CN86100862A - 粉粒状物料快速失重式水分仪 - Google Patents

Abstract

本发明为一种粉粒状物料水分仪，属于仪器仪表领域。它是根据快速失重法，采用物料极限烘干温度烘干物料而制成的用于工业生产流程上自动测量粉粒状物料水分含量的过程分析仪器。本发明由粉粒状物料自动取样和预处理装置、快速失重检测系统、电气线路及计算机系统四部分组成。该发明具有测量速度快、精度高等特点，除用于工业生产流程自动测量物料水分含量外，还可用来在工业生产流程上动态地标定其它粉粒状物料水分仪。

Description

该发明属仪器仪表领域。

在工业生产工艺流程上自动测量粉粒状物料水分含量的过程分析仪器有红外线式、中子式、电阻式、电容式、微波式等。在化验室里分析粉粒状物料水分含量普遍采用失重法（烘干法），它是一种标准的方法。根据这种方法，将烘干装置与称重装置组合在一起制成的用于化验室的水分仪已有商品。但这类仪器的分析时间较长，一般都在几十分钟以上。由于分析时间长，加上从工业生产流程上自动取样困难，限制了这类仪器直接应用于工业生产流程。因此，应用于工业生产流程上的失重式水分仪以前还没有。

该发明是根据快速失重法制成的用于工业生产流程上自动测量粉粒状物料水分含量的过程分析仪器。快速失重法与经典的失重法的区别在于快速。快速失重法采用物料极限烘干温度进行烘干，一般仅需一、二分钟。所谓极限烘干温度是指物料所能允许的最高烘干温度，在该温度下烘干除水分蒸发外，物料其它组分的重量没有显著的变化，不影响水分测量的精度。物料的极限烘干温度决定于物料各组分的性质，可由实验确定。采用极限烘干温度对物料烘干以便测量物料含水量的方法称为快速失重法。

该发明是由粉粒状物料自动取样和预处理装置、快速失重检测系统、电气线路及计算机系统四部分组成的一个整机。图1是它的原理框图。其电气线路通过接口电路与计算机连接，计算机系统为一带有键盘、数码显示器、打印机的微型计算机及其软件配置。仪器的操作指令由键盘送入计算机，通过键盘可送入测量日期、间歇测量周期时间和循环测量次数等数据。每次测量结束显示器显示水分的百分含量，同时打印机打印水分含量。仪器的操作由计算机通过电气线路进行自动控制。

图2为自动取样和预处理装置的示意图。其包括有能自动旋转的取样器〔1〕、能自动翻振的试样筛〔3〕、输送试样的皮带运输机〔7〕。取样器〔1〕和试样皮带运输机〔7〕装在生产工艺流程物料皮带运输机〔13〕的上部。取样器〔1〕旋转将试样物料取出，并抛到试样筛〔3〕上，过筛后落到试样皮带运输机〔7〕上，然后运送到试样布料斗〔9〕里。取样器〔1〕由取样器电动机〔2〕驱动，每次取样旋转一定的次数。它的旋转次数由限位开关〔11〕检测。自动取样和预处理装置中包括一个倾斜放置的试样筛〔3〕。它是翻振式的，每次取样后，由试样筛电动机〔6〕驱动拨杆机构〔5〕拨动与试样筛框相连的档块〔4〕，使试样筛〔3〕自动翻倒振打一次，将粘附在筛网上的物料振落。试样筛〔3〕的位置由限位开关〔12〕检测。试样皮带运输机〔7〕由皮带机电动机〔8〕驱动。试样皮带运输机带有一个清洁运输机皮带的清洁刷〔10〕，装在皮带运输机的下部，试样皮带运动时它将粘附在皮带上的物料刷掉，以免混入下一次取样的试样物料中。

快速失重检测系统如图3所示，其包括有布料斗〔9〕、料盒〔14〕、刮板〔15〕、振料器〔16〕、可升降的天平、烘干炉〔26〕、料盒传动机构及冷却风机〔27〕。试样物料经过布料斗〔9〕落入试样料盒〔14〕里。料盒〔14〕的形状如图4所示，它的侧面装有4个耳柱a、b、c、d。其中a、b通过连接片〔20〕与链条〔18〕连接，c、d搭在链条〔18〕上。连接片〔20〕的形状如图5所示，它为一金属片，片上有一个倒梯形孔和两个小圆孔。图5中剖线部分为料盒〔14〕的耳柱。图5中耳柱的位置为链条〔18〕带动料盒〔14〕运动时的位置。料盒〔14〕的传动机构为链传动机构。料盒〔14〕被装入试样物料后，被步进电动机〔22〕经过主动链轮〔19〕和链条〔18〕驱动。链传动机构的主动链轮〔19〕有齿，从动链轮〔21〕无齿，为一滑轮。料盒〔14〕在导轨〔17〕上向电子天平〔24〕方向滑行，经过固定在料盒〔14〕接料位置前上方的刮板〔15〕，料盒〔14〕中的物料被刮平，多余的被刮落。然后料盒〔14〕经过装在传动机构的导轨〔17〕上的振料器〔16〕，它是一个凸形架。料盒〔14〕爬上振料器〔16〕时链条〔18〕被拉紧，而滑下时链条〔18〕突然被放松，使料盒〔14〕抖动一下，将料盒〔14〕四壁上端的物料抖落到料盒〔14〕内部或外部，使以后料盒〔14〕运动时不再出现物料散失情况。料盒〔14〕移动到可升降的天平上端时停下，天平是一个电子天平〔24〕，带有升降机构。步进电动机〔29〕驱动天平升降机构〔23〕使电子天平〔24〕升起。电子天平〔24〕的载物盘上装有三个顶尖〔25〕。顶尖为圆锥形，三个顶尖的位置分别处于等边三角形的三个顶点处。顶尖〔25〕将料盒〔14〕顶起，料盒〔14〕与链条〔18〕脱离。这时电子天平〔24〕对含水物料称重，物料重量数据通过电子天平〔24〕与计算机的接口电路送入计算机。称重后天平升降机构〔23〕下降，下降位置由限位开关〔30〕确定，此时料盒〔14〕也随着下落并与链条〔18〕又重新连接。然后链条〔18〕带着料盒〔14〕进入烘干炉〔26〕。烘干炉〔26〕内装有一测温用的热电偶〔28〕，其炉温由该热电偶〔28〕测量，并由可控硅控温电路控制在该物料的极限烘干温度上。物料经过快速烘干后，链条〔18〕带着料盒〔14〕离开烘干炉〔26〕。然后不含水的物料再经过天平称重，其重量数据也送入计算机。计算机根据湿、干物料两次重量数据，算出物料的水分含量。两次称重后的废料由链条〔18〕带动到导轨〔17〕的右端，料盒〔14〕向下倾斜，将废料倒下。然后冷却风机〔27〕起动，吹扫和冷却料盒〔14〕。料盒〔14〕倒料时压下限位开关〔31〕，后者用来检测料盒的位置。此位置作为下一次料盒〔14〕移动时的参考点，以保证料盒〔14〕每次都能准确地停在应该停的位置上。料盒〔14〕被冷却后，由链条〔18〕带动到电子天平〔24〕处称空着的料盒〔14〕自身的重量，并由计算机控制电子天平〔24〕清零去皮重。然后料盒〔14〕回到布料斗〔9〕的下方接料位置，准备下一次测量。

该发明用来测量炼铁厂的烧结混合料采用的烘干温度为500℃，烘干时间为90秒，测量精度为±0.06克（对100克物料含水量的绝对误差）。此精度比用中子式水分仪测量同样物料高许多倍。

该发明具有测量速度快，精度高等特点，又由于该发明基于失重法，而失重法是标准方法，因此该发明除用于工业生产流程自动测量物料水分含量外，还可用来在工业生产工艺流程上动态地标定其它粉粒状物料水分仪。

Claims (11)

1、一种粉粒状物料水分仪，其特征在于该水分仪由自动取样和预处理装置、快速失重检测系统、电气线路及计算机系统四部分构成一个整机。

a、自动取样和预处理装置包括有：能自动旋转的取样器[1]、能自动翻振的试样筛[3]、输送试样的皮带运输机[7]。

b、快速失重检测系统包括有：布料斗[9]、料盒[14]、刮板[15]、振料器[16]、可升降的天平、烘干炉[26]、料盒传动机构及冷却风机[27]。

c、电气线路通过接口电路与计算机连接。

d、计算机系统为一带有键盘、数码显示器、打印机的微型计算机及其软件配置。

2、如权利要求1所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的自动取样和预处理装置中的预处理装置是一个能自动翻振的试样筛〔3〕。

a、该试样筛〔3〕倾斜放置。

b、该试样筛〔3〕由档块〔4〕和拨动档块〔4〕的拨杆机构〔5〕来实现其翻振。

c、该试样筛〔3〕的位置检测由限位开关〔12〕来实现。

3、如权利要求1、2所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的取样器〔1〕的旋转次数由限位开关〔11〕来检测。

4、如权利要求3所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的试样皮带运输机〔7〕带有一个清洁运输机皮带的清洁刷〔10〕。

5、如权利要求1所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的快速失重检测系统中的料盒传动机构为链传动机构。

a、该链传动机构由导轨〔17〕、链条〔18〕和链轮〔19〕、〔21〕构成。

b、该链传动机构中的主动链轮〔19〕有齿，从动链轮〔21〕为一滑轮，无齿。

c、该链传动机构由步进电动机〔22〕驱动。

6、如权利要求1、5所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的快速失重检测系统中的料盒〔14〕有4个耳柱a、b、c、d，其中a、b通过连接片〔20〕与链条〔18〕连接，c、d搭在链传动机构中的链条〔18〕上，料盒〔14〕在导轨〔17〕上滑行，料盒〔14〕的参考位置由限位开关〔31〕确定，料盒〔14〕的冷却通过风机〔27〕实现。

7、如权利要求1、5所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的快速失重系统中的料盒传动机构的导轨上装有一振料器〔16〕，该振料器〔16〕为一凸形架。

8、如权利要求1、6所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的快速失重检测系统中的料盒〔14〕与链条〔18〕的连接所用的连接片〔20〕为一金属片，片上有一个倒梯形孔和两个小圆孔。

9、如权利要求1、6所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的快速失重检测系统中在料盒〔14〕接料位置的前上方固定有一用来将料盒〔14〕中物料刮平的刮板〔15〕。

10、如权利要求1所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的快速失重检测系统中的可升降天平由电子天平〔24〕和天平升降机构〔23〕组成，天平升降机构〔23〕由步进电动机〔29〕驱动，天平的参考位置由限位开关〔30〕确定。

11、如权利要求1、10所述的粉粒状物料水分仪，其特征在于所说的快速失重检测系统中的可升降天平的载物盘上装有三个圆锥形的顶尖〔25〕，三个顶尖的位置分别位于等边三角形的三个顶点处。

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