CN109939600A - 一种传火药剂的共振混合方法及共振混合设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及物料混合技术领域,尤其涉及一种传火药剂的共振混合方法及共振混合设备。上述共振混合方法包括:将待混合物料按照预设质量比装入共振混合设备的混合容器内;控制系统根据干混加速度区间控制振动装置产生共振,振动装置带动混合容器和待混合物料作受迫振动进行干混,形成混合物;在干混时间达到干混时长以后,控制系统根据湿混加速度区间控制振动装置产生共振,并按照喷雾频率和喷雾总量控制雾化器进行雾化,通过振动装置带动混合容器和混合物作受迫振动进行湿混,形成传火药剂。该共振混合方法能够一次性完成干混和湿混两道工序,有利于缩短混合时间,提高生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及物料混合技术领域,尤其涉及一种传火药剂的共振混合方法及共振混合设备。
背景技术
传火药剂是汽车安全气囊用气体发生器的重要组成部分;当汽车发生撞击时,汽车安全气囊用气体发生器内的电子控制单元点燃传火药剂,传火药剂的燃烧速度快、热值大、温度高,通过燃烧释放的高温炙热粒子或者高温高压物质流对产气药剂进行强制传热,从而引燃产气药剂,产生大量的气体,最终打开安全气囊。
其中,传火药剂因燃烧速度快、热值高而非常危险,传统的生产方法是用多向混合机进行生产,每生产一锅次的传火药剂时,需要严格限制混合重量,混合时间长,干混工序与湿混工序的总时间超过1个小时,并且干混工序和湿混工序之间需要清理、转运等中间环节,导致生产效率低的问题。
发明内容
本申请实施例中提供了一种传火药剂的共振混合方法及共振混合设备,该共振混合方法能够一次性完成干混和湿混两道工序,有利于缩短混合时间,提高生产效率。
根据本申请实施例的第一个方面,提供了一种传火药剂的共振混合方法,包括以下步骤:
将待混合物料按照预设质量比装入共振混合设备的混合容器内,所述共振混合设备包括所述混合容器、振动装置、加速度传感器、控制系统、储水容器以及雾化器,所述控制系统用于存储或设置工作参数,并控制所述振动装置和雾化器按照所述工作参数进行工作,所述工作参数包括干混时所述振动装置的干混加速度区间、干混时长、湿混时所述振动装置的湿混加速度区间、湿混时长、所述雾化器的喷雾频率和喷雾总量,所述加速度传感器用于测量所述混合容器的加速度;
所述控制系统根据所述干混加速度区间控制所述振动装置产生共振,所述振动装置带动所述混合容器和所述待混合物料作受迫振动进行干混,形成混合物;
在干混时间达到所述干混时长以后,所述控制系统根据所述湿混加速度区间控制所述振动装置产生共振,并按照所述喷雾频率和喷雾总量控制所述雾化器进行雾化,通过所述振动装置带动所述混合容器和所述混合物作受迫振动进行湿混,形成所述传火药剂。
优选地,所述控制系统根据所述干混加速度区间控制所述振动装置产生共振,具体包括:
检测所述振动装置的各伺服电机的角度值及加速度值,通过运算板卡计算所述振动装置的激振力曲线与加速度曲线之间的第一实际相位差,当所述第一实际相位差与设定的干混相位差不相等时,调节所述伺服电机的激振力的干混频率值,使所述待混合物料处于共振状态;
通过所述加速度传感器检测所述混合容器的第一实际加速度,当所述第一实际加速度位于设定的干混加速度区间之外时,调节所述伺服电机的激振力,将所述待混合物料在干混期间的振动加速度控制在所述干混加速度区间内。
优选地,所述控制系统根据所述湿混加速度区间控制所述振动装置产生共振,具体包括:
检测所述振动装置的各伺服电机的角度值及加速度值,通过运算板卡计算所述振动装置的激振力曲线与加速度曲线之间的第二实际相位差,当所述第二实际相位差与设定的湿混相位差不相等时,调节所述伺服电机的激振力的湿混频率值,使所述混合物处于共振状态;
通过所述加速度传感器检测所述混合容器的第二实际加速度,当所述第二实际加速度位于设定的湿混加速度区间之外时,调节所述伺服电机的激振力,将所述混合物在湿混期间的振动加速度控制在所述湿混加速度区间内。
根据本申请实施例的第二个方面,提供了一种用于执行上述技术方案中任意一种共振混合方法的共振混合设备,该共振混合设备包括振动装置、混合容器、加速度传感器、雾化器、储水容器以及控制系统;
所述振动装置用于产生振动,并驱动所述混合容器作受迫振动;
所述混合容器设置有容置空腔以及用于密封所述容置空腔的密封盖;
所述加速度传感器用于测量所述混合容器及物料的加速度;
所述雾化器安装于所述混合容器,用于对水进行雾化形成水雾,并将所述水雾喷向所述容置空腔;
所述储水容器与所述雾化器通过管路流体连通,用于向所述雾化器提供水源;
所述控制系统用于存储或设置工作参数,所述控制系统与所述振动装置、所述加速度传感器以及所述雾化器均信号连接,并控制所述振动装置和所述雾化器按照所述工作参数进行工作。
优选地,所述振动装置包括伺服电机、联轴器、偏心块和二自由度振动机构;所述伺服电机通过所述联轴器带动所述偏心块运动用于产生激振力,并驱动所述二自由度振动机构产生振动。
优选地,所述控制系统还包括计时器,所述计时器用于累计所述二自由度振动机构的振动时长。
优选地,所述控制系统包括控制器、伺服电机驱动单元和运算板卡;
所述伺服电机驱动单元与所述伺服电机相连;所述伺服电机驱动单元用于向所述控制器发送所述伺服电机的状态和角度值,并根据所述控制器发送的控制信号控制所述伺服电机旋转;
所述控制器用于将所述伺服电机驱动单元发送的所述伺服电机的状态和角度值、以及所述加速度传感器测得的所述混合容器的加速度发送给所述运算板卡,并根据所述运算板卡计算得到的所述激振力的频率和大小,生成控制信号发送给所述伺服电机驱动单元。
优选地,所述控制系统还包括扩展模块,所述扩展模块与所述控制器连接,所述扩展模块用于扩展I/O通道。
优选地,所述控制系统还包括与所述控制器信号连接的控制面板,所述控制面板设置有控制按钮和显示屏,所述控制按钮用于控制所述共振混合设备进行工作,所述显示屏用于显示所述共振混合设备工作过程中的工作参数。
优选地,所述控制按钮包括开关按钮、选择按钮、急停按钮和工作参数设置按钮。
优选地,所述控制器与所述控制面板之间通过网线连接,用于实现对所述振动装置的远程控制。
优选地,在所述管路上安装有用于控制所述管路通断的控制阀,所述控制阀与所述控制系统之间信号连接。
采用本申请实施例中提供的传火药剂的共振混合方法及共振混合设备,该共振混合方法采用共振混合设备进行共振混合,在提高混合效率的同时,在同一个混合容器内能够一次性完成干混和湿混两道工序,减少了干混与湿混之间进行清理和转运等工序,进而有利于缩短混合时间,提高生产效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的一种传火药剂的共振混合方法的工艺流程图;
图2为本申请实施例提供的控制系统的共振闭环控制原理示意图;
图3为本申请实施例提供的控制系统的加速度控制原理示意图;
图4为本申请实施例提供的一种共振混合设备的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的共振混合设备的控制系统的工作原理示意图。
附图标记:
1-共振混合设备;11-振动装置;12-混合容器;13-加速度传感器;14-雾化器;15-储水容器;16-控制系统;111-伺服电机;112-二自由度振动机构;161-控制器;162-伺服电机驱动单元;163-运算板卡;164-扩展模块;165-控制面板;166-计时器。
具体实施方式
在实现本申请的过程中,发明人发现,现有传火药剂的传统生产方法存在混合时间长,干混工序与湿混工序的总时间超过1个小时,并且干混工序和湿混工序之间需要清理、转运等中间环节,导致生产效率低的问题。
针对上述问题,本申请实施例中提供了一种传火药剂的共振混合方法及共振混合设备,该共振混合方法能够一次性完成干混和湿混两道工序,有利于缩短混合时间,提高生产效率。
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供了一种传火药剂的共振混合方法,如图1中工艺流程图所示,该共振混合方法包括以下步骤:
步骤S100,将待混合物料按照预设质量比装入共振混合设备1的混合容器12内,共振混合设备1包括混合容器12、振动装置11、加速度传感器13、控制系统16、储水容器15以及雾化器14,控制系统16用于存储或设置工作参数,并控制振动装置11和雾化器14按照工作参数进行工作,工作参数包括干混时振动装置11的干混加速度区间、干混时长、湿混时振动装置11的湿混加速度区间、湿混时长、雾化器14的喷雾频率和喷雾总量,加速度传感器13用于测量混合容器12的加速度;该步骤S100为准备工作,具体可以包括:准备待混合物料,即传火药剂原材料,将传火药剂原材料按照预定的质量比装入混合容器12内,混合容器12固定安装于振动装置11上,以通过振动装置11在振动的过程中带动混合容器12进行振动,目的是使混合容器12产生共振,提高混合效率,振动装置11的启、停等动作均需要通过控制系统16实现控制功能,在启动振动装置11之前,具备操作权限的管理员登录控制系统16的操作界面,设定喷雾工艺、振动加速度限定值、振动时间等参数;在控制系统16中可以针对不同的混合材料预先存储或设置几种不同的工作参数;
步骤S200,控制系统16根据干混加速度区间控制振动装置11产生共振,振动装置11带动混合容器12和待混合物料作受迫振动进行干混,形成混合物;该步骤S200为干混工序,通过控制系统16启动共振混合设备1,在启动共振混合设备1之前,可以先在控制系统16中选择混合材料的种类,以便控制系统调取与混合材料相对应的工作参数,然后点击控制系统16中的“使能”按钮,为了方便观察,在按下“使能”按钮后,“使能”按钮灯亮,振动装置11被使能;“使能”按钮灯亮后,操作人员可以继续点击控制系统16中的“振动”按钮,“振动”按钮灯亮,控制系统16调取预先存储或设置的工作参数,自动调整激振力F的大小为初始值F0,频率为初始值f0,待混合物料和混合容器12一起开始振动,干混计时开始;控制系统16迅速自动调用自适应程序,高速计算并实时调整激振力F的频率数值,使待混合物料快速达到并始终保持在共振状态;控制系统16根据混合容器12共振时的加速度值反馈,实时调整激振力F的大小数值,使待混合物料在干混期间的共振加速度控制在干混加速度区间内;
步骤S300,在干混时间达到干混时长以后,控制系统16根据湿混加速度区间控制振动装置11产生共振,并按照喷雾频率和喷雾总量控制雾化器14进行雾化,通过振动装置11带动混合容器12和混合物作受迫振动进行湿混,形成传火药剂;在上述步骤S200干混工序达到预先存储或设置的干混时长后即进入步骤S300的湿混工序,控制系统16在保持振动装置11振动的同时,开始控制雾化器14工作,使混合容器12内的混合物在振动混合的过程中实现喷雾加水,同时,湿混计时开始,控制系统16根据预先存储或设置的喷雾频率和喷雾总量来实现对雾化器14的控制,喷雾频率可以通过控制雾化器14的开关时间来控制,喷雾总量可以通过控制雾化器14的开关次数来控制;在湿混控制期间,控制系统16继续调用自适应程序,高速计算并实时调整激振力F的频率数值,使混合容器12内的混合物尽快达到并始终保持在共振状态,并根据混合物共振时的加速度值反馈,实时调整激振力F的大小数值,使混合物湿混期间的共振加速度控制在湿混加速度区间内;在湿混时间到达预先设定的湿混时长后,控制系统16控制振动装置11自动减速、停机,“振动”按钮灯自动熄灭,完成一锅次的混合操作,将原材料制备成传火药剂。
上述传火药剂的共振混合方法通过设置有雾化器14的共振混合设备1进行混合,通过振动装置11带动混合容器12进行共振,在同一个混合容器12内便可以一次性完成传火药剂的干混和湿混两道工序,共振混合设备1在干混工序完成后无需停机即可直接进入湿混工序,减少了干混与湿混之间进行清理和转运等中间环节,因此,有利于缩短混合时间,提高生产效率。
根据试验,采用上述共振混合方法,通过高强度的共振,将传火药剂以极快的速度混合均匀,能够将传火药剂的混合时间从1小时缩短到10分钟,进而节省了生产时间,大幅度提高了生产效率,减轻了工作人员的劳动强度。
在上述共振混合方法的基础上,控制系统16根据干混加速度区间控制振动装置11产生共振,具体可以包括以下步骤:
如图2所示,检测振动装置11的各伺服电机111的角度值及加速度值,通过运算板卡163计算振动装置11的激振力曲线与加速度曲线之间的第一实际相位差,当第一实际相位差与设定的干混相位差不相等时,调节伺服电机111的激振力的干混频率值,使待混合物料处于共振状态;在图2和图3中,控制系统16的核心为控制器161,控制器161可以为PID,即,比例-积分-微分控制器。
如图3所示,通过加速度传感器13检测混合容器12的第一实际加速度,当第一实际加速度位于设定的干混加速度区间之外时,调节伺服电机111的激振力,将待混合物料在干混期间的振动加速度控制在干混加速度区间内。
在对待混合物料进行干混的过程中,控制系统16取消了现有技术中使用的双闭环控制回路,对振动频率和振动加速度进行分别调节,首先通过调节伺服电机111的激振力的干混频率值,即,通过调节伺服电机111的激振力的频率值来调节激振力与振动加速度之间的相位差,使激振力曲线与振动加速度曲线之间的相位差为90°,以使混合容器12内的物料产生共振;通过调节伺服电机111的激振力来控制振动加速度,使共振的加速度满足干混工序要求的加速度区间,并且共振加速度的控制目标为一定的范围,通过对共振和加速度分别进行控制的策略,能够保持对共振状态和加速度的平稳控制,避免出现大幅超调或加速度剧烈变化等不利情况。
更进一步地,在上述共振混合方法中,控制系统16根据湿混加速度区间控制振动装置11产生共振,具体包括:
如图2所示,检测振动装置11的各伺服电机111的角度值及加速度值,通过运算板卡163计算振动装置11的激振力曲线与加速度曲线之间的第二实际相位差,当第二实际相位差与设定的湿混相位差不相等时,调节伺服电机111的激振力的湿混频率值,使混合物处于共振状态;
如图3所示,通过加速度传感器13检测混合容器12的第二实际加速度,当第二实际加速度位于设定的湿混加速度区间之外时,调节伺服电机111的激振力,将混合物在湿混期间的振动加速度控制在湿混加速度区间内。
在共振混合过程中,对待混合物料完成干混以后进入湿混工序,在湿混的共振混合过程中,需要通过雾化器14向混合容器12内加入水雾以实现湿混,而混合容器12及其内部的物料在振动过程中随时都处于变化状态之中,因此,共振频率并非定值,为了实现共振混合,需要不断地调节振动频率;同理,在湿混的过程中,控制系统16取消了现有技术中采用的双闭环控制回路,对振动频率和振动加速度分别进行调节,首先,通过调节伺服电机111的激振力的湿混频率值,即,通过调节伺服电机111的激振力的频率值来调节激振力曲线与振动加速度曲线之间的相位差为90°,以使混合容器12内的物料产生共振;同时,可以通过调节伺服电机111的激振力来控制振动加速度,使湿混期间的振动加速度始终处于设定的湿混加速度区间内;同理,通过对共振频率和振动加速度分别进行控制,能够保持对共振状态和加速度的平稳控制,避免出现大幅超调或加速度剧烈变化等不利情况。
为了实现上述共振混合方法,本申请实施例还提供了一种用于实施上述实施例中任意一种共振混合方法的共振混合设备1,如图4和图5结构所示,该共振混合设备1包括振动装置11、混合容器12、加速度传感器13、雾化器14、储水容器15以及控制系统16;
振动装置11用于产生振动,并驱动混合容器12作受迫振动;振动装置11用于通过振动带动混合容器12实现共振,以便于使装入混合容器12内的待混合物料进行充分混合;振动装置11可以包括伺服电机111、联轴器、偏心块和二自由度振动机构112;伺服电机111通过联轴器带动偏心块运动用于产生激振力,并驱动二自由度振动机构112产生振动;并且,在实际使用过程中,二自由度振动机构112可以为二自由度弹簧体系;
混合容器12设置有容置空腔以及用于密封容置空腔的密封盖;混合容器12的容置空腔用于容纳待混合物料;混合容器12可设置有1个、2个或多个,当设置有2个或多个混合容器12时,在共振混合设备1工作的过程中,可以对其它的混合容器12进行装料或卸料操作,减少因装料或卸料导致的共振混合设备1的停工时间,从而有利于提高共振混合设备1的使用效率;
加速度传感器13用于测量混合容器12及物料的加速度;加速度传感器可以为IEPE加速度传感器(自带电量放大器或电压放大器的加速度传感器)。共振混合设备1还包括电源模块,电源模块用于向加速度传感器13提供电能。上述电源模块可以为恒流源模块。
雾化器14安装于混合容器12,用于对水进行雾化形成水雾,并将水雾喷向容置空腔;
储水容器15与雾化器14通过管路流体连通,用于向雾化器14提供水源;储水容器15可以为水罐;在管路上安装有用于控制管路通断的控制阀,控制阀与控制系统16之间信号连接。
控制系统16用于存储或设置工作参数,控制系统16与振动装置11、加速度传感器13以及雾化器14均信号连接,并控制振动装置11和雾化器14按照工作参数进行工作。控制系统16具备自适应能力,能够自动适应一定范围内的不同重量的负载物料,并在振动过程中自动克服负载物料运动和状态变化带来的种种影响,控制振动装置11迅速达到并持续工作在共振状态。
上述共振混合设备1由于设置有用于容置制备传火药剂的原材料的混合容器12、用于带动混合容器12进行振动以使混合容器12内的原材料进行共振混合的振动装置11、为混合容器12内的原材料进行加湿以便湿混的雾化器14、为雾化器14提供水源的储水容器15、测量混合容器12的共振加速度的加速度传感器13以及用于控制上述各部件进行工作的控制系统16,在进行混合的过程中,通过控制系统16的精确控制,使传火药剂在干混时间结束后,设备不用停机和切换,即可直接转入湿混工序,使干混工序和湿混工序依次完成,减少了干混与湿混之间进行清理和转运等中间环节,并使制备传火药剂的原材料稳定工作在共振状态,通过高强度的共振混合,使待混合物料能够以极快地速度混合均匀,混合总时间从现有技术中的一小时缩短到十分钟,极大地提高了混合效率。
因此,采用上述共振混合设备1对传火药剂进行共振混合,同样能够减少工作环节,缩短混合时间,提高生产效率,降低工人劳动强度。
一种具体的实施方式中,如图5结构所示,控制系统16还包括计时器166,计时器166用于累计二自由度振动机构112的振动时长。
由于共振混合设备1的控制系统16中还设置有计时器166,通过计时器166来统计二自由度振动机构112等振动装置11在振动过程中的时长,控制系统16还可以实时显示振动的累积时间及本次混合的已振动时间,根据二自由度振动机构112等振动装置11的设计使用寿命,可以通过计时器166的计时来判断二自由度振动机构112等振动装置11中易损部件的工作状态,进而为易损部件的维护或更换提供依据。
具体地,如图5结构所示,控制系统16包括控制器161、伺服电机驱动单元162和运算板卡163;控制器161为控制系统的核心,控制器161可以采用西门子SIMOTION-D;运算板卡163用于共振算法的运算,可以采用运算板卡CP_2;伺服电机驱动单元162用于精确调节周期性振动激励力,并驱动伺服电机111;伺服电机驱动单元162与伺服电机111相连;伺服电机驱动单元162用于向控制器161发送伺服电机111的状态和角度值,并根据控制器161发送的控制信号控制伺服电机111旋转;伺服电机驱动单元162与伺服电机111通过电缆相连;控制器161用于将伺服电机驱动单元162发送的伺服电机111的状态和角度值、以及加速度传感器13测得的混合容器12的加速度发送给运算板卡163,并根据运算板卡163计算得到的激振力的频率和大小,生成控制信号发送给伺服电机驱动单元162。
更进一步地,控制系统16还包括扩展模块164,扩展模块164与控制器161连接,扩展模块164用于扩展I/O通道。扩展模块164与控制器161之间可以通过总线连接,用于扩展I/O通道,连接急停按钮、接触器线圈及喷雾控制用电控气阀等。扩展模块164可以采用西门子TM31端子扩展模块,能够用于扩展数字量输入DI通道、数字量输出DO通道以及模拟量输入AI通道。
在上述各种实施例的基础上,为了方便人机交互,如图5结构所示,控制系统16还包括与控制器161信号连接的控制面板165,控制面板165设置有控制按钮和显示屏,控制按钮用于控制共振混合设备1进行工作,显示屏用于显示共振混合设备1工作过程中的工作参数。控制按钮可以包括开关按钮、选择按钮、急停按钮和工作参数设置按钮。
由于共振混合设备1的控制系统16还设置有与控制器161信号连接的控制面板165,控制面板165设置有可以人工操作的控制按钮和显示各种运行参数的显示屏,控制面板165的控制界面可以基于HTML5开发,具备权限控制功能,工艺参数必须由具备权限的管理员设定,普通操作员只能执行一般的启停操作。显示屏上的控制界面内可以实时监控传火药剂的加速度变化趋势,加速度变化趋势图上的横坐标为时间,纵坐标为加速度数值;控制界面可操作“使能”、“复位”、“振动”等虚拟按钮,可以实时显示振动的累积时间及本次已振动时间。控制界面还可以通过设定雾化器14的开关时间、开关次数来控制喷雾频率和喷雾总量,并可通过显示屏实时闪烁显示已喷雾的次数,方便监控。控制界面实现了傻瓜式一键操作,在多锅次连续混合时,操作员只需操作“振动”按钮即可完成一个锅次的混合操作,非常方便。
同时,为了提高混合过程中工作人员的安全性,控制器161与控制面板165之间可以通过网线连接,用于实现对振动装置11的远程控制。控制面板165可以通过网线与控制器161相连,通过网线长短的设置,可以实现共振混合设备1的远程控制,网线可以为标准网线或光纤,标准网线的最远控制距离可以为100米,而光纤则可以实现更远距离的网络连接,进而实现更远距离的远程控制,使工作人员远离共振混合设备1,提高工作人员的安全性。
在上述共振混合设备1中,所有的现场电气设备及电缆敷设均需符合ExdⅡBT4防爆标准。上述共振混合方法和共振混合设备1均根据传火药剂的产品特性和混合工艺设计,采用傻瓜式一键操作,通过精确、实时控制周期性变化的激振力F的大小和频率,使传火药剂稳定工作在共振状态,通过高强度的共振,使传火药剂以极快的速度混合均匀。控制系统和控制方法均具备自适应控制功能,能够克服混合过程中(干混、湿混)传火药剂的翻滚等影响,使传火药剂始终保持在共振状态;并可以按照不同的传火药种类,调用不同的控制参数,使传火药剂始终保持在工艺需要的加速度设定区间内。
采用上述共振混合方法和共振混合设备1,在干混、湿混切换过程中,能够保持对共振状态和加速度的平稳控制,不会出现大幅超调或加速度剧烈变化等不利情况;同时,上述控制系统和控制方法具备保护功能,当发生急停、通讯中断、运动控制误差扩大、加速度失控等异常情况时,控制系统将自动调用保护程序,迅速减速、停机,提高了混合过程的安全性。
尽管已描述了本申请的优选实施例,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申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种传火药剂的共振混合方法,其特征在于,包括以下步骤:
将待混合物料按照预设质量比装入共振混合设备的混合容器内,所述共振混合设备包括所述混合容器、振动装置、加速度传感器、控制系统、储水容器以及雾化器,所述控制系统用于存储或设置工作参数,并控制所述振动装置和雾化器按照所述工作参数进行工作,所述工作参数包括干混时所述振动装置的干混加速度区间、干混时长、湿混时所述振动装置的湿混加速度区间、湿混时长、所述雾化器的喷雾频率和喷雾总量,所述加速度传感器用于测量所述混合容器的加速度;
所述控制系统根据所述干混加速度区间控制所述振动装置产生共振,所述振动装置带动所述混合容器和所述待混合物料作受迫振动进行干混,形成混合物;
在干混时间达到所述干混时长以后,所述控制系统根据所述湿混加速度区间控制所述振动装置产生共振,并按照所述喷雾频率和喷雾总量控制所述雾化器进行雾化,通过所述振动装置带动所述混合容器和所述混合物作受迫振动进行湿混,形成所述传火药剂。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制系统根据所述干混加速度区间控制所述振动装置产生共振,具体包括:
检测所述振动装置的各伺服电机的角度值及加速度值,通过运算板卡计算所述振动装置的激振力曲线与加速度曲线之间的第一实际相位差,当所述第一实际相位差与设定的干混相位差不相等时,调节所述伺服电机的激振力的干混频率值,使所述混合物处于共振状态;
通过所述加速度传感器检测所述混合容器的第一实际加速度,当所述第一实际加速度位于设定的干混加速度区间之外时,调节所述伺服电机的激振力,将所述混合物在干混期间的振动加速度控制在所述干混加速度区间内。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述控制系统根据所述湿混加速度区间控制所述振动装置产生共振,具体包括:
检测所述振动装置的各伺服电机的角度值及加速度值,通过运算板卡计算所述振动装置的激振力曲线与加速度曲线之间的第二实际相位差,当所述第二实际相位差与设定的湿混相位差不相等时,调节所述伺服电机的激振力的湿混频率值,使所述待混合物料处于共振状态;
通过所述加速度传感器检测所述混合容器的第二实际加速度,当所述第二实际加速度位于设定的湿混加速度区间之外时,调节所述伺服电机的激振力,将所述混合物在湿混期间的振动加速度控制在所述湿混加速度区间内。
4.一种用于执行如权利要求1-3中任意一项共振混合方法的共振混合设备,其特征在于,包括振动装置、混合容器、加速度传感器、雾化器、储水容器以及控制系统;
所述振动装置用于产生振动,并驱动所述混合容器作受迫振动;
所述混合容器设置有容置空腔以及用于密封所述容置空腔的密封盖;
所述加速度传感器用于测量所述混合容器及物料的加速度;
所述雾化器安装于所述混合容器,用于对水进行雾化形成水雾,并将所述水雾喷向所述容置空腔;
所述储水容器与所述雾化器通过管路流体连通,用于向所述雾化器提供水源;
所述控制系统用于存储或设置工作参数,所述控制系统与所述振动装置、所述加速度传感器以及所述雾化器均信号连接,并控制所述振动装置和所述雾化器按照所述工作参数进行工作。
5.根据权利要求4所述的共振混合设备,其特征在于,所述振动装置包括伺服电机、联轴器、偏心块和二自由度振动机构;所述伺服电机通过所述联轴器带动所述偏心块用于产生激振力,并驱动所述二自由度振动机构产生振动。
6.根据权利要求5所述的共振混合设备,其特征在于,所述控制系统还包括计时器,所述计时器用于累计所述二自由度振动机构的振动时长。
7.根据权利要求5所述的共振混合设备,其特征在于,所述控制系统包括控制器、伺服电机驱动单元和运算板卡;
所述伺服电机驱动单元与所述伺服电机相连;所述伺服电机驱动单元用于向所述控制器发送所述伺服电机的状态和角度值,并根据所述控制器发送的控制信号控制所述伺服电机旋转;
所述控制器用于将所述伺服电机驱动单元发送的所述伺服电机的状态和角度值、以及所述加速度传感器测得的所述混合容器的加速度发送给所述运算板卡,并根据所述运算板卡计算得到的所述激振力的频率和大小,生成控制信号发送给伺服电机驱动单元。
8.根据权利要求7所述的共振混合设备,其特征在于,所述控制系统还包括扩展模块,所述扩展模块与所述控制器连接,所述扩展模块用于扩展I/O通道。
9.根据权利要求7所述的共振混合设备,其特征在于,所述控制系统还包括与所述控制器信号连接的控制面板,所述控制面板设置有控制按钮和显示屏,所述控制按钮用于控制所述共振混合设备进行工作,所述显示屏用于显示所述共振混合设备工作过程中的工作参数。
10.根据权利要求9所述的共振混合设备,其特征在于,所述控制按钮包括开关按钮、选择按钮、急停按钮和工作参数设置按钮。
11.根据权利要求9所述的共振混合设备,其特征在于,所述控制器与所述控制面板之间通过网线连接,用于实现对所述振动装置的远程控制。
12.根据权利要求4-11任一项所述的共振混合设备,其特征在于,在所述管路上安装有用于控制所述管路通断的控制阀,所述控制阀与所述控制系统之间信号连接。
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