CN111921422A - 搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种搅拌装置，包括上料单元(1)和搅拌单元(2)，所述搅拌单元(2)包括料仓(21)、搅拌组件(22)以及搅拌驱动件(23)，还包括控制单元(X),所述控制单元(X)根据所述搅拌驱动件(23)的输入电流值或料仓(21)中料位信号发出指令，驱动上料单元(1)运转向搅拌单元(2)送料，或发出指令关闭上料单元(1)停止向搅拌单元(2)供料。本发明中利用控制单元来检测搅拌单元中电机的电流或者物料料位，并根据检测结果控制上料单元的启停，从而保证搅拌的连续性。

Description

搅拌装置

技术领域

本发明涉及搅拌装置领域，尤其涉及一种包括上料单元和具有料仓、搅拌组件以及搅拌驱动件的搅拌单元的搅拌装置。

背景技术

目前具备冷却功能的搅拌装置中，通常使用液氮在预冷仓中原料进行冷却，使用搅拌器保证预冷效果的均匀，使用垂直上料机给预冷仓上料；启动搅拌后预冷仓中如果进料太多就会导致搅拌驱动件高负荷跳闸，进料少预冷效果又达不到；最终导致搅拌器不能连续运行的问题，因此，需要对现有的搅拌装置进行改进，达到均匀预冷原料效果，搅拌机也可以连续运转的目的。之前搅拌器在过载时基本上处于停用状态，使用预冷仓下面的夹套螺旋给原料预冷，从预冷仓顶人孔或使用垂直上料机给预冷仓加料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在实现均匀预冷原料的前提下能够在料仓中对原料进行不间断连续搅拌的搅拌装置。

为实现上述目的，本发明提供一种搅拌装置，包括上料单元和搅拌单元，所述搅拌单元包括料仓、搅拌组件以及搅拌驱动件，还包括控制单元，所述控制单元根据所述搅拌驱动件的输入电流值或料仓中料位信号发出指令，驱动上料单元运转向搅拌单元送料，或发出指令关闭上料单元停止向搅拌单元供料。

根据本发明的一个方面，当所述控制单元根据所述搅拌驱动件的输入电流值控制所述上料单元时，所述控制单元包括带节点的电流记录仪和电流变送器；当所述控制单元根据所述料仓中料位信号控制所述上料单元时，所述控制单元包括控制器和设置于所述料仓中的料位传感器。

根据本发明的一个方面，当所述搅拌驱动件的输入电流大于额定输入电流的设定上限比例值时，所述控制单元发出指令，关闭所述上料单元；当所述搅拌驱动件的输入电流小于额定输入电流的设定下限比例值时，所述控制单元发出指令，驱动上料单元。

根据本发明的一个方面，当所述搅拌驱动件的输入电流大于额定输入电流的69％-80％时，所述控制单元发出指令，关闭所述上料单元；当所述搅拌驱动件的输入电流小于额定输入电流的43％-55％时，所述控制单元发出指令，驱动上料单元。

根据本发明的一个方面，当所述料仓中的物料达到料仓容积的设定上限比例值时，所述控制单元根据所述料位传感器的信号发出指令，关闭所述上料单元；当所述料仓中的物料达到料仓容积的设定下限比例值时，所述控制单元根据所述料位传感器的信号发出指令，驱动所述上料单元运转。

根据本发明的一个方面，当所述料仓中的物料达到料仓容积55％-65％时，所述控制单元根据所述料位传感器的信号发出指令，关闭所述上料单元；当所述料仓中的物料达到料仓容积35％-45％时，所述控制单元根据所述料位传感器的信号发出指令，驱动所述上料单元运转。

根据本发明的一个方面，所述料位传感器包括上料位开关和下料位开关。

根据本发明的一个方面，所述料位传感器包括料位计。

根据本发明的一个方面，所述控制器为PLC控制器。

根据本发明的一个方面，所述料仓的输出端设有冷却介质入口，所述料仓为锥形，其直径较小一端为输出端。

根据本发明的一个方面，还包括与所述搅拌单元的输出端连接的输送单元，所述输送单元包括输送结构以及与所述输送结构连接的输送驱动件。

根据本发明的一个方面，所述输送单元为夹套螺旋输送机。

为实现本发明的目的，合理的能耗是搅拌装置连续运转的必要前提条件。当料仓中料位过低而搅拌装置依然连续搅拌时，一方面有可能由于料位过低，尤其是低于液氮出口时会出现液氮外溢而造成对环境的污染以及对操作人员的伤害外，还会无功地消耗能源；而另一方面，当料仓中料位过高时，会导致设备因超载运行而损坏，并且会使直接预冷效果变劣，最终导致产成品品质降低。根据本发明，当搅拌驱动件的输入电流达到其额定输入电流的69％-80％时，原料在料仓中得到充分的预冷，实现必须的预冷效果，保证了产成品的质量；当搅拌驱动件的输入电流达到其额定输入电流的43％-55％时，料仓中的原料接近液氮出口的位置，继续搅拌时，由于原料太少，搅拌效率下降，无用功耗增加，导致产品生产成本增加的同时还有液氮外泄的风险。因此，为了提高效率、合理利用能源、有效控制产品质量和控制环境风险，本发明根据搅拌装置中的搅拌驱动件的输入电流控制上料单元的运转与关闭。根据本发明，当搅拌驱动件的输入电流超过其额定输入电流的90％时，会出现明显的电流波动以及设备发热过载，但超过69％-80％时设备发生电流波动或因发热过载而导致停车的可能性明显增加。而当搅拌驱动件的输入电流小于其额定输入电流的43％-55％时，产量明显下降，同时伴随着液氮外泄的风险明显增加。另外，将电流上限设为69％-80％以及下节点设为43％-55％的方式也使得上下节点的间距不会因过近而导致电机频繁启停，从而进一步提高搅拌的连续性。因此，根据本发明，当搅拌驱动件的输入电流达到其额定输入电流的69％-80％时，控制单元控制上料单元停止运行，停止向料仓继续供料。由此，有效避免搅拌驱动件过载运行的风险，进一步避免了因过载而导致的停机检修等损失。同时，当搅拌驱动件的输入电流小于其额定输入电流的43％-55％时，控制单元控制上料单元启动，向料仓供料。

通过监视搅拌驱动件输入电流的变化并根据输入电流变化的上限和下限控制上料单元的供料与停止供料，实现了根据本发明的搅拌装置的连续不间断地运行。在搅拌装置连续运行的同时，根据优化设计的额定输入电流的上下限，控制供料与停止供料。由此，不但无需人工观察料仓中料位变化，并依据料位变化进行供料和停止供料的操作，对低料位的合理设定----根据本发明低料位对应着搅拌驱动件额定输入电流的43％-55％----有效保证产成品质量的优良品率，同时对高料位的合理设定----根据本发明高料位对应着搅拌驱动件额定输入电流的69％-80％----也有效避免因过载导致停工检修所造成的损失。

为实现本发明的目的，根据本发明的构思，也可以利用料位传感器检测料仓中的物料料位，控制料仓中物料在合适范围，防止料仓物料加入过多或过低而导致的上述搅拌过载或空载问题，并根据料位传感器的信号控制上料单元的运转或关停。由此实现的效果与检测电流的相同。

根据本发明的一个方案，料仓下端设有冷却介质入口，从此处可通入冷却介质，从而在搅拌过程中对物料冷却。而输送单元为封闭式的螺旋输送机，从而满足保温运输的需求。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的搅拌装置的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员而言，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。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所述的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的搅拌装置的结构图。如图1所示，本发明的搅拌装置包括上料单元1、搅拌单元2和输送单元3。其中，上料单元1为垂直上料机，其通过自带的振动电机D驱动物料螺旋上升。根据此原理，也可选用垂直螺旋轴作为上料单元1应用到本发明中。而搅拌单元2包括料仓21、搅拌组件22以及搅拌驱动件23。其中，搅拌组件22包括搅拌轴221以及搅拌桨222，搅拌桨222间隔设置在搅拌轴221上。在本实施方式中，搅拌驱动件23为电机，其连接在搅拌轴221上端，用于驱动其旋转。料仓21整体为锥形，锥底朝上，将搅拌组件22整体包围在其中。如此搅拌驱动件23运转可以带动搅拌组件22将料仓21内的物料搅拌均匀。本发明中，料仓21下端设有冷却介质入口211。而如图1所示，可在冷却介质入口211处外接冷却介质进料管A，从而可向料仓21中加入冷却介质，使得料仓21具备物料预冷的功能，例如可以在PVA原料冷却时使用本装置。其中，从冷却介质入口211处通入的冷却介质可以为液氮，其在通入料仓21中后通过搅拌单元2的搅拌得以分布均匀，实现使物料均匀预冷的效果。

如图1可知，输送单元3位于料仓21底部，与其出口相连，用于接受从其中输出的预冷后的物料并向前运送。输送单元3包括输送结构31以及连接在输送结构31左端的输送驱动件32。输送结构31为带有封闭式壳体的螺旋结构，而输送驱动件32则为电机，用于驱动螺旋结构运转从而带动物料向右移动。由此，在料仓21中经过预冷的物料从封闭式的输送单元3中被向右运送，从而实现保温的功能。而根据此构思，可以直接使用夹套螺旋输送机作为输送单元3使用。物料从输送单元3中被向右输送至粉碎机E进行粉碎处理，完成其在本发明的搅拌装置工位的流转。

本发明中还设置了控制单元X，用于检测搅拌单元2的相关参数，以及根据所检测的参数控制上料单元1的启停。而本发明中，针对于搅拌单元2所检测的参数分别可以为搅拌驱动单元2的输入电流或表征料仓21中原料多少的料位。在检测电流的方式中，控制单元X包括电流记录仪Y和电流变送器Z。其中，电流记录仪Y带有节点，其在本发明中与搅拌驱动件23相连。而电流变速器分别连接电流记录仪Y以及上料单元1中的振动电机D。如此，电流记录仪Y检测搅拌驱动件23的电流值，根据其工作原理可知，当搅拌组件22的负载增高时(即料仓21中的物料增多时)，搅拌驱动件23的电流也会随之提高。而电流过高时电机就会出现过载导致其停转，从而造成搅拌中断。而由于本发明设置了带有节点的电流记录仪Y，因此其检测的电流值超过其上节点时，电流变送器Z控制上料单元1的振动电机D停止运转，即停止上料。上料停止后，搅拌并不停止，且料仓21中的物料依然持续的从底部被输送单元3送出。随着料仓21中的物料的减少，搅拌组件22的负载也随之减小，因此搅拌驱动件23的电流也会逐渐减小。在电流记录仪Y中的电流检测值也随之下降，当电流下降至电流记录仪Y的下节点时，电流变送器Z再控制上料单元1的振动电机D重新启动，即重新开始上料。

在检测料位的方式中，控制单元X包括料位传感器，而本发明的料位传感器具有两种实施方式，均为用于检测料仓21中的物料高度的器件。第一种实施方式中，料位传感器包括上料位开关和下料位开关。这一实施方式中，上料位开关和下料位开关分别设置在料仓21中C、B两处，从而限定停止进料的料位上限位置，以及重新上料的料位下限位置。第二种实施方式中，料位传感器包括料位计，这种实施方式无需考虑其在料仓21内的设置位置，只需相应设定其检测区域即可。在检测料位的方式中，控制单元X还包括了控制器来控制上料单元1的启停，本实施方式中的控制器为PLC控制器。如此，当料仓21中的物料超过料位检测上限位置(即C位置)后，则PLC控制上料单元1的振动电机D停止运转，上料过程也随之停止。同样，停止上料后，搅拌工作不停止，且料仓21中剩余的物料会逐渐被输送单元3送出，此时料仓21中的料位高度会逐渐下降，当其下降当料位检测下限位置(即B位置)时，PLC控制振动电机D重启，即重新开始上料。

实际上，上述料位检测与电流检测的构思相似，均为了避免负载(即物料)过高导致搅拌驱动件过载而停转。因此，在设置电流记录仪Y的电流节点或是料位传感器的上、下限检测位置时，均应根据实际使用的搅拌用驱动件23和料仓21进行设计。既要保证物料到达上限位置(或电流增长到上节点)时不会出现电机过载或物料溢出料仓21；还应避免物料下降至下限位置(或电流下降至下节点)时出现冷却介质溢出的情况(又能达到预冷效果)。具体上下节点电流值的设置方式为：本实施方式中的料仓21搅拌使用5.5kw电机，额定电流：11.6A。首先，料仓21里无物料时的空载状态下的电流表显示电流值为3.2A。开始供料，当物料达到料仓21的90％以上时，电流超过额定电流，电机过载跳停，因此在带节点的电流记录仪Y上设定一个电流上限8A。当搅拌器电流达到8A时，料仓21内物料正好覆盖搅拌器最上层的搅拌桨，与此同时电流记录仪Y中的节点会输出停机信号，电流变送器Z指示上料单元1停机。而后启动输送单元3将物料逐渐送出，需要再设定一个用于开机的下限电流5A。当物料不断的从夹套螺旋送出后，料仓21内物料逐渐减少，大约到达料仓21的1/3时位置时，电流记录仪Y显示的电流到达5A。此时带节点的电流记录仪Y会输出一个开机信号，通过电流变送器Z指示上料单元1开机。如此循环，电机不会超过正常使用范围，也不会因高温或高负荷等异常情况停止运行，稳定了搅拌器的运行和原料的冷却。

本研究发现，搅拌器在工作时，料仓21内的物料量与搅拌驱动件23的电流之间存在明确的对应关系。具体的，当料仓21内的物料达到料仓21容积的55％-65％时,搅拌驱动件23的电流达到额定电流的69％-80％；而当料仓21内物料达到料仓21容积的35％-45％时,搅拌驱动件23的电流达到额定电流的43％-55％。因此在本发明中，带节点的电流记录仪Y的上节点为搅拌驱动件23额定电流的69％-80％，下节点为搅拌驱动件23额定电流的43％-55％。而将料位传感器的料位检测上限设为料仓21容量的55％-65％，下限设为料仓21容量的35％-45％。而相比而言，电流检测的方式所应用的部件较为简单，成本也较低，调试程序也较少，运作较为稳定。料位检测的方式直接限制料仓21中的料位，因此可以更精确地限制料位上下限位置，从而更有效的避免物料或冷却介质的溢出。

以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种搅拌装置，包括上料单元(1)和搅拌单元(2)，所述搅拌单元(2)包括料仓(21)、搅拌组件(22)以及搅拌驱动件(23)，其特征在于，还包括控制单元(X),所述控制单元(X)根据所述搅拌驱动件(23)的输入电流值或料仓(21)中料位信号发出指令，驱动上料单元(1)运转向搅拌单元(2)送料，或发出指令关闭上料单元(1)停止向搅拌单元(2)供料。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，当所述控制单元(X)根据所述搅拌驱动件(23)的输入电流值控制所述上料单元(1)时，所述控制单元(X)包括带节点的电流记录仪(Y)和电流变送器(Z)；当所述控制单元(X)根据所述料仓(21)中料位信号控制所述上料单元(1)时，所述控制单元(X)包括控制器和设置于所述料仓(21)中的料位传感器。

3.根据权利要求1或2所述的搅拌装置，其特征在于，当所述搅拌驱动件(23)的输入电流大于额定输入电流的设定上限比例值时，所述控制单元(X)发出指令，关闭所述上料单元(1)；当所述搅拌驱动件(23)的输入电流小于额定输入电流的设定下限比例值时，所述控制单元(X)发出指令，驱动上料单元(1)。

4.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于，所述设定上限比例值为69％～80％，所述设定下限比例值为43％～55％。

5.根据权利要求1或2所述的搅拌装置，其特征在于，当所述料仓(21)中的物料达到料仓(21)容积设定上限比例值时，所述控制单元(X)根据所述料位传感器的信号发出指令，关闭所述上料单元(1)；当所述料仓(21)中的物料达到料仓(21)容积设定下限比例值时，所述控制单元(X)根据所述料位传感器的信号发出指令，驱动所述上料单元(1)运转。

6.根据权利要求5所述的搅拌装置，其特征在于，所述设定上限比例值为55％～65％，所述设定下限比例值为35％～45％。

7.根据权利要求5所述的搅拌装置，其特征在于，所述料位传感器包括上料位开关和下料位开关。

8.根据权利要求5所述的搅拌装置，其特征在于，所述料位传感器包括料位计。

9.根据权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。

10.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述料仓(21)的输出端设有冷却介质入口(211)，所述料仓(21)为锥形，其直径较小一端为输出端。

11.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，还包括与所述搅拌单元(2)的输出端连接的输送单元(3)，所述输送单元(3)包括输送结构(31)以及与所述输送结构(31)连接的输送驱动件(32)。

12.根据权利要求11所述的搅拌装置，其特征在于，所述输送单元(3)为夹套螺旋输送机。

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