CN109395642A - 陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置及控制方法，属于耐火纤维生产设备技术领域，解决现有技术中陶瓷纤维原料配比不准，人工装料、卸料粉尘多，劳动强度大，影响环境和工人的身体健康，制造成本高且工作效率低，以及传统混料设备装、卸料方式不环保，自动化程度低的问题。采用的技术方案为：该装置包括自上而下依次设置的储料装置、称重装置、混料装置、装包装置、运输装置和电气控制系统；本陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置及控制方法自动化程度高，稳定性强，安全系数高，改善了工作环境，自动装、卸原料、机械吊运原料、大大减轻工人劳动轻度，混料时间短、节省人工和电力，安全、卫生、环保。
Description
技术领域
本发明涉及耐火纤维生产设备技术领域，具体地说是陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置及控制方法。
背景技术
众所周知，硅酸铝纤维棉在我国生产已有60--70年的历史，使用的原始天然原料有：铝土孰料(焦宝石)、含铝量高的煤矸石孰料、莫来石、高岭土等，其主要成分，二氧化铝、二氧化硅、钙镁等元素，通过高温融化其原料用喷吹或甩丝工艺生产的纤维棉----早期称之为硅酸铝纤维棉，其纤维棉的使用温度在800---1100度左右。随着社会的发展工业科技技术的进步，天然原料制作的纤维棉耐火温度，已远远达不到现代工业设备需要的温度。并且天然原料也越来越少，一些地方甚至已枯竭。在这种情况下各耐火纤维生产厂家通过与大专院校、科研机构联系，甚至借鉴国外的经验，研发出耐火纤维合成原料，用高纯度二氧化铝、二氧化硅、氧化锆等原料按不同的比例配比，生产的纤维棉耐火温度已到达1350多度，改变各种原料的配比，能生产出不同温度的耐火纤维，按人意愿生产，其名称在国际上叫陶瓷纤维，国际上有严格的陶瓷纤维生产质量标准。我国在硅酸铝纤维生产行业近几年发展很快，与国际接轨按国际标准生产纤维，其名也称---陶瓷纤维。
陶瓷纤维各原料按配比混合后需混料，起初用老式球磨机混料能达到要求，人工进行称重、装、卸等操作，但是老式球磨机存在许多缺点：1是各原料配比不准；2是装、卸料粉尘较多，影响环境和工人的身体健康；3是工人劳动强度大费工费时成本高；4是老式球磨机装、卸料方式不环保，已被淘汰和取缔。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置及控制方法，来解决现有技术中陶瓷纤维原料配比不准，人工装料、卸料粉尘多，劳动强度大，影响环境和工人的身体健康，制造成本高且工作效率低，以及传统混料设备装、卸料方式不环保，自动化程度低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，包括自上而下依次设置的储料装置、称重装置、混料装置、装包装置、运输装置和电气控制系统；
储料装置包括多个储料罐仓，储料罐仓的出料口设置有电动卸料阀并连接称重装置的进料口；
混料装置包括混料罐和混料驱动装置，混料罐的进料口和出料口上通过设置电动阀密封；称重装置的出料口设置有电动下料阀并与混料罐进料口处电动阀对接；混料驱动装置用于驱动混料罐旋转；
称重装置出料口与混料罐进料口之间以及混料罐出料口与装包装置进料口之间还设置有气动密封装置，气动密封装置用于混料罐进料口进料和出料口出料时的对接密封；气动密封装置包括驱动气缸、连接件和移动管，连接件用于连接驱动气缸和移动管，驱动气缸动作带动移动管上下运动并与电动阀的外接阀口活动相连；
装包装置出料口与包装袋相连，包装袋下方设置有运输装置；
储料装置、称重装置和混料装置均连接至电气控制系统。
混料罐为两头尖中间粗的双锥形混料罐，罐内设置有耐磨刚玉马赛克。
混料驱动装置包括电动机、减速机、传动齿轮和转动轴，转动轴与混料罐的两锥尖垂直设置并固设在混料罐上，电动机转动通过齿轮传动带动减速机及转动轴转动，转动轴转动带动混料罐上下翻转。
电动阀为电动蝶阀，电动蝶阀的外接阀口为锥形口结构。
移动管的底端与电动蝶阀外接阀口活动相连，并通过设置硅胶密封圈密封。
电动蝶阀的外接阀口上设置有电动蝶阀开关方轴，移动管上安装有与电动蝶阀开关方轴相配合的电动开关卡扣，移动管上下移动带动电动开关卡扣与电动蝶阀开关方轴咬合相连。
电气控制系统包括自动配比控制系统、称重控制系统和混料控制系统；
自动配比控制系统包括控制器和电动卸料阀的旋转电机变频器，控制器连接电动卸料阀的旋转电机变频器，用于调节控制储料罐仓出料的快慢及电动下料阀的开关；
称重控制系统包括控制器、称重传感器和电动下料阀的旋转电机变频器，称重传感器通过连接控制器用于对流入称重装置内的原料称重；控制器连接电动下料阀的旋转电机变频器，用于控制电动下料阀的开关；
混料控制系统包括气动密封控制系统、混料驱动装置控制系统、激光定位控制系统和卸料控制系统；
气动密封控制系统包括控制器和气缸电磁阀，控制器连接气缸电磁阀，用于控制气缸运动，气缸运动能够带动移动管上下移动；
混料驱动装置控制系统包括控制器和电动机变频器，控制器连接电动机变频器并驱动电动机旋转实现混料罐的转动；
激光定位控制系统包括控制器、激光电传感器、继电器和气缸电磁阀，控制器连接激光电传感器、继电器和气缸电磁阀，用于气动密封装置与混料罐上电动阀的密封。
卸料系统包括控制器和电动阀的旋转电机变频器，控制器连接电动阀的旋转电机变频器，用于控制混料罐上下两端电动阀的开关。
运输装置包括导轨和轨道车，轨道车设置在导轨上且能够在导轨上滑动。
陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料控制方法，采用上述中任一一种陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置对陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料进行控制的方法，包括如下工作流程：
①、首先利用电脑在控制器中编写程序，并设置原料配比参数，设置完毕后，手动关闭称重装置下方的电动下料阀；
②、在控制器中编写程序，设定每个储料罐仓中原料的90％快速出料，剩余10％原料慢速出料，然后给自动配比控制系统发信号传输给控制器，控制器通过上述设定程序控制储料罐仓下方电动卸料阀的旋转电机变频器来控制旋转电机转速，实现原料的快速和慢速出料，出料完毕后关闭电动卸料阀；然后依次对其它出料罐仓进行上述操作控制出料；
③、从储料罐仓中流入到称重装置中的原料，经称重控制系统对原料进行称重；称重完毕后，发信号给控制器，控制器通过控制称重装置下方电动下料阀的旋转电机变频器打开电动下料阀；控制器通过控制混料罐上方电动阀的旋转电机变频器打开电动阀，使称重装置中的原料装入混料罐中；
④、原料进入混料罐后，通过发信号给气动密封控制系统的控制器，控制器驱动气缸电磁阀动作，电磁阀动作驱动气缸运动，气缸运动带动移动管上下移动，使移动管底端的硅胶密封圈与电动阀的外接阀口分离，退出密封连接；
⑤、在退出密封连接2～3秒后，通过发信号给混料驱动装置的控制器，控制器通过控制电动机变频器驱动电动机旋转，实现混料罐的旋转混料；
⑥、当混料罐旋转到适当位置，激光电传感器发信号给控制器，控制器通过控制继电器和气缸电磁阀动作，带动驱动气缸运动，使移动管底端的硅胶密封圈与混料罐上下两端电动阀的外接阀口对接密封；
⑦、对接密封完成后，发信号给控制卸料系统的控制器，控制器通过控制电动阀的旋转电机变频器动作，控制混料罐上下两端电动阀打开卸料，卸料完毕后自动关闭混料罐下端电动阀；
⑧、经混料罐流出的原料流入到装包装置下方的包装袋内，然后使用轨道车将包装袋移出装包装置，并移入仓库代用。
所述步骤⑤中，控制器中设定编写的程序包括：
a、电动机在开始运行60秒内慢速转动；
b、电动机在运转过程中的10～20分钟内快速转动；
c、电动机在停止转动的末尾30秒内慢速到位停止。
本发明的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置及控制方法和现有技术相比，具有以下有益效果：
1、混料罐为两头尖中间粗的双锥形混料罐，并且转动轴与混料罐的两锥尖垂直设置并固设在混料罐上，两锥尖旋转时上下翻转，目的是混料不是球磨；并且双锥型罐具有以下优点：1是双锥型罐的进料口、出料口可以做的小好密封，并且使用严密的电动谍阀密封最佳；2是双锥型罐两头尖中间粗，翻转时罐内的原料由上端掉落到下端，原料由于体积的变化(中间体积大于两尖端体积)，罐内气体把配好的原料充分冲散翻腾，使各种原料充分混合达到混料的目的，具有混料时间短的优点；3是上下两锥口做的一致可互换，即进料口可当出料口，出料口也可当进料口；
2、罐内设置有耐磨刚玉马赛克，有利于提高混料罐的耐磨强度，提高混料罐的使用寿命；
3、双锥型罐进、出料口密封使用气缸带动气动密封装置中的移动管上下移动，移动管的底端与电动蝶阀外接阀口活动相连，并通过设置硅胶密封圈密封，具有密封严密原料不外泄的优点；
移动管上安装有与电动蝶阀开关方轴相配合的电动开关卡扣，移动管上下移动带动电动开关卡扣与电动蝶阀开关方轴咬合相连，具有上下电动蝶阀与上下移动管、电动蝶阀电动开关卡扣位置对正密封好的优点；
电动蝶阀的外接阀口为锥形口结构，此处使用激光电传感器，激光小点只有完全对正(有1毫米不正也不发信号)，才会发下一步动作信号，使混料驱动装置的电动机停止，上下气缸动作，具有定位精度高的优点；
4、电气控制系统上使用了高精度称重传感器、高灵敏激光电传感器、位置精准传感器，各步程序运行可靠、执行原件动作灵活到位；电脑控制称重准确、参数修改方便；用控制器控制电机的变频器、工作可靠稳定性高；
5、本陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置及控制方法自动化程度高，稳定性强，安全系数高，改善了工作环境，自动装、卸原料、机械吊运原料、大大减轻工人劳动轻度，混料时间短、节省人工和电力，安全、卫生、环保，符合国家机电设备升级换代政策要求，在陶瓷纤维生产行业值得推广。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置的结构示意图。
图中：1、储料罐仓，2、电动卸料阀，3、称重装置，4、混料罐，5、电动下料阀，6、驱动气缸，7、连接件，8、移动管，9、装包装置，10、包装袋，11、电动机，12、减速机，13、传动齿轮，14、转动轴，15、电动蝶阀，16、硅胶密封圈，17、导轨，18、轨道车，19、电气控制系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本发明的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，包括自上而下依次设置的储料装置、称重装置、混料装置、装包装置、运输装置和电气控制系统19；
储料装置包括多个储料罐仓1，储料罐仓1的出料口设置有电动卸料阀2并连接称重装置3的进料口；
混料装置包括两头尖中间粗的双锥形混料罐4和混料驱动装置，混料罐4内设置有耐磨刚玉马赛克，混料驱动装置包括电动机11、减速机12、传动齿轮13和转动轴14，转动轴14与混料罐4的两锥尖垂直设置并固设在混料罐4上，电动机11转动通过齿轮传动带动减速机12及转动轴14转动，转动轴14转动带动混料罐4上下翻转；混料罐4的进料口和出料口上通过设置电动蝶阀15密封，电动蝶阀15的外接阀口为锥形口结构；称重装置3的出料口设置有电动下料阀5并与混料罐4进料口处电动蝶阀15对接；混料驱动装置用于驱动混料罐旋转；
称重装置3出料口与混料罐4进料口之间以及混料罐4出料口与装包装置9进料口之间还设置有气动密封装置，气动密封装置用于混料罐4进料口进料和出料口出料时的对接密封；气动密封装置包括驱动气缸6、连接件7和移动管8，连接件7用于连接驱动气缸6和移动管8，驱动气缸6动作带动移动管8上下运动并与电动蝶阀15的外接阀口活动相连；移动管8的底端与电动蝶阀15外接阀口活动相连，并通过设置硅胶密封圈16密封；电动蝶阀15的外接阀口上设置有电动蝶阀开关方轴，移动管8上安装有与电动蝶阀开关方轴相配合的电动开关卡扣，移动管8上下移动带动电动开关卡扣与电动蝶阀开关方轴咬合相连；
装包装置9出料口与包装袋10相连，包装袋10下方设置有运输装置；
储料装置、称重装置3和混料装置均连接至电气控制系统19；
电气控制系统19包括自动配比控制系统、称重控制系统和混料控制系统；
自动配比控制系统包括控制器和电动卸料阀的旋转电机变频器，控制器连接电动卸料阀2的旋转电机变频器，用于调节控制储料罐仓1出料的快慢及电动下料阀5的开关；
称重控制系统包括控制器、称重传感器和电动下料阀5的旋转电机变频器，称重传感器通过连接控制器用于对流入称重装置3内的原料称重；控制器连接电动下料阀5的旋转电机变频器，用于控制电动下料阀5的开关；
混料控制系统包括气动密封控制系统、混料驱动装置控制系统、激光定位控制系统和卸料控制系统；
气动密封控制系统包括控制器和气缸电磁阀，控制器连接气缸电磁阀，用于控制气缸运动，气缸运动能够带动移动管8上下移动；
混料驱动装置控制系统包括控制器和电动机变频器，控制器连接电动机变频器并驱动电动机旋转实现混料罐4的转动；
激光定位控制系统包括控制器、激光电传感器、继电器和气缸电磁阀，控制器连接激光电传感器、继电器和气缸电磁阀，用于气动密封装置与混料罐4上电动蝶阀15的密封。
卸料系统包括控制器和电动阀的旋转电机变频器，控制器连接电动阀的旋转电机变频器，用于控制混料罐4上下两端电动阀的开关。
运输装置包括导轨17和轨道车18，轨道车18设置在导轨17上且能够在导轨17上滑动。
实施例2：
本发明的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料控制方法，采用实施例1中的一种陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置对陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料进行控制的方法，包括如下工作流程：
①、首先利用电脑在控制器中编写程序，并设置原料配比参数，设置完毕后，手动关闭称重装置下方的电动下料阀；
②、在控制器中编写程序，设定每个储料罐仓1中原料的90％快速出料，剩余10％原料慢速出料，然后给自动配比控制系统发信号传输给控制器，控制器通过上述设定程序控制储料罐仓1下方电动卸料阀2的旋转电机变频器来控制旋转电机转速，实现原料的快速和慢速出料，出料完毕后关闭电动卸料阀2；然后依次对其它出料罐仓1进行上述操作控制出料；
③、从储料罐仓1中流入到称重装置3中的原料，经称重控制系统对原料进行称重；称重完毕后，发信号给控制器，控制器通过控制称重装置3下方电动下料阀5的旋转电机变频器打开电动下料阀5；控制器通过控制混料罐4上方电动阀的旋转电机变频器打开电动阀，使称重装置3中的原料装入混料罐4中；
④、原料进入混料罐4后，通过发信号给气动密封控制系统的控制器，控制器驱动气缸电磁阀动作，电磁阀动作驱动气缸运动，气缸运动带动移动管8上下移动，使移动管8底端的硅胶密封圈16与电动阀的外接阀口分离，退出密封连接；
⑤、在退出密封连接2～3秒后，通过发信号给混料驱动装置的控制器，控制器通过控制电动机变频器驱动电动机11旋转，实现混料罐4的旋转混料；
所述步骤⑤中，控制器中设定编写的程序包括：
a、电动机11在开始运行60秒内慢速转动；
b、电动机11在运转过程中的10～20分钟内快速转动；
c、电动机11在停止转动的末尾30秒内慢速到位停止。
⑥、当混料罐4旋转到适当位置，激光电传感器发信号给控制器，控制器通过控制继电器和气缸电磁阀动作，带动驱动气缸6运动，使移动管8底端的硅胶密封圈16与混料罐4上下两端电动阀的外接阀口对接密封；
⑦、对接密封完成后，发信号给控制卸料系统的控制器，控制器通过控制电动阀的旋转电机变频器动作，控制混料罐4上下两端电动阀打开卸料，卸料完毕后自动关闭混料罐4下端电动阀；
⑧、经混料罐4流出的原料流入到装包装置9下方的包装袋10内，然后使用轨道车18将包装袋10移出装包装置9，并移入仓库代用。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (10)
1.陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于包括自上而下依次设置的储料装置、称重装置、混料装置、装包装置、运输装置和电气控制系统；
储料装置包括多个储料罐仓，储料罐仓的出料口设置有电动卸料阀并连接称重装置的进料口；
混料装置包括混料罐和混料驱动装置，混料罐的进料口和出料口上通过设置电动阀密封；称重装置的出料口设置有电动下料阀并与混料罐进料口处电动阀对接；混料驱动装置用于驱动混料罐旋转；
称重装置出料口与混料罐进料口之间以及混料罐出料口与装包装置进料口之间还设置有气动密封装置，气动密封装置用于混料罐进料口进料和出料口出料时的对接密封；气动密封装置包括驱动气缸、连接件和移动管，连接件用于连接驱动气缸和移动管，驱动气缸动作带动移动管上下运动并与电动阀的外接阀口活动相连；
装包装置出料口与包装袋相连，包装袋下方设置有运输装置；
储料装置、称重装置和混料装置均连接至电气控制系统。
2.根据权利要求1所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于混料罐为两头尖中间粗的双锥形混料罐，罐内设置有耐磨刚玉马赛克。
3.根据权利要求1所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于混料驱动装置包括电动机、减速机、传动齿轮和转动轴，转动轴与混料罐的两锥尖垂直设置并固设在混料罐上，电动机转动通过齿轮传动带动减速机及转动轴转动，转动轴转动带动混料罐上下翻转。
4.根据权利要求1所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于电动阀为电动蝶阀，电动蝶阀的外接阀口为锥形口结构。
5.根据权利要求1所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于移动管的底端与电动蝶阀外接阀口活动相连，并通过设置硅胶密封圈密封。
6.根据权利要求5所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于电动蝶阀的外接阀口上设置有电动蝶阀开关方轴，移动管上安装有与电动蝶阀开关方轴相配合的电动开关卡扣，移动管上下移动带动电动开关卡扣与电动蝶阀开关方轴咬合相连。
7.根据权利要求1所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于电气控制系统包括自动配比控制系统、称重控制系统和混料控制系统；
自动配比控制系统包括控制器和电动卸料阀的旋转电机变频器，控制器连接电动卸料阀的旋转电机变频器，用于调节控制储料罐仓出料的快慢及电动下料阀的开关；
称重控制系统包括控制器、称重传感器和电动下料阀的旋转电机变频器，称重传感器通过连接控制器用于对流入称重装置内的原料称重；控制器连接电动下料阀的旋转电机变频器，用于控制电动下料阀的开关；
混料控制系统包括气动密封控制系统、混料驱动装置控制系统、激光定位控制系统和卸料控制系统；
气动密封控制系统包括控制器和气缸电磁阀，控制器连接气缸电磁阀，用于控制气缸运动，气缸运动能够带动移动管上下移动；
混料驱动装置控制系统包括控制器和电动机变频器，控制器连接电动机变频器并驱动电动机旋转实现混料罐的转动；
激光定位控制系统包括控制器、激光电传感器、继电器和气缸电磁阀，控制器连接激光电传感器、继电器和气缸电磁阀，用于气动密封装置与混料罐上电动阀的密封。
卸料系统包括控制器和电动阀的旋转电机变频器，控制器连接电动阀的旋转电机变频器，用于控制混料罐上下两端电动阀的开关。
8.根据权利要求1所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置，其特征在于运输装置包括导轨和轨道车，轨道车设置在导轨上且能够在导轨上滑动。
9.陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料控制方法，其特征在于采用权利要求1-8中任一一种陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料装置对陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料进行控制的方法，包括如下工作流程：
①、首先利用电脑在控制器中编写程序，并设置原料配比参数，设置完毕后，手动关闭称重装置下方的电动下料阀；
②、在控制器中编写程序，设定每个储料罐仓中原料的90％快速出料，剩余10％原料慢速出料，然后给自动配比控制系统发信号传输给控制器，控制器通过上述设定程序控制储料罐仓下方电动卸料阀的旋转电机变频器来控制旋转电机转速，实现原料的快速和慢速出料，出料完毕后关闭电动卸料阀；然后依次对其它出料罐仓进行上述操作控制出料；
③、从储料罐仓中流入到称重装置中的原料，经称重控制系统对原料进行称重；称重完毕后，发信号给控制器，控制器通过控制称重装置下方电动下料阀的旋转电机变频器打开电动下料阀；控制器通过控制混料罐上方电动阀的旋转电机变频器打开电动阀，使称重装置中的原料装入混料罐中；
④、原料进入混料罐后，通过发信号给气动密封控制系统的控制器，控制器驱动气缸电磁阀动作，电磁阀动作驱动气缸运动，气缸运动带动移动管上下移动，使移动管底端的硅胶密封圈与电动阀的外接阀口分离，退出密封连接；
⑤、在退出密封连接2～3秒后，通过发信号给混料驱动装置的控制器，控制器通过控制电动机变频器驱动电动机旋转，实现混料罐的旋转混料；
⑥、当混料罐旋转到适当位置，激光电传感器发信号给控制器，控制器通过控制继电器和气缸电磁阀动作，带动驱动气缸运动，使移动管底端的硅胶密封圈与混料罐上下两端电动阀的外接阀口对接密封；
⑦、对接密封完成后，发信号给控制卸料系统的控制器，控制器通过控制电动阀的旋转电机变频器动作，控制混料罐上下两端电动阀打开卸料，卸料完毕后自动关闭混料罐下端电动阀；
⑧、经混料罐流出的原料流入到装包装置下方的包装袋内，然后使用轨道车将包装袋移出装包装置，并移入仓库代用。
10.根据权利要求9所述的陶瓷纤维原料自动配比、自动混料、装料控制方法，其特征在于所述步骤⑤中，控制器中设定编写的程序包括：
a、电动机在开始运行60秒内慢速转动；
b、电动机在运转过程中的10～20分钟内快速转动；
c、电动机在停止转动的末尾30秒内慢速到位停止。
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