CN108127890B - 一种聚合物挤出机的全自动进料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚合物挤出机的全自动进料系统，尤其涉及一种防堵塞、可自动调速、物料混合均匀的全自动进料机构。其设计部分主要包括：物料输送器Ⅰ号、物料输送器Ⅱ号、上涡形板的设计，搅拌机构上涡形搅拌片的设计，储料仓和进料仓及料仓上压力传感器、上料位传感器、下料位传感器通过可编程电脑控制系统的运行控制，物料输送器Ⅰ号上激光扫描装置对物料堆积率（即物料的体积与隔间容积的比率）的监测通过可编程电脑控制系统控制稳定进料。通过上述结构可以使物料全自动、通畅的进入挤出机，同时使物料在全过程混合均匀。

Description

一种聚合物挤出机的全自动进料系统

技术领域

本发明涉及一种聚合物挤出机械。特别是涉及聚乳酸（PLA）挤出机的进料系统。

背景技术

现有挤出机进料机构采用螺旋输送聚乳酸（PLA）混合物，容易堵塞；颗粒状聚乳酸由于表面光滑，螺旋输送机输送时极易在缝隙中打滑，物料停滞前进。处理物料堵塞问题费时费力，严重降低生产效率和生产力。

传统挤出机进料机构需要人工定时上料，自动化程度低，增加了人工成本，费事费力。同时现有螺旋输送机是根据螺旋的速度来控制进料量，当人工投料后进料量变大，容易堵塞管道；当进料仓快没料时进料量变小，生产效率降低，所以这种进料方式不能精确控制进料速度。

制备不同性能聚乳酸（PLA）需要添加不同的催化剂（例如制备具有高分子量、不同光学纯度及热力学性质的聚乳酸材料采用低毒锌类催化剂.），催化剂一般为粉末状物体，聚乳酸颗粒与催化剂粉末须混合均匀，才能起到充分催化作用，从而挤出光学纯度稳定，热力学性质可靠的产品。传统螺杆挤出机料仓内没有混匀机构，混合物中粉末状物料会从颗粒状物料缝隙中掉落，堆积在料仓底部，影响物料配比，从而影响挤出物料光学纯度、热力学、硬度等性能。

所以设计一种防堵塞可自动调速混合均匀的全自动进料机构在高分子材料改性加工中非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，设计一种防堵塞、物料混合均匀、低成本、自动化程度高的挤出机进料机构。

为解决上述物料易堵塞、物料混合不均匀、自动化程度低等问题，本发明通过如下技术方案来实现：

一种聚合物挤出机的全自动进料系统，其特点在于：全自动进料系统设计有涡形板、物料输送器Ⅰ号、物料输送器Ⅱ号、弧形搅拌器、自动化料仓装置、可编程电脑控制装置、激光扫描装置和智能星型卸料阀装置。

所述的这种聚合物挤出机的全自动进料系统中的物料输送器Ⅰ号、物料输送器Ⅱ号由链环将涡形板串联起来，形成环路，由电动机驱动链环绕轴转动。当物料由进料料仓刚进入物料输送器Ⅱ时，物料只有垂直方向的速度，在涡形板运动方向速度是零，物料与涡形板开始有相对运动，物料在相邻涡形板的空隙间推动前进，前进的同时，物料在涡形板间隔的后端堆积，高度越来越高，由于涡形板上端弯形设计，物料堆积到一定高度翻转掉落，这样物料翻转掉落达到混合均匀的效果，然后到达进料入口。如果涡形板粗糙度太大，会使物料在进料入口容易滞留在涡形板上，所以涡形板粗糙度小于0.1微米。涡形板与管筒壁紧贴合，这样可以剐蹭滞留在管筒壁上的物料。这种物料输送器的设计在运输物料的时候不仅防止物料堵塞而且可以起到翻动物料使其混合均匀的作用。任意两个相邻所述涡形板之间的距离范围为涡形板高度的1到2倍之间。当两个相邻涡形板间距小于涡形板高度时会出现处于两个涡形板中间的物料无法实现积累和翻滚，当间距超过涡形板高度的2倍时，会出现距离涡形板正面较远的物料无法翻动的问题，而当间距处于涡形板高度的1到2倍之间时，可以实现全部物料的充分翻滚。

所述的这种聚合物挤出机的全自动进料系统设计有四个用于检测物料堆积率的激光扫描装置，堆积率是隔板间物料的体积与隔板间容积的比率，激光扫描装置安装在相邻涡形板隔间上，激光扫描装置与可编程电脑控制系统相连，通过可编程电脑控制系统控制堆积率，如果堆积率太大，物料在隔板间起不到翻动混合均匀的效果；如果堆积率太小，物料输送的能力不足，所以堆积率控制在50%~80%之间，当平均堆积率大于80%时，电动机转速增加，堆积率降低；当平均堆积率小于50%时，电动机转速降低，堆积率增加，从而保证稳定进料。

所述的这种聚合物挤出机的全自动进料系统中的自动化料仓装置包括存储料仓和进料料仓，存储料仓内设有弧形搅拌器，弧形搅拌器由三级弧形搅拌器组成，从下往上依次为Ⅰ级弧形搅拌器、Ⅱ级弧形搅拌器和Ⅲ级弧形搅拌器，每级搅拌器都有压力传感器，压力传感器与可编程电脑控制系统相连，当物料触及某一级压力传感器时，由可编程电脑控制系统控制相应弧形搅拌器运转，使物料在存储料仓内混合均匀。 Ⅰ级弧形搅拌器、Ⅱ级弧形搅拌器和Ⅲ级弧形搅拌器都分别设计有六个可翻动物料的弧形板，如果弧形板表面粗糙度太大，物料会滞留在弧形板上，所以弧形板表面粗糙度小于0.4微米。

所述的这种聚合物挤出机的全自动进料系统中的存储料仓上端设有高位料位传感器，下端设有低位料位传感器；高料位传感器和低料位传感器都与可编程电脑控制系统连接，存储料仓内物料触发低料位传感器时，通过可编程电脑控制系统提示存储料仓需要进料，当存储料仓内物料触发高料位传感器时，通过可编程电脑控制系统提示存储料仓进料完毕。

所述的这种聚合物挤出机的全自动进料系统中的存储料仓下端有智能星型卸料阀，与可编程电脑控制系统连接，进料仓上端设有高位料位传感器，下端设有低位料位传感器，进料料仓和存储料仓底部的星型卸料阀联动，由可编程电脑控制系统控制，当进料仓料位高位料位传感器提示高位时星型卸料阀自动关闭，当进料料仓的低位料位传感器提示低时，星型卸料阀自动打开。

所述的这种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：

（1）高料位传感器和低料位传感器通过可编程电脑控制系统控制，当低料位传感器报警提示需要进料，当高料位传感器报警提示进料完毕。

（2）存储料仓内每级弧形搅拌器都有压力传感器、当物料在存储料仓内堆积触及某一级搅拌器时压力传感器会传输信号至可编程电脑控制系统，相应弧形搅拌器转动。

（3）进料料仓和存储料仓底部智能星型卸料阀自动联动，通过可编程电脑控制系统控制，当进料仓料位高位料位传感器提示高位时星型卸料阀自动关闭，当进料料仓的低位料位传感器提示低时，星型卸料阀自动打开。

（4）激光扫描装置用于监测隔板间物料的堆积率，即隔板间物料的体积与隔板间容积的比率，通过可编程电脑控制系统，当平均堆积率大于80%时，电动机转速增加，堆积率降低；当平均堆积率小于50%时，电动机转速降低，堆积率增加。

首先存储料仓进料，当存储料仓内高料位传感器通过可编程电脑控制系统发出提示时，进料完毕;之后物料通过存储料仓下端的智能星型卸料阀进入物料输送器Ⅰ号,由物料输送器Ⅰ号进入进料料仓，当进料料仓内物料触发高料位传感器时，通过可编程电脑控制系控制星型卸料阀关闭，物料输送器Ⅰ号停止进料，当进料料仓内的料位传感器提示高位时星型卸料阀自动关闭，料位传感器提示低时，星型卸料阀自动打开，物料输送器Ⅰ号开始进料。进料料仓内的物料通过物料输送器Ⅱ号进入挤出机入料口。

上述新型挤出机进料机构具有的优点：

1.进料机构防堵。所述涡形板通过链环相连由电机带动向前移动，物料进入两涡形板隔间，跟随涡形板移动，物料在涡形片之间始终是50%~80%堆积率，避免了进料堵塞，同时也避免了颗粒状物料在物料输送途中打滑。进而增加了连续生产的能力，增加生产率和生产力。

2.物料混合均匀。在储存料仓设有三级搅拌器，使物料从上到下混合均匀。输送机可翻动物料设计在输送物料的同时翻动物料，使其混合均匀。同时在进料料仓也设有搅拌器，使物料混合均匀。这种全过程混均物料的设计使物料配比平衡，产品性能稳定。涡形板上有弧形槽，物料在弧形槽内翻转使物料混合均匀。任意两个相邻所述涡形板之间的距离范围为涡形板高度的1到2倍之间，从而可以实现处于两个涡形板中间的全部物料物料的充分翻滚和混合。

3.全程自动化。以工厂七天投一次料为例，设计存储料仓存贮七天的物料，，料位高位和料位低位时自动提醒。进料料仓和存储料仓底部星型卸料阀自动联动，进料料仓内的料位传感器提示高位时星型卸料阀自动关闭，料位传感器提示低位时，星型卸料阀自动打开。可翻动防堵塞输送机每两个涡形板间设有激光扫描仪，监测每个隔片间的堆积率，反馈信息后自动调节电动机转速，从而调节每个隔板间的堆积率。全程自动化减少人力成本，精确输送物料。

附图说明

图1：挤出机系统结构图。

图2：挤出机进料机构系统结构图。

图3：涡形板主视图。

图4: 涡形板左视图。

图5：搅拌装置主视图。

图6：搅拌装置俯视图。

图7：物料输送器Ⅱ号结构图。

图1~图7中所示：1.高料位传感器2.搅拌装置3.低料位传感器4.星型卸料阀5.物料输送器Ⅰ号6.高料位传感器7.低料位传感器8.物料输送器Ⅱ号9.激光扫描仪10.涡形板11.压力传感器、12.可编程电脑控制系统。

具体实施方式

如图1所示，本发明介绍一种聚合物挤出机的全自动进料系统，包括高料位传感器1、搅拌器 2、低料位传感器 3、星型卸料阀4、物料输送器Ⅰ号5、压力传感器11；高料位传感器6、低料位传感器7、物料输送器Ⅱ号8、激光扫描仪9、涡形板10、可编程电脑控制系统12.

如图1所示，存储料仓内可以存储7天消耗量的物料，储料仓内有三级搅拌装置2，搅拌器在机器运行时根据物料的多少启动Ⅰ级弧形搅拌器、Ⅱ级弧形搅拌器和Ⅲ级弧形搅拌器，保证物料在存储料仓和进料料仓内始终是混合均匀状态，存储料仓体上设有高料位传感器1、低料位传感器3，当物料降低到低料位传感器3时，上述低料位传感器通过可编程电脑控制系统12报警，提示需要向料仓加料，加料时当物料上升到高料位传感器1时，上述高料位传感器通过可编程电脑控制系统报警，提示加料结束。料仓的底部设有星型卸料阀4，控制存储料仓和物料输送器Ⅰ号5的连通或关闭，星型卸料阀4由可编程电脑控制系统12控制，旋转进料，可保证连续均匀进料，同时关闭时有效隔绝料仓与物料输送器Ⅰ号5，切断进料，当进料料仓内物料到达高料位传感器6时，上述高传感器通过可编程电脑控制系统自动切断星型卸料阀4，同时通过可编程电脑控制系统12切断物料输送器Ⅰ号5电机，停止进料；当进料料仓内物料消耗到低料位传感器7时，上述低料位传感器通过可编程电脑控制系统12自动开动星型卸料阀4，同时开动物料输送器Ⅰ号5电机开始进料。

如图2所示进料机构结构，进料料仓仓体设有高料位传感器6、低料位传感器7，上述高料位传感器和低料位传感器都连接到可编程电脑控制系统。进料料仓内设有搅拌器2，上述搅拌器始终保证进料料仓内物料的混合均匀。进料料仓下端设有物料输送器Ⅱ号8，由电机带动链环旋转，链环上设有若干涡形板10，上述涡形板紧贴筒壁，涡形板10上有两个弧形槽，物料在弧形槽内翻动，对物料起到翻动运输作用，两涡形板之间行程一个个隔间，物料从进料料仓进入隔间，跟随涡形板向前翻动。任意两个相邻所述涡形板之间的距离范围为涡形板高度的1到2倍之间。当两个相邻涡形板间距小于涡形板高度时会出现处于两个涡形板中间的物料无法实现积累和翻滚，当间距超过涡形板高度的2倍时，会出现距离涡形板正面较远的物料无法翻动的问题，而当间距处于涡形板高度的1到2倍之间时，可以实现全部物料的充分翻滚。物料输送器Ⅱ号8上设有四个激光扫描仪9与可编程电脑控制系统12联接，用于监测隔间内物料的堆积率，即物料的体积与隔间容积的比率，当平均堆积率大于80%时，信号通过可编程电脑控制系统12加速物料输送器Ⅱ号8的电机使堆积率降低，当平均堆积率小于50%时，信号通过可编程电脑控制系统12减速物料输送器Ⅱ号8的电机使堆积率提高，从而使进料维持在稳定的状态。

如图3所示为涡形板10，结构与物料输送器Ⅱ号8的筒壁是紧贴合的，在跟随环链前进的同时会剐蹭筒壁上停留的物料，涡形板10上有两个弧形槽，在向前移动的时候推动物料向前移动的同时物料在弧形槽内翻动，在运输过程中也能使物料混合均匀。

如图4所示为搅拌器2，该机构安装在存储料仓和进料料仓的仓盖上。由六个弧形板构成，对料仓内物料起到搅拌翻动作用，存储料仓内的弧形搅拌器由三级弧形搅拌装置组成，从下往上依次为Ⅰ级弧形搅拌器、Ⅱ级弧形搅拌器和Ⅲ级弧形搅拌器，每级搅拌装置都有压力传感器11、当物料在料仓内堆积触及某一级搅拌装置时压力传感器11会传输信号至可编程电脑控制系统12，相应级别搅拌器转动，保证料仓内物料混合均匀。

Claims (7)

1.一种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：

全自动进料系统包括涡形板、物料输送器Ⅰ号、物料输送器Ⅱ号、弧形搅拌器、自动化料仓装置、可编程电脑控制装置、激光扫描装置和智能星型卸料阀装置；所述自动化料仓装置包括存储料仓和进料料仓，所述存储料仓内设有所述弧形搅拌器；所述存储料仓和进料料仓的上端设有高位料位传感器，下端设有低位料位传感器；所述高位料位传感器和所述低位料位传感器都与所述可编程电脑控制装置连接；

所述全自动进料系统的操作方法包括以下流程：

(1)高位料位传感器和低位料位传感器通过可编程电脑控制装置控制，当低位料位传感器报警提示需要进料，当高位料位传感器报警提示进料完毕；

(2)存储料仓内每级弧形搅拌器都有压力传感器、当物料在存储料仓内堆积触及某一级搅拌器时压力传感器会传输信号至可编程电脑控制装置，相应弧形搅拌器转动；

(3)进料料仓和存储料仓底部智能星型卸料阀自动联动，通过可编程电脑控制装置控制，当进料料仓的高位料位传感器提示高位时智能星型卸料阀自动关闭，当进料料仓的低位料位传感器提示低时，智能星型卸料阀自动打开；

(4)激光扫描装置用于监测隔板间物料的堆积率，即隔板间物料的体积与隔板间容积的比率，通过可编程电脑控制装置进行调控，当平均堆积率大于80％时，电动机转速增加，堆积率降低；当平均堆积率小于50％时，电动机转速降低，堆积率增加。

2.权利要求1所述的一种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：所述物料输送器Ⅱ号由链环将涡形板串联起来，形成环路，由电动机驱动链环绕轴转动，粗糙度小于0.1微米，涡形板与管筒壁紧贴合，任意两个相邻所述涡形板之间的距离范围为涡形板高度的1到2倍之间。

3.如权利要求1所述的一种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：所述激光扫描装置有四个，分别安装在相邻所述涡形板的间隔上方，所述激光扫描装置与所述可编程电脑控制装置相连。

4.如权利要求1所述的一种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：所述弧形搅拌器由三级弧形搅拌装置组成，从下往上依次为Ⅰ级弧形搅拌器、Ⅱ级弧形搅拌器和Ⅲ级弧形搅拌器，每级搅拌器都有压力传感器，所述压力传感器与所述可编程电脑控制装置相连。

5.如权利要求4所述的一种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：所述存储料仓内的所述三级弧形搅拌装置都分别设计有六个可翻动物料的弧形板，所述弧形板的表面粗糙度小于0.4微米。

6.如权利要求4所述的一种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：所述存储料仓下端有智能星型卸料阀，与所述可编程电脑控制装置连接。

7.如权利要求6所述的一种聚合物挤出机的全自动进料系统的操作方法，其特征在于：所述进料料仓与所述存储料仓底部的所述智能星型卸料阀自动联动，由所述可编程电脑控制装置控制。