接在横管17的中部，且竖管18和横管17相联通，竖管18前端的内壁上开设有与储料斗5的出气口卡接的卡槽19。快速接头14的结构比较简单合理，又实现了三通接口的功能。
计量螺杆由无刷电机驱动，如图6～7所示，计量螺杆包括螺杆本体20、以及位于螺杆本体20外的螺杆套21，螺杆套21根部与螺杆本体20轴承密封件22相连接。螺杆套21根部与螺杆本20体轴承密封件22的组合设计实现了免维护的功能，既减少了操作工的正常维护时间、提高了工作效率、又提高了公司效益。
如图8所示，粉尘分离器13包括分离器23和储尘桶24，分离器23的底部连接储尘桶24，分离器23的上部为筒状，其下部为一收口。
整套系统工作流程如下：1#是主料斗5-1，2#、3#是色母辅料斗5-2，如图9所示，按照生产计划单的配比要求设置好相应料斗的配比(例如：1#＝90％；2#＝5％； 3#＝5％)，准备好原料，然后把相应的储料斗5设置到自动状态，上面的储料斗5吸满料以后就自动落入相应的中间料斗6，然后启动相应中间料斗6的螺杆电机即可正常生产。计量螺杆流出的料汇集到集料斗7中，通过溅落式连续不断的进入到下面的混合斗8中，然后再从混合斗8的底部出口进入到螺杆Ⅱ的挤出机的进料口。整套系统的功能是代替人工混料，优点是可以连续不断的给料混料，而且计量精度高，优于0.3％，适用于对产品颜色有严格要求的产品的生产。
更换下一批次色母粒料：把需要更换色母粒料的储料斗5的吸料阀设置为手动打开，把管路里的色母粒料吸干净；然后把螺杆套21整个拿下排空料斗，同时把插板推拉几次，再用吹尘枪吹一下，然后重新安装好螺杆进行下批次的生产。
本发明失重秤配料系统的实施效果如下表所示：
其中：
1. 1#、2#纺丝机分别为纽马格BCF三色机、立达BCF单色机；
2.对比系统为瑞士立达DOTECO公司失重式计量系统；
3.过渡废丝重量为一次批号更换产生的废丝量。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种失重秤配料系统，其特征在于：该配料系统包括吸料系统(1)、喂料系统(2)和带PLC控制系统的工控机(3)，
所述喂料系统(2)具有料斗架(4)，所述料斗架(4)自上而下依次设置有储料斗(5)、中间料斗(6)、集料斗(7)和混料斗(8)，所述中间料斗(6)的底部设有喂料机构(9)，所述混料斗(8)的顶部设有高料位传感器(10)，混料斗(8)的底部设有失重式称重模块(11)，失重式称重模块(11)的称重信号和高料位传感器(10)的检测信号传输至工控机(3)，由工控机(3)的PLC控制系统控制，
所述吸料系统(1)包括真空吸料机(12)与粉尘分离器(13)，真空吸料机(12)通过管道与粉尘分离器(13)的上部接口连接，粉尘分离器(13)的另一端通过快速接头(14)连接储料斗(5)的出气口，储料斗(5)上部的吸料组件(15)中设有来回移动阀门的气缸(16)。
2.根据权利要求1所述的失重秤配料系统，其特征在于：所述中间料斗(6)与集料斗(7)通过喂料机构(9)的计量螺杆连接，混料斗(8)的底部连接有螺杆Ⅱ。
3.根据权利要求2所述的失重秤配料系统，其特征在于：所述计量螺杆包括螺杆本体(20)、以及位于螺杆本体(20)外的螺杆套(21)，螺杆套(21)根部与螺杆本体(20)轴承密封件(22)相连接。
4.根据权利要求2所述的失重秤配料系统，其特征在于：所述计量螺杆由无刷电机驱动。
5.根据权利要求1所述的失重秤配料系统，其特征在于：所述吸料系统(1)连接储料斗(5)的出气口，储料斗(5)的出料口连接中间料斗(6)的进料口。
6.根据权利要求1所述的失重秤配料系统，其特征在于：所述储料斗(5)由一个主料斗(5-1)和两个辅料斗(5-2)组成，相应地，中间料斗(6)设置为三个。
7.根据权利要求1所述的失重秤配料系统，其特征在于：所述快速接头(14)包括横管(17)和竖管(18)，所述竖管(18)垂直焊接在横管(17)的中部，且竖管(18)和横管(17)相联通，竖管(18)前端的内壁上开设有与储料斗(5)的出气口卡接的卡槽(19)。
8.根据权利要求1所述的失重秤配料系统，其特征在于：所述粉尘分离器(13)包括分离器(23)和储尘桶(24)，分离器(23)的底部连接储尘桶(24)，分离器(23)的上部为筒状，其下部为一收口。
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