CN210071081U - 一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种迴转筒体的固态物料在线实时称重系统。本系统为支撑式迴转滚筒型设备的智能配套设施，系统主要构成：数据采集系统包括支反力传感器，转速传感器，拉力传感器或功率传感器或转矩传感器等，称重支撑组件包括托轮，托轮支架，信号变送器，数据线缆，智能处理系统等五部分构成；其中托轮或托轮支架中集成了数据采集系统中的支反力传感器SF，用于连续测量该传感器所处位置的受力信息，智能处理系统内嵌专用软件进行数据处理。本实用新型填补了行业空白，可实时动态监测迴转筒体内物料量，监测迴转筒体运行状态。

Description

一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统

技术领域

本实用新型属于智能监控技术领域，具体涉及一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统。

背景技术

廻转滚筒型设备的智能化配套系统，适用于链条和齿轮传动的迴转滚筒型固体物料轴向输送设备、迴转滚筒型换热设备、迴转滚筒型干燥设备、迴转滚筒型分离设备以及迴转滚筒型炉窑等，适用于水平或倾斜布置的支撑式迴转筒体，可广泛应用于石化、冶炼、火电、钢铁、煤化工等行业。

迴转滚筒作为固体物料流转的关键设备，其筒体内物料量与前端装置运行状态息息相关；实现对迴转滚筒内物料的准确计量能够为系统稳定高效和安全运行提供可靠的数据支撑。

目前迴转滚筒型设备的轴向物料输送准确连续在线计量属行业空白，不利于系统的精准运行，亦不利于系统综合能耗分析。迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统可以填补行业空白，为系统自动化、智能化运行提供基础性数据支持；同时兼具迴转滚筒设备运行状态监控，分析等功能。

因此，需要提供一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，用于解决现有技术中迴转滚筒型设备的轴向物料输送准确连续在线计量属行业空白，不利于系统的精准运行，亦不利于系统综合能耗分析的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，包括数据采集系统和智能处理系统；所述数据采集系统包括压力传感器、转速传感器、转矩传感器、第一信号变送器、第二信号变送器和第三信号变送器；其中，所述压力传感器用于检测迴转滚筒的压力；所述转速传感器用于检测迴转滚筒的转速；所述转矩传感器用于检测迴转滚筒驱动装置的驱动轴转矩；所述压力传感器通过所述第一信号变送器将压力信号传输至所述智能处理系统，所述转速传感器通过第二信号变送器将转速信号传输至所述智能处理系统，所述转矩传感器通过第三信号变送器将转矩信号传输至所述智能处理系统，所述智能处理系统对压力信号、转速信号和转矩信号进行存储、分析计算、输出显示。

优选的，所述智能处理系统包括数据处理装置、数据存储装置、数据显示装置和通信装置，所述数据处理装置分别与所述数据存储装置、数据显示装置和通信装置连接，且所述数据处理装置还分别与所述第一信号变送器、第二信号变送器和第三信号变送器连接。

优选的，还包括第一支撑装置、第二支撑装置、迴转滚筒、传动齿圈和驱动装置；所述第一支撑装置包括第一托轮支架，所述第一托轮支架上固定设置有两个第一托轮，所述两个第一托轮与活动设置在其上方的第一支撑滚圈构成运动副，所述第二支撑装置包括第二托轮支架，所述第二托轮支架上固定设置有两个第二托轮，所述两个第二托轮与活动设置在其上方的第二支撑滚圈构成运动副，所述迴转滚筒穿设于所述第一支撑滚圈和所述第二支撑滚圈中，所述迴转滚筒外壁上固定设置有一圈传动齿圈，所述传动齿圈通过齿轮与所述驱动装置的驱动轴连接。

优选的，所述传动齿圈通过齿轮与所述驱动装置的驱动轴连接中的齿轮可替换为链条。

优选的，所述迴转滚筒水平设置或倾斜设置。

优选的，所述迴转滚筒的一端设置有物料入口，所述迴转滚筒的另一端设置有物料出口。

优选的，还包括异常报警装置，所述异常报警装置与所述数据处理装置连接。

优选的，所述异常报警装置包括LED闪光灯报警装置和扬声器声音报警装置。

优选的，所述通信装置包括有线通信装置和无线通信装置。

本实用新型的有益技术效果是：(1)本实用新型填补了行业空白，可实时动态监测迴转筒体内物料量，监测迴转筒体运行状态。

(2)本实用新型是成熟力学模型的合理化应用，模型本身可靠性高，准确性强。力学模型还可根据设备长期运行数据进行优化，进一步提高其可靠性和准确性。

(3)本实用新型根据迴转筒体结构及运行特征，每台设备单独调教，有针对性初始化，故结果精准、可靠性高。

(4)本实用新型在运行中持续收集运行数据，形成与主系统同频率的运行曲线，可对运行趋势进行分析。

(5)本实用新型输出的数据可以作为系统综合运行的基础性数据，为系统低能耗运行提供原始数据支持。

(6)本实用新型适应范围广，可应用于所有支撑式迴转筒体；本实用新型产品采用模块化，标准化设计，零件结构简单、通用性强，备件更换简单可靠。

附图说明

图1显示为本实用新型的实施例1的电路结构示意图。

图2显示为本实用新型的实施例1的结构示意图；

其中，

第一托轮支架 1

第二托轮支架 2

迴转滚筒 3

传动齿圈 4

驱动装置 5

物料入口 6

物料出口 7

转速传感器 8

转矩传感器 9

压力传感器 10

第一托轮 11

第一支撑滚圈 12

第二托轮 21

第二支撑滚圈 22。

图3显示为本实用新型的实施例2的结构示意图。

图4显示为本实用新型的实施例2的压力传感器第一安装方式示意图。

图5显示为本实用新型的实施例2的压力传感器第二安装方式示意图。

图6显示为本实用新型的实施例2的压力传感器第三安装方式示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图1-6，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

如图1和图2所示，一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，包括数据采集系统和智能处理系统；所述数据采集系统包括压力传感器10、转速传感器8、转矩传感器9、第一信号变送器、第二信号变送器和第三信号变送器；其中，所述压力传感器用于检测迴转滚筒的压力；所述转速传感器用于检测迴转滚筒的转速；所述转矩传感器用于检测迴转滚筒驱动装置的驱动轴转矩；所述压力传感器通过所述第一信号变送器将压力信号传输至所述智能处理系统，所述转速传感器通过第二信号变送器将转速信号传输至所述智能处理系统，所述转矩传感器通过第三信号变送器将转矩信号传输至所述智能处理系统，所述智能处理系统对压力信号、转速信号和转矩信号进行存储、分析计算、输出显示。

优选的，所述智能处理系统包括数据处理装置、数据存储装置、数据显示装置和通信装置，所述数据处理装置分别与所述数据存储装置、数据显示装置和通信装置连接，且所述数据处理装置还分别与所述第一信号变送器、第二信号变送器和第三信号变送器连接。

优选的，还包括第一支撑装置、第二支撑装置、迴转滚筒3、传动齿圈4和驱动装置5；所述第一支撑装置包括第一托轮支架1，所述第一托轮支架1上固定设置有两个第一托轮11，所述两个第一托轮11与活动设置在其上方的第一支撑滚圈12构成运动副，所述第二支撑装置包括第二托轮支架2，所述第二托轮支架2上固定设置有两个第二托轮21，所述两个第二托轮21与活动设置在其上方的第二支撑滚圈22构成运动副，所述压力传感器10设置于所述第一托轮和所述第二托轮上，所述转速传感器8设置于所述迴转滚筒的外壁上，所述迴转滚筒3穿设于所述第一支撑滚圈12和所述第二支撑滚圈22中，所述迴转滚筒3外壁上固定设置有一圈传动齿圈4，所述传动齿圈4通过齿轮与所述驱动装置5的驱动轴连接，所述转矩传感器9设置于所述驱动装置的驱动轴上。

优选的，所述传动齿圈4通过齿轮与所述驱动装置5的驱动轴连接中的齿轮可替换为链条。

优选的，所述迴转滚筒3水平设置或倾斜设置。

优选的，所述迴转滚筒3的一端设置有物料入口6，所述迴转滚筒的另一端设置有物料出口7。

优选的，还包括异常报警装置，所述异常报警装置与所述数据处理装置连接。

优选的，所述异常报警装置包括LED闪光灯报警装置和扬声器声音报警装置。

优选的，所述通信装置包括有线通信装置和无线通信装置。

如图3所示，一种迴转筒体的固态物料在线实时称重系统主要构成：数据采集系统(包括支反力传感器SF，转速传感器Sω，拉力传感器SFL或功率传感器Sp或转矩传感器SM等)，称重支撑组件(包括托轮①，托轮支架②)，③信号变送器，④数据线缆，⑤智能处理系统等五部分构成。其中托轮①或托轮支架②中集成了数据采集系统中的支反力传感器SF，用于连续测量该传感器所处位置的受力信息，智能处理系统⑤内嵌专用软件进行数据处理。

常规廻转滚筒型设备一般由：无传感器的托轮①和无传感器的托轮支架②，⑥进料装置，⑦廻转筒体，⑧支撑滚圈，⑨传动齿圈，⑩出料口，

驱动装置等部件组成。其中：进料装置⑥固接于设备基础上，进料装置⑥将物料导入廻转筒体⑦；廻转筒体⑦、支撑滚圈⑧，传动齿圈⑨共同组成的转动部件称为廻转滚筒，支撑滚圈⑧与托轮①构成廻转滚筒的运动副；驱动装置

通过链条传动或齿轮传动方式驱使回转滚筒延运动副限定的筒体轴心滚动；出料口⑩固定于运转平面并与后续装置连通，将物料接入下一道工序。通过廻转筒体的滚动，实现物料在廻转滚筒内的输送，物料在输送过程中进行冷却，加热或分离处理。

设备有静态，空载运行，带料运行三种状态，每种状态若以设备中心为基点都是一个力学的平衡系统，即：力矩M平衡ΣM＝0，力F平衡ΣF＝0。以链条传动，力传感器安装于托轮轴为特例，根据平衡系统受力分析：

静态分析：

当设备处于静止状态时，支反力传感器SF工作，根据支反力数值，结合设备固有几何尺寸，传感器布置位置，通过力平衡核算，可得出设备固定重量G1，对智能处理系统进行第一次初始化。

空载分析：

设备经静态初始化后及进行空载运行，此时所有传感器投入运行，根据各传感器反馈数据，结合第一次初始化结果，同时进行力平衡和力矩平衡核算，可得出驱动力FL，托轮支撑力F1～Fi，各传感器反馈数据之间的关系及初始数据，对智能处理系统进行第二次初始化。

带料运行：

经两次初始化后的智能处理系统即可投入带料运行。带料运行时，根据力平衡和力矩平衡核算，结合第二次初始化取得的各数据之间关系，可得直接得出设备固定重量G1和物料自重G2的总重量G3，则物料自重G2＝G3-G1；同时可对托轮支撑力F1～Fi的数值与空载运行数据进行对比分析，可得出物料重心偏移数据S，可进一步进行物料分布分析。

一种迴转筒体的固体物料在线实时称重系统，在一组或多组支点处设置了测量装置，在静态及空载运行条件下，对智能处理系统⑤进行初始化，在带料运行状态下，连续监测各可变物理量，通过核算各物理量的变化值和各支点的受力差异，即可实现筒体内物料在线称重和物料分布分析。

物料自重G2和物料中心偏移S数据的收集是实时、动态，连续的，智能处理系统⑤的分析计算亦是实时、动态，连续的，故本专利可实现实时动态连续测量。随着运行时间及测量数据的累计，通过对收集数据的分析，则可进一步对设备运行状态进行预测。

根据力学模型，为实现廻转滚筒受力信息收集，力传感器的安装位置，包括但不限于如下三项情况：

第一：如图4所示，力传感器安装于托轮轴：托轮①由托轮体1a，轴销式重力传感器1b和托轮支撑1c三部分构成。轴销式重力传感器1b替换常规的托轮轴，根据迴转筒体结构及载荷单独设计，直接测量托轮轴所承受的力，可直接用于力学模型计算。轴销式重力传感器兼具廻转滚筒支撑和受力的测量功能。

第二：如图5所示，托轮与力传感器配合设计，相互独立：托轮①由托轮体1a’，托轮轴1b’，托轮支撑1c’组成，力传感器1d’安装于托轮侧面和底面，同时监测水平力FX，和垂直力FY力传感器安装位置。

第三：如图6所示，传感器与称重支撑组件(包含①托轮，②托轮支架)配合设计但相互独立。传感器2a，2a’安装于左右托轮外侧，监测水平力FX，传感器2b安装于托轮支架②底部监测垂直力FY。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，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实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，包括数据采集系统和智能处理系统；所述数据采集系统包括压力传感器、转速传感器、转矩传感器、第一信号变送器、第二信号变送器和第三信号变送器；其中，所述压力传感器用于检测迴转滚筒的压力；所述转速传感器用于检测迴转滚筒的转速；所述转矩传感器用于检测迴转滚筒驱动装置的驱动轴转矩；所述压力传感器通过所述第一信号变送器将压力信号传输至所述智能处理系统，所述转速传感器通过第二信号变送器将转速信号传输至所述智能处理系统，所述转矩传感器通过第三信号变送器将转矩信号传输至所述智能处理系统，所述智能处理系统对压力信号、转速信号和转矩信号进行存储、分析计算、输出显示。

2.根据权利要求1所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，所述智能处理系统包括数据处理装置、数据存储装置、数据显示装置和通信装置，所述数据处理装置分别与所述数据存储装置、数据显示装置和通信装置连接，且所述数据处理装置还分别与所述第一信号变送器、第二信号变送器和第三信号变送器连接。

3.根据权利要求1所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，还包括第一支撑装置、第二支撑装置、迴转滚筒、传动齿圈和驱动装置；所述第一支撑装置包括第一托轮支架，所述第一托轮支架上固定设置有两个第一托轮，所述两个第一托轮与活动设置在其上方的第一支撑滚圈构成运动副，所述第二支撑装置包括第二托轮支架，所述第二托轮支架上固定设置有两个第二托轮，所述两个第二托轮与活动设置在其上方的第二支撑滚圈构成运动副，所述迴转滚筒穿设于所述第一支撑滚圈和所述第二支撑滚圈中，所述迴转滚筒外壁上固定设置有一圈传动齿圈，所述传动齿圈通过齿轮与所述驱动装置的驱动轴连接。

4.根据权利要求3所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，所述传动齿圈通过齿轮与所述驱动装置的驱动轴连接中的齿轮可替换为链条。

5.根据权利要求1所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，所述迴转滚筒水平设置或倾斜设置。

6.根据权利要求1所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，所述迴转滚筒的一端设置有物料入口，所述迴转滚筒的另一端设置有物料出口。

7.根据权利要求2所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，还包括异常报警装置，所述异常报警装置与所述数据处理装置连接。

8.根据权利要求7所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，所述异常报警装置包括LED闪光灯报警装置和扬声器声音报警装置。

9.根据权利要求2所述的一种迴转滚筒的固体物料在线实时称重系统，其特征在于，所述通信装置包括有线通信装置和无线通信装置。

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