CN107505020A - 活塞体积式物料计量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种活塞体积式物料计量系统。该活塞体积式物料计量系统包括物料储存件、活塞式计量缸、物料供给管线和流量检测器。物料储存件用于储存物料，活塞式计量缸与物料储存件相连，用于从物料储存件获得物料并计量获得物料的体积。物料供给管线连接在活塞式计量缸的下游，活塞式计量缸通过物料供给管线供向下游设备供给物料。流量检测器设置在物料供给管线上，流量检测器用于检测物料供给管线中供给出物料的体积。应用本发明的技术方案，通过在物料供给管线上设置流量检测器，可以检测物料供给管线中供给出物料的体积，进而测算出物料的体积是否满足供给量，使得供给给下游设备的物料体积满足要求。

Description

活塞体积式物料计量系统

技术领域

本发明涉及物料计量技术领域，具体而言，涉及一种活塞体积式物料计量系统。

背景技术

多液低温计量加注系统是一种用于对液体物料进行存储、计量、加注的物料处理系统。该系统不仅可用于橡胶密炼行业中液体物料的处理，也能应用于化工、食品等行业中液体物料的处理。液体物料在进入下一道工序前，必须按照工艺配方要求进行计量，只有检量合格控制在误差范围之内的液体物料才能进入下游工序。

目前，有部分的液体物料的计量采用活塞体积式计量系统，液体物料从储油罐进入计量容器内，通过比例阀及位移传感器控制及反馈油缸活塞的位移变化，可以实时得到物料的体积变化，计量完成的液体物料再通过油缸压送至下游工序。

上述的活塞体积式计量系统，计量完成的物料直接加注至下游工序，无检量环节，当出现泄漏等问题时，往下游工序加注的物料量会存在无法预估的偏差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种活塞体积式物料计量系统，以解决现有技术中活塞体积式计量系统无法检测下游工序中的物料量的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种活塞体积式物料计量系统，包括物料储存件、活塞式计量缸、物料供给管线和流量检测器，物料储存件用于储存物料；活塞式计量缸与物料储存件相连，用于从物料储存件获得物料并计量获得物料的体积；物料供给管线，连接在活塞式计量缸的下游，活塞式计量缸通过物料供给管线供向下游设备供给物料；流量检测器，设置在物料供给管线上，流量检测器用于检测物料供给管线中供给出物料的体积。

进一步地，活塞体积式物料计量系统还包括控制器，控制器与流量检测器电连接，控制器用于接收流量检测器检测的体积信号，并将该体积信号与预定范围值进行比对判断供出物料的体积是否合格。

进一步地，活塞体积式物料计量系统还包括压力传感器，压力传感器也设置在物料供给管线上，压力传感器用于检测物料供给管线的压力。

进一步地，活塞式计量缸包括缸体、活塞和计量式驱动件，缸体内形成有工作腔；活塞可移动地设置在工作腔内，活塞与工作腔之间形成供料空间，活塞相对于缸体移动以改变供料空间的体积；计量式驱动件与活塞驱动连接，用于驱动活塞移动，并计量驱动活塞的位移数据；控制器还与计量式驱动件相连，控制器接收位移数据，并根据该位移数据计算出供料空间的体积。

进一步地，计量式驱动件为数字缸。

进一步地，活塞体积式物料计量系统包括物料输送管线，物料输送管线连接在物料储存件和活塞式计量缸之间，物料输送管线用于从物料储存件向活塞式计量缸供给物料。

进一步地，物料输送管线上设置有供给泵，供给泵用于提供供给物料的动力。

进一步地，活塞体积式物料计量系统还包括物料回收管线，物料回收管线连接在物料储存件和活塞式计量缸之间，物料回收管线用于从活塞式计量缸向物料储存件回收多余物料。

进一步地，物料储存件为多个，多个物料储存件分别与活塞式计量缸连接，物料供给管线和流量检测器也为多个，多个物料供给管线也分别与活塞式计量缸连接，每个流量检测器分别用于检测每个物料供给管线中供给出物料的体积。

应用本发明的技术方案，通过在物料供给管线上设置流量检测器，可以检测物料供给管线中供给出物料的体积，进而测算出物料的体积是否满足供给量，使得供给给下游设备的物料体积满足要求。采用本发明的技术方案，可以提高生产环节中物料供给的精度，提高产品生产质量。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的活塞体积式物料计量系统的实施例的整体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、物料储存件；20、活塞式计量缸；21、缸体；22、活塞；23、计量式驱动件；30、物料供给管线；40、流量检测器；50、压力传感器；60、物料输送管线；61、供给泵；70、物料回收管线；80、下游设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1示出了本发明的活塞体积式物料计量系统的实施例，该活塞体积式物料计量系统包括物料储存件10、活塞式计量缸20、物料供给管线30和流量检测器40。物料储存件10用于储存物料，活塞式计量缸20与物料储存件10相连，用于从物料储存件10获得物料并计量获得物料的体积。物料供给管线30连接在活塞式计量缸20的下游，活塞式计量缸20通过物料供给管线30供向下游设备80供给物料。流量检测器40设置在物料供给管线30上，流量检测器40用于检测物料供给管线30中供给出物料的体积。

应用本实施例的技术方案，通过在物料供给管线30上设置流量检测器40，可以检测物料供给管线30中供给出物料的体积，进而测算出物料的体积是否满足供给量，使得供给给下游设备80的物料体积满足要求。采用本实施例的技术方案，可以提高生产环节中物料供给的精度，提高产品生产质量。

作为一种优选的实施方式，活塞体积式物料计量系统还包括控制器。控制器与流量检测器40电连接，控制器用于接收流量检测器40检测的体积信号，并将该体积信号与预定范围值进行比对判断供出物料的体积是否合格。使用时，通过控制器接收流量检测器40检测的体积信号，就能自动判断出物料供给管线30供向下游设备80的物料体积是否满足要求。可选的，控制器为PLC控制器。

如图1所示，作为一种更为优选的实施方式，活塞体积式物料计量系统还包括压力传感器50，压力传感器50也设置在物料供给管线30上，压力传感器50用于检测物料供给管线30的压力。通过压力传感器50实时检测管线的压力，有助于流量检测器40进行更为精确的测量。可选的，可以将压力传感器50也与控制器电连接，让控制器接收压力传感器50检测的数据，并结合该数据矫正流量检测器40检测的流量值。

如图1所示，作为一种可选的实施方式，在本实施例中，活塞式计量缸20包括缸体21、活塞22和计量式驱动件23。缸体21内形成有工作腔，活塞22可移动地设置在工作腔内。活塞22与工作腔之间形成供料空间，活塞22相对于缸体21移动以改变供料空间的体积。计量式驱动件23与活塞22驱动连接，用于驱动活塞22移动，并计量驱动活塞22的位移数据。控制器还与计量式驱动件23相连，控制器接收位移数据，并根据该位移数据计算出供料空间的体积。在使用时，供料空间的体积随活塞22的移动而改变，通过计量式驱动件23计量出活塞22的位移数据，就可以结合活塞22的横截面积得到供料空间中物料的体积。作为一种优选的实施方式，在本实施例中，计量式驱动件23为数字缸。选用数字缸，对于活动杆的检测具有更高地精度，进而可以准确地检测出位移数据。作为另一种可选的实施方式，也可以是常规的液压缸或者气缸配合位移检测机构使用。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，活塞体积式物料计量系统包括物料输送管线60。物料输送管线60连接在物料储存件10和活塞式计量缸20之间，物料输送管线60用于从物料储存件10向活塞式计量缸20供给物料。在物料输送管线60上还设置有压力传感器，以检测出物料输送管线60是否正常运行。

作为一种优选的实施方式，物料输送管线60上设置有供给泵61，供给泵61用于提供供给物料的动力。可选的，物料输送管线60上还设置有进料阀，进料阀用于控制物料输送管线60的通断。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，活塞体积式物料计量系统还包括物料回收管线70。物料回收管线70连接在物料储存件10和活塞式计量缸20之间，物料回收管线70用于从活塞式计量缸20向物料储存件10回收多余物料。可选的，物料回收管线70还设置有回料阀，回料阀用于控制物料回收管线70的通断。

在本实施例的技术方案中，物料输送管线60和物料回收管线70在末端通过同一条管线与活塞式计量缸20相连，将压力传感器设置在该管线上就可以实现对物料输送的监控和物料回收的监控。

如图1所示，作为一种可选的实施方式，物料储存件10为多个，多个物料储存件10分别与活塞式计量缸20连接。物料供给管线30和流量检测器40也为多个，多个物料供给管线30也分别与活塞式计量缸20连接，每个流量检测器40分别用于检测每个物料供给管线30中供给出物料的体积。这样，采用本实施例的技术方案可以分别对多种物料进行输送。

本发明技术方案的主要工作流程如下：

主要工作过程如下：物料储存件10内的物料通过物料输送管线60上的供给泵61进行输送，进料阀开启，使物料进入到供料空间。进入到供料空间的物料体积略大于所需要计量的体积。打开回料阀，液体物料及空气自供料空间通过物料回收管线70进入物料储存件10。之后，控制活塞式计量缸20通过物料供给管线30向下游设备80供给物料，排出物料的过程就是精确计量的过程。下游工序发出要料的信号时计量完成的物料可以通过注油阀对下游工序供料，注出的物料通过流量检测器40进行检量，当检量值和计量值超出设定的误差范围时，此次计量的物料作废。

具体的，工作流程包括：

1、进料

如图1所示，物料储存件10内的物料通过相应的加热保温装置，使物料温度维持在设定的温度范围内，达到设定温度的物料通过供给泵61经物料输送管线60进行输送，随后进料阀开启，使物料经物料输送管线60进入到供料空间。同时计量式驱动件23驱动活塞22向下移动，以增大供料空间的可用容积，进入到供料空间的物料体积略大于所需要计量的体积。物料进料过程中的压强通过物料输送管线60上的压力传感器进行测量。

2、计量

如图1所示，液体物料及空气通过物料回收管线70回收，同时回料阀开启，液体物料及空气进入物料储存件10。直到活塞22的位移达到设定值，即刻停止运动。排出物料的过程中活塞22的位移会通过计量式驱动件23内部的反馈机构进行反馈，从而达到位移的闭环控制。

3、注出

当供料空间内的物料重量达到设定值时，且下游设备80发出要料信号时，计量式驱动件23推动活塞22使其容积减小，同时打开注料阀，物料进入物料供给管线30。物料注出过程中的压强通过注料管压力传感器50进行测量。

4、检量

注出的物料全部通过流量检测器40进行检测，最终的检量值会传至控制器进行比对。超出误差范围的物料会进行作废处理。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明物料处理过程中采用液压驱动输送物料，对黏性物料无需对物料加热至较高温度，更节能。

本发明可以避免物料在进入下游工序之前发生混合，计量工艺更合理。

采用独立计量的方式，每种物料的称量误差可控。

有检量环节，当出现泄漏或者计量不准确等问题时，能立刻发现，及时处理。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种活塞体积式物料计量系统，其特征在于，包括：

物料储存件(10)，用于储存物料；

活塞式计量缸(20)，与所述物料储存件(10)相连，用于从所述物料储存件(10)获得物料并计量获得物料的体积；

物料供给管线(30)，连接在所述活塞式计量缸(20)的下游，所述活塞式计量缸(20)通过所述物料供给管线(30)供向下游设备(80)供给物料；

流量检测器(40)，设置在所述物料供给管线(30)上，所述流量检测器(40)用于检测所述物料供给管线(30)中供给出物料的体积。

2.根据权利要求1所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述活塞体积式物料计量系统还包括控制器，所述控制器与所述流量检测器(40)电连接，所述控制器用于接收所述流量检测器(40)检测的体积信号，并将该体积信号与预定范围值进行比对判断供出物料的体积是否合格。

3.根据权利要求2所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述活塞体积式物料计量系统还包括压力传感器(50)，所述压力传感器(50)也设置在所述物料供给管线(30)上，所述压力传感器(50)用于检测所述物料供给管线(30)的压力。

4.根据权利要求2所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述活塞式计量缸(20)包括：

缸体(21)，所述缸体(21)内形成有工作腔；

活塞(22)，可移动地设置在所述工作腔内，所述活塞(22)与所述工作腔之间形成供料空间，所述活塞(22)相对于所述缸体(21)移动以改变所述供料空间的体积；

计量式驱动件(23)，与所述活塞(22)驱动连接，用于驱动所述活塞(22)移动，并计量驱动所述活塞(22)的位移数据；

所述控制器还与所述计量式驱动件(23)相连，所述控制器接收所述位移数据，并根据该位移数据计算出所述供料空间的体积。

5.根据权利要求4所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述计量式驱动件(23)为数字缸。

6.根据权利要求1所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述活塞体积式物料计量系统包括物料输送管线(60)，所述物料输送管线(60)连接在所述物料储存件(10)和所述活塞式计量缸(20)之间，所述物料输送管线(60)用于从所述物料储存件(10)向所述活塞式计量缸(20)供给物料。

7.根据权利要求6所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述物料输送管线(60)上设置有供给泵(61)，所述供给泵(61)用于提供供给物料的动力。

8.根据权利要求1所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述活塞体积式物料计量系统还包括物料回收管线(70)，所述物料回收管线(70)连接在所述物料储存件(10)和所述活塞式计量缸(20)之间，所述物料回收管线(70)用于从所述活塞式计量缸(20)向所述物料储存件(10)回收多余物料。

9.根据权利要求1所述的活塞体积式物料计量系统，其特征在于，所述物料储存件(10)为多个，多个所述物料储存件(10)分别与所述活塞式计量缸(20)连接，所述物料供给管线(30)和所述流量检测器(40)也为多个，多个所述物料供给管线(30)也分别与所述活塞式计量缸(20)连接，每个所述流量检测器(40)分别用于检测每个所述物料供给管线(30)中供给出物料的体积。