CN107539652A - 一种料仓气力破拱喷吹控制方法及系统 - Google Patents
一种料仓气力破拱喷吹控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种料仓气力破拱喷吹控制方法及系统，本发明根据料粉体的安息角γ和倒锥形料仓的锥角针对不同的料粉体的特性和料仓的倒锥形部分的结构，对3个区域中的收缩‑扩张喷嘴进行控制，通过控制每个区域的收缩‑扩张喷嘴对应的电磁阀的通断时间和顺序，对料粉体结拱进行全方位的喷吹，能够节省气体的耗气量，同时保证破拱的效果，解决了空气炮破拱无法针对料粉体不同的结拱程度使用相对应的耗气量，导致的耗气量大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及粉料输送领域，尤其涉及一种料仓气力破拱喷吹控制方法及系统。
背景技术
在工业生产中，粉料储存在料仓中，由顶部进料，底部锥体部分卸料，在卸料过程中经常会遇到由于粉料附着力和摩擦力的作用导致粉料出现架桥和堵塞的现象(又称为结拱)，造成物料无法正常流出，从而使生产环节中断，整个生产流程无法顺畅进行。
粉料结拱的严重程度主要与粉体特性和料仓结构尺寸有关。(1)粉粒球形度越小，则粉体的安息角越大，粉体流动性越差，粉料更易结拱且结拱情况更严重。(2)料仓卸料口尺寸越小，料仓的倒圆锥形料斗锥角越大，粉料更易结拱且结拱情况更严重。
目前破坏粉料结拱的方法主要通过空气炮破拱，通过突然喷出的压缩气体的强烈气流，以超音速的速度直接冲入贮存散体物料的闭塞故障区，克服物料静摩擦，使容器内的物料恢复流动，但空气炮破拱无法针对料粉体不同的结拱程度使用相对应的耗气量，导致了耗气量大的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种料仓气力破拱喷吹控制方法及系统，解决了空气炮破拱无法针对料粉体不同的结拱程度使用相对应的耗气量，导致了耗气量大的技术问题。
本发明提供了一种料仓气力破拱喷吹控制方法，包括：
S1、确定料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域；
S2、根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴的喷吹模式的判断，若时，则为第一喷吹模式，若时，则为第二喷吹模式；
第一喷吹模式包括以下步骤S3：
S3、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电K秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电2K秒，形成第一喷吹循环，每每第一喷吹循环之间间隔10K秒；
第二喷吹模式包括以下步骤S4：
S4、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域中两两为一组的扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电3N秒，形成第二喷吹循环，每每第二喷吹循环之间间隔6N秒。
本发明还提供了一种料仓气力破拱系统，包括：气泵、电磁阀、微控制器和收缩-扩张喷嘴；
气泵与电磁阀的第一端连接；
收缩-扩张喷嘴的第一端与电磁阀的第二端连接；
收缩-扩张喷嘴的第二端设置于料仓的倒锥形外侧壁，并与料仓内部连通；
微控制器与电磁阀的控制端连接，用于控制电磁阀的通断；
其中，微控制器用于确定料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域，根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴的喷吹模式的判断，若时，则为第一喷吹模式，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电K秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电2K秒，形成第一喷吹循环，每每第一喷吹循环之间间隔10K秒，若时，则为第二喷吹模式，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域中两两为一组的扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电3N秒，形成第二喷吹循环，每每第二喷吹循环之间间隔6N秒。
作为优选，本发明提供的一种料仓气力破拱系统还包括单向阀和储气包；
单向阀的第一端与气泵连接；
单向阀的第二端与储气包的第一端连接；
储气包的第二端与电磁阀的第一端连接。
作为优选，收缩-扩张喷嘴包括圆柱形入口部、倒锥形收缩部、喉部和锥形扩张部；
收缩-扩张喷嘴的收缩部与电磁阀的第二端连接；
收缩-扩张喷嘴的扩张部垂直设置于料仓的倒锥形外侧壁，并与料仓内部连通。
作为优选，收缩-扩张喷嘴的圆柱形入口部的直径d1与喉部的直径d2的比值范围为3≤d1/d2≤7；
收缩-扩张喷嘴的倒锥形收缩部的收缩锥度范围为30°≤θ1≤100°。
作为优选，收缩-扩张喷嘴的喉部的直径d2范围为2mm≤d2≤4mm。
作为优选，料仓的倒圆锥部分的预置高度为H；
若在料仓的倒锥形外侧壁上设置层收缩-扩张喷嘴；
若料仓的倒锥形外侧壁上设置层收缩-扩张喷嘴；
其中0<γ<90°，是向上取整符号，H的单位为mm。
作为优选，第n层收缩-扩张喷嘴的个数Sn＝2n+1。
作为优选，最靠近料仓的卸料口的收缩-扩张喷嘴距离料仓的卸料口的垂直高度H0＝H/(3n)。
作为优选，若则每层收缩-扩张喷嘴之间的垂直高度相差200mm；
若则每层收缩-扩张喷嘴之间的垂直高度相差100mm。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种料仓气力破拱喷吹控制方法，包括：S1、确定料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域；S2、根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴的喷吹模式的判断，若时，则为第一喷吹模式，若时，则为第二喷吹模式；第一喷吹模式包括以下步骤S3：S3、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电K秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电2K秒，形成第一喷吹循环，每每第一喷吹循环之间间隔10K秒；第二喷吹模式包括以下步骤S4：S4、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域中两两为一组的扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电3N秒，形成第二喷吹循环，每每第二喷吹循环之间间隔6N秒。
本发明中，根据料粉体的安息角γ和倒锥形料仓的锥角针对不同的料粉体的特性和料仓的倒锥形部分的结构，对料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域中的收缩-扩张喷嘴进行控制，通过控制每个扇形区域的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀的通断时间和顺序，对料粉体结拱进行全方位的喷吹，能够节省气体的耗气量，同时保证破拱的效果，解决了空气炮破拱无法针对料粉体不同的结拱程度使用相对应的耗气量，导致的耗气量大的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种料仓气力破拱喷吹控制方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的一种料仓气力破拱系统的一个实施例的结构示意图；
图3为图2中收缩-扩张喷嘴的结构示意图；
图4为收缩-扩张喷嘴与料仓的外侧壁的连接结构示意图；
其中，附图标记为：
1、气泵；2、单向阀；3、储气包；4、电磁阀；5、微控制器；6、收缩-扩张喷嘴；7、料仓；8、圆柱形入口部；9、倒锥形收缩部；10、喉部；11、锥形扩张部。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种料仓气力破拱喷吹控制方法及系统，解决了空气炮破拱无法针对料粉体不同的结拱程度使用相对应的耗气量，导致了耗气量大的技术问题。
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种料仓气力破拱喷吹控制方法的一个实施例包括：
101、确定料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域；
需要说明的是，将料仓的倒锥形外侧壁划分为3个扇形区域，每个扇形区域对应料仓的倒锥形的顶面的圆心角为120度，且每个扇形区域的倒锥形外侧壁上均设置有收缩-扩张喷嘴。
102、根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴的喷吹模式的判断，若时，则为第一喷吹模式，包括步骤103，若时，则为第二喷吹模式，包括步骤104；
需要说明的是，为了对应不同的料粉体采用不同的喷吹模式，需要根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值来决定料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴的喷吹模式。
103、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电K秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电2K秒，形成第一喷吹循环，每每第一喷吹循环之间间隔10K秒；
需要说明的是，第一喷吹模式针对结拱情况严重程度较低的料粉体，能够在完成破拱的前提下，对料粉体进行全方面的喷吹，又控制气体的耗气量。
104、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域中两两为一组的扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电3N秒，形成第二喷吹循环，每每第二喷吹循环之间间隔6N秒。
需要说明的是，第二喷吹模式针对结拱情况严重程度较高的料粉体，需要更多的耗气量来完成破拱。
在本实施例中，根据料粉体的安息角γ和倒锥形料仓的锥角针对不同的料粉体的特性和料仓的倒锥形部分的结构，对料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域中的收缩-扩张喷嘴进行控制，通过控制每个扇形区域的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀的通断时间和顺序，对料粉体结拱进行全方位的喷吹，能够节省气体的耗气量，同时保证破拱的效果，解决了空气炮破拱无法针对料粉体不同的结拱程度使用相对应的耗气量，导致的耗气量大的技术问题。
以上是一种料仓气力破拱喷吹控制方法的一个实施例的描述，下面将对一种料仓气力破拱系统的一个实施例进行描述。
请参照图3，本发明提供了一种料仓气力破拱系统的一个实施例，包括：气泵1、电磁阀4、微控制器5和收缩-扩张喷嘴6；
气泵1与电磁阀4的第一端连接；
收缩-扩张喷嘴6的第一端与电磁阀的第二端连接；
收缩-扩张喷嘴6的第二端设置于料仓7的倒锥形外侧壁，并与料仓7内部连通；
微控制器5与电磁阀4的控制端连接，用于控制电磁阀4的通断；
其中，微处理器5用于确定料仓7的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴6的3个扇形区域，根据料仓7中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴6的喷吹模式的判断，若时，则为第一喷吹模式，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴6对应的电磁阀4依次通电K秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴6对应的电磁阀4同时通电2K秒，形成第一喷吹循环，每每第一喷吹循环之间间隔10K秒，若时，则为第二喷吹模式，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴6对应的电磁阀4依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域中两两为一组的扇形区域内的收缩-扩张喷嘴6对应的电磁阀4依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴6对应的电磁阀4同时通电3N秒，形成第二喷吹循环，每每第二喷吹循环之间间隔6N秒。
在本实施例中，气泵1产生高压气体，流经电磁阀4后，经过收缩-扩张喷嘴6形成具有高速流和强大冲击力的气体射流冲击料仓7中的料拱。微控制器5与电磁阀4连接，能够根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴6的喷吹模式的判断，进而控制扇形区域内的收缩-扩张喷嘴6对应的电磁阀4的通断时间和通断顺序，能够更加精准地控制气体射流冲击料仓7内料拱的不同位置，以及控制冲击对应位置的时间，减少耗气量。
进一步地，还包括单向阀2和储气包3；
单向阀2的第一端与气泵1连接；
单向阀2的第二端与储气包3的第一端连接；
储气包3的第二端与电磁阀4的第一端连接。
在本实施例中，单向阀2的设置是为了防止高压气体回流至气泵1之中，储气包3的设置是为了储存高压气体，减少由于气泵1排气不连续产生的压力脉动，实现供气和用气的平衡，能够更加进一步地提高用气的效率和质量，减少耗气量。
进一步地，收缩-扩张喷嘴6包括圆柱形入口部8、倒锥形收缩部9、喉部10和锥形扩张部11；
收缩-扩张喷嘴6的圆柱形入口部8与电磁阀4的第二端连接；
收缩-扩张喷嘴6的锥形扩张部11垂直设置于料仓7的倒锥形外侧壁，并与料仓7内部连通。
请参阅图4，图4为一个收缩-扩张喷嘴6的结构示意图。收缩-扩张喷嘴6分为四个部分，分别是圆柱形入口部8、倒锥形收缩部9、喉部10和锥形扩张部11。其中，垂直设置于料仓7的倒锥形外侧壁上的锥形扩张部11可以看成微型倒锥形料斗，因此粉末会在收缩-扩张喷嘴6的锥形扩张部11结拱。而倒锥形收缩部9则能够获取高速流的气体射流，冲击打破料仓7椎体部分处的粉末结拱。
进一步地，收缩-扩张喷嘴6的圆柱形入口部8的直径d1与喉部10的直径d2的比值范围为3≤d1/d2≤7；
收缩-扩张喷嘴6的倒锥形收缩部9的收缩锥度范围为30°≤θ1≤100°。
在本实施例中，根据一定的比例来设定收缩-扩张喷嘴6的圆柱形入口部8的直径d1与喉部10的直径d2，以及收缩-扩张喷嘴6的倒锥形收缩部9的收缩锥度范围，能够在保证流速的前提下，获得更加具有冲击力的气体射流。
进一步地，收缩-扩张喷嘴6的喉部10的直径d2范围为2mm≤d2≤4mm。
在本实施例中，按照一定的范围设定好收缩-扩张喷嘴6的喉部10的直径d2能够促使粉末在收缩-扩张喷嘴6的锥形扩张部11处结拱。
进一步地，料仓7的倒圆锥部分的预置高度为H；
若在料仓7的倒锥形外侧壁上设置层收缩-扩张喷嘴6；
若料仓7的倒锥形外侧壁上设置层收缩-扩张喷嘴6；
其中0<γ<90°，是向上取整符号，H的单位为mm。
需要说明的是，料仓7中的料粉体的预置安息角γ和料仓7的倒锥形部分的预置锥角的求和值越大，粉料越容易结拱而且结拱程序会更加的严重，因此需要在料仓7的倒锥形外侧壁上设置更多层的收缩-扩张喷嘴6来进行喷吹破拱。
采用多层的收缩-扩将喷嘴6可以使得气体射流喷射的冲击区域覆盖料仓7中结拱粉料的大部分空间。
进一步地，第n层收缩-扩张喷嘴6的个数Sn＝2n+1。
进一步地，最靠近料仓7的卸料口的收缩-扩张喷嘴6距离料仓7的卸料口的垂直高度H0＝H/(3n)。
进一步地，若则每层收缩-扩张喷嘴之间的垂直高度相差200mm；
若则每层收缩-扩张喷嘴之间的垂直高度相差100mm。
需要说明的是，在本实施例中，当料仓7中的料粉体的预置安息角γ为60°，料仓7的倒锥形部分的预置锥角为60°，以及料仓7的倒圆锥部分的预置高度H为150mm时，收缩-扩张喷嘴6的设置层数选取为1，每层设置3个收缩-扩张喷嘴6，且收缩-扩张喷嘴6与料仓7的卸料口的垂直高度为50mm。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种料仓气力破拱喷吹控制方法，其特征在于，包括：
S1、确定料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域；
S2、根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴的喷吹模式的判断，若时，则为第一喷吹模式，若时，则为第二喷吹模式；
第一喷吹模式包括以下步骤S3：
S3、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电K秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电2K秒，形成第一喷吹循环，每每第一喷吹循环之间间隔10K秒；
第二喷吹模式包括以下步骤S4：
S4、3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域中两两为一组的扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电3N秒，形成第二喷吹循环，每每第二喷吹循环之间间隔6N秒。
2.一种料仓气力破拱系统，其特征在于，包括：气泵、电磁阀、微控制器和收缩-扩张喷嘴；
气泵与电磁阀的第一端连接；
收缩-扩张喷嘴的第一端与电磁阀的第二端连接；
收缩-扩张喷嘴的第二端设置于料仓的倒锥形外侧壁，并与料仓内部连通；
微控制器与电磁阀的控制端连接，用于控制电磁阀的通断；
其中，微控制器用于确定料仓的倒锥形外侧壁上用于设置收缩-扩张喷嘴的3个扇形区域，根据料仓中的料粉体的预置安息角γ和料仓的倒锥形部分的预置锥角的求和值进行料仓的倒锥形外侧壁上的收缩-扩张喷嘴的喷吹模式的判断，若时，则为第一喷吹模式，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电K秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电2K秒，形成第一喷吹循环，每每第一喷吹循环之间间隔10K秒，若时，则为第二喷吹模式，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域中两两为一组的扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀依次通电N秒，通电完成后，3个扇形区域内的收缩-扩张喷嘴对应的电磁阀同时通电3N秒，形成第二喷吹循环，每每第二喷吹循环之间间隔6N秒。
3.根据权利要求2所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，还包括单向阀和储气包；
单向阀的第一端与气泵连接；
单向阀的第二端与储气包的第一端连接；
储气包的第二端与电磁阀的第一端连接。
4.根据权利要求3所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，收缩-扩张喷嘴包括圆柱形入口部、倒锥形收缩部、喉部和锥形扩张部；
收缩-扩张喷嘴的收缩部与电磁阀的第二端连接；
收缩-扩张喷嘴的扩张部垂直设置于料仓的倒锥形外侧壁，并与料仓内部连通。
5.根据权利要求4所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，收缩-扩张喷嘴的圆柱形入口部的直径d1与喉部的直径d2的比值范围为3≤d1/d2≤7；
收缩-扩张喷嘴的倒锥形收缩部的收缩锥度范围为30°≤θ1≤100°。
6.根据权利要求5所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，收缩-扩张喷嘴的喉部的直径d2范围为2mm≤d2≤4mm。
7.根据权利要求6所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，料仓的倒圆锥部分的预置高度为H；
若在料仓的倒锥形外侧壁上设置层收缩-扩张喷嘴；
若料仓的倒锥形外侧壁上设置层收缩-扩张喷嘴；
其中0<γ<90°，是向上取整符号，H的单位为mm。
8.根据权利要求7所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，第n层收缩-扩张喷嘴的个数Sn＝2n+1。
9.根据权利要求8所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，最靠近料仓的卸料口的收缩-扩张喷嘴距离料仓的卸料口的垂直高度H0＝H/(3n)。
10.根据权利要求9所述的料仓气力破拱系统，其特征在于，
若则每层收缩-扩张喷嘴之间的垂直高度相差200mm；
若则每层收缩-扩张喷嘴之间的垂直高度相差100mm。
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