CN105752693B - 一种粉体定量给料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉体定量给料系统，包括输送管线，输送管线上串设有粉体瞬时流量计和粉体瞬时流量调整装置，粉体瞬时流量计用于测量输送管线内粉料的瞬时流量，粉体定量给料系统还包括用于采集粉体瞬时流量计的流量信号以控制粉体瞬时流量调整装置调整粉料瞬时流量的控制器，解决目前的粉体定量给料系统不能控制给料机构的瞬时给料量的问题。

Description

一种粉体定量给料系统

技术领域

本发明涉及定量给料设备领域，特别涉及一种粉体定量给料系统。

背景技术

粉料稳定可调是新型生产线的基本要求，目前行业内的粉体定量给料系统在使用过程中一般通过控制其设定的时间内输送粉料的总量来实现粉料的定量输送，在给料机构送料过程中，粉体质量流量计在线测量其设定时间内粉料的总流量，使用这种方法往往会出现在设定的时间内给料不均匀的情况，不能动态调整给料机构的给料量，从而控制给料机构的瞬时给料量，使用目前的粉体定量给料系统精度不高，生产成本高，产品质量不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉体定量给料系统，以解决目前的粉体定量给料系统不能控制给料机构的瞬时给料量的问题。

本发明的技术方案为：一种粉体定量给料系统，包括输送管线，输送管线上串设有粉体瞬时流量计和粉体瞬时流量调整装置，粉体瞬时流量计用于测量输送管线内粉料的瞬时流量，粉体定量给料系统还包括用于采集粉体瞬时流量计的流量信号以控制粉体瞬时流量调整装置调整粉料瞬时流量的控制器。

所述的粉体瞬时流量计为科里奥利粉体瞬时流量计。

所述的科里奥利粉体瞬时流量计包括具有进料口和出料口的计量仓、沿上下方向穿装在计量仓中的主轴以及用于驱动主轴旋转的驱动装置，驱动装置的输出轴与主轴平行且径向错开设置，驱动装置位于计量仓外部且位于主轴径向的一侧，驱动装置的输出轴与主轴通过传动机构连接。

所述的传动机构包括与驱动装置连接的传动轴，传动轴连接有传动齿轮，主轴连接有主轴齿轮，主轴齿轮和传动齿轮之间通过行星齿轮传动连接，行星齿轮转动装配在行星架上，行星齿轮和行星架在主轴受到阻力扭矩时具有绕主轴的轴线转动的运动趋势，行星架连接有用于对行星架进行锁止以检测主轴所受阻力扭矩的传感器检测装置，所述传动轴、传动齿轮、行星齿轮、行星架以及主轴形成差速器结构。

所述的行星架包括罩设在主轴外侧的套筒，套筒的外侧壁上下间隔设有两侧板，所述行星齿轮通过行星齿轮轴转动转配在两侧板之间，套筒外侧壁于两侧板之间设有开口以使行星齿轮能够从套筒的外侧与主轴齿轮啮合。

所述的计量仓内设有主轴座，所述主轴穿设在主轴座内，主轴与主轴座之间设有轴套，轴套与主轴座转动配合，轴套与主轴转动配合，轴套固连有轴套齿轮，所述传动齿轮为分别与主轴齿轮、轴套齿轮传动连接的双联齿轮，传动齿轮通过过渡齿轮与轴套齿轮连接，所述轴套在主轴处于空载情况下时与主轴同步转动。

所述的驱动装置位于计量仓的外侧，驱动装置的输出轴与传动轴通过同步带传动连接。

所述的主轴的上端固设有测量轮，测量轮内设有导料锥。

所述的粉体瞬时流量调整装置为的水平给料机，所述的水平给料机通过调节粉体给料速率调节粉料瞬时流量。

所述的粉体瞬时流量调整装置为电动流量阀，所述的电动流量阀通过调节电动流量阀开度大小调节粉料瞬时流量。

本发明的有益效果为：所述的粉体定量给料系统，通过粉体瞬时流量计测量所述粉体定量给料系统的瞬时流量，控制器采集粉体瞬时流量计的流量信号，通过流量信号控制粉体瞬时流量调整装置调整粉料的流量，从而实现对粉体定量给料系统的瞬时给料量的调整。

更进一步的，所述的科里奥利粉体瞬时流量计的主轴与的驱动装置的输出轴平行且错开设置，驱动装置设置在主轴径向的一侧，驱动装置错开了主轴正上方的位置，可以将出料口设置在主轴正上方的位置处，粉料能够直接落到测量轮的中部，避免测量轮出现偏载造成测量精度低的问题，另外，驱动装置设置在计量仓的外部，有利于驱动装置散热，也便于后期的维护和检修。

更进一步的，科里奥利粉体瞬时流量计的驱动装置通过传动机构与主轴传动连接，传动机构包括传动轴，传动轴和主轴上分别连接有传动齿轮和主轴齿轮，传动齿轮与主轴齿轮之间设有行星齿轮，行星齿轮转动装配在行星架上，在行星架的作用下，行星齿轮既能够绕自身轴线自转，又能够绕主轴的轴线进行公转，在主轴空载情况下，行星架固定不动，行星齿轮自转，当主轴有负载即受到阻力扭矩时，行星架和行星齿轮具有绕主轴的轴线转动的运动趋势，传感器检测装置能够对行星架进行锁止，同时可以检测出主轴所受的阻力扭矩。

进一步分析，主轴座与主轴之间设有轴套，轴套与主轴座转动配合，轴套与主轴转动配合，当主轴处于空载情况下时，轴套与主轴在传动齿轮的驱动下同步转动，轴套与主轴相对静止，主轴与轴套之间不会产生动摩擦，减少了主轴与轴套之间的发热量，避免由于主轴和轴承发热影响主轴运转，进而提高测量精度。

附图说明

图1是本发明一种粉体定量给料系统的实施例1的结构示意图；

图2为图1中科里奥利粉体瞬时流量计的结构示意图；

图3是图2的右视图；

图4是图2的俯视图；

图5是图2中的局部I的放大图；

图6是图1中的科里奥利粉体瞬时流量计在使用状态下粉料的路径图；

图7为本发明的一种粉体定量给料系统的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

本发明一种粉体定量给料系统的实施例1，如图1-6所示，所述的粉体定量给料系统包括罗茨风机1、科里奥利粉体瞬时流量计2、管道3、气体喷射器4、粉体瞬时流量调整装置、控制器11，粉体瞬时流量调整装置为星形水平给料机6，星形水平给料机6适用于粉料计量范围约为3～120m³/h，所述的罗茨风机1通过管道3与气体喷射器4固定连接，气体喷射器4与科里奥利粉体质量流量计2通过输送管线固定连接，科里奥利粉体质量流量计2与星形水平给料机6通过输送管线串联在一起，所述的输送管线为软管。

如图2-图6所示，该科里奥利粉体质量流量计2包括计量仓21和锥形的卸料斗222。计量仓21的上端具有进料口，下端具有出料口，进料口处连接有进料斗22。计量仓21固定在卸料斗222上，计量仓内部形成供粉料通过的粉料通道。卸料斗的上端设有支承板，支承板上设有支撑台223，支撑台223内部具有空腔，支撑台223上设有齿轮箱210，齿轮箱210上固设有主轴座24，主轴座24内穿设有轴线沿上下方向延伸的主轴29，主轴29的上端固设有测量轮25，测量轮25通过测量轮安装座26与主轴29固连，测量轮25内设有导料锥23，测量轮25绕周向间隔设置有多个叶片。

计量仓21的外部设有用于驱动主轴旋转的驱动装置，驱动装置包括电机28，电机28位于计量仓21外部且位于主轴径向的一侧，电机28的输出轴与主轴29平行且相互错开设置，进料口设置在测量轮的正上方，待测的粉料能够通过进料口落到测量轮的中间位置，测量轮不会发生偏载现象，提高测量精度。电机28与主轴29通过传动机构传动连接，传动机构包括轴线沿上下方向延伸的传动轴219，传动轴219与主轴29平行设置且位于主轴29径向的一侧，传动轴219转动装配在齿轮箱210内。传动轴219的下部连接有传动带轮218，传动带轮218与传动轴219之间设有涨紧套，保证传动带轮与传动轴固连，电机的输出轴下端连接有主动带轮212，主动带轮212和传动带轮218上套设有同步带215，使传动轴与电机的输出轴同步转动。

传动轴219的上部连接有传动齿轮211，传动齿轮211为双联齿轮，传动齿轮211与主轴29传动连接。主轴29与主轴座24之间设有轴套27，轴套27与主轴座24转动配合且两者之间设有一个轴套轴承227，主轴29与轴套27之间具有环形间隙且两者之间转动配合，轴套27的上端同轴固连有轴承座228，轴承座228位于测量轮安装座26的外部且两者之间设有主轴轴承229。主轴29的下端连接有主轴齿轮217，轴套27的下部具有连接杆部，连接杆部由主轴齿轮上方穿过且下端固连有轴套齿轮216，主轴齿轮217和轴套齿轮216上下同轴设置且均与传动齿轮211传动连接，主轴齿轮217通过行星齿轮214与传动齿轮211连接，轴套齿轮216通过过渡齿轮213与传动齿轮211连接，行星齿轮214转动装配在行星架221上，行星架221包括套筒，套筒罩设在主轴29和轴套27的外部且与齿轮箱210通过上下两组轴承转动配合，主轴齿轮和轴套齿轮均位于套筒的内部，套筒的外侧上下间隔设有两相互平行的侧板，两侧板上对应开设有穿孔，行星齿轮214通过行星齿轮轴转动装配在两侧板之间，套筒上于两侧板之间设有开口，以使行星齿轮214能够从套筒外部与主轴齿轮217啮合，在行星架221的作用下，行星齿轮214即能够自转也能够绕主轴29公转。过渡齿轮213转动装配在齿轮箱的底壁上，套筒于过渡齿轮的对应位置处设有开口，以使过渡齿轮213从套筒的外部与轴套齿轮啮合。

轴套齿轮216位于主轴齿轮217的下方，且轴套齿轮216与齿轮箱210通过轴承转动配合，轴套齿轮同轴开设有一个中心孔，中心孔安装有螺钉230，中心孔中于螺钉230的正上方设置有一个钢珠，钢珠上方压有一个支承块231，支承块231起到支承主轴的作用。主轴齿轮217通过柔性连接结构226与轴套齿轮216连接，柔性连接结构226由多个碟形簧片通过螺栓叠加连接而成，柔性连接结构226能够起到支承主轴齿轮和主轴的作用。当主轴29和轴套27均为空载的情况下，传动齿轮211带动主轴29和轴套27同步转动，当主轴受到阻力扭矩时，柔性连接结构226能够产生微小的扭转变形量。本发明中，传动轴219、传动齿轮211、行星齿轮214、行星架221和主轴29形成一个差速器结构，当主轴29和轴套27均为空载的情况下，传动齿轮211带动主轴29和轴套27同步转动，当主轴受到阻力扭矩时，传动轴219的转速不变，主轴相对于轴套会产生微小的相对转动量，行星架221和行星齿轮214会产生绕主轴29公转的运动趋势。齿轮箱210上固设有传感器检测装置220，传感器检测装置220的两端分别连接行星架221和齿轮箱210，以对行星架221进行锁止，阻止其绕主轴29转动，避免行星齿轮214绕主轴公转，在阻止行星架转动的过程中，传感器检测装置220受到行星架反作用力，因此能够检测出主轴所受的阻力扭矩大小，进而检测出粉料的流量。

科里奥利粉体瞬时流量计的工作过程：启动电机28，电机28驱动传动轴219转动，由于启动时主轴处于空载状态，传动轴219驱动主轴29和轴套27同步转动，主轴29带动测量轮25同步旋转。将待测的粉料倒入进料斗22，粉料从进料口落入测量轮25中，导料锥23将粉料引导至测量轮25的边缘，粉料打在测量轮25边缘的叶片上，设主轴29旋转的方向为正向，当粉料打在测量轮25的叶片上时，传动轴219的转速不变，主轴29会受到反向的阻力扭矩并相对于轴套27产生一个微小的转动量，此时，行星齿轮214具有绕主轴29公转的运动趋势，传感器检测装置220的一端拉住行星架221避免行星齿轮214发生公转，同时，传感器检测装置220能够检测到套筒的运动趋势，进而测出主轴所受的阻力扭矩，以此来测量出粉料的流量。

另外，进料斗22内部具有分流结构，进料斗的一侧连接有气路，当粉料进入进料斗时进料斗能够对粉料实现分流。主轴座24的内部设有连通主轴座内外的气路，通过向气路内吹气，使主轴座和主轴之间实现气密封，避免粉料进入主轴座内对轴承造成不良影响。计量仓21的相对两侧设有缺口，其中一侧的缺口与电机28的输出轴相对应，皮带215穿过计量仓的缺口进而连接传动轴和输出轴。齿轮箱210外部罩有密封罩224，密封罩224与计量仓21的侧壁连接，粉料不会从计量仓一侧的缺口中流出。密封罩224的顶部具有横截面为倒置V型的导向部，导向部能够引导粉料从密封罩的两侧落下。卸料斗222的上端设有上法兰，并且通过上法兰固定有横跨卸料斗222上端口的支撑桥，支撑台223固定在支撑桥上，支撑桥的宽度方向两侧分别具有一个弓形的料口。在下料时，在导向部的作用下，粉料从密封罩224的两侧落下，并从支撑桥的宽度方向两侧的料口通过，最终从卸料斗的下端落出。上法兰下侧绕卸料斗周向设有多个支腿225，计量仓21通过上法兰固定在卸料斗上端。

该粉体定量给料系统的工作过程：粉料经过星形水平给料机6进入科里奥利粉体瞬时流量计2，科里奥利粉体瞬时流量计2测量粉料的瞬时流量，控制器11检测到科里奥利粉体瞬时流量计2的测量值后与设定值对比，若出线偏差，则通过偏差量调节星形水平给料机6的给料速率，使瞬时流量与设定值保持一致，从而实现对所述的粉体定量给料系统瞬时给料量的控制。

本发明中，通过粉体瞬时流量计测量所述粉体定量给料系统的瞬时流量，控制器采集粉体瞬时流量计的流量信号，通过流量信号控制粉体瞬时流量调整装置调整粉料的流量，从而实现对粉体定量给料系统的瞬时流量的调整。由于主轴与主轴座之间设置轴套，轴套与主轴座转动配合，当主轴空载时，主轴与轴套相对静止，主轴与轴套之间不会产生动摩擦，减少两者之间主轴轴承的发热量。由于主轴与轴套之间设有一个主轴轴承和一个钢珠，主轴受到反向扭矩时与轴套之间产生微小的相对运动，可以消除轴承摩擦和机构升温对零点的影响。同时，行星齿轮位于传动齿轮和主轴齿轮之间，传感器检测装置检测行星架受到的扭矩，距离测量轮负载力矩最近的位置处，缩短了负载力矩到传感器检测装置的传递距离，使传感器检测装置更容易检测到测量轮受到的负载力矩，提高了检测精度。

本发明的一种粉体定量给料系统的实施例2：如图7所示，本实施例与上述实施例的区别仅在于：粉料计量范围约为120～1200m³/h时，粉体瞬时流量调整装置选用电动流量阀5代替星形水平给料机。所述的粉体定量给料装置包括与科里奥利粉体瞬时流量计2通过软连接连接的斜槽弯头7，与斜槽弯头7连接的空气斜槽8，空气斜槽8与流量控制阀5的一端连通，流量控制阀5的另一端与手动闸阀9连通，手动闸阀9与均化仓10连通。

具体控制过程如下：控制器11不断采集科里奥利粉体瞬时流量计2的测量值信号，通过一定的运算关系，计算出粉料的瞬时流量，瞬时流量和设定流量实时进行比较，若有偏差，输出偏差控制量，通过控制器11调节电动流量阀5阀体开度大小，使瞬时流量和设定流量保持动态的一致，从而达到控制的要求。

本发明的其他实施例中，电机可以替换为发动机；主轴和主轴座之间可不设置轴套，齿轮箱内可不设置轴套齿轮、过渡齿轮，传动齿轮的外部可只设置一组齿圈，同样能够实现检测主轴所受扭矩的目的；所述的科里奥利粉体瞬时流量计可以通过输送管线或者直接与上下粉粉体定量给料系统的部件连接；所述的科里奥利粉体瞬时流量计还可以为粉体冲量式瞬时流量计；所述的星形水平给料机还可以为强制给料机等其他类型的给料机。

Claims (5)

1.一种粉体定量给料系统，包括输送管线，其特征在于：输送管线上串设有粉体瞬时流量计和粉体瞬时流量调整装置，粉体瞬时流量计用于测量输送管线内粉料的瞬时流量，粉体定量给料系统还包括用于采集粉体瞬时流量计的流量信号以控制粉体瞬时流量调整装置调整粉料瞬时流量的控制器；所述的粉体瞬时流量计为科里奥利粉体瞬时流量计；所述的科里奥利粉体瞬时流量计包括具有进料口和出料口的计量仓、沿上下方向穿装在计量仓中的主轴以及用于驱动主轴旋转的驱动装置，驱动装置的输出轴与主轴平行且径向错开设置，驱动装置位于计量仓外部且位于主轴径向的一侧，驱动装置的输出轴与主轴通过传动机构连接；所述传动机构包括与驱动装置连接的传动轴，传动轴连接有传动齿轮，主轴连接有主轴齿轮，主轴齿轮和传动齿轮之间通过行星齿轮传动连接，行星齿轮转动装配在行星架上，行星齿轮和行星架在主轴受到阻力扭矩时具有绕主轴的轴线转动的运动趋势，行星架连接有用于对行星架进行锁止以检测主轴所受阻力扭矩的传感器检测装置，所述传动轴、传动齿轮、行星齿轮、行星架以及主轴形成差速器结构；所述行星架包括罩设在主轴外侧的套筒，套筒的外侧壁上下间隔设有两侧板，所述行星齿轮通过行星齿轮轴转动转配在两侧板之间，套筒外侧壁于两侧板之间设有开口以使行星齿轮能够从套筒的外侧与主轴齿轮啮合；计量仓内设有主轴座，所述主轴穿设在主轴座内，主轴与主轴座之间设有轴套，轴套与主轴座转动配合，轴套与主轴转动配合，轴套固连有轴套齿轮，所述传动齿轮为分别与主轴齿轮、轴套齿轮传动连接的双联齿轮，传动齿轮通过过渡齿轮与轴套齿轮连接，所述轴套在主轴处于空载情况下时与主轴同步转动，主轴齿轮通过柔性连接结构与轴套齿轮连接，过渡齿轮转动装配在齿轮箱的底壁上。

2.根据权利要求1所述的粉体定量给料系统，其特征在于：驱动装置位于计量仓的外侧，驱动装置的输出轴与传动轴通过同步带传动连接。

3.根据权利要求1所述的粉体定量给料系统，其特征在于：主轴的上端固设有测量轮，测量轮内设有导料锥。

4.根据权利要求1所述的粉体定量给料系统，其特征在于：所述的粉体瞬时流量调整装置为水平给料机，所述的水平给料机通过调节粉体给料速率调节粉料瞬时流量。

5.根据权利要求1所述的粉体定量给料系统，其特征在于：所述的粉体瞬时流量调整装置为电动流量阀，所述的电动流量阀通过调节电动流量阀开度大小调节粉料瞬时流量。