CN110864328B - 一种自动送料生物质炉及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动送料生物质炉及其控制方法，包括炉体、料箱、滑动式自动送料装置和控制系统，设计的滑动式自动送料装置，利用曲柄滑块机构原理，将送料电机轴的转动转化为送料器的滑动，实现自动送料功能，降低劳动强度；同时送料器的滑动可将生物质燃料燃烧后的结焦物从送料装置主体推至落灰口，起到清除结焦物的作用，保证生物质燃料燃烧充分；可通过自动或手动模式实现温度的调节，操作方便，智能化程度高。

Description

一种自动送料生物质炉及其控制方法

技术领域

本发明涉及生物质炉具技术领域，特别是涉及一种自动送料生物质炉及其控制方法。

背景技术

目前，生物质炉具的送料方式大多采用人工送料或螺旋式输送送料，人工送料方式需时刻有人在旁看管，劳动强度大；螺旋式输送送料方式虽能实现自动送料的目的，但无法清除生物质燃料燃烧后产生的结焦物，导致燃烧不充分等问题，如需清除结焦物，还得额外增加清除装置，结构复杂，体积较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动送料生物质炉及其控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现自动送料功能，降低劳动强度，同时保证生物质燃料燃烧充分，该生物质炉操作方便，智能化程度高。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种自动送料生物质炉，包括炉体、料箱、滑动式自动送料装置和控制系统，

所述炉体包括炉膛和炉体外壳，固定设置在所述炉体的后方的所述滑动式自动送料装置的前端深入到所述炉膛的内部；所述滑动式自动送料装置包括装置主体和送料器，所述送料器设置在所述装置主体内部并可相对于装置主体滑动，所述装置主体与送料器上均设有若干进风孔，所述装置主体顶部设有落料口，底部设有落灰口；

所述料箱对应设置在所述滑动式自动送料装置的上方并与所述落料口相连通，所述控制系统用于监测温度、控制点火以及控制所述滑动式自动送料装置送料。

优选的，所述炉膛固定设置在所述炉体外壳的内部，所述炉膛与所述炉体外壳之间设有储水室和排烟室，所述排烟室设置在所述炉体底部，所述储水室设置在所述排烟室的上方，所述炉膛左右两侧均设有排烟通道，所述排烟通道与所述排烟室相连通。

优选的，所述炉体外壳的正面设有燃烧观察口和清灰口，所述燃烧观察口外设有观察口护罩，所述观察口护罩与所述炉体外壳铰链连接，所述清灰口内设有清灰抽屉，所述清灰抽屉可相对于所述清灰口滑动。

优选的，所述炉体外壳的左侧设有进水口A、出水口A和安全阀安装口，所述进水口A设置在所述炉体外壳下部，所述出水口A设置在所述炉体外壳上部，所述安全阀安装口设置在所述进水口A与出水口A中间靠近所述出水口A的位置，所述炉体外壳的右侧设有进水口B和出水口B，所述进水口B设置在所述炉体外壳下部，所述出水口B设置在所述炉体外壳上部，所述炉体外壳的顶部设有蒸汽口，所述进水口A、进水口B、出水口A、出水口B、安全阀安装口、蒸汽口均与所述储水室相连通。

优选的，所述炉体顶部设有炉盖，所述料箱下方设有护罩。

优选的，所述控制系统包括单片机系统、信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块、触摸屏和电路板，所述电路板设置在所述炉体后方，所述单片机系统、信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块安装在所述电路板上，所述单片机系统分别与所述信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块、触摸屏信号线连接，所述触摸屏固定设置在所述料箱的顶部。

优选的，所述控制系统还包括温度传感器、点火棒、送料电机、吹风机和排烟风机，所述温度传感器包括测量炉温的第一温度传感器和测量室温的第二温度传感器，所述第一温度传感器固定设置在所述炉膛内，并与所述信号转换模块信号线连接，所述第二温度传感器设置在室内，并与所述信号转换模块信号线连接，所述点火棒固定设有在所述装置主体的前端，并与所述继电器模块信号线连接，所述直流电机驱动模块包括第一直流电机驱动模块、第二直流电机驱动模块和第三直流电机驱动模块，所述送料电机固定设置在所述装置主体的后端下方，通过连杆与所述送料器滑动连接，并与所述第一直流电机驱动模块信号线连接，所述吹风机固定设置在所述装置主体的后端，并与所述第二直流电机驱动模块信号线连接，所述排烟风机固定设置在所述炉体后方，与所述排烟室相连通，并与所述第三直流电机驱动模块信号线连接。

本发明还提供一种自动送料生物质炉的控制方法，应用于上述的自动送料生物质炉，包括以下步骤：

1)将料箱装满生物质颗粒，将储水室充满水，并用水泵使水循环流动，在点火棒周围放置适量生物质颗粒，接通控制系统电源，控制系统初始化，控制系统提供自动和手动两种操作模式；

2)通过触摸屏的触摸界面选择控制系统为自动模式或手动模式，然后发送点火指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒加热点火；点火成功后，根据两个温度传感器的测定数值来控制送料电机的送料频率、吹风机和排烟风机的转速，以达到升高温度或降低温度的目的；

3)关闭自动送料生物质炉控制系统电源，控制系统停止工作，等火焰完全熄灭后，清理炉内的燃烧灰烬。

优选的，所述步骤2)中，选择自动模式时，通过触摸屏的触摸界面设定室内温度，发送“点火”指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒加热点火；点火成功后，第一温度传感器检测到炉温上升，将炉温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机收到信号后，通过第二直流电机驱动模块控制吹风机工作，通过第三直流电机驱动模块控制排烟风机工作，通过继电器模块切断点火棒电源；在吹风机和排烟风机运行程序设定的相应时间之后，单片机通过第一直流电机驱动模块控制进料电机轴转动一圈，进而带动送料器实现第一次送料；送料器第一次送料后，第二温度传感器开始检测室内温度，并将室温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机将室温与设定温度作对比，若室温低于设定温度，单片机通过第二、第三直流电机驱动模块分别控制吹风机和排烟风机正常工作，通过第一直流电机驱动模块控制送料电机按程序设定的频率进行送料，直至室温升至设定温度；若室温高于设定温度，单片机通过直流电机控制模块控制吹风机、排烟风机和送料电机停止工作，生物质颗粒自由燃烧，直至室温降至设定温度。

优选的，所述步骤2)中，选择手动模式时，通过触摸屏的触摸界面选择手动模式，发送“点火”指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒加热点火；点火成功后，第一温度传感器检测到炉温上升，将炉温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机收到信号后，通过第二直流电机驱动模块控制吹风机工作，通过第三直流电机驱动模块控制排烟风机工作，通过继电器模块切断点火棒电源；在吹风机和排烟风机运行程序设定的相应时间之后，单片机通过第一直流电机驱动模块控制进料电机轴转动一圈，进而带动送料器实现第一次送料；通过触摸屏的触摸界面可以设定送料电机的送料频率、吹风机和排烟风机的转速，单片机根据相应的设定，通过直流电机驱动模块对送料电机、吹风机和排烟风机进行相应的调整，以达到升高温度或降低温度的目的。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的自动送料生物质炉及其控制方法，设计的滑动式自动送料装置，利用曲柄滑块机构原理，将送料电机轴的转动转化为送料器的滑动，实现自动送料功能，降低劳动强度；同时送料器的滑动可将生物质燃料燃烧后的结焦物从送料装置主体推至落灰口，起到清除结焦物的作用，保证生物质燃料燃烧充分；可通过自动或手动模式实现温度的调节，操作方便，智能化程度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自动送料生物质炉整体的机构示意图；

图2为本发明自动送料生物质炉内部的机构示意图；

图3为本发明自动送料生物质炉炉体结构剖视图；

图4为本发明自动送料生物质炉滑动式生物质炉自动送料装置的轴侧结构示意图；

图5为本发明自动送料生物质炉滑动式生物质炉自动送料装置仰视方向的轴侧结构示意图；

图6为本发明自动送料生物质炉控制系统的原理框图；

其中，1炉体；101炉膛；102炉体外壳；103储水室；104排烟室；105排烟通道；106燃烧观察口；107清灰口；108观察口护罩；109清灰抽屉；110进水口A；111出水口A；112安全阀安装口；113进水口B；114出水口B；115蒸汽口；2料箱；3滑动式自动送料装置；301装置主体；302送料器；303进风孔；304落料口；305落灰口；4触摸屏；5电路板；6点火棒；7送料电机；8吹风机；9排烟风机；10连杆；11炉盖；12护罩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种自动送料生物质炉及其控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现自动送料功能，降低劳动强度，同时保证生物质燃料燃烧充分，该生物质炉操作方便，智能化程度高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-6所示，本发明提供一种自动送料生物质炉，包括炉体1、料箱2、滑动式自动送料装置3和控制系统；炉体1顶部设有炉盖11，料箱2下方设有护罩12。

炉体1包括炉膛101和炉体外壳102，炉膛101固定设置在炉体外壳102的内部，炉膛101与炉体外壳102之间设有储水室103和排烟室104，排烟室104设置在炉体1底部，储水室103设置在排烟室104的上方，炉膛101左右两侧均设有排烟通道105，排烟通道105与排烟室104相连通，炉体外壳102的正面设有燃烧观察口106和清灰口107，燃烧观察口106外设有观察口护罩108，观察口护罩108与炉体外壳102铰链连接，清灰口107内设有清灰抽屉109，清灰抽屉109可相对于清灰口107滑动，炉体外壳102的左侧设有进水口A110、出水口A111和安全阀安装口112，进水口A110设置在炉体外壳102下部，出水口A111设置在炉体外壳102上部，安全阀安装口112设置在进水口A110与出水口A111中间偏上的位置，炉体外壳102的右侧设有进水口B113和出水口B114，进水口B113设置在炉体外壳102下部，出水口B113设置在炉体外壳102上部，炉体外壳102的顶部设有蒸汽口115，进水口A110、进水口B113、出水口A111、出水口B114、安全阀安装口112、蒸汽口115均与储水室103相连通；

滑动式自动送料装置3固定设置在炉体1的后方，并且滑动式自动送料装置3的前端深入到炉膛101的内部，滑动式自动送料装置3包括装置主体301和送料器302，送料器302设置在装置主体301内部，并可相对于装置主体301滑动，装置主体301与送料器302上均设有若干进风孔303，装置主体301顶部设有落料口304，装置主体301底部设有落灰口305；

料箱2固定设置在滑动式自动进料装置3的上方，并与落料口304相连通；

控制系统包括单片机系统、温度传感器、信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块、触摸屏4、电路板5、点火棒6、送料电机7、吹风机8和排烟风机9，电路板5设置在炉体1后方，单片机系统、信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块安装在电路板5上，单片机系统分别与信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块、触摸屏4信号线连接，触摸屏4固定设置在料箱2的顶部，温度传感器包括测量炉温的第一温度传感器和测量室温的第二温度传感器，第一温度传感器固定设置在炉膛101内，并与信号转换模块信号线连接，第二温度传感器设置在室内，并与信号转换模块信号线连接，点火棒6固定设有在装置主体301的前端，并与继电器模块信号线连接，直流电机驱动模块包括第一直流电机驱动模块、第二直流电机驱动模块和第三直流电机驱动模块，送料电机7固定设置在装置主体301的后端下方，通过连杆10与送料器302滑动连接，并与第一直流电机驱动模块信号线连接，吹风机8固定设置在装置主体301的后端，并与第二直流电机驱动模块信号线连接，排烟风机9固定设置在炉体1后方，与排烟室104相连通，并与第三直流电机驱动模块信号线连接。

一种自动送料生物质炉的控制方法，包括如下步骤：

1)将料箱2装满生物质颗粒，将储水室103充满水，并用水泵使水循环流动，在点火棒6周围放置适量生物质颗粒，接通自动送料生物质炉控制系统电源，控制系统初始化，自动送料生物质炉控制系统提供自动和手动两种操作模式。

2)自动模式：通过触摸屏4的触摸界面设定室内温度，选择自动模式，发送“点火”指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒6加热点火；点火成功后，第一温度传感器检测到炉温上升，将炉温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机收到信号后，通过第二直流电机驱动模块控制吹风机8工作，通过第三直流电机驱动模块控制排烟风机9工作，通过继电器模块切断点火棒6电源；在吹风机8和排烟风机9运行程序设定的相应时间之后，单片机通过第一直流电机驱动模块控制进料电机轴转动一圈，进而带动送料器302实现第一次送料；送料器302第一次送料后，第二温度传感器开始检测室内温度，并将室温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机将室温与设定温度作对比，若室温低于设定温度，单片机通过第二、第三直流电机驱动模块分别控制吹风机8和排烟风机9正常工作，通过第一直流电机驱动模块控制送料电机按程序设定的频率进行送料，直至室温升至设定温度；若室温高于设定温度，单片机通过直流电机控制模块控制吹风机8、排烟风机9和送料电机7停止工作，生物质颗粒自由燃烧，直至室温降至设定温度。

3)手动模式：通过触摸屏4的触摸界面选择手动模式，发送“点火”指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒6加热点火；点火成功后，第一温度传感器检测到炉温上升，将炉温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机收到信号后，通过第二直流电机驱动模块控制吹风机8工作，通过第三直流电机驱动模块控制排烟风机9工作，通过继电器模块切断点火棒6电源；在吹风机8和排烟风机9运行程序设定的相应时间之后，单片机通过第一直流电机驱动模块控制进料电机轴转动一圈，进而带动送料器302实现第一次送料；通过触摸屏4的触摸界面可以设定送料电机7的送料频率、吹风机8和排烟风机9的转速，单片机根据相应的设定，通过直流电机驱动模块对送料电机7、吹风机8和排烟风机9进行相应的调整，以达到升高温度或降低温度的目的。

4)关闭自动送料生物质炉控制系统电源，控制系统停止工作，等火焰完全熄灭后，清理炉内的燃烧灰烬。

本发明中点火棒6将生物质燃料点燃，生物质燃料在装置主体301上燃烧，吹风机8通过装置主体301、送料器302的进风孔向生物质燃料吹风，保持生物质燃料充分燃烧，送料电机7的轴按固定时间转动一次，当送料电机轴转动时会带动连杆一起转动，因连杆与送料器302滑动连接，进而会带动送料器302向燃烧处滑动，此时送料器302顶部堆满生物质燃料，在送料器302向燃烧处滑动的过程中，生物质燃料会推开装置主体301的活动挡板，当送料器302远离燃烧处时，此时活动挡板因重力原因落下，阻止送料器302顶部的生物质燃料随送料器302返回，实现自动送料功能。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种自动送料生物质炉，其特征在于：包括炉体、料箱、滑动式自动送料装置和控制系统，

所述炉体包括炉膛和炉体外壳，固定设置在所述炉体的后方的所述滑动式自动送料装置的前端深入到所述炉膛的内部；所述滑动式自动送料装置包括装置主体和送料器，所述送料器设置在所述装置主体内部并可相对于装置主体滑动，所述装置主体与送料器上均设有若干进风孔，所述装置主体顶部设有落料口，底部设有落灰口；

所述料箱对应设置在所述滑动式自动送料装置的上方并与所述落料口相连通，所述控制系统用于监测温度、控制点火以及控制所述滑动式自动送料装置送料；

所述炉膛固定设置在所述炉体外壳的内部，所述炉膛与所述炉体外壳之间设有储水室和排烟室，所述排烟室设置在所述炉体底部，所述储水室设置在所述排烟室的上方，所述炉膛左右两侧均设有排烟通道，所述排烟通道与所述排烟室相连通；

所述炉体外壳的正面设有燃烧观察口和清灰口，所述燃烧观察口外设有观察口护罩，所述观察口护罩与所述炉体外壳铰链连接，所述清灰口内设有清灰抽屉，所述清灰抽屉可相对于所述清灰口滑动；

所述控制系统包括单片机系统、信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块、触摸屏和电路板，所述电路板设置在所述炉体后方，所述单片机系统、信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块安装在所述电路板上，所述单片机系统分别与所述信号转换模块、直流电机驱动模块、电源转换模块、继电器模块、触摸屏信号线连接，所述触摸屏固定设置在所述料箱的顶部；

所述控制系统还包括温度传感器、点火棒、送料电机、吹风机和排烟风机，所述温度传感器包括测量炉温的第一温度传感器和测量室温的第二温度传感器，所述第一温度传感器固定设置在所述炉膛内，并与所述信号转换模块信号线连接，所述第二温度传感器设置在室内，并与所述信号转换模块信号线连接，所述点火棒固定设有在所述装置主体的前端，并与所述继电器模块信号线连接，所述直流电机驱动模块包括第一直流电机驱动模块、第二直流电机驱动模块和第三直流电机驱动模块，所述送料电机固定设置在所述装置主体的后端下方，通过连杆与所述送料器滑动连接，并与所述第一直流电机驱动模块信号线连接，所述吹风机固定设置在所述装置主体的后端，并与所述第二直流电机驱动模块信号线连接，所述排烟风机固定设置在所述炉体后方，与所述排烟室相连通，并与所述第三直流电机驱动模块信号线连接。

2.根据权利要求1所述的自动送料生物质炉，其特征在于：所述炉体外壳的左侧设有进水口A、出水口A和安全阀安装口，所述进水口A设置在所述炉体外壳下部，所述出水口A设置在所述炉体外壳上部，所述安全阀安装口设置在所述进水口A与出水口A中间靠近所述出水口A的位置，所述炉体外壳的右侧设有进水口B和出水口B，所述进水口B设置在所述炉体外壳下部，所述出水口B设置在所述炉体外壳上部，所述炉体外壳的顶部设有蒸汽口，所述进水口A、进水口B、出水口A、出水口B、安全阀安装口、蒸汽口均与所述储水室相连通。

3.根据权利要求1所述的自动送料生物质炉，其特征在于：所述炉体顶部设有炉盖，所述料箱下方设有护罩。

4.一种自动送料生物质炉的控制方法，应用于权利要求1-3中任一项所述的自动送料生物质炉，其特征在于，包括以下步骤：

1)将料箱装满生物质颗粒，将储水室充满水，并用水泵使水循环流动，在点火棒周围放置适量生物质颗粒，接通控制系统电源，控制系统初始化，控制系统提供自动和手动两种操作模式；

2)通过触摸屏的触摸界面选择控制系统为自动模式或手动模式，然后发送点火指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒加热点火；点火成功后，根据两个温度传感器的测定数值来控制送料电机的送料频率、吹风机和排烟风机的转速，以达到升高温度或降低温度的目的；

3)关闭自动送料生物质炉控制系统电源，控制系统停止工作，等火焰完全熄灭后，清理炉内的燃烧灰烬。

5.根据权利要求4所述的自动送料生物质炉的控制方法，其特征在于：所述步骤2)中，选择自动模式时，通过触摸屏的触摸界面设定室内温度，发送“点火”指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒加热点火；点火成功后，第一温度传感器检测到炉温上升，将炉温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机收到信号后，通过第二直流电机驱动模块控制吹风机工作，通过第三直流电机驱动模块控制排烟风机工作，通过继电器模块切断点火棒电源；在吹风机和排烟风机运行程序设定的相应时间之后，单片机通过第一直流电机驱动模块控制进料电机轴转动一圈，进而带动送料器实现第一次送料；送料器第一次送料后，第二温度传感器开始检测室内温度，并将室温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机将室温与设定温度作对比，若室温低于设定温度，单片机通过第二、第三直流电机驱动模块分别控制吹风机和排烟风机正常工作，通过第一直流电机驱动模块控制送料电机按程序设定的频率进行送料，直至室温升至设定温度；若室温高于设定温度，单片机通过直流电机控制模块控制吹风机、排烟风机和送料电机停止工作，生物质颗粒自由燃烧，直至室温降至设定温度。

6.根据权利要求4所述的自动送料生物质炉的控制方法，其特征在于：所述步骤2)中，选择手动模式时，通过触摸屏的触摸界面选择手动模式，发送“点火”指令，单片机收到信号后，按设定的程序运行，通过继电器模块控制点火棒加热点火；点火成功后，第一温度传感器检测到炉温上升，将炉温信号经信号转换模块传递给单片机，单片机收到信号后，通过第二直流电机驱动模块控制吹风机工作，通过第三直流电机驱动模块控制排烟风机工作，通过继电器模块切断点火棒电源；在吹风机和排烟风机运行程序设定的相应时间之后，单片机通过第一直流电机驱动模块控制进料电机轴转动一圈，进而带动送料器实现第一次送料；通过触摸屏的触摸界面可以设定送料电机的送料频率、吹风机和排烟风机的转速，单片机根据相应的设定，通过直流电机驱动模块对送料电机、吹风机和排烟风机进行相应的调整，以达到升高温度或降低温度的目的。