CN111354493A - 一种颗粒分配装置及装置控制方法 - Google Patents

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李建勋
马永安
李利斌
杨泽林
安喜彦
付秋峰
贺涛
任自强
张�杰
卢振明
周湘文
刘兵
唐亚平
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Abstract

本发明属于颗粒分配技术领域,具体涉及一种能够连续有效对高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒按控制精度要求进行颗粒分配的装置及方法。该装置包括穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统、穿衣颗粒称重系统、卸料系统。通过上述技术方案,可以确保高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒的分配误差≤±0.01克,减少穿衣颗粒加入量超重报警和设备故障报警的频次,提高生产效率。

Description

一种颗粒分配装置及装置控制方法
技术领域
本发明属于颗粒分配技术领域,具体涉及一种能够连续有效对高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒按控制精度要求进行颗粒分配的装置及方法。
背景技术
高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒分配装置原装置采用体积与重量混合控制的方法实现加入穿衣颗粒的重量(见中国专利ZL201610041710.8,一种球形燃料元件成型的设备)。由于每批次穿衣颗粒在满足技术指标的前提下,密度存在一定差别,故采用体积控制存在一定误差;将一定量穿衣颗粒通过机械旋转的方式进行等分时,存在机械制造精度或机械装配精度对等分量的影响;环境温度对原装置的装配精度影响较大,装配精度无法在长时间内稳定从而对等分量产生较大影响或导致机械故障。为了避免上述各种误差和故障对穿衣颗粒加入量的影响并降低穿衣颗粒加入量超重报警和设备故障报警的频次,提高了生产效率,从而重新研制一种高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒分配装置及装置控制方法。
目前,尚未发现采用此种装置及装置控制方法进行高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒的分配。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种颗粒分配装置及装置控制方法,以确保高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒的分配误差≤±0.01克,减少穿衣颗粒加入量超重报警和设备故障报警的频次,提高生产效率。
为了实现这一目的,本发明采取的技术方案是:
一种颗粒分配装置,该装置包括穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统、穿衣颗粒称重系统、卸料系统;其中:
一、穿衣颗粒粗加系统包括装料漏斗、漏斗支撑螺栓、漏斗螺母、漏斗支耳、倒料槽、过渡漏斗、过渡支架、支架、压电式送料机、气动夹管阀、下料管、送料机螺母、送料机螺栓、送料机垫片、送料机支耳;
其中,漏斗支耳焊接在装料漏斗上端的两个侧面上,漏斗支耳通过支撑螺栓、漏斗螺母将装料漏斗固定在过渡支架上;
装料漏斗的出料口对着倒料槽的尾端;
倒料槽连接在压电式送料机上,压电式送料机通过送料机螺母、送料机螺栓、送料机垫片、送料机支耳与支架连接;
倒料槽的出料口下方设置过渡漏斗,过渡漏斗与过渡支架通过焊接连接;
过渡漏斗的出料口与气动夹管阀的进料口通过螺纹连接,过渡漏斗与下料管通过螺纹连接;下料管的出料口与穿衣颗粒漏斗通过螺纹连接,穿衣颗粒漏斗的出料口对着称重漏料杯;
过渡支架与支架连接;
支架焊接在颗粒分配支架上;
二、穿衣颗粒细加系统包括电磁铁、料舟;
其中,电磁铁的外壳与料舟焊接连接;
电磁铁的外壳与颗粒分配支架连接;
料舟的底端开设小孔用来控制物料落出;
通过电磁铁的振动使料舟内的物料落入称重漏料杯;
三、穿衣颗粒称重系统包括电子秤、电子秤吊杆、称重漏料杯、称重漏料杯封口;
称重漏料杯封口串接在电子秤吊杆上,称重漏料杯与称重漏料杯封口密封连接;
四、卸料系统包括卸料气缸组件、支撑杆、卸料轴;
其中,卸料气缸组件连接在颗粒分配支架上;
卸料轴的首端在卸料气缸组件作用下运动,卸料轴的中部与支撑杆19通过销轴连接,卸料轴的尾端与称重漏料杯连接;
卸料轴在卸料气缸组件作用下运动进而控制称重漏料杯与称重漏料杯封口之间的闭合和开启;
支撑杆与颗粒分配支架采用焊接连接。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置,穿衣颗粒粗加系统采用重量控制;穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的数量采用过程量与目标量的实时比对。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置,穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度根据需要进行调节。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置,称重漏料杯与称重漏料杯封口之间为锥面密封连接。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置,穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过压电式送料机控制器的电压值、频率值进行调整。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置,穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过电磁铁的振动频率调整。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置,穿衣颗粒粗加系统采用重量控制;穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的数量采用过程量与目标量的实时比对;
穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度根据需要进行调节;
称重漏料杯与称重漏料杯封口之间为锥面密封连接;
穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过压电式送料机控制器的电压值、频率值进行调整;
穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过电磁铁的振动频率调整。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置的控制方法,包括如下步骤:
(a)根据系统需要分段设定压电式送料机控制器的电压值、频率值,以改变穿衣颗粒粗加系统的送料速度;
根据系统需要分段设定电磁铁的振动频率,以改变穿衣颗粒细加系统的送料速度;
(b)将设定数量的穿衣颗粒分别装入穿衣颗粒粗加系统的装料漏斗和穿衣颗粒细加系统的料舟内待用;
启动球形燃料元件芯球压制装置运行程序,对穿衣颗粒称重系统的称重漏料杯的重量清零;
(c)气动夹管阀的先导电磁阀失电打开气动夹管阀、穿衣颗粒粗加系统的压电式送料机得电振动,装料漏斗内的穿衣颗粒经倒料槽、过渡漏斗、气动夹管阀、下料管、穿衣颗粒漏斗落至称重漏料杯;
落入称重漏料杯内穿衣颗粒的重量达到预先设定值时,气动夹管阀的先导电磁阀得电关闭气动夹管阀、压电式送料机失电停止振动,穿衣颗粒流动的动力和通道被切断,穿衣颗粒不再继续落入称重漏料杯;
(d)穿衣颗粒细加系统的电磁铁得电振动,料舟内的穿衣颗粒落至称重漏料杯;
称重漏料杯内穿衣颗粒总重量达到球形燃料元件所需穿衣颗粒的预先设定重量时,电磁铁失电停止振动,穿衣颗粒流动的动力被切断,穿衣颗粒细加系统停止加料;
(e)当称重漏料杯内的穿衣颗粒需卸料时,卸料系统的卸料气缸组件伸出推动卸料轴,抬起称重漏料杯使称重漏料杯与称重漏料杯封口脱离,称重漏料杯内的穿衣颗粒卸下;
卸料系统的卸料气缸组件伸出后根据设定时间延时退回,卸料轴退回至原位,称重漏料杯与称重漏料杯封口闭合;
(f)①当粗加系统的装料漏斗内存在穿衣颗粒并且球形燃料元件芯球压制装置运行程序没有关停时,重复c、d、e步骤;
②当粗加系统的装料漏斗内无穿衣颗粒或球形燃料元件芯球压制装置运行程序关停时,不再重复c、d、e步骤,过程终止。
进一步的,如上所述的一种颗粒分配装置的使用方法,穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的数量采用程序控制,实时读取电子秤(12)的显示重量值与预先设定加入量进行比较,使加入量与设定加入量无限接近以提高加入量的精度。
本发明技术方案的有益效果在于:本发明采用穿衣颗粒分配装置对球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒进行系统控制其加入量及精度,保证了加入每个芯球内的穿衣颗粒重量误差≤±0.01克,减少了穿衣颗粒加入量超重报警和设备故障报警的频次,提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明一种高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒分配装置主视图。
图2为本发明一种高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒分配装置左视图。
图3为本发明一种高温气冷堆球形燃料元件芯球压制用穿衣颗粒分配装置俯视图。
图中:装料漏斗(1)、漏斗支撑螺栓(2)、漏斗螺母(3)、漏斗支耳(4)、倒料槽(5)、过渡漏斗(6)、过渡支架(7)、支架(8)、颗粒分配支架(9)、电磁铁(10)、料舟(11)、电子秤(12)、压电式送料机(13)、气动夹管阀(14)、下料管(15)、电子秤吊杆(16)、卸料气缸组件(17)、穿衣颗粒漏斗(18)、支撑杆(19)、称重漏料杯(20)、称重漏料杯封口(21)、卸料轴(22)、送料机螺母(23)、送料机螺栓(24)、送料机垫片(25)、送料机支耳(26)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
如图1-3所示,本发明一种颗粒分配装置,该装置包括穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统、穿衣颗粒称重系统、卸料系统;其中:
一、穿衣颗粒粗加系统包括装料漏斗1、漏斗支撑螺栓2、漏斗螺母3、漏斗支耳4、倒料槽5、过渡漏斗6、过渡支架7、支架8、压电式送料机13、气动夹管阀14、下料管15、送料机螺母23、送料机螺栓24、送料机垫片25、送料机支耳26;
其中,漏斗支耳4焊接在装料漏斗1上端的两个侧面上,漏斗支耳4通过支撑螺栓2、漏斗螺母3将装料漏斗1固定在过渡支架7上;
装料漏斗1的出料口对着倒料槽5的尾端;
倒料槽5连接在压电式送料机13上,压电式送料机13通过送料机螺母23、送料机螺栓24、送料机垫片25、送料机支耳26与支架8连接;
倒料槽5的出料口下方设置过渡漏斗6,过渡漏斗6与过渡支架7通过焊接连接;
过渡漏斗6的出料口与气动夹管阀14的进料口通过螺纹连接,过渡漏斗6与下料管15通过螺纹连接;下料管15的出料口与穿衣颗粒漏斗18通过螺纹连接,穿衣颗粒漏斗18的出料口对着称重漏料杯20;
过渡支架7与支架8连接;
支架8焊接在颗粒分配支架9上;
二、穿衣颗粒细加系统包括电磁铁10、料舟11;
其中,电磁铁10的外壳与料舟11焊接连接;
电磁铁10的外壳与颗粒分配支架9连接;
料舟11的底端开设小孔用来控制物料落出;
通过电磁铁10的振动使料舟11内的物料落入称重漏料杯20;
三、穿衣颗粒称重系统包括电子秤12、电子秤吊杆16、称重漏料杯20、称重漏料杯封口21;
称重漏料杯封口21串接在电子秤吊杆16上,称重漏料杯20与称重漏料杯封口21密封连接;
四、卸料系统包括卸料气缸组件17、支撑杆19、卸料轴22;
其中,卸料气缸组件17连接在颗粒分配支架9上;
卸料轴22的首端在卸料气缸组件17作用下运动,卸料轴22的中部与支撑杆19通过销轴连接,卸料轴22的尾端与称重漏料杯20连接;
卸料轴22在卸料气缸组件17作用下运动进而控制称重漏料杯20与称重漏料杯封口21之间的闭合和开启;
支撑杆19与颗粒分配支架9采用焊接连接。
在本实施例中,穿衣颗粒粗加系统采用重量控制;穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的数量采用过程量与目标量的实时比对;
穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度根据需要进行调节;
称重漏料杯20与称重漏料杯封口21之间为锥面密封连接;
穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过压电式送料机控制器13的电压值、频率值进行调整;
穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过电磁铁10的振动频率调整。
如上所述的一种穿衣颗粒分配装置的控制方法,包括如下步骤:
a根据系统需要分段设定压电式送料机控制器13的电压值、频率值,以改变穿衣颗粒粗加系统的送料速度;
根据系统需要分段设定电磁铁10的振动频率,以改变穿衣颗粒细加系统的送料速度;
b将设定数量的穿衣颗粒分别装入穿衣颗粒粗加系统的装料漏斗1和穿衣颗粒细加系统的料舟内待用;
启动球形燃料元件芯球压制装置运行程序,对穿衣颗粒称重系统的称重漏料杯20的重量清零;
c气动夹管阀14的先导电磁阀失电打开气动夹管阀14、穿衣颗粒粗加系统的压电式送料机13得电振动,装料漏斗1内的穿衣颗粒经倒料槽5、过渡漏斗6、气动夹管阀14、下料管15、穿衣颗粒漏斗18落至称重漏料杯20;
落入称重漏料杯20内穿衣颗粒的重量达到预先设定值时,气动夹管阀14的先导电磁阀得电关闭气动夹管阀14、压电式送料机13失电停止振动,穿衣颗粒流动的动力和通道被切断,穿衣颗粒不再继续落入称重漏料杯;
d穿衣颗粒细加系统的电磁铁10得电振动,料舟11内的穿衣颗粒落至称重漏料杯20;
称重漏料杯20内穿衣颗粒总重量达到球形燃料元件所需穿衣颗粒的预先设定重量时,电磁铁10失电停止振动,穿衣颗粒流动的动力被切断,穿衣颗粒细加系统停止加料;
e当称重漏料杯20内的穿衣颗粒需卸料时,卸料系统的卸料气缸组件17伸出推动卸料轴22,抬起称重漏料杯20使称重漏料杯20与称重漏料杯封口21脱离,称重漏料杯20内的穿衣颗粒卸下;
卸料系统的卸料气缸组件17伸出后根据设定时间延时退回,卸料轴22退回至原位,称重漏料杯20与称重漏料杯21封口闭合;
f①当粗加系统的装料漏斗1内存在穿衣颗粒并且球形燃料元件芯球压制装置运行程序没有关停时,重复c、d、e步骤;
②当粗加系统的装料漏斗1内无穿衣颗粒或球形燃料元件芯球压制装置运行程序关停时,不再重复c、d、e步骤,过程终止。
穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯20内穿衣颗粒的数量采用程序控制,实时读取电子秤12的显示重量值与预先设定加入量进行比较,使加入量与设定加入量无限接近以提高加入量的精度。

Claims (9)

1.一种颗粒分配装置,其特征在于:
该装置包括穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统、穿衣颗粒称重系统、卸料系统;其中:
一、穿衣颗粒粗加系统包括装料漏斗(1)、漏斗支撑螺栓(2)、漏斗螺母(3)、漏斗支耳(4)、倒料槽(5)、过渡漏斗(6)、过渡支架(7)、支架(8)、压电式送料机(13)、气动夹管阀(14)、下料管(15)、送料机螺母(23)、送料机螺栓(24)、送料机垫片(25)、送料机支耳(26);
其中,漏斗支耳(4)焊接在装料漏斗(1)上端的两个侧面上,漏斗支耳(4)通过支撑螺栓(2)、漏斗螺母(3)将装料漏斗(1)固定在过渡支架(7)上;
装料漏斗(1)的出料口对着倒料槽(5)的尾端;
倒料槽(5)连接在压电式送料机(13)上,压电式送料机(13)通过送料机螺母(23)、送料机螺栓(24)、送料机垫片(25)、送料机支耳(26)与支架(8)连接;
倒料槽(5)的出料口下方设置过渡漏斗(6),过渡漏斗(6)与过渡支架(7)通过焊接连接;
过渡漏斗(6)的出料口与气动夹管阀(14)的进料口通过螺纹连接,过渡漏斗(6)与下料管(15)通过螺纹连接;下料管(15)的出料口与穿衣颗粒漏斗(18)通过螺纹连接,穿衣颗粒漏斗(18)的出料口对着称重漏料杯(20);
过渡支架(7)与支架(8)连接;
支架(8)焊接在颗粒分配支架(9)上;
二、穿衣颗粒细加系统包括电磁铁(10)、料舟(11);
其中,电磁铁(10)的外壳与料舟(11)焊接连接;
电磁铁(10)的外壳与颗粒分配支架(9)连接;
料舟(11)的底端开设小孔用来控制物料落出;
通过电磁铁(10)的振动使料舟(11)内的物料落入称重漏料杯(20);
三、穿衣颗粒称重系统包括电子秤(12)、电子秤吊杆(16)、称重漏料杯(20)、称重漏料杯封口(21);
称重漏料杯封口(21)串接在电子秤吊杆(16)上,称重漏料杯(20)与称重漏料杯封口(21)密封连接;
四、卸料系统包括卸料气缸组件(17)、支撑杆(19)、卸料轴(22);
其中,卸料气缸组件(17)连接在颗粒分配支架(9)上;
卸料轴(22)的首端在卸料气缸组件(17)作用下运动,卸料轴(22)的中部与支撑杆19通过销轴连接,卸料轴(22)的尾端与称重漏料杯(20)连接;
卸料轴(22)在卸料气缸组件(17)作用下运动进而控制称重漏料杯(20)与称重漏料杯封口(21)之间的闭合和开启;
支撑杆(19)与颗粒分配支架(9)采用焊接连接。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒分配装置,其特征在于:穿衣颗粒粗加系统采用重量控制;穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的数量采用过程量与目标量的实时比对。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒分配装置,其特征在于:穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度根据需要进行调节。
4.如权利要求1所述的一种颗粒分配装置,其特征在于:称重漏料杯(20)与称重漏料杯封口(21)之间为锥面密封连接。
5.如权利要求1所述的一种颗粒分配装置,其特征在于:穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过压电式送料机控制器(13)的电压值、频率值进行调整。
6.如权利要求1所述的一种颗粒分配装置,其特征在于:穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过电磁铁(10)的振动频率调整。
7.如权利要求1所述的一种颗粒分配装置,其特征在于:穿衣颗粒粗加系统采用重量控制;穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的数量采用过程量与目标量的实时比对;
穿衣颗粒粗加系统、穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度根据需要进行调节;
称重漏料杯(20)与称重漏料杯封口(21)之间为锥面密封连接;
穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过压电式送料机控制器(13)的电压值、频率值进行调整;
穿衣颗粒细加系统加入称重漏料杯内穿衣颗粒的速度通过电磁铁(10)的振动频率调整。
8.如权利要求1~7所述的一种颗粒分配装置的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
(a)根据系统需要分段设定压电式送料机控制器(13)的电压值、频率值,以改变穿衣颗粒粗加系统的送料速度;
根据系统需要分段设定电磁铁(10)的振动频率,以改变穿衣颗粒细加系统的送料速度;
(b)将设定数量的穿衣颗粒分别装入穿衣颗粒粗加系统的装料漏斗(1)和穿衣颗粒细加系统的料舟内待用;
启动球形燃料元件芯球压制装置运行程序,对穿衣颗粒称重系统的称重漏料杯(20)的重量清零;
(c)气动夹管阀(14)的先导电磁阀失电打开气动夹管阀(14)、穿衣颗粒粗加系统的压电式送料机(13)得电振动,装料漏斗(1)内的穿衣颗粒经倒料槽(5)、过渡漏斗(6)、气动夹管阀(14)、下料管(15)、穿衣颗粒漏斗(18)落至称重漏料杯(20);
落入称重漏料杯(20)内穿衣颗粒的重量达到预先设定值时,气动夹管阀(14)的先导电磁阀得电关闭气动夹管阀(14)、压电式送料机(13)失电停止振动,穿衣颗粒流动的动力和通道被切断,穿衣颗粒不再继续落入称重漏料杯;
(d)穿衣颗粒细加系统的电磁铁(10)得电振动,料舟(11)内的穿衣颗粒落至称重漏料杯(20);
称重漏料杯(20)内穿衣颗粒总重量达到球形燃料元件所需穿衣颗粒的预先设定重量时,电磁铁(10)失电停止振动,穿衣颗粒流动的动力被切断,穿衣颗粒细加系统停止加料;
(e)当称重漏料杯(20)内的穿衣颗粒需卸料时,卸料系统的卸料气缸组件(17)伸出推动卸料轴(22),抬起称重漏料杯(20)使称重漏料杯(20)与称重漏料杯封口(21)脱离,称重漏料杯(20)内的穿衣颗粒卸下;
卸料系统的卸料气缸组件(17)伸出后根据设定时间延时退回,卸料轴(22)退回至原位,称重漏料杯(20)与称重漏料杯(21)封口闭合;
(f)①当粗加系统的装料漏斗(1)内存在穿衣颗粒并且球形燃料元件芯球压制装置运行程序没有关停时,重复c、d、e步骤;
②当粗加系统的装料漏斗(1)内无穿衣颗粒或球形燃料元件芯球压制装置运行程序关停时,不再重复c、d、e步骤,过程终止。
9.如权利要求8所述的一种颗粒分配装置的控制方法,其特征在于:穿衣颗粒粗加系统加入称重漏料杯(20)内穿衣颗粒的数量采用程序控制,实时读取电子秤(12)的显示重量值与预先设定加入量进行比较,使加入量与设定加入量无限接近以提高加入量的精度。
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