CN107010335A - 一种便于进行料位连续测量的料仓 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便于进行料位连续测量的料仓，用于储存颗粒物料，包括料仓本体，料仓本体包括料仓顶盖、料仓周壁和料仓底壁，料仓周壁的横截面为中心对称图形，料仓顶盖和料仓底壁分别设有进料口和出料口，料仓顶盖上设有一个或多个料位计，所述料仓本体中还设有料面形状保持机构，通过支撑机构固定在料仓本体内，该料面形状保持机构为顶点向上的正锥体，正锥体垂直布置且其中心轴线穿过进料口，正锥体的母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料的安息角；所述料仓底壁为向下的锥体状斜面，母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料的安息角。本发明装置可以实现料仓中料面形状始终基本保持不变，降低了料位连续测量的难度。

Description

一种便于进行料位连续测量的料仓
技术领域
本发明涉及一种改进的料仓，具体涉及一种便于进行料位连续测量的料仓。
背景技术
料仓是储存固体物料的常用装置，对料仓内颗粒状固体物料料位的连续测量是工业现场运行控制中常见且重要的需求。目前在工业中得到广泛应用的料位连续测量方法主要有超声波法、雷达法和重锤法等几种。这些方法通过连续地测量料面上某些点的位置，推断料面形状，得到料仓中的实时料位。
现有料位测量方案主要通过增加料面测量点来提高料位测量精度。如有的测量基准点到料面上多个测量点的距离(如“料面三维成像测控系统”，授权公告号CN 103471554B)来推测料面形状，从而计算得到实时料位；有的使用多点多传感器的方式(如CN202670536 U)以减少误差，进行料仓料面形状的测量从而推断料位。但在实际应用中，很多现场无法做到多点多传感器测量，一是料仓上无法实现多传感器或传感器移动装置的安装，二是会有很大的费用投入，三是测量装置的复杂设计使测量的故障率较高，使料仓的改造难度较大。料面三维成像测控系统(授权公告号：CN 103471554 B)由雷达测距仪、二维扫描装置和工控机组成。在工控机控制下，安装在二维扫描装置上的雷达测距仪可以在二维水平面上测量，通过采集料面上多个位置的垂直高度数据，利用测控软件和其它外设生成被测料面三维图形，实现对料面变化的实时检测。但二维扫描装置结构复杂，为了实现雷达测距仪的移动，导致该系统对安装和使用环境要求较高。为了得到料面形状的准确三维图形，需要采集的数据量较大，为料面形状的重组生成带来了困难。一种包括料位检测系统的筒仓(授权公告号CN 202670536 U)中的料位检测系统由位于筒仓顶部的多个雷达和/或超声料位计组成，通过多点多料位计布置得到模拟料面，从而推断料位。但料面模拟与真空情况可能存在较大误差，而且该方法需要布置多个料位计，存在安装困难和成本高昂的缺点。
料仓运行中料面形状变化是导致料位测量精度下降成本升高的主要原因，如图1所示。如果料仓内的料面在料位测量时能始终保持料面形状基本不变，就可以省去对料面形状的测量与计算，在极大地简化测量手段的同时，可以更加精确地得到料位实时测量结果。
因此现在需要一种能够始终保持料面形状基本不变的料仓设计方案，结合成熟的料位连续测量手段，实现料仓内颗粒状固体物料料位的准确、连续和低成本测量。
发明内容
为解决目前颗粒状固体物料料位测量系统安装和使用复杂、成本高昂、测量精度不高的缺陷，本发明的目的在于提供一种便于进行料位连续测量的料仓，以在不增加测量点、不布置传感器行走装置的前提下，实现料仓内颗粒状固体物料料位的准确、连续和低成本测量。
上述目的是通过如下技术方案实现的：
一种便于进行料位连续测量的料仓，用于储存颗粒物料，包括料仓本体，料仓本体包括料仓顶盖、料仓周壁和料仓底壁，料仓周壁的横截面为中心对称图形，料仓顶盖和料仓底壁分别设有进料口和出料口，料仓顶盖上设有一个或多个料位计，料仓本体中还设有料面形状保持机构，通过支撑机构固定在料仓本体内，该料面形状保持机构为顶点向上的正锥体，正锥体垂直布置且其中心轴线穿过进料口，正锥体的母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料的安息角；料仓底壁为向下的锥体状斜面，母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料安息角。
优选地，所述料仓周壁的横截面为圆形。
优选地，所述料面形状保持机构为圆锥体。
优选地，所述支撑机构由多根支撑杆组成。
优选地，所述料位计的测量点在水平面的投影位于料面形状保持机构底面边缘的内侧或外侧，避免落在料面形状保持机构底面边缘上。
优选地，所述料位计为连续测量料位计，选自雷达料位计、超声料位计或重锤料位计。
本发明的有益效果：
本发明提供的料仓可以使仓内物料始终保持料面形状基本不变，结合成熟的料位连续测量手段(如雷达料位计)，在不增加测量点、不布置传感器行走装置的前提下，实现料仓内颗粒状固体物料料位的准确、连续和低成本测量。
附图说明
图1为现有技术料仓在运行中料面形状变化示意图，其中A为出料前，B为出料后；
图2为本发明料仓的结构示意图；
其中，1为料仓本体，2为料仓顶盖，3为料仓周壁，4为料仓底壁，5为进料口，6为出料口，7为料位计，8为料面形状保持机构，9为支撑机构，10为测量点，11为颗粒物料，12为测量基准线，13为实时料面，14为最高报警斜面，15为最低报警斜面。
具体实施方式
下面结合附图具体介绍本发明的技术方案。
如图2所示的一种便于进行料位连续测量的料仓，用于储存颗粒物料11，包括料仓本体1，料仓本体1包括料仓顶盖2、料仓周壁3和料仓底壁4，料仓周壁3的横截面为圆形，料仓顶盖2和料仓底壁4分别设有进料口5和出料口6，料仓顶盖2上设有一个雷达料位计7，料仓本体1中还设有料面形状保持机构8，通过支撑机构9(支撑杆组成)固定在料仓本体1内，该料面形状保持机构8为顶点向上的圆锥体，圆锥体垂直布置且其中心轴线穿过进料口5，圆锥体的母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料的安息角，料仓底壁4为向下的锥体状斜面，母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料安息角。
上述装置中，料位计的测量点在水平面的投影位于料面形状保持机构底面边缘的内侧或外侧，避免落在料面形状保持机构底面边缘上而导致测量不准。料位计为连续测量料位计，选自雷达料位计、超声料位计或重锤料位计。
其中，料仓周壁的横截面也可以是正多边形，料面形状保持机构也可以为顶点向上的其他形状正锥体，如底面为正多边形。
工作原理：
1、料仓初始装料
关闭或关小出料口，通过进料口装料，直到在料仓中形成一个近似圆锥形的料堆，料堆的锥面高于料面形状保持机构的锥面，料仓初始装料结束。此时料面形状保持机构的垂直中心线近似通过料堆的最高顶点。由物料安息角定义可知，料堆母线与水平面夹角即为安息角。
2、料仓料面的连续测量与控制
在进料口和出料口正常运行的情况下，物料从进料口落入料仓，溅落在料堆的顶点处，沿料面向四周滑落，形成自然堆积的料面。
卸料时，卸料口附近的物料流出，引起料面形状保持机构与料仓周壁之间环形空间的物料向下移动。由于料面形状保持机构母线与水平面夹角不小于物料的安息角，因此环形空间物料移动所留下的空间将由料面形状保持机构上方的物料沿着料面形状保持机构的锥面以近似于整体滑动的方式填补，从而实现了料面形状的基本不变。
固定在料仓顶盖上的料位计可以测量料面某位置。由于料仓运行过程中实现了料面形状基本不变，因此只需要料面上某个位置的测量值就可以得到料面的实时位置。通过对比实时测量值与预设的最低、最高料面值(最低、最高报警斜面)，就可以给出料位报警信号，实现料位预警。
本发明提供的料仓可以使仓内物料始终保持料面形状基本不变，结合成熟的料位连续测量手段(如雷达料位计)，在不增加测量点、不布置传感器行走装置的前提下，实现料仓内颗粒状固体物料料位的准确、连续和低成本测量。
上述实施例的作用仅在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (6)

1.一种便于进行料位连续测量的料仓，用于储存颗粒物料，包括料仓本体，料仓本体包括料仓顶盖、料仓周壁和料仓底壁，料仓周壁的横截面为中心对称图形，料仓顶盖和料仓底壁分别设有进料口和出料口，料仓顶盖上设有一个或多个料位计，其特征在于：所述料仓本体中还设有料面形状保持机构，通过支撑机构固定在料仓本体内，该料面形状保持机构为顶点向上的正锥体，正锥体垂直布置且其中心轴线穿过进料口，正锥体的母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料的安息角；所述料仓底壁为向下的锥体状斜面，母线与水平面的锐角夹角不小于颗粒物料的安息角。
2.根据权利要求1所述的料仓，其特征在于：所述料仓周壁的横截面为圆形。
3.根据权利要求2所述的料仓，其特征在于：所述料面形状保持机构为圆锥体。
4.根据权利要求1所述的料仓，其特征在于：所述支撑机构由多根支撑杆组成。
5.根据权利要求1所述的料仓，其特征在于：所述料位计的测量点在水平面的投影位于料面形状保持机构底面边缘的内侧或外侧，避免落在料面形状保持机构底面边缘上。
6.根据权利要求5所述的料仓，其特征在于：所述料位计为连续测量料位计，选自雷达料位计、超声料位计或重锤料位计。
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