CN117682744A - 一种加料量控制方法、系统及加料机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加料量控制方法，应用于玻璃窑炉的加料机，该加料量控制方法包括：根据采样频率，确定在所对应的采样周期内，玻璃窑炉所产生的出料量；其中，出料量包括引出量、溢流量、以及卸料量；根据得玻率以及出料量，确定目标加料量；以及控制加料机向玻璃窑炉内加料至目标加料量。本发明实施例提供的加料量控制方法，根据出料量控制加料量；可以精确控制加料量，数据误差小，从而保证窑炉可以稳定熔制物料，同时可以根据实际生产需求，灵活调整采样频率和得玻率，适用于多种作业场景。

Description

一种加料量控制方法、系统及加料机

技术领域

本发明涉及玻璃制造技术领域，尤其涉及一种加料量控制方法、系统及加料机。

背景技术

在现有的玻璃生产线中，通常使用多组加料机同时向玻璃窑炉中进行注料，每组加料机包括一个一级加料机和一个二级加料机，其中，一级加料机用于控制加料量，二级加料机用于将一级加料机注入的物料通过螺旋推入玻璃窑炉。加料机在进行生产工作时，采用一级加料机定加料量、二级加料机与液位计联动变频控制模式。而二级加料机与液位计联动变频控制模式，主要根据液位计采集的液位变化数据匹配加料量，在出料量出现较大波动变化时，液位计难以平衡导致所采集的液位数据误差大，而且存在一定数据延迟，使最终确定的加料量准确度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种加料量控制方法、系统及加料机，该加料量控制方法以出料量控制窑炉加料量，可以解决因液位计控制加料量所导致的数据延迟、加料量准确度低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种加料量控制方法，应用于玻璃窑炉的加料机，该加料量控制方法包括：

根据采样频率，确定在所对应的采样周期内，玻璃窑炉所产生的出料量；其中，出料量包括引出量、溢流量、以及卸料量；

根据得玻率以及出料量，确定目标加料量；以及

控制加料机向玻璃窑炉内加料至目标加料量。

在一些实施例中，加料机包括一级加料机以及二级加料机；

一级加料机用于测定实际加料量，二级加料机用于将一级加料机注入的物料通过螺旋推入玻璃窑炉；

该加料量控制方法还包括：

根据一级加料机测定的实际加料量，控制一级加料机加料至目标加料量；

根据二级加料机的料仓内的料位计测定的料位高度，控制二级加料机的加料速度，以使料位高度恢复至预设阈值。

在一些实施例中，根据一级加料机测定的实际加料量控制一级加料机加料至目标加料量包括：

根据采样频率对一级加料机料仓内的物料进行测重；根据相邻两次测得的物料重量差值，确定所对应的采样周期内的实际加料量。

在一些实施例中，引出量是根据以下公式确定的：

其中，w表示引出量，R表示玻璃窑炉所拉出的玻璃管的外直径，r表示玻璃管内直径，l表示拉管长度，ρ表示玻璃管密度。

在一些实施例中，目标加料量是根据以下公式确定的：

w₄＝(w₁+w₂+w₃)/p

其中，w₄表示目标加料量，w₁表示引出量，w₂表示溢流量，w₃表示卸料量，p表示预设得玻率。

本发明实施例第二方面提供一种加料量控制系统，应用于玻璃窑炉的加料机，该加料量控制系统包括：

加料机、存储器以及处理器，处理器被配置为执行该加料量控制方法。

在一些实施例中，加料机包括一级加料机以及二级加料机；

一级加料机用于测定实际加料量，二级加料机用于将一级加料机注入的物料通过螺旋推入玻璃窑炉；

处理器用于根据一级加料机测定的实际加料量，控制一级加料机加料至目标加料量；

处理器用于根据二级加料机的料仓内的料位计测定的料位高度，控制二级加料机的加料速度，以使料位高度恢复至预设阈值。

在一些实施例中，处理器包括PID控制器。

在一些实施例中，当需要多台加料机同时加料时，处理器用于根据各加料机的预设加料比例，控制各加料机按照预设加料比例进行加料。

本发明实施例第三方面提供一种加料机，该加料机应用该加料量控制系统。

通过上述技术方案，本发明实施例提供的加料量控制方法，首先按照采样频率，确定对应的采样周期内，玻璃窑炉的出料量；再根据出料量以及得玻率确定目标加料量，最后控制加料机向玻璃窑炉内加料至目标加料量。

可以精确控制加料量，数据误差小，从而保证窑炉可以稳定熔制物料，同时可以根据实际生产需求，灵活调整采样频率和得玻率，适用于多种作业场景。

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，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明实施例公开的加料量控制系统结构示意图；

图2是本发明实施例公开的加料机的结构示意图；

图3是本发明实施例公开的溢流和卸料量测量装置的结构示意图；

图4是本发明实施例公开的加料量控制方法流程图。

附图标记说明

1、玻璃窑炉

2、一级加料机料仓

3、一级加料机螺旋

4、二级加料机料仓

5、二级加料机螺旋

6、料位计

7、拉力传感器

8、处理器

9、接料斗挡板

10、转动挡板

11、冷却水接口

12、接料斗

13、热风机

14、传送装置

15、控制器

16、传感器连接杆

17、碎玻璃斗

18、传感器

19、碎玻璃秤

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，本发明可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本发明提供这些实施例是为了使本发明透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。应注意到：除非另外具体说明，这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是大于或等于两个；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系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，因此不能理解为对本发明的限制。当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

此外，本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。

本发明使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本发明实施例提供了一种加料量控制系统，该加料量控制系统应用于玻璃窑炉的加料机。图1是本发明实施例公开的加料量控制系统结构示意图，如图1所示，该加料量控制系统包括加料模块、引出量测量模块、溢流和卸料量测量模块、以及中心控制模块。

其中，加料模块用于调节加料量；引出量测量模块用于自动测量计算玻璃拉管引出量；溢流和卸料量测量模块用于实时自动测量溢流量、卸料量；中心控制模块用于整合加料量、引出量、溢流量、以及卸料量数据并根据总料量的大小自动调控加料量，以及进行加料量分布调整和控制。

需要说明的是，玻璃窑炉在熔制所注入的玻璃物料后，会产生分层玻璃液。其中，中层玻璃液为引出量，中层玻璃液分布均匀，可以作为拉玻璃管的材料直接使用；上层玻璃液为溢流量，密度小，而且内部含有碎玻璃，不能直接使用；下层玻璃液为卸料量，密度大，而且内部含有碎玻璃，不能直接使用。

加料模块，包括一级加料机和二级加料机，用于调节加料量。图2是本发明实施例公开的加料机的结构示意图，结合图2对加料模块的处理过程进行具体说明。

如图2所示，该加料机包括一级加料机料仓2、一级加料机螺旋3、二级加料机料仓4、二级加料机螺旋5、料位计6、以及拉力传感器7。

其中，一级加料机料仓整体由拉力传感器牵引悬空，物料注入一级加料机料仓后，一级加料机料仓上方的拉力传感器实时传输物料的重量数据信号数据至加料模块，一级加料机螺旋轴转动使料仓中的物料流入二级加料机料仓，一级加料机与二级加料机之间用软连接相连。一级加料机每隔固定时间统计一次料仓内的物料重量，并将物料重量数据传输至加料模块。加料模块通过相邻两次统计的物料的重量差值得出该时间段对应的加料量，并将所统计的加料量传输至中心控制模块。

二级加料机用于将承接自一级加料机的物料通过螺旋推入玻璃窑炉1中进行熔化。二级加料机料仓设置有料位计，料位计的探针可以上下往复运动并持续震动，当触碰到物料时震动受阻，料位计的探针将信号传递至加料模块，加料模块指令探针向上运动，并记录当前探针位置进而获取料位高度数据，加料模块可以预先设置标准料位高度，当料位高于或者低于预设标准料位高度时，加料模块指令二级加料机调整加料频率使料位高度恢复至预设标准料位高度，从而保证一级加料机与二级加料机完全同步，一级加料机计算出的加料量与二级加料机的实际加料量完全吻合。

加料模块负责控制加料、整合一级加料机和二级加料机数据、以及分配各加料机加料分布。

具体地，加料模块可以设定一级加料机加料量计算周期，并输出当前加料量实际值，当二级加料机料位计反馈的料位数据偏离设定值的标准料位高度后，加料模块则调整二级加料机的加料频率，使二级加料机料仓的料位高度恢复至预设标准料位高度。加料模块还可以设定每台二级加料机的加料系数，当加料量因为出料量变化而自动调整时，每台加料机可按固定比例增加或减少加料系数，方便稳定窑炉料堆。

需要说明的是，如果有多台加料机同时加料时，加料模块可以设定各加料机的加料占比，当总加料量需要升高或者降低时，各加料机按照设定的比例变化，保证料山稳定。

引出量测量模块，包括引出量测量系统，用于根据玻管尺寸检测系统所检测的玻璃尺寸数据计算引出量。玻管尺寸检测系统可以实时输出的外直径、壁厚数据，引出量测量系统根据外直径、壁厚数据实时计算引出量，并将计算出的引出量数据传输至中心控制模块进一步处理。

溢流和卸料量测量模块，包括溢流和卸料量测量装置，用于自动监测溢流量、卸料量大小，按照设定的测量时间接料、称重并计算当前溢流、卸料量大小，经计算的数据传输至中心控制模块进行处理。

图3是本发明实施例公开的溢流和卸料量测量装置的结构示意图，结合图3对溢流量、卸料量的数据采集过程进行具体说明。

如图3所示，该溢流和卸料量测量装置包括：接料斗挡板9、转动挡板10、冷却水接口11、接料斗12、热风机13、传送装置14、控制器15、传感器连接杆16、碎玻璃斗17、传感器18、以及碎玻璃秤19。

其中，接料斗12，主要用于承接溢流玻璃液和卸料玻璃液。接料斗由前后两个接料斗挡板9，以及两个转动挡板10构成封闭的接料空间。冷却水接口11，设置在接料斗挡板9的底部，该冷却水接口接有冷却水，用于冷却承接的玻璃液。控制器15，用于控制转动挡板10按照固定时间间隔分别由外向内转动1次，一方面可以排出承接的玻璃液，一方面可以使转动挡板10在转动时，形成新的接料空间，继续接料。排出的玻璃掉落到传动装置14上，传送装置14的传送带由多孔的网状材料制成，一方面用于承接玻璃液，一方面用于分离冷却水。传送装置14上的冷却玻璃被运输至碎玻璃秤19上。热风机13用于在传送期间烘干碎玻璃，烘干后的碎玻璃全部输送到碎玻璃秤19上，经传感器连接杆16将所测定的重量数据首先传递至传感器18上，再传送至控制器15，形成溢流量、卸料量数据。碎玻璃称重完成后，碎玻璃秤19自动打开，将碎玻璃排放至碎玻璃斗17内进行收集。

中心控制模块，用于将加料模块、引出量测量模块、以及溢流和卸料量测量模块传输的料量信息整合。中心控制模块可设置目标出料量，当实际出料量与目标出料量存在偏差时，根据偏低或偏高情况降低或升高开度传送至加料控制模块，控制加料量。在一些实施例中，中心控制模块以及加料模块包括PID控制器，通过PID控制器实时控制计算，将加料量和出料量有效结合，进行联动控制。

在一些实施例中，当需要多台加料机同时加料时，处理器用于根据各加料机的预设加料比例，控制各加料机按照预设加料比例进行加料。

需要说明的是，该加料量控制系统结构简单，一方面易于自动控制和管理，另一方面易于与多组加料机集成部署，适用于处理大批量物料的作业场景。

本发明实施例还提供一种加料量控制方法，该加料量控制方法应用该加料量控制系统。

图4是本发明实施例公开的加料量控制方法流程图，如图4所示，该加料量控制方法包括：

S101、根据采样频率，确定在所对应的采样周期内，玻璃窑炉所产生的出料量；

其中，出料量包括引出量、溢流量、以及卸料量；采样频率优选为每5分钟对出料量采样一次。

在一些实施例中，直接使用引出量拉出玻璃管，引出量可以根据以下公式确定：

其中，w表示引出量，R表示玻璃窑炉所拉出的玻璃管的外直径，r表示玻璃管内直径，l表示拉管长度，ρ表示玻璃管密度。

需要说明的是，玻璃管外直径、内直径的实时尺寸数据可以通过玻管检测仪或者壁厚检测仪测量得到，拉管长度可以根据玻管速度确定。

S102、根据得玻率以及出料量，确定目标加料量；

在一些实施例中，目标加料量是根据以下公式确定的：

w₄＝(w₁+w₂+w₃)/p

其中，w₄表示目标加料量，w₁表示引出量，w₂表示溢流量，w₃表示卸料量，p表示预设得玻率。

S103、控制加料机向玻璃窑炉内加料至目标加料量。

需要说明的是，加料机包括一级加料机以及二级加料机；

其中一级加料机用于测定实际加料量，二级加料机用于将一级加料机注入的物料通过螺旋推入玻璃窑炉；

具体地，一级加料机上方设置有拉力传感器，可以对料仓内的物料进行称重，二级加料机的螺旋可以自转，以将二级加料机料仓内的物料推送入玻璃窑炉。

在一些实施例中，该加料量控制方法还包括：

根据一级加料机测定的实际加料量，控制一级加料机加料至目标加料量；具体地，根据采样频率对一级加料机料仓内的物料进行测重；根据相邻两次测得的物料重量差值，确定所对应的采样周期内的实际加料量。

根据二级加料机的料仓内的料位计测定的料位高度，控制二级加料机的加料速度，以使料位高度恢复至预设阈值。

具体地，料位计是一种探针式料位计，运行时不断上下往复运动。当探针下行至与料仓内配合料接触时阻力变大，当阻力到达一定值时认为接触到配合料，此时料位计记录探针的相对位置，即料位高度，同时探针向上运动回到起点。

二级加料机内的料位计用作监测二级加料机料仓内的物料高度，当所测的料位高于或低于预设阈值时，控制调整二级加料机的加料速度以使二级料仓内的料位高度恢复预设阈值，从而保证二级加料机料仓内的物料余量始终一致。

需要说明的是，出料量的采样频率、得玻率可以根据实际生产需求灵活调整，比如考虑物料规模、加料机台数、窑炉加热效率等因素进行设置。根据出料量确定加料量的控制方法，所确定的加料量数据更为精确，避免窑炉内的料堆不稳，从而保证窑炉可以稳定熔制物料。

至此，已经详细描述了本发明的各实施例。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。

Claims (10)

1.一种加料量控制方法，应用于玻璃窑炉的加料机，其特征在于，所述加料量控制方法包括：

根据采样频率，确定在所对应的采样周期内，玻璃窑炉所产生的出料量；其中，所述出料量包括引出量、溢流量、以及卸料量；

根据得玻率以及所述出料量，确定目标加料量；以及

控制加料机向玻璃窑炉内加料至所述目标加料量。

2.根据权利要求1所述的加料量控制方法，其特征在于，

所述加料机包括一级加料机以及二级加料机；

所述一级加料机用于测定实际加料量，所述二级加料机用于将一级加料机注入的物料通过螺旋推入玻璃窑炉；

所述加料量控制方法还包括：

根据一级加料机测定的实际加料量，控制一级加料机加料至目标加料量；

根据二级加料机的料仓内的料位计测定的料位高度，控制二级加料机的加料速度，以使所述料位高度恢复至预设阈值。

3.根据权利要求2所述的加料量控制方法，其特征在于，所述根据一级加料机测定的实际加料量控制一级加料机加料至目标加料量包括：

根据采样频率对一级加料机料仓内的物料进行测重；根据相邻两次测得的物料重量差值，确定所对应的采样周期内的实际加料量。

4.根据权利要求1所述的加料量控制方法，其特征在于，所述引出量是根据以下公式确定的：

其中，w表示引出量，R表示玻璃窑炉所拉出的玻璃管的外直径，r表示玻璃管内直径，l表示拉管长度，ρ表示玻璃管密度。

5.根据权利要求1所述的加料量控制方法，其特征在于，所述目标加料量是根据以下公式确定的：

w₄＝(w₁+w₂+w₃)/p

其中，w₄表示目标加料量，w₁表示引出量，w₂表示溢流量，w₃表示卸料量，p表示预设得玻率。

6.一种加料量控制系统，应用于玻璃窑炉的加料机，其特征在于，所述加料量控制系统包括：

加料机、存储器以及处理器，该处理器被配置为执行如权利要求1至5所述的加料量控制方法。

7.根据权利要求6所述的加料量控制系统，其特征在于，

所述加料机包括一级加料机以及二级加料机；

所述一级加料机用于测定实际加料量，所述二级加料机用于将一级加料机注入的物料通过螺旋推入玻璃窑炉；

所述处理器用于根据一级加料机测定的实际加料量，控制一级加料机加料至目标加料量；

所述处理器用于根据二级加料机的料仓内的料位计测定的料位高度，控制二级加料机的加料速度，以使所述料位高度恢复至预设阈值。

8.根据权利要求6所述的加料量控制系统，其特征在于，所述处理器包括PID控制器。

9.根据权利要求6所述的加料量控制系统，其特征在于，当需要多台加料机同时加料时，所述处理器用于根据各加料机的预设加料比例，控制各加料机按照预设加料比例进行加料。

10.一种加料机，其特征在于，所述加料机应用如权利要求6至9任意一项所述的加料量控制系统。