CN108750710A - 一种超细粉体含能材料自动计量加料装置 - Google Patents

一种超细粉体含能材料自动计量加料装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超细粉体含能材料自动计量加料装置，包括主体结构和控制系统，含能材料加入料斗后，通过振动装置加入物料暂存装置中，基座调节器调节物料暂存装置的倾斜角度，使物料充分接触送料螺杆，防爆伺服电机驱动送料螺杆转动将含能材料输送至防爆电子秤进行实时称重；控制系统用于检测和反馈控制整个装置的运动状态，温度检测传感器、压力检测传感器用于实时检测并反馈出料机筒内物料的温度和送料螺杆的压力；本发明有效的解决了超细粉体含能材料自动计量加料的安全与质量问题，极大提升了超细粉体含能材料计量加料的一致性和稳定性，提高了生产效率；本发明可应用于多种超细粉体含能材料计量加料过程中。

Description

一种超细粉体含能材料自动计量加料装置
技术领域
本发明涉及火炸药制备自动化生产领域，具体地，涉及一种超细粉体含能材料自动计量加料装置。
背景技术
火炸药制备中的原材料大部分为固体组份，在实际生产过程中，为了提高火炸药的能量、燃速等性能，往往需要将固体火炸药组分进行超细化，然后再进行加料计量、输送到下一生产工序，这些超细化后含能固体粉料由于本身流散性差，在用加料计量的过程中很容易发生鼠孔、结拱、崩料等问题，影响计量精度，甚至引发危险，其计量的准确性与效率直接关系到火炸药制备的成功与否。
目前我国在火炸药的自动化生产与在线精确计量技术方面比较薄弱，现有工厂在粉体原料计量过程中绝大多数仍采用人工计量与加料，少数工厂使用防爆电子皮带秤和转筒式称量装置。人工加料计量的方式虽然能满足精度要求，但生产效率低，计量的一致性和稳定性较差，而且工人称量时需要直接与含能固体粉料等接触，一旦发生爆炸，将直接对操作人员的生命造成严重威胁，同时经常接触会对操作人员的健康造成伤害。防爆电子皮带秤和转筒式称量装置虽然解决了安全与在线计量问题，但针对流散性较差的超细粉体物料(如硝基胍)时，仍然无法有效解决粉体加料的拱桥效应，进而影响计量精度，不能满足火炸药粉体加料快速精准计量的要求。
发明内容
本发明提供了一种超细粉体含能材料自动计量加料装置，解决火炸药制备过程中超细粉体原料在线安全快速精确计量的问题。
为实现上述发明目的，本申请提供了一种超细粉体含能材料自动计量加料方法包括机械结构和控制系统两部分。本发明的超细粉体含能材料自动计量加料机械结构包括：料斗、物料暂存装置、振动装置、出料机筒、送料螺杆、出料口、防爆电子秤、防爆伺服电机、减速器、基座、基座调节器、编码器、检测开关Ⅰ安装支架、温度检测传感器安装支架、压力检测传感器安装支架；其连接关系是：基座调节器、减速器安装在基座上，防爆伺服电机与减速器相连，物料暂存装置固定在基座调节器上方，料斗与振动装置相连并安装在物料暂存装置上方，检测开关Ⅰ安装支架固定在料斗下方内侧，出料机筒与物料暂存装置相连，送料螺杆安装在出料机筒内部，编码器与送料螺杆相连，安装在基座上，防爆电子秤位于出料口下方，温度检测传感器安装支架固定在出料机筒内部，压力检测传感器安装支架固定在出料机筒内部。检测开关Ⅰ与检测开关Ⅰ安装支架相连，温度检测传感器与温度检测传感器安装支架相连，压力检测传感器与压力检测传感器安装支架相连。
所述基座调节器用于调节物料暂存装置的倾斜角度，使物料充分接触送料螺杆；
所述送料螺杆底径为六棱柱型，保证流散性差、吸湿性较大、且有粘性的粉体含能材料不易结成团粒，使送料顺利进行；
所述编码器用于检测反馈送料螺杆转动时的转速。
控制系统部分包括：控制器、检测开关Ⅰ、线圈Ⅰ、温度传感器、压力传感器、伺服电机驱动器；其连接关系是：控制器上输出点QW0与伺服电机驱动器相连，控制防爆伺服电机的转速、方向，实现送料螺杆转速与方向可控；QX2.1与伺服电机驱动器相连，控制伺服电机的启停状态；QX2.2与线圈Ⅰ相连，线圈Ⅰ(21)安装在料斗(1)外侧，控制料斗上料振动装置启停状态；输入点IW0与编码器相连，检测反馈送料螺杆的转速；输入点IW2与防爆电子秤相连，检测反馈物料加料实时的重量；输入点IW4与温度传感器相连，检测出料机筒内物料的温度；输入点IW6与压力传感器相连，检测出料机筒内送料螺杆的压力；输入点IX8.0与检测开关Ⅰ相连，检测料斗内物料是否充足；输入点IX8.1与伺服电机驱动器相连，反馈伺服电机运动状态。
本发明通过主体结构和控制系统实现了超细粉体含能材料计量加料的自动化，采用的伺服电机驱动底径为六棱柱型送料螺杆计量加料方式具有较高的一致性和稳定性，超细粉体含能材料自动计量加料方法有效解决了流散性差、吸湿性较大、且有粘性的粉体含能材料计量加料的安全与质量问题，提高了生产效率，节约了生产资源，在计量加料过程中实现人机隔离，最大程度的降低了对工人的健康危害。超细粉体含能材料计量加料方法对提高国内火炸药制备自动化水平、提升产品质量有着重要的作用。
本发明可应用于多种超细粉体含能材料计量加料过程中。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本发明超细粉体含能材料自动计量加料装置的主视图；
图2是本发明超细粉体含能材料自动计量加料装置的六棱柱型螺杆结构示意图；
图3是本发明超细粉体含能材料自动计量加料装置的控制系统组成示意图；
其中，1料斗、2检测开关Ⅰ安装支架、3振动装置、4物料暂存装置、5防爆伺服电机、6减速器、7基座、8基座调节器、9编码器、10出料机筒、11送料螺杆、12出料口、13温度检测传感器安装支架、14压力检测传感器安装支架、15防爆电子秤。
具体实施方式
本发明提供了一种超细粉体含能材料自动计量加料装置，解决火炸药制备过程中超细粉体原料在线安全快速精确计量的问题。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供的超细含能材料自动计量加料方法包括：主体结构和控制系统。
图1是本发明超细含能材料自动计量加料方法的主视图。如图1所示，本发明的主体结构包括：料斗1、检测开关Ⅰ安装支架2、振动装置3、物料暂存装置4、防爆伺服电机5、减速器6、基座7、基座调节器8、编码器9、出料机筒10、送料螺杆11、出料口12、温度检测传感器安装支架13、压力检测传感器安装支架14、防爆电子秤15。其连接关系是：基座调节器8、减速器6安装在基座7上，防爆伺服电机5与减速器6相连，物料暂存装置4固定在基座调节器8上方，料斗1与物料暂存装置4相连并安装在物料暂存装置4上方，检测开关Ⅰ安装支架2固定在料斗1下方内侧，出料机筒10与物料暂存装置4相连，送料螺杆11安装在出料机筒10内部，编码器9与送料螺杆11相连，安装在基座7上，防爆电子秤15位于出料口12下方，温度检测传感器安装支架13固定在出料机筒10内部，压力检测传感器安装支架14固定在出料机筒10内部，检测开关Ⅰ与检测开关Ⅰ安装支架2相连，温度检测传感器与温度检测传感器安装支架13相连，压力检测传感器与压力检测传感器安装支架14相连。
图2是本发明底径为六棱柱型送料螺杆11的主视图。如图2所示，依据不同超细含能材料设计不同的螺距(T1、T2、T3)，其输送容积和速度不断变化，使粉体不易结成团，保证输送的顺利进行，同时可派生出六棱柱与圆柱、六棱柱与六棱锥等组合。
图3是本发明超细含能材料自动计量加料方法的控制系统简图。从图3中可以看出本控制系统部分包括：控制器16、温度检测传感器17、压力检测传感器18、检测开关Ⅰ19、伺服电机驱动器20、线圈Ⅰ21。其连接关系是：控制器16上输出点QW0与伺服电机驱动器20相连，控制防爆伺服电机5的转速、方向，实现送料螺杆11转速与方向可控；QX2.1与伺服电机驱动器20相连，控制防爆伺服电机5的启停状态；QX2.2与线圈Ⅰ21相连，控制上料振动装置3启停状态；输入点IW0与编码器9相连，检测反馈送料螺杆11的转速；输入点IW2与防爆电子秤15相连，检测反馈物料加料实时的重量；输入点IW4与温度传感器17相连，检测出料机筒10内物料的温度；输入点IW6与压力传感器18相连，检测出料机筒10内送料螺杆11的压力；输入点IX8.0与检测开关Ⅰ19相连，检测料斗1内物料是否充足；输入点IX8.1与伺服电机驱动器20相连，反馈防爆伺服电机5的运动状态。
所述的超细含能材料自动计量加料方法工作过程描述如下：
加电后，系统进行初始化，防爆伺服电机5处于停止状态，送料螺杆11处于静止状态，上料振动装置3处于停止状态，调节基座调节器8的倾斜角度使物料暂存装置4内的含能材料顺利下落。工作开始后，人工将超细含能材料装满料斗1，物料暂存装置4，振动装置3启动，物料暂存装置4装满含能材料，防爆伺服电机5启动，带动送料螺杆11按照固定的方向和转速旋转，含能材料通过送料螺杆11输送至出料口12，通过重力落入防爆电子秤15中进行实时称重，防爆电子秤15将实时称量数据反馈至控制器16，当含能材料重量满足工艺要求时，控制器16控制防爆伺服电机5停止，振动装置3停止，进入工作循环：
步骤A：检测开关Ⅰ19检测到含能材料装满料斗；
步骤B：振动装置3启动，物料暂存装置4装满含能材料；
步骤C：防爆伺服电机5启动，带动送料螺杆11按照固定的方向和转速旋转；
步骤D：含能材料通过送料螺杆11输送至出料口12落入防爆电子秤15中进行实时称重；
步骤E：重量满足工艺要求，防爆伺服电机5停止，振动装置3停止，进行下一次的计量加料工作循环。
所述步骤C中设置有编码器9检测反馈送料螺杆11的转速是否超高，防爆电子秤15检测反馈物料加料实时的重量，温度传感器17检测出料机筒10内物料的温度是否超热，压力传感器18检测出料机筒10内送料螺杆11的压力是否超限；
按照以上步骤循环往复，可完成超细含能材料计量加料的自动化，减少人工参与环节，提高超细含能材料计量加料的一致性和稳定性。
本发明可应用于多种超细粉体含能材料计量加料过程中。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，所述装置包括：主体结构和控制系统；
主体结构包括：料斗(1)、检测开关Ⅰ安装支架(2)、振动装置(3)、物料暂存装置(4)、防爆伺服电机(5)、减速器(6)、基座(7)、基座调节器(8)、编码器(9)、出料机筒(10)、送料螺杆(11)、出料口(12)、温度检测传感器安装支架(13)、压力检测传感器安装支架(14)、防爆电子秤(15)；基座调节器(8)、减速器(6)安装在基座(7)上，防爆伺服电机(5)与减速器(6)相连，物料暂存装置(4)固定在基座调节器(8)上方，料斗(1)与物料暂存装置(4)相连并安装在物料暂存装置(4)上方，检测开关Ⅰ安装支架(2)固定在料斗(1)下方内侧，出料机筒(10)与物料暂存装置(4)相连，送料螺杆(11)安装在出料机筒(10)内部，编码器(9)与送料螺杆(11)相连，安装在基座(7)上，防爆电子秤(15)位于出料口(12)下方，温度检测传感器安装支架(13)固定在出料机筒(10)内部，压力检测传感器安装支架(14)固定在出料机筒(10)内部，检测开关Ⅰ与检测开关Ⅰ安装支架(2)相连，温度检测传感器与温度检测传感器安装支架(13)相连，压力检测传感器与压力检测传感器安装支架(14)相连；
控制系统包括：控制器(16)、温度检测传感器(17)、压力检测传感器(18)、检测开关Ⅰ(19)、伺服电机驱动器(20)、线圈Ⅰ(21)；控制器(16)与伺服电机驱动器(20)相连用于：控制防爆伺服电机(5)的转速、方向，实现送料螺杆(11)转速与方向可控；控制防爆伺服电机(5)的启停状态；控制器(16)与与线圈Ⅰ(21)相连，用于控制上料振动装置(3)启停状态；线圈Ⅰ(21)安装在料斗(1)外侧；控制器(16)与编码器(9)相连，用于检测反馈送料螺杆(11)的转速；控制器(16)与防爆电子秤(15)相连，用于检测反馈物料加料实时的重量；控制器(16)与温度传感器(17)相连，用于检测出料机筒(10)内物料的温度；控制器(16)与压力传感器(18)相连，用于检测出料机筒(10)内送料螺杆(11)的压力；控制器(16)与检测开关Ⅰ(19)相连，用于检测料斗(1)内物料是否充足；控制器(16)与伺服电机驱动器(20)相连，用于反馈防爆伺服电机(5)的运动状态。
2.根据权利要求1所述的超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，控制器(16)上输出点QW0与伺服电机驱动器(20)相连，控制防爆伺服电机(5)的转速、方向，实现送料螺杆(11)转速与方向可控；控制器(16)上输出电QX2.1与伺服电机驱动器(20)相连，控制防爆伺服电机(5)的启停状态；控制器(16)上输出电QX2.2与线圈Ⅰ(21)相连，控制上料振动装置(3)启停状态；控制器(16)上输入点IW0与编码器(9)相连，检测反馈送料螺杆(11)的转速；控制器(16)上输入点IW2与防爆电子秤(15)相连，检测反馈物料加料实时的重量；控制器(16)上输入点IW4与温度传感器(17)相连，检测出料机筒(10)内物料的温度；控制器(16)上输入点IW6与压力传感器(18)相连，检测出料机筒(10)内送料螺杆(11)的压力；控制器(16)上输入点IX8.0与检测开关Ⅰ(19)相连，检测料斗(1)内物料是否充足；控制器(16)上输入点IX8.1与伺服电机驱动器(20)相连，反馈防爆伺服电机(5)的运动状态。
3.根据权利要求1所述的超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，所述送料螺杆(11)包括杆体部分和螺纹部分，杆体的横截面为六棱柱型。
4.根据权利要求1所述的超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，所述温度检测传感器(17)、压力检测传感器(18)用于实时检测并反馈出料机筒(10)内物料的温度和送料螺杆(11)的压力。
5.根据权利要求1所述的超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，所述基座调节器(8)用于调节物料暂存装置的倾斜角度，使物料充分接触送料螺杆(11)。
6.根据权利要求1所述的超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，所述送料螺杆(11)具有不同的螺距。
7.根据权利要求1所述的超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，所述装置的工作过程包括：
加电后，装置进行初始化，防爆伺服电机(5)处于停止状态，送料螺杆(11)处于静止状态，上料振动装置(3)处于停止状态，调节基座调节器(8)的倾斜角度使物料暂存装置4内的含能材料顺利下落；
工作开始后，将超细含能材料装满料斗(1)，物料暂存装置(4)，振动装置(3)启动，物料暂存装置(4)装满含能材料，防爆伺服电机(5)启动，带动送料螺杆(11)按照固定的方向和转速旋转，含能材料通过送料螺杆(11)输送至出料口(12)，通过重力落入防爆电子秤(15)中进行实时称重，防爆电子秤(15)将实时称量数据反馈至控制器(16)，当含能材料重量满足工艺要求时，控制器(16)控制防爆伺服电机(5)停止，振动装置(3)停止，进入工作循环：
步骤A：检测开关Ⅰ(19)检测到含能材料装满料斗；
步骤B：振动装置(3)启动，物料暂存装置(4)装满含能材料；
步骤C：防爆伺服电机(5)启动，带动送料螺杆(11)按照固定的方向和转速旋转；
步骤D：含能材料通过送料螺杆(11)输送至出料口(12)落入防爆电子秤(15)中进行实时称重；
步骤E：重量满足工艺要求，防爆伺服电机(5)停止，振动装置(3)停止，进行下一次的计量加料工作循环。
8.根据权利要求7所述的超细粉体含能材料自动计量加料装置，其特征在于，步骤C中设置有编码器(9)检测反馈送料螺杆(11)的转速是否超高，防爆电子秤(15)检测反馈物料加料实时的重量，温度传感器(17)检测出料机筒(10)内物料的温度是否超热，压力传感器(18)检测出料机筒(10)内送料螺杆(11)的压力是否超限。
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