CN109879006B - 斗式提升机防积料联锁控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料输送技术，解决了现有技术对粉状和/或颗粒状物料的输送过程中没有进行防堵料联锁控制的问题。技术方案概括为：斗式提升机防积料联锁控制系统，为气力输送装置提供供风通道的供风管道上安装有阀门，斗式提升机安装有对应的状态检测模块，控制模块根据斗式提升机的状态来控制阀门的开启或关闭。有益效果是：本发明在故障发生时切断风力来源，停止对物料的输送，避免物料在斗式提升机底部大量积聚，避免了由此导致的故障扩大化和设备损坏，同时，由于及时停止了物料输送，在斗式提升机底部积聚的物料也较少，方便工作人员后续进行清理维护。本发明特别适用于氧化铝输送系统。

Description

斗式提升机防积料联锁控制系统及方法

技术领域

本发明涉及物料输送技术，特别涉及粉状和/或颗粒状物料的输送技术。

背景技术

目前对粉状和/或颗粒状物料的输送，多采用浓相输送、超浓相输送等气力输送方式，并通过斗式提升机来提升物料，例如在电解铝过程中对氧化铝的输送。在输送过程中，由于斗式提升机故障以及中转仓等后级出料设施堵塞等原因，会造成物料在斗式提升机底部积聚，进而出现物料淹没斗式提升机转轮、料斗等情况。针对上述问题，现有技术中虽然设置有故障报警装置，但是没有相应的联锁控制系统，使得对故障的处理不及时，因此在发生故障或堵塞时，斗式提升机底部会积聚大量的物料，此时斗式提升机很有可能仍在继续运作，这无疑会造成故障扩大化以及设备的损坏，并且物料大量积聚在斗式提升机底部，使得后续的清理维护也相当麻烦。

发明内容

本发明为解决现有技术对粉状和/或颗粒状物料的输送过程中没有进行斗式提升机防积料联锁控制的问题，提供一种斗式提升机防积料联锁控制系统及方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

斗式提升机防积料联锁控制系统，包括供风管道、气力输送装置、斗式提升机、控制模块、阀门和至少1个斗式提升机状态检测模块，所述气力输送装置与供风管道连接，所述气力输送装置与所述斗式提升机相对应，使气力输送装置能够通过气流将物料输送给斗式提升机，所述斗式提升机状态检测模块与所述斗式提升机相对应，使各个斗式提升机状态检测模块能够检测斗式提升机的相应状态，所述控制模块分别与各个斗式提升机状态检测模块连接，所述阀门安装在所述供风管道上，使阀门能够开启或关闭供风管道的气流通路，所述控制模块与阀门连接；

所述供风管道用于为气力输送装置提供气流通路；

所述斗式提升机用于提升物料并将物料输送给后级设施；

所述控制模块用于通过各个斗式提升机状态检测模块获取斗式提升机的相应状态，并根据斗式提升机的状态控制阀门的开启或关闭。

作为进一步优化，上述系统还包括中转仓和中转仓料位检测模块，所述斗式提升机与所述中转仓相对应，使斗式提升机能够将物料输送给中转仓，所述中转仓料位检测模块与所述中转仓相对应，使中转仓料位检测模块能够检测中转仓的料位，所述控制模块与中转仓料位检测模块连接，所述控制模块还用于通过中转仓料位检测模块获取中转仓的料位，并根据中转仓的料位控制阀门的开启或关闭。

作为进一步优化，所述斗式提升机状态检测模块采用斗式提升机偏移检测模块，和/或斗式提升机转速检测模块，和/或斗式提升机底部料位检测模块，和/或斗式提升机运行电流检测模块。

作为进一步优化，上述系统还包括报警模块，所述报警模块与控制模块连接，所述控制模块还用于根据斗式提升机的状态控制报警模块进行报警。

作为进一步优化，上述系统还包括划料平台，所述划料平台与所述气力输送装置相对应，使划料平台能够提供向气力输送装置投放物料的操作平台，所述报警模块的安装位置与所述划料平台的位置之间的距离小于或等于10米。

作为进一步优化，上述系统应用于氧化铝输送系统。

斗式提升机防积料联锁控制方法，应用于上述的斗式提升机防积料联锁控制系统，包括：控制模块通过各个斗式提升机状态检测模块分别检测斗式提升机的相应状态，当检测到斗式提升机的任一状态满足预设的相应故障状态条件时，则控制阀门关闭。

作为进一步优化，上述方法还包括控制模块通过中转仓料位检测模块检测中转仓的料位，当检测到中转仓的料位满足预设的中转仓故障料位条件时，则控制阀门关闭。

作为进一步优化，当斗式提升机状态检测模块采用斗式提升机运行电流检测模块时，还包括：

步骤一、启动斗式提升机并通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，直到检测到斗式提升机运行电流大于或等于预设电流值时，执行步骤二；

步骤二、控制模块通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，当斗式提升机运行电流小于预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，或大于预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值时，控制阀门关闭；

其中，所述预设电流值大于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，且小于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值。

作为进一步优化，所述预设电流值的确定方法采用：

设：预设电流值为m，斗式提升机带载正常运行电流下限值为m1，斗式提升机带载正常运行电流上限值为m2；

则：

其中n＞3。

有益效果是：本发明的控制模块能够根据斗式提升机和中转仓的状态来控制阀门的开启或关闭，从而在斗式提升机和中转仓发生故障或堵塞时切断风力来源，停止对物料的输送，避免物料在斗式提升机底部大量积聚，避免了由此导致的故障扩大化和设备损坏，同时，由于及时停止了物料输送，在斗式提升机底部积聚的物料也较少，方便工作人员后续进行清理维护。本发明特别适用于氧化铝输送系统。

附图说明

图1是本发明实施例的物料流向示意图。

图2是本发明实施例的联锁控制结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明的技术方案。

本发明的技术方案是：

斗式提升机防积料联锁控制系统，包括供风管道、气力输送装置、斗式提升机、控制模块、阀门和至少1个斗式提升机状态检测模块，所述气力输送装置与供风管道连接，所述气力输送装置与所述斗式提升机相对应，使气力输送装置能够通过气流将物料输送给斗式提升机，所述斗式提升机状态检测模块与所述斗式提升机相对应，使各个斗式提升机状态检测模块能够检测斗式提升机的相应状态，所述控制模块分别与各个斗式提升机状态检测模块连接，所述阀门安装在所述供风管道上，使阀门能够开启或关闭供风管道的气流通路，所述控制模块与阀门连接；

所述供风管道用于为气力输送装置提供气流通路；

所述斗式提升机用于提升物料并将物料输送给后级设施；

所述控制模块用于通过各个斗式提升机状态检测模块获取斗式提升机的相应状态，并根据斗式提升机的状态控制阀门的开启或关闭。

斗式提升机防积料联锁控制方法，应用于上述的斗式提升机防积料联锁控制系统，包括：控制模块通过各个斗式提升机状态检测模块分别检测斗式提升机的相应状态，当检测到斗式提升机的任一状态满足预设的相应故障状态条件时，则控制阀门关闭。

本发明通过在供风管道安装阀门来控制对气力输送装置的供风，控制模块通过各个斗式提升机状态检测模块来监测斗式提升机相应的各个运行状态，进而能够在斗式提升机发生故障时通过控制阀门来停止对气力输送装置的供风，以避免物料在斗式提升机底部大量堆积。

对上述系统进行进一步的优化，具体可以是：

考虑到斗式提升机后级的中转仓可能出料不及时或出料堵塞，进而使斗式提升机料斗提升的物料无法进入中转仓而返回斗式提升机底部，上述系统还可以包括中转仓和中转仓料位检测模块，所述斗式提升机与所述中转仓相对应，使斗式提升机能够将物料输送给中转仓，所述中转仓料位检测模块与所述中转仓相对应，使中转仓料位检测模块能够检测中转仓的料位，所述控制模块与中转仓料位检测模块连接，所述控制模块还用于通过中转仓料位检测模块获取中转仓的料位，并根据中转仓的料位控制阀门的开启或关闭。优选地，中转仓料位检测模块可以采用料位开关和/或料位计；采用料位开关检测料位方便快捷，采用料位计能够根据实际需要设置料位上下限。

斗式提升机状态检测模块可以采用斗式提升机偏移检测模块，和/或斗式提升机转速检测模块，和/或斗式提升机底部料位检测模块，和/或斗式提升机运行电流检测模块；通过上述检测模块能够对斗式提升机的偏移、转速、底部料位和运行电流情况进行实时跟踪监测，便于及时、全方位地监控斗式提升机故障，进而及时进行处理。优选地，斗式提升机底部料位检测模块可以采用料位开关和/或料位计；采用料位开关检测料位方便快捷，采用料位计能够根据实际需要设置料位上下限。

上述系统还可以包括报警模块，所述报警模块与控制模块连接，所述控制模块还用于根据斗式提升机的状态和/或中转仓的料位控制报警模块进行报警；加入报警模块能够及时提醒相关人员对故障进行处理。优选地，报警模块可以采用声光报警模块，更能有效地提醒警情。

上述系统还可以包括划料平台，所述划料平台与所述气力输送装置相对应，使划料平台能够提供向气力输送装置投放物料的操作平台，所述报警模块的安装位置与所述划料平台的位置之间的距离小于或等于10米；将报警模块安装在划料平台附近，当发生故障报警时划料平台的相关人员能够及时得知，及时停止向输送系统投放物料。阀门可以采用通过继电器控制开启或关闭的蝶阀，便于稳定可靠地控制流体的输送。

上述阀门可以采用通过继电器控制开启或关闭的蝶阀，便于稳定可靠地控制流体的输送。

上述系统应用于氧化铝输送系统，氧化铝为粉状物料，本发明的联锁控制系统特别适用于氧化铝的输送。

对上述方法进行进一步的优化，具体可以是：

对应于上述系统中的中转仓和中转仓料位检测模块，考虑到斗式提升机后级的中转仓可能出料不及时或出料堵塞，进而使斗式提升机料斗提升的物料无法进入中转仓而返回斗式提升机底部，因此，控制模块通过中转仓料位检测模块检测中转仓的料位，当检测到中转仓的料位满足预设的中转仓故障料位条件时，则控制阀门关闭。

在实际应用中，由于斗式提升机刚启动时，可能还未向气动输送装置投放物料，或者物料正处于运输过程中，物料还未到达斗式提升机，因此斗式提升机处于空载运行，导致其运行电流小于带载正常运行电流下限值，若此时即判定电流异常并控制阀门动作，会导致输送系统异常停运，但如果将斗式提升机空载运行电流设置为阈值，又会出现这样的问题：斗式提升机的驱动电机与提升机构之间是通过液力耦合器联结传动，当出现斗式提升机过负荷等情况造成液力耦合器故障后，驱动电机与提升机构之间相当于断开，此时电机处于空载运行，但实际上斗式提升机已经无法提升物料，进而导致物料堆积在提升机底部。因此，为了解决上述问题，当斗式提升机状态检测模块采用斗式提升机运行电流检测模块时，上述方法还可以包括：

步骤一、启动斗式提升机并通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，直到检测到斗式提升机运行电流大于或等于预设电流值时，执行步骤二；

步骤二、控制模块通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，当斗式提升机运行电流小于预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，或大于预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值时，控制阀门关闭；

其中，所述预设电流值大于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，且小于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值。

优选地，上述预设电流值的确定方法可以采用：

设：预设电流值为m，斗式提升机带载正常运行电流下限值为m1，斗式提升机带载正常运行电流上限值为m2；

则：

其中n＞3。

上述预设电流值的确定方法，以斗式提升机带载正常运行电流上、下限值为基础，将预设电流值的选取限定在了一个优选的范围内，该范围的最小值与斗式提升机带载正常运行电流下限值之间相差

是为了排除电流波动的影响，使运行电流达到一定大小稳定后再启用电流联锁报警功能，这样能够让本发明的系统运行时更加稳定可靠。同时，如果预设电流值过大，则会延缓电流联锁报警功能的启用，甚至不会启用，因此将预设电流值可选范围的宽度设置为

且n＞3，使得预设电流值可选范围在斗式提升机带载正常运行电流上、下限的范围内整体偏向于斗式提升机带载正常运行电流下限值，以便尽快使电流联锁报警功能启用。同时，n可以根据斗式提升机实际的电流波动情况来选择；电流波动越大，n的取值越小，则预设电流值可选范围越大，且该范围的最小值与斗式提升机带载正常运行电流下限值之间相差越大；电流波动越小，n的取值越大，则预设电流值可选范围越小，且该范围的最小值与斗式提升机带载正常运行电流下限值之间相差越小；以此实现了根据斗式提升机的实际情况来动态地确定预设电流值的选择空间，更加符合实际应用，有利于确定预设电流值的最佳取值。

实施例

下面结合附图，详细说明本发明的技术方案，本例以氧化铝输送为例。

本例的斗式提升机防积料联锁控制系统，参见图1和图2，包括供风管道、划料平台、超浓相输送溜槽、斗式提升机、中转仓、控制模块、蝶阀、声光报警模块、斗式提升机偏移检测模块、斗式提升机转速检测模块、斗式提升机底部料位检测模块、斗式提升机运行电流检测模块和中转仓料位检测模块，其中，蝶阀采用通过继电器控制开启或关闭的蝶阀，斗式提升机底部料位检测模块和中转仓料位检测模块采用料位开关。

上述划料平台与超浓相输送溜槽相对应，划料平台用于提供向超浓相输送溜槽投放物料的操作平台，超浓相输送溜槽与供风管道连接，供风管道用于为超浓相输送溜槽提供气流通路，超浓相输送溜槽与斗式提升机相对应，超浓相输送溜槽用于通过气流将氧化铝输送给斗式提升机，斗式提升机与中转仓相对应，斗式提升机用于提升氧化铝并将氧化铝输送到中转仓，中转仓用于暂存氧化铝并将氧化铝输送给后级设施。

蝶阀安装在供风管道上，蝶阀用于开启或关闭供风管道的气流通路；斗式提升机偏移检测模块、斗式提升机转速检测模块、斗式提升机底部料位检测模块和斗式提升机运行电流检测模块分别与斗式提升机相对应，使各个检测模块能分别检测到斗式提升机的相应状态信息；中转仓料位检测模块与中转仓相对应，使之能够检测到中转仓的料位；声光报警模块安装在距离划料平台10米远的地方。

控制模块分别与斗式提升机偏移检测模块、斗式提升机转速检测模块、斗式提升机底部料位检测模块、斗式提升机运行电流检测模块、中转仓料位检测模块、蝶阀和声光报警模块连接。

斗式提升机开启后，控制模块运行预设的软件程序，通过斗式提升机偏移检测模块、斗式提升机转速检测模块、斗式提升机底部料位检测模块和中转仓料位检测模块分别检测斗式提升机的偏移、转速和底部料位状态以及中转仓的料位状态，若检测到斗式提升机的偏移、转速和底部料位状态以及中转仓的料位状态中任一状态满足预设的相应故障状态条件时，则控制蝶阀的继电器动作，进而关闭供风管道的气流通路，停止氧化铝的输送，避免氧化铝在斗式提升机的底部大量堆积，同时，控制声光报警模块进行报警，提醒划料平台的相关人员停止投放氧化铝并处理故障。

另外，在斗式提升机开启后，控制模块通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，直到检测到斗式提升机运行电流大于或等于预设电流值时，才启用电流联锁报警功能，电流联锁报警功能即：控制模块通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，当斗式提升机运行电流小于预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，或大于预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值时，控制蝶阀的继电器动作使蝶阀关闭，并控制声光报警模块进行报警。

其中，预设电流值的确定方法采用：

设：预设电流值为m，斗式提升机带载正常运行电流下限值为m1，斗式提升机带载正常运行电流上限值为m2；则：

其中n＞3，n根据斗式提升机实际的电流波动情况来选择。假设本例中m1＝24A，m2＝48A，n取6，则计算出m的取值范围优选地可以是28A≤m≤32A，对于n的取值，用户可以自定义电流波动范围，并为每个电流波动范围对应设置n的值。

Claims (8)

1.斗式提升机防积料联锁控制系统，包括供风管道、气力输送装置、斗式提升机、控制模块和至少1个斗式提升机状态检测模块，所述气力输送装置与供风管道连接，所述气力输送装置与所述斗式提升机相对应，使气力输送装置能够通过气流将物料输送给斗式提升机，所述斗式提升机状态检测模块与所述斗式提升机相对应，使各个斗式提升机状态检测模块能够检测斗式提升机的相应状态，所述控制模块分别与各个斗式提升机状态检测模块连接，其特征在于，还包括阀门，所述阀门安装在所述供风管道上，使阀门能够开启或关闭供风管道的气流通路，所述控制模块与阀门连接；

所述供风管道用于为气力输送装置提供气流通路；

所述斗式提升机用于提升物料并将物料输送给后级设施；

所述控制模块用于通过各个斗式提升机状态检测模块获取斗式提升机的相应状态，并根据斗式提升机的状态控制阀门的开启或关闭；

所述斗式提升机状态检测模块采用斗式提升机运行电流检测模块时，还包括：

步骤一、启动斗式提升机并通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，直到检测到斗式提升机运行电流大于或等于预设电流值时，执行步骤二；

步骤二、控制模块通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，当斗式提升机运行电流小于预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，或大于预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值时，控制阀门关闭；

其中，所述预设电流值大于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，且小于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值；

所述预设电流值的确定方法采用：

设：预设电流值为m，斗式提升机带载正常运行电流下限值为m1，斗式提升机带载正常运行电流上限值为m2；

则：

其中n＞3。

2.如权利要求1所述的斗式提升机防积料联锁控制系统，其特征在于，还包括中转仓和中转仓料位检测模块，所述斗式提升机与所述中转仓相对应，使斗式提升机能够将物料输送给中转仓，所述中转仓料位检测模块与所述中转仓相对应，使中转仓料位检测模块能够检测中转仓的料位，所述控制模块与中转仓料位检测模块连接，所述控制模块还用于通过中转仓料位检测模块获取中转仓的料位，并根据中转仓的料位控制阀门的开启或关闭。

3.如权利要求1所述的斗式提升机防积料联锁控制系统，其特征在于，所述斗式提升机状态检测模块采用斗式提升机偏移检测模块、斗式提升机转速检测模块、斗式提升机底部料位检测模块和斗式提升机运行电流检测模块。

4.如权利要求1所述的斗式提升机防积料联锁控制系统，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块与控制模块连接，所述控制模块还用于根据斗式提升机的状态控制报警模块进行报警。

5.如权利要求4所述的斗式提升机防积料联锁控制系统，其特征在于，还包括划料平台，所述划料平台与所述气力输送装置相对应，使划料平台能够提供向气力输送装置投放物料的操作平台，所述报警模块的安装位置与所述划料平台的位置之间的距离小于或等于10米。

6.如权利要求1所述的斗式提升机防积料联锁控制系统，其特征在于，应用于氧化铝输送系统。

7.斗式提升机防积料联锁控制方法，应用于权利要求1-6任一项所述的斗式提升机防积料联锁控制系统，其特征在于，包括：控制模块通过各个斗式提升机状态检测模块分别检测斗式提升机的相应状态，当检测到斗式提升机的任一状态满足预设的相应故障状态条件时，则控制阀门关闭；

当斗式提升机状态检测模块采用斗式提升机运行电流检测模块时，还包括：

步骤一、启动斗式提升机并通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，直到检测到斗式提升机运行电流大于或等于预设电流值时，执行步骤二；

步骤二、控制模块通过斗式提升机运行电流检测模块实时检测斗式提升机运行电流，当斗式提升机运行电流小于预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，或大于预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值时，控制阀门关闭；

其中，所述预设电流值大于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流下限值，且小于或等于所述预设的斗式提升机带载正常运行电流上限值；

所述预设电流值的确定方法采用：

设：预设电流值为m，斗式提升机带载正常运行电流下限值为m1，斗式提升机带载正常运行电流上限值为m2；

则：

其中n＞3。

8.如权利要求7所述的斗式提升机防积料联锁控制方法，其特征在于，还包括：控制模块通过中转仓料位检测模块检测中转仓的料位，当检测到中转仓的料位满足预设的中转仓故障料位条件时，则控制阀门关闭。

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