CN2876771Y - 固体散装物料性能在线测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于固体颗粒状、粉末状物料场合下在线测量其水分等性能的固体散装物料性能在线测量装置，包括松料系统、推料系统、压实系统、顶出系统和微波水分传感器五个功能部分，顶出气缸顶端制有压力传感器，料筒下部制有微波水分传感器，料筒上部与储料匣连通，储料匣一端下部制有出料管道，另一端外侧制有水平刮板气缸，储料匣上部对应出料管道处制有清扫气管，对应料筒处制有压头和压实气缸，其外侧竖直方向分别制有导向杆和位移传感器，压实气缸另一侧制有下料筒与储料匣相通，下料筒内制有转子与搅拌电机的轴连动，其结构简单，原理可靠，测试速度快，精度高。

Description

固体散装物料性能在线测量装置

技术领域：

本实用新型涉及一种主要应用于玻璃、陶瓷、粮食、咖啡、饲料、矿山冶金、建材、化工、医药等固体颗粒状、粉末状物料的水分在线测量分析设备，具体的说是一种固体散装物料性能在线测量装置，应用在铸造行业时，可完成型砂水分、紧实率、湿压强度等性能参数的测量分析。

技术背景：

颗粒状、粉末状物料都有随水分变化而体积相应发生变化的特性，如铸造用型砂1％-4％水分含量的变化，体积会增加30~40％左右。在这种情况下，虽然待测物料水分增加了，但单位体积内水分含量反而减少了，这样无法实现水分的准确测量。

现有的在线水分测量方法和装置中，都不配采样压实装置，所以不能克服密度变化对水分测量精度的影响，极大的影响了在线水分检测的普及应用。在铸造行业应用中，中国专利ZL95219341.8公开的型砂性能在线检测装置，可以测量型砂的紧实率、剪切强度两项指标，该设计采用了四个工位：1-取样；2-测紧实率；3-测剪切强度；4-清理样筒。工位的切换采用转盘转动机构和转盘定位机构，其传动机构包括：用90°回转气缸，通过拨盘上的拨柱拨动飞轮外缘，由飞轮带动主轴转动，从而使转盘转动。为使转盘准确地间歇向前转动90°，采用定位机构，即在转盘上安装四个挡块，在顶板上固定一电磁铁和定位块，转盘每转动90°，电磁铁即使定位块下移，挡住挡块，为防止碰撞反弹，在定位块顶端侧面装有永久磁铁。该设备机械结构复杂，不能检测国内铸造厂普遍采用的湿压强度，无法测量型砂水分。

归结现有其他设备和方法，对固体散装物料性能的在线测量均存在使用的设备结构复杂，设计原理缺少自动化程度，在线测量准确度较低，工作效率也不高，特别是应用于对物料水分含量要求精度高时难以完成指标的要求。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服已有技术的不足，提供一种适用于多种固体散装物料场合，其设计原理可靠、结构简单、测量迅速、检测精度高的物料性能在线测量装置。

为了实现上述发明目的，本实用新型在整体结构上配备有微波水分传感器，完成准确测量颗粒状、粉末状物料水分。本设计采用了对被测物料进行压实的技术，对物料使加以相同的压力，保证被测物料密度稳定，克服了对水分测量精度影响最大的因素密度的影响，使待测物料在一个密度相对稳定的状态下进行水分测量，大大提高了水分测量的精度。使得在一些密度变化较大的工况下，也能精确地完成水分测量。

本实用新型整体结构按功能组成可分为松料系统、推料系统、压实系统、顶出系统和微波水分传感器五个功能部分，其整体组成包括：顶出气缸、压力传感器、出料管道、微波水分传感器、料筒、储料匣、清扫气管、压头、导向杆、位移传感器、压实气缸、下料筒、转子、刮板、搅拌电机和水平刮板气缸。制于底部的顶出气缸的顶端制有压力传感器，料筒下部制有微波水分传感器，料筒上部与储料匣连通，储料匣一端下部制有外斜式出料管道，另一端正对外侧制有水平刮板气缸，储料匣上部对应出料管道处制有清扫气管，而对应料筒处制有压头，压头上部制有压实气缸，压实气缸外侧竖直方向分别制有导向杆和位移传感器，压实气缸另一侧制有下料筒与储料匣相通，下料筒内制有转子与搅拌电机的轴连动，储料匣在水平刮板气缸端连动制有刮板。

本实用新型的功能系统及其组成的各部件的作用和结构功能分别为：

松料系统：下料筒作为下料的通道，内部安装有转子，转子在搅拌电机的带动下旋转，可以将物料打散，使待测物料均匀、松散。

推料系统：水平刮板气缸推动刮板在储料匣内向前运动，可以把进入储料匣的物料推入料筒同时刮平，多余的物料从出料管道落下，清扫气管通压缩空气负责对储料匣进行清理。

压实系统：压实气缸下压，对料筒内的物料进行压实，在下压过程中，导向杆保证压头下压的方向，位移传感器用来测量压头在料筒内移动的距离，从而知道物料体积的变化。

顶出系统：顶出气缸带动拉压力传感器和微波水分传感器在料筒内上下移动，可以把压实的物料从料筒内顶出。压力传感器，在应用在铸造用型砂性能检测时，可以对型砂样块进行压碎测试，测量型砂的湿压强度。

水分测量：微波水分传感器，基于微波技术，准确完成测量固体散状物料水分含量。微波水分测量技术基于水分子能吸收微波能量远远高于其他材料的原理。微波水分传感器通过天线发射出微波信号，穿透待测物料后反射，测量反射信号的变化，即可测量出待测物料含水率。

本实用新型作为通用在线水分测量装置使用，用应在铸造行业中型砂性能分析时，能同时测量水分、紧实率、湿压强度三项指标，整个测试过程在20秒内完成，设备结构简单，工作可靠。应用在水分测量时，由于采用了对待测物料进行压实的技术，克服了密度对水分测量的影响，大大提高了水分测量的精度。由于采用取样方式，在很多传感器没法安装的工况下，可以将物料取样后测量，能适应更广的应用领域，其方法具有简单、快速和准确的特点。

附图说明：

图1为本实用新型结构原理示意图。

具体实施方式：

本实用新型实施时采用金属和硬质橡塑材料加工制造并组合装配成整体式装置。本实用新型整体结构按功能组成可分为松料系统、推料系统、压实系统、顶出系统和微波水分传感器五个功能部分，其整体组成包括：顶出气缸1、压力传感器2、出料管道3、微波水分传感器4、料筒5、储料匣6、清扫气管7、压头8、导向杆9、位移传感器10、压实气缸11、下料筒12、转子13、刮板14、搅拌电机15和水平刮板气缸16。制于底部的顶出气缸1的顶端制有压力传感器2，料筒5下部制有微波水分传感器4，料筒5上部与储料匣6连通，储料匣6一端下部制有外斜式出料管道3，另一端正对外侧制有水平刮板气缸16，储料匣6上部对应出料管道3处制有清扫气管7，而对应料筒5处制有压头8，压头8上部制有压实气缸11，压实气缸11外侧竖直方向分别制有导向杆9和位移传感器10，压实气缸11另一侧制有下料筒12与储料匣6相通，下料筒12内制有转子13与搅拌电机15的轴连动，储料匣6在水平刮板气缸16端连动制有刮板14。

本实用新型使用时整个测试过程如下：

待测物料从下料筒12上部加入，在下料过程中，搅拌电机15带动转子13转动，物料被转子打散以后再进入储料匣6，保证待测物料混合均匀、松散。在下料筒12下部安装有料位开关，当检测到进入到储料匣6物料量满足测量要求时，停止进料，保证进入到储料匣6的物料量能满足测量要求，同时尽量减少多余进料。

水平刮板气缸16推动刮板14在储料匣6内向前移动，将进入的物料推入料筒5，同时将料筒5内物料刮平，多余物料通过出料管道3落下，短暂延时后，水平刮板气缸16带动刮板14退回原位。

压实气缸11带动压头8和位移传感器10下压，将料筒5内物料压实，导向杆9保证了压头8下压的方向性，控制系统测量位移传感器10的值，可以测得压头在料筒内5的位移，在应用在铸造用型砂性能检测时，可以准确测量型砂的紧实率。短暂延时后，压实气缸11带动压头8和位移传感器10回到原位置，控制系统通过微波水分传感器4测量料筒5内物料的水分。

水分测量结束，顶出气缸1带动压力传感器2和微波水分传感器4在料筒5内向上移动，将压实的样块从料筒5内顶出，微波水分传感器4测量面与储料匣6底面处于同一平面。样块从料筒5内顶出后，压实气缸11下压，压实气缸11上装有位置检测开关，当检测到压头8离储料匣6底面距离小于40mm时(此时样块一定已经被压爆了)，压实气缸11迅速返回，避免压头直接压在微波水分传感器4测量面上，在压实气缸11。整个的下压过程中，控制系统高速采集记录压力传感器2上的受力，压力最大值就是型砂的湿压强度。

湿压强度测量结束，水平刮板气缸16推动刮板14在储料匣6内向前移动，将压碎的物料前推，通过出料管道3落下，短暂延时后，水平刮板气缸16带动刮板14退回原位。清扫气管7吹扫，吹扫结束，顶出气缸1带动压力传感器2和微波水分传感器4在料筒5内向下移动，回到原位，准备下一次测量。

Claims (1)

1、一种固体散装物料性能在线测量装置，包括松料系统、推料系统、压实系统、顶出系统和微波水分传感器五个功能部分，其特征在于顶出气缸顶端制有压力传感器，料筒下部制有微波水分传感器，料筒上部与储料匣连通，储料匣一端下部制有外斜式出料管道，另一端正对外侧制有水平刮板气缸，储料匣上部对应出料管道处制有清扫气管，而对应料筒处制有压头，压头上部制有压实气缸，压实气缸外侧竖直方向分别制有导向杆和位移传感器，压实气缸另一侧制有下料筒与储料匣相通，下料筒内制有转子与搅拌电机的轴连动，储料匣在水平刮板气缸端连动制有刮板。

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