JP6995963B2 - 粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置 - Google Patents

Description

本発明は、材料装卸設備の技術分野に関し、特に、粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置に関する。

ホッパーは通常、粉砕機、ベルトコンベヤーなどの機器のフロントエンドとバックエンドに取り付けられ、粉末状または粒状材料を一時的に保管するために使用される。ゆるい粉末状または粒状材料と空気の相互剪断作用により、材料に押し出された高速気流は、粉塵を周りに運ぶ。材料の落下が大きいため、落下した材料が地面に衝突すると、大量の粉塵が発生し、周囲の環境に拡散される。粉塵の粒子の質量は比較的に小さく、沈降速度が遅いため、沈降が一定時間続き、より小さい粒子サイズが長時間浮遊状態にある。一部の粉塵は可燃性であり、粉塵は潜在的に爆発の危険性があり、作業員の健康に有害であり、大気環境を汚染すると同時に、大量の粉塵は経済的損失を引き起こす。

現在、港の荷降ろしの際にホッパーまたはピットに材料を流し込むと大量の粉塵が発生するが、その原因は、材料が閉ざされた空間に入ると同じ量の空気が入れ替わるためにであり、拡散気流が荷降ろしの過程で発生された粉塵を持ち出し、特に風の強い季節には深刻な汚染を引き起す。粉塵汚染は、大気と周囲の環境を危険にさらし、環境紛争を引き起こし、作業者の健康を危険にさらし、企業の社会的イメージを損ない、同時に潜在的な安全上の危険をもたらす。

従来技術の問題について、本発明は、非対称設計を採用して、ブランキング面積を増加させ、良好なシール性能を有し、良好な粉塵抑制効果に達し、作業者の作業環境を改善できる粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置を提供する。

本発明は、材料浚渫アセンブリおよびファンブレード手動開放アセンブリを含む粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置を提供する。前記材料浚渫アセンブリは、材料浚渫ユニット、第１の防塵ファンブレード、第２の防塵ファンブレード、カウンターウェイトブロック、粉塵バッフル、フレーム、シャフトスリーブ、ネジ付きピンシャフトおよびボルトを含み、フレームの外形は、４つの平板と２つの竪板で構成された「目」字形状の対称溶接構造であり、前記平板と前記竪板との間の夾角は９０度であり、前記平板にはねじ穴が設けられ、前記材料浚渫ユニットの外形は２つの同一の粉塵バッフルで構成された対称のＬ字型溶接構造であり、２つの粉塵バッフルの間の夾角は９０度であり、前記材料浚渫ユニットの両端面はそれぞれ前記フレームの両側の平板に固定連結され、前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードの両方はショートグリッドプレートとロンググリッドプレートで組成され、前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートと前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートの両方にはＵ字型貫通穴が設けられ、前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードの両端面には前記シャフトスリーブが設けられ、前記カウンターウェイトブロックはそれぞれボルトを介して前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴と前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴に固定連結され、前記第１の防塵ファンブレードのシャフトスリーブと前記第２の防塵ファンブレードのシャフトスリーブはそれぞれネジ付きピンシャフトを介して前記フレーム平板のねじ穴に連結される。前記ファンブレード手動開放アセンブリは、手動開放構造、回転ハンドル、回転ロッド、第１の張力ロープ、第２の張力ロープおよびクランプばねを含み、前記手動開放構造は前記材料浚渫ユニットの真下に位置し、前記フレーム平板の同じ位置には貫通穴が設けられ、前記回転ロッドの第１の端は第１の平板の貫通穴を通過して前記回転ハンドルに溶接固定され、前記回転ロッドの第２の端は第２の平板および第３の平板の貫通穴をそれぞれ通過して、前記クランプばねを介して第４の平板の貫通穴に連結され、前記クランプばねはそれぞれ、前記回転ロッドと前記フレーム平板貫通穴の連結箇所に位置し、前記クランプばねを介して前記回転ロッドの軸方向位置を固定し、前記第１の張力ロープの第１の端と前記第２の張力ロープの第１の端は前記回転ロッドに連結され、前記第１の張力ロープの第２の端および前記第２の張力ロープの第２の端はそれぞれ、前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートおよび前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートに固定連結される。

好ましい実施態様において、前記材料浚渫ユニットの両側の粉塵バッフルは平行位置である場合、前記第１の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートと前記第２の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートにそれぞれ平行であり、前記材料浚渫ユニットの両側の粉塵バッフルはそれぞれ、前記第１の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートと前記第２の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートと同じ側にある。

好ましい実施態様において、前記材料浚渫ユニットの対称面は前記フレームの平板に平行であり、前記材料浚渫ユニットの法線は前記フレームの竪板に垂直であり、前記材料浚渫ユニットの稜線は同じ高さであり、前記材料浚渫ユニットは等間隔で平行に分布され、前記材料浚渫ユニットの稜線と前記防塵ファンブレードの軸線はお互い平行である。

好ましい実施態様において、前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードは前記材料浚渫ユニットに対して対称分布され、前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードは非対称構造であり、前記ロンググリッドプレートと前記ショートグリッドプレートとの間の夾角は９０度であり、溶接により断面がＬ字型である構造を形成し、構造がコンパクトな場合に衝突干渉を回避できるように、前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴と前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴の位置はずらして分布される。

好ましい実施態様において、前記シャフトスリーブの軸線はそれぞれ、前記第１の防塵ファンブレードの稜線および前記第２の防塵ファンブレードの稜線に平行であり、前記ネジ付きピンシャフトの軸線、前記シャフトスリーブの軸線および前記フレーム平板のねじ穴の軸線は同じ直線にある。

好ましい実施態様において、前記材料浚渫ユニットの長さと前記フレーム竪板の長さは等しく、前記防塵ファンブレードの全長と前記材料浚渫ユニットの長さは等しく、前記カウンターウェイトブロックの長さと前記防塵ファンブレードのショートグリッドプレートの長さは等しく、前記シャフトスリーブの数、前記ネジ付きピンシャフトの数と前記フレーム平板のねじ穴の数は等しく、前記防塵ファンブレードの数、前記カウンターウェイトブロックの数と前記ボルトの数は等しい。

好ましい実施態様において、ひずみ式負荷力センサーをさらに含み、
前記ひずみ式負荷力センサーは粉塵バッフルの下に取り付けられ、シールが作動しない場合に固定粉塵バッフルが負担する負荷をリアルタイムで監視するために使用され、無線伝送により負荷信号をフィールド監視室の中央処理ユニットに伝送し、中央処理ユニットは負荷信号を介してネジ付きピンシャフトが負担する負荷を計算し、ネジ付きピンシャフトが負担する負荷状況に応じて、ネジ付きピンシャフトの安全係数を決定し、安全係数が安全プリセットしきい値より低い場合、中央処理ユニットのコントロールパネルにネジ付きピンシャフト安全警告リマインダーを表示する。

好ましい実施態様において、粉塵濃度監視センサー、除塵機、モーター減速機、電磁継手および中央処理ユニットをさらに含み、粉塵濃度監視センサーはフレームの内側に取り付けられ、粉塵濃度監視センサーは無線伝送機能およびアラーム機能を備えた高精度センサーであり、除塵機はホッパーの材料分割三方箇所に取り付けられ、モーター減速機はフレームの外側に取り付けられ、電磁継手はモーター減速機と回転ロッドとの間に取り付けられて、両者を連結し、中央処理ユニットはフィールド監視室に位置し、中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサー、除塵機およびモーター減速機と無線接続される。

本発明の別の態様では、前記粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置で自動制御を行う方法を提供し、具体的に、
ホッパー内の粉塵濃度を検出し、除塵機を起動するステップ１と、
粉塵濃度監視センサーを介してホッパー内の粉塵濃度をリアルタイムで監視し、ホッパー内の粉塵濃度が事前設定された危険濃度より高い場合、粉塵濃度監視センサーは検出されたリアルタイム粉塵濃度ξを中央処理ユニットに送信し、その後粉塵濃度監視センサーはアラームを発生し、中央処理ユニットは除塵機を起動し；
中央処理ユニットは粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置に対する制御を起動し、現在の粉塵状態に応じて当量にファンブレードのスイング角度を制御するステップ２と、および
ホッパー内の粉塵濃度が事前設定された危険濃度より低い場合、中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサーによって伝送されたリアルタイム粉塵濃度ξを受信せず、中央処理ユニットは除塵機を停止し、同時に電磁継手を介してモーター減速機を回転ロッドから切り離し、第１の防塵ファンブレードと第２の防塵ファンブレードは再び自己バランス装置になるステップ３とを含み、
前記ステップ２は具体的に以下のステップを含み、
中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサーによって送信されたリアルタイム粉塵濃度ξを受信するステップ２.１、
中央処理ユニットは現在の材料のタイプに従って、データベースで材料粉塵粒子サイズｄ、材料緩い状態での密度ρ、および材料粉塵性質定数ｋを検索し、材料がホッパーに入る前の粉塵量Ｇを計算するステップ２.２、

ｄは材料の粉塵粒子サイズを表し、ρは材料緩い状態での密度を表し、
リアルタイム粉塵濃度ξおよび材料がホッパーに入る前の粉塵量Ｇに従って粉塵状態当量を計算するステップ２.３、
粉塵状態当量Ｍの計算モデルは以下の通りであり、

ｋは材料粉塵性質定数であり、ξはリアルタイム粉塵濃度であり、Ｇは材料がホッパーに入る前の粉塵量であり、
粉塵状態当量に従って所望のファンブレードスイング角度θを得るステップ２.４、
所望のファンブレードスイング角度θと粉塵状態当量Ｍとの間の対応関係は以下に示された通りであり：

ファンブレードが閉じている場合、ファンブレードスイング角度θは０°であり、開放度が最大である場合、ファンブレードスイング角度θは６０°であり、
中央処理ユニットは所望のファンブレードスイング角度θに従ってモーターギアを制御し、実際のファンブレードスイング角度を制御するステップ２.５、具体的に、
まず、モーターギアと所望のファンブレードスイング角度θの関係を設定する：
０°≦θ≦２０°、モーターギアを第１のギアとして選択し、
２０°＜θ≦４０°、モーターギアを第２のギアとして選択し、
４０°＜θ≦６０°、モーターギアを第３のギアとして選択し、
その後、中央処理ユニットは所望のファンブレードスイング角度θに従ってモーターギアを選択し、通信信号を介してモーター減速機に伝送し、モーター減速機は中央処理ユニットによって選択されたモーターギアに応じて起動し、モーター減速機は電磁継手を介して回転ロッドに連結され、回転ロッドを回転させ、第１の張力ロープと第２の張力ロープが回転ロッドを第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートをそれぞれ連結するため、回転ロッドが回転すると、第１の張力ロープと第２の張力ロープが回転ロッドに巻き付けられ、第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートを引っ張って、第１の防塵ファンブレードと第２の防塵ファンブレードがネジ付きピンシャフトを中心に回転させ、材料ダウンロード口を開き、モーター減速機のギアが異なるため、回転ロッドの回転回数も異なり、したがってファンブレードスイング角度θも異なり、ファンブレードの開放度の動的な開閉を実現する。

従来技術と比較して、本発明は以下の利点を有する：
本発明は簡単な構造を有し、使用されるすべての部品は共通の機械部品であり、分解および保守が容易であり、製造コストが低く、操作が容易であり、さまざまな用途に適合させることができる。本発明の装置の防塵ファンブレードはシャフトと共に回転することができ、材料が流入する場合のみ、開かれ、材料が全部流出した後、バランスはそれ自体の重力によって復元され、ホッパーはホッパーの内部領域で循環する粉塵を制限するために再び閉じられ、これにより、ホッパー内の粉塵粒子の漏れを減少し、優れた粉塵抑制効果に達する。本発明の防塵ファンブレードは、非対称設計を採用して、ブランキング面積を大幅に増加し、防塵ファンブレードは取り外し可能であり、カウンターウェイトブロックの位置を調整できるため、デバッグおよび後期のメンテナンスに便利である。ファンブレード手動開放構造は、防塵ファンブレードをすばやくバランスをとるようにすることができ、いつでも手動でファンブレードを開くことができる。同時に、本装置は、ホッパー内の粉塵濃度をリアルタイムで監視および制御し、ファンブレードの強制開閉制御を実現し、ネジ付きピンシャフトの負荷をリアルタイムで監視し、カウンターウェイトの交換または修理を実現し、これらの制御および検出により、装置の安全性を確保し、ホッパー内の高すぎる粉塵濃度または部分的な過負荷によって引き起こされる安全上の事故を回避する。

本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置の開閉時の正面図である。 本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置の開閉時の正面図である。 本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置全体の底面図である。 本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置全体の平面図である。 本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置防塵ファンブレードの構造模式図である。 本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置ファンブレード手動開放アセンブリの構造模式図である。

主な参照符号：
材料浚渫ユニット１、第１の防塵ファンブレード２、第２の防塵ファンブレード３、カウンターウェイトブロック４、粉塵バッフル５、フレーム６、シャフトスリーブ７、ネジ付きピンシャフト８、ボルト９、手動開放構造１０、回転ハンドル１１、回転ロッド１２、第１の張力ロープ１３、第２の張力ロープ１４、クランプばね１５。

本発明の技術的内容、構造的特徴、達成された目的および効果を詳述するために、本明細書の添付の図面と併せて以下に詳細に説明する。

図１および図６に示したように、粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置は、材料浚渫アセンブリおよびファンブレード手動開放アセンブリを含む。図２に示したように、材料浚渫アセンブリは、材料浚渫ユニット１、第１の防塵ファンブレード２、第２の防塵ファンブレード３、カウンターウェイトブロック４、粉塵バッフル５、フレーム６、シャフトスリーブ７、ネジ付きピンシャフト８およびボルト９を含む。

図４に示したように、フレーム６の外形は、「目」字形状の対称溶接構造であり、４つの平板と２つの竪板で構成され、平板と竪板との間の夾角は９０度であり、平板には第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の取り付けに用いられるねじ穴が設けられ、複数のセットの防塵ファンブレードの配置距離は、材料の逆流なしに、ファンブレードを安全に開くことができる距離を標準とする。

図３に示したように、材料浚渫ユニット１の外形は２つの同一の粉塵バッフル５で構成された対称のＬ字型溶接構造であり、２つの粉塵バッフル５の間の夾角は９０度であり、材料浚渫ユニット１の両端面はそれぞれフレーム６の両側の平板に固定連結され、材料の浚渫役割を果たし、材料を第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３に導くロンググリッドプレートが回転されて開き、材料はホッパーまたは材料ピットに落下し、同時にショートグリッドプレートとフレーム６エッジとの間のギャップによって生じる粉塵の溢れ出すことを効果的にブロックする。

図５に示したように、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の両方はショートグリッドプレートとロンググリッドプレートで組成され、第１の防塵ファンブレード２のショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートの両方にはＵ字型貫通穴が設けられ、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の両端面にはシャフトスリーブ７が設けられ、カウンターウェイトブロック４はそれぞれ第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレート側、位置を調節できる位置に取り付けられ、材料が全部全部流出した後の第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートとロンググリッドプレートが自然的なバランスを実現し、これにより、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３は防塵役割を果たし、カウンターウェイトブロック４はそれぞれボルト９を介して第１の防塵ファンブレード２のショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴と第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴に固定連結され、位置を調節でき、カウンターウェイトブロックの重心を変え、トルクを変えて、防塵ファンブレードのバランス調節を実現する。第１の防塵ファンブレード２のシャフトスリーブ７と第２の防塵ファンブレード３のシャフトスリーブ７はそれぞれネジ付きピンシャフト８を介してフレーム６平板のねじ穴に連結される。

図６に示したように、ファンブレード手動開放アセンブリは、手動開放構造１０、回転ハンドル１１、回転ロッド１２、第１の張力ロープ１３、第２の張力ロープ１４およびクランプばね１５を含み、ファンブレード手動開放アセンブリは、自然に開くことができない場合、手動で強制的に開くことができ、粉塵抑制が不要な場合、永久に開くことができる。

手動開放構造１０は材料浚渫ユニット１の真下に位置し、フレーム６平板の同じ位置には貫通穴が設けられ、回転ロッド１２の第１の端は第１の平板の貫通穴を通過して回転ハンドル１１に溶接固定され、回転ロッド１２の第２の端は第２の平板および第３の平板の貫通穴をそれぞれ通過して、クランプばね１５を介して第４の平板の貫通穴に連結され、クランプばね１５はそれぞれ、回転ロッド１２とフレーム６平板貫通穴の連結箇所に位置し、クランプばね１５を介して回転ロッド１２の軸方向位置を固定し、第１の張力ロープ１３の第１の端と第２の張力ロープ１４の第１の端は回転ロッド１２に連結され、第１の張力ロープ１３の第２の端および第２の張力ロープ１４の第２の端はそれぞれ、第１の防塵ファンブレード２のショートグリッドプレートおよび第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートに固定連結され、回転ハンドル１１を回転することにより、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４を回転ロッド１２に巻き、それにより第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の回転させ、ロンググリッドプレートを開く。第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４は第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の回転に牽制役割を果たし、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３を動作中に迅速にリセットすることができる。

第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の自然に平衡または開放されているとき、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４は弛緩状態にあり、すなわち、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３は、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４の張力を受けない。材料が全部流出し、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３とのバランスが回復する過程で、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４は、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の逆方向回転を阻害して、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３がすばやくバランスをとるようにする。デバイスに手動の第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３が必要な場合、回転ハンドル１１を回転すると、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３を同時に回転して開くことができる。

ファンブレード手動開放アセンブリは、防塵ファンブレードが正常に開かれない、または動作する必要がない場合に、防塵ファンブレードのロンググリッドプレートを手動で開くことができ、１セットの手動開放構造は、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３を同時に開くことができ、手動開放構造１０の張力ロープは、防塵ファンブレードの動作中にバランスをすばやく回復するのに役立つ。

図３に示したように、材料浚渫ユニット１の両側の粉塵バッフル５は平衡位置にあるとき、それぞれ第１の防塵ファンブレード２のロンググリッドプレートと第２の防塵ファンブレード３のロンググリッドプレートに平行であり、材料浚渫ユニット１の両側の粉塵バッフル５はそれぞれ第１の防塵ファンブレード２のロンググリッドプレートと第２の防塵ファンブレード３のロンググリッドプレートと同じ側にある。

材料浚渫ユニット１の対称面は、フレーム６の平板に平行であり、材料浚渫ユニット１の法線は、フレーム６の竪板に垂直であり、材料浚渫ユニット１の稜線は同じ高さであり、材料浚渫ユニット１は等間隔で平行に分布され、材料浚渫ユニット１の稜線と防塵ファンブレードの軸線はお互い平行である。

図５に示したように、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３は材料浚渫ユニット１に対して対称分布され、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３は非対称構造であり、ロンググリッドプレートとショートグリッドプレートとの間の夾角は９０度であり、溶接により断面がＬ字型である構造を形成し、構造がコンパクトな場合に衝突干渉を回避できるように、第１の防塵ファンブレード２ショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴と第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴の位置はずらして分布される。

シャフトスリーブ７の軸線はそれぞれ、第１の防塵ファンブレード２の稜線および第２の防塵ファンブレード３の稜線に平行であり、ネジ付きピンシャフト８の軸線、シャフトスリーブ７の軸線およびフレーム６平板のねじ穴の軸線は同じ直線にあり、良好な同軸性を確保する。ねじ穴の位置と数は、防塵ファンブレードの高さと数に応じて決定され、ネジ付きピンシャフト８はねじ結合を介してフレーム６に固定され、同時にネジ付きピンシャフト８は防塵ファンブレードの両端に溶接されたシャフトスリーブ７に貫通して、防塵ファンブレードとフレーム６との間の連結を完了する。このような連結形態は、防塵ファンブレードがネジ付きピンシャフト８を中心に回転するようにし、ネジ付きピンシャフト８を外すと、防塵ファンブレードも簡単に外される。

材料浚渫ユニット１の長さとフレーム６竪板の長さは等しく、防塵ファンブレードの全長と材料浚渫ユニット１の長さは等しく、カウンターウェイトブロック４の長さと前記防塵ファンブレードのショートグリッドプレートの長さは等しく、シャフトスリーブ７の数、ネジ付きピンシャフト８の数とフレーム６平板のねじ穴の数は等しく、防塵ファンブレードの数、カウンターウェイトブロック４の数とボルト９の数は等しい。

以下は、実施例を参照して、本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置をさらに説明する：
粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置は、主にホッパーまたは材料ピットに大豆などの港の粒状材料の荷降ろしプロセスで使用される。装置中の回転可能な防塵ファンブレードは、材料のブランキング時のみ開き、材料が全部流出した後、リセットされるため、ホッパー内の粉塵粒子の漏れが減少する。非対称の防塵ファンブレードは、ブランキング面積を大幅に増加し、材料の蓄積を効果的に回避する。ファンブレード手動開放アセンブリは、防塵ファンブレードをすばやくバランスをとるようにすることができ、いつでも手動でファンブレードを開くことができる。実施プロセスは、次のステップを含む：
粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置は、荷降ろしホッパーまたは荷降ろしピットなどの上部開口位置に取り付けられ、カウンターウェイトブロック４の位置を調節することにより、粉塵抑制装置の第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３の自然なバランスを保つ。すなわち、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３のそれぞれの重心と稜線により形成された平面は、重力方向に沿っており、このとき、ホッパーまたは材料ピット全体が閉状態であり、ホッパーまたは材料ピット内の大気圧が外圧と同じであり、圧力差がなく、システム全体が自然バランス状態にある。

第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３は、材料浚渫ユニット１の下方に位置し、材料が傾倒されると、材料は材料浚渫ユニット１によって両側の第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３に分割され、材料は自重によって第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３がネジ付きピンシャフト８を中心に回転するようにし、それにより材料ダウンロード口を開き、材料はホッパーまたは材料ピットに落下し始め、材料の粉塵も同時にホッパーまたは材料ピットに入り、何の対策も講じないと、閉空間に入った材料は同じ体積の空気に置き換わり、粉塵は空気の流れに沿ってホッパーまたは材料ピットから溢れ出される。

粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置は、材料が全部傾倒されると、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３は自体の重力によって第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４の共同動作により、バランス状態にすばやく回復し、ホッパーの出口を閉じて、気流の流出を阻害し、粉塵は閉じたホッパー空間で拡散、循環され、気流の速度が低下し、粉塵を運んで漏れる能力を低下し、粉塵抑制に達する。

ファンブレード手動開放構造１０は材料浚渫ユニット１の真下に位置し、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４は、回転ロッド１２を第１の防塵ファンブレード２のショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートにそれぞれ連結し、回転ハンドル１１を回転し、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４を締めると、回転ロッド１２に巻かれ、それにより第１の防塵ファンブレード２のショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートが引っ張られ、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３がネジ付きピンシャフト８を中心を回転して、材料ダウンロード口を開く。

さらに、粉塵バッフル５の下には、防振効果を有するひずみ式負荷力センサーがさらに取り付けられる。第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３が長時間作動した後、ロンググリッドプレート（作動エンドブレード）は、必然的に摩耗して消費されるが、ショートグリッドプレート（カウンターウェイトエンドブレード）が基本的に摩耗していないため、ピンシャフトの両端の重量が等しくなく、摩耗した端が上向きになり、既存の固定粉塵バッフル５は、上向きになるのを防ぎ、隣接する２セットの作動エンドブレードが互いに干渉することを回避するが、固定粉塵バッフル５は必ず一定のトルク作用を受ける。作用力と反作用力の存在により、ネジ付きピンシャフト８はトルク作用を受け、ロンググリッドプレート（作動エンドブレード）の摩耗量の増加により、ネジ付きピンシャフト８の負荷が増大され、トルクが増加され、長時間作業すると、ネジ付きピンシャフト８の疲労と応力腐食の傾向が増加され、ネジ付きピンシャフト８の安全許容応力を超えて、ネジ付きピンシャフト８の故障と破損を招く。したがって、粉塵バッフル５の下に安装センサーを取り付けて、シールの作動しない場合（荷降ろしではない過程）に粉塵バッフル５が負担する負荷をリアルタイムで監視するために使用される。粉塵バッフル５が材料の衝撃を頻繁に受け、より大きな振動を引き起こし、センサーが故障することを回避するために、本実施例では、中粉塵バッフル５の下に防振効果のあるひずみ式負荷力センサーを取り付け、無線送信により負荷信号をフィールド監視室の中央処理ユニットに伝送し、中央処理ユニットは負荷信号を介してネジ付きピンシャフト８が負担する負荷を計算し、ネジ付きピンシャフト８が負担する負荷に応じて、ネジ付きピンシャフト８の安全係数を決定し、安全係数がが安全プリセットしきい値より低い場合、中央処理ユニットのコントロールパネルにネジ付きピンシャフト８安全警告リマインダーを表示して、ネジ付きピンシャフト８の寿命を確保し、部分的な過負荷による安全事故を回避するために、現場でのカウンターウェイトの交換または修理を通知する。

本発明の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置は、粉塵濃度監視センサー、除塵機、モーター減速機、電磁継手および中央処理ユニットをさらに含む。ここで、粉塵濃度監視センサーはフレーム６の内側に取り付けられ、粉塵濃度監視センサーは無線伝送機能およびアラーム機能を備えた高精度センサーであり、除塵機はホッパーの材料分割三方箇所に取り付けられ、モーター減速機はフレーム６の外側に取り付けられ、電磁継手はモーター減速機と回転ロッド１２との間に取り付けられて、両者を連結し、中央処理ユニットはフィールド監視室に位置し、中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサー、除塵機およびモーター減速機と無線接続される。
粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置で自動制御を行う具体的なステップは次のとおりである：
ホッパー内の粉塵濃度を検出し、除塵機を起動するステップ１：
荷降ろしの過程で、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３が存在するため、粉塵がホッパーの空間内に閉じ込められ、特にバルク材料自体が大量の粉塵を携帯し、ホッパーの排出口の滑り台の荷降ろし速度が比較的に遅い場合、ホッパー内の粉塵濃度が急激に上昇し、高温または乾燥した天候下では、静電気が発生しやすく、安全上の問題が発生する可能性がある。収集ホッパー内の粉塵濃度をリアルタイムで監視するために、フレーム６の内側には無線伝送機能を有する高精度粉塵濃度監視センサーが取り付けられる。センサーのリアルタイムで監視することにより、濃度信号を除塵機制御システムにフィードバックし、ホッパー内の粉塵濃度が事前設定された危険濃度より高い場合、例えば、粉塵可燃性で、爆発性の赤い線の濃度である場合、粉塵濃度監視センサーは検出されたリアルタイムの粉塵濃度ξを中央処理ユニットに送信し、その後粉塵濃度監視センサーが警報を発し、中央処理ユニットが除塵機を起動する。
中央処理ユニットは粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置に対する制御を起動し、現在の粉塵状態に応じて当量にファンブレードのスイング角度を制御するステップ２。

入ってくる材料の粒子サイズに応じてファンブレードの開放度をリアルタイムで制御できるように、除塵機と連携して大型材料排出トラフ内の粉塵濃度を制御すると同時に、材料が詰まったり動かなくなったりしたときに防塵ファンブレードが防塵ファンブレードを開くことができるようにし、フレーム６の外側にセルフロック式、防爆機能を有するギアシフトモーター減速機を装備している。モーター減速機と回転ロッド１２は電磁継手により連結され、ファンブレードの開放度を自動調整する必要がある場合、電磁継手により回転ロッド１２をモーター減速機に連結し、材料特性と粉塵濃度監視センサーのリアルタイム測定データにより、ファンブレードのスイング角度θを求め、ファンブレードが閉合した場合にθは０°であり、開放度が最大の場合は６０°であり、モーターギアを選択するためにθ範囲を判断し、ギアシフトモーター減速機を介して、ファンブレードの開放度を自動的にシフトおよび制御して、粉塵抑制を実現する。

粉塵監視センサーによってリアルタイムで測定された粉塵濃度はフィールド監視室の中央処理ユニットに無線接続され、中央処理ユニットを介してリアルタイムデータを分析処理し、粉塵状態当量Ｍを計算すると同時に、粉塵状態当量Ｍと適切なファンブレードスイング角度θとの間の定量化関係により、スイング角度θデータを整理し、設定されたスイング角度θとモーターギアの関係により、モーターギアデータを整理し、通信コマンドモジュールに転送した後、通信信号に変換し、さらにモーター自動シフトモジュールに伝送し、モーター減速機を介して、ファンブレードの開放度の動的開閉を実現する。

中央処理ユニットがファンブレードの開放度を制御する具体的なステップは次のとおりである：
中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサーによって送信されたリアルタイム粉塵濃度ξを受信するステップ２.１。

中央処理ユニットは現在の材料のタイプに従って、データベースで材料粉塵粒子サイズｄ、材料緩い状態での密度ρ、および材料粉塵性質定数ｋを検索し、材料がホッパーに入る前の粉塵量Ｇを計算するステップ２.２。

ｄは材料の粉塵粒子サイズを表し、ρは材料緩い状態での密度を表す。一般に、粉塵粒子サイズｄの値の範囲は１００μｍ≦ｄ≦５００μｍであり、材料の緩い状態での密度ρの値の範囲は５００ｋｇ／ｍ^３≦ρ≦１３００ｋｇ／ｍ^３である。

例えば、積み下ろし材料が特定の大豆の場合、データベースの前記大豆は、粉塵粒子サイズｄ＝３７５μｍ、材料緩い状態での密度ρ＝７８２ｋｇ／ｍ^３であり、式（１）により前記大豆がホッパーに入る前の粉塵量Ｇを形成することができる：

リアルタイム粉塵濃度ξおよび材料がホッパーに入る前の粉塵量Ｇに従って粉塵状態当量を計算するステップ２.３。

粉塵状態当量Ｍの計算モデルは以下の通りであり：

ここで、ｋは材料粉塵性質定数であり、ξはリアルタイム粉塵濃度であり、Ｇは材料がホッパーに入る前の粉塵量である。

粉塵状態当量に従って所望のファンブレードスイング角度θを得るステップ２.４。
所望のファンブレードスイング角度θと粉塵状態当量Ｍとの間の対応関係は以下のように通りであり：

中央処理ユニットは所望のファンブレードスイング角度θに従ってモーターギアを制御し、実際のファンブレードスイング角度を制御するステップ２.５。

モーターギアと所望のファンブレードスイング角度θの関係を設定する：
０°≦θ≦２０°、モーターギアを第１のギアとして選択し、
２０°＜θ≦４０°、モーターギアを第２のギアとして選択し、
４０°＜θ≦６０°、モーターギアを第３のギアとして選択し、
中央処理ユニットはステップ２.４で計算された所望のファンブレードスイング角度θに従って、モーターギアを選択し、通信信号を介してモーター減速機に伝送し、モーター減速機は中央処理ユニットによって選択されたモーターギアに応じて起動し、モーター減速機は電磁継手を介して回転ロッド１２に連結され、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープが回転ロッド１４を第１の防塵ファンブレード２のショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートをそれぞれ連結するため、回転ロッド１２が回転すると、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４が回転ロッド１２に巻き付けられ、第１の防塵ファンブレード２のショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレード３のショートグリッドプレートを引っ張って、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３がネジ付きピンシャフト８を中心に回転させ、材料ダウンロード口を開く。モーター減速機のギアが異なるため、回転ロッド１２の回転回数も異なり、したがってファンブレードスイング角度θも異なり、ファンブレードの開放度の動的な開閉を実現する。

ホッパー内の粉塵濃度が事前設定された危険濃度より低い場合、中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサーによって伝送されたリアルタイム粉塵濃度ξを受信せず、このとき、ホッパー内の粉塵濃度が安全なレベルまで低下し、中央処理ユニットは除塵機を停止し、同時に電磁継手を介してモーター減速機を回転ロッド１２から切り離し、第１の張力ロープ１３と第２の張力ロープ１４は回転ロッド１２から切り離し、第１の防塵ファンブレード２と第２の防塵ファンブレード３は再び自己バランス装置になり、スムーズな荷降ろしを容易にするのに役立つステップ３。

上記の実施例は、本発明の好ましい実施形態を説明するだけであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の設計精神から逸脱することなく、当技術分野の通常の技術者は、本発明の技術的解決策に様々な修正および改善は、本発明の特許請求の範囲によって決定される保護範囲内に含まれるものとする。

Claims (8)

1. 材料浚渫アセンブリおよびファンブレード手動開放アセンブリを含む粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置であって、
   前記材料浚渫アセンブリは、材料浚渫ユニット、第１の防塵ファンブレード、第２の防塵ファンブレード、カウンターウェイトブロック、粉塵バッフル、フレームおよびシャフトスリーブを含み、前記フレームは、４つの平板と２つの竪板で構成された「目」字形状の対称溶接構造であり、前記平板と前記竪板との間の夾角は９０度であり、前記平板にはねじ穴が設けられ、前記材料浚渫ユニットの外形は２つの同一の粉塵バッフルで構成された対称のＬ字型溶接構造であり、２つの粉塵バッフルの間の夾角は９０度であり、前記材料浚渫ユニットの両端面はそれぞれ前記フレームの両側の平板に固定連結され、前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードの両方はショートグリッドプレートとロンググリッドプレートで組成され、前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートと前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートの両方にはＵ字型貫通穴が設けられ、前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードの両端面には前記シャフトスリーブが設けられ、前記カウンターウェイトブロックはそれぞれボルトを介して前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴と前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴に固定連結され、前記第１の防塵ファンブレードのシャフトスリーブと前記第２の防塵ファンブレードのシャフトスリーブはそれぞれネジ付きピンシャフトを介して前記フレームの平板のねじ穴に連結され、
   前記ファンブレード手動開放アセンブリは、手動開放構造、回転ハンドル、回転ロッド、第１の張力ロープ、第２の張力ロープおよびクランプばねを含み、前記手動開放構造は前記材料浚渫ユニットの真下に位置し、前記フレームの平板の同じ位置には貫通穴が設けられ、前記回転ロッドの第１の端は第１の平板の貫通穴を通過して前記回転ハンドルに溶接固定され、前記回転ロッドの第２の端は第２の平板および第３の平板の貫通穴をそれぞれ通過して、前記クランプばねを介して第４の平板の貫通穴に連結され、前記クランプばねはそれぞれ、前記回転ロッドと前記フレームの平板の貫通穴の連結箇所に位置し、前記クランプばねを介して前記回転ロッドの軸方向位置を固定し、前記第１の張力ロープの第１の端と前記第２の張力ロープの第１の端は前記回転ロッドに連結され、前記第１の張力ロープの第２の端および前記第２の張力ロープの第２の端はそれぞれ、前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートおよび前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートに固定連結されることを特徴とする、前記粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置。
2. 前記材料浚渫ユニットの両側の粉塵バッフルは平衡状態である場合、前記第１の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートと前記第２の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートにそれぞれ平行であり、前記材料浚渫ユニットの両側の粉塵バッフルはそれぞれ、前記第１の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートと前記第２の防塵ファンブレードのロンググリッドプレートと同じ側にあることを特徴とする
   請求項１に記載の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置。
3. 前記材料浚渫ユニットの対称面は前記フレームの平板に平行であり、前記材料浚渫ユニットの法線は前記フレームの竪板に垂直であり、前記材料浚渫ユニットの稜線は同じ高さであり、前記材料浚渫ユニットは等間隔で平行に分布され、前記材料浚渫ユニットの稜線と前記第１の防塵ファンブレード及び前記第２の防塵ファンブレードの軸線はお互い平行であることを特徴とする
   請求項１に記載の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置。
4. 前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードは前記材料浚渫ユニットに対して対称分布され、前記第１の防塵ファンブレードと前記第２の防塵ファンブレードは非対称構造であり、前記ロンググリッドプレートと前記ショートグリッドプレートとの間の夾角は９０度であり、溶接により断面がＬ字型である構造を形成し、構造がコンパクトな場合に衝突干渉を回避できるように、前記第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴と前記第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートのＵ字型貫通穴の位置はずらして分布されることを特徴とする
   請求項１に記載の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置。
5. 前記シャフトスリーブの軸線はそれぞれ、前記第１の防塵ファンブレードの稜線および前記第２の防塵ファンブレードの稜線に平行であり、前記ネジ付きピンシャフトの軸線、前記シャフトスリーブの軸線および前記フレームの平板のねじ穴の軸線は同じ直線にあることを特徴とする
   請求項４に記載の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置。
6. ひずみ式負荷力センサーをさらに含み、
   前記ひずみ式負荷力センサーは粉塵バッフルの下に取り付けられ、シールが作動しない場合に固定粉塵バッフルが負担する負荷をリアルタイムで監視するために使用され、無線伝送により負荷信号をフィールド監視室の中央処理ユニットに伝送し、中央処理ユニットは負荷信号を介してネジ付きピンシャフトが負担する負荷を計算し、ネジ付きピンシャフトが負担する負荷状況に応じて、ネジ付きピンシャフトの安全係数を決定し、安全係数が安全プリセットしきい値より低い場合、中央処理ユニットのコントロールパネルにネジ付きピンシャフト安全警告リマインダーを表示することを特徴とする
   請求項１に記載の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置。
7. 粉塵濃度監視センサー、除塵機、モーター減速機、電磁継手および中央処理ユニットをさらに含み、粉塵濃度監視センサーはフレームの内側に取り付けられ、粉塵濃度監視センサーは無線伝送機能およびアラーム機能を備えた高精度センサーであり、除塵機はホッパーの材料分割三方箇所に取り付けられ、モーター減速機はフレームの外側に取り付けられ、電磁継手はモーター減速機と回転ロッドとの間に取り付けられて、両者を連結し、中央処理ユニットはフィールド監視室に位置し、中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサー、除塵機およびモーター減速機と無線接続されることを特徴とする
   請求項１に記載の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置。
8. 請求項７に記載の粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置で自動制御を行う方法であって、
   具体的に、
   ホッパー内の粉塵濃度を検出し、除塵機を起動するステップ１と、
   粉塵濃度監視センサーを介してホッパー内の粉塵濃度をリアルタイムで監視し、ホッパー内の粉塵濃度が事前設定された危険濃度より高い場合、粉塵濃度監視センサーは検出されたリアルタイム粉塵濃度ξを中央処理ユニットに送信し、その後粉塵濃度監視センサーはアラームを発生し、中央処理ユニットは除塵機を起動し；
   中央処理ユニットは粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置に対する制御を起動し、現在の粉塵状態に応じて当量にファンブレードのスイング角度を制御するステップ２と、および
   ホッパー内の粉塵濃度が事前設定された危険濃度より低い場合、中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサーによって伝送されたリアルタイム粉塵濃度ξを受信せず、中央処理ユニットは除塵機を停止し、同時に電磁継手を介してモーター減速機を回転ロッドから切り離し、第１の防塵ファンブレードと第２の防塵ファンブレードは再び自己バランス装置になるステップ３とを含み、
   前記ステップ２は具体的に以下のステップを含み、
   中央処理ユニットは粉塵濃度監視センサーによって送信されたリアルタイム粉塵濃度ξを受信するステップ２.１、
   中央処理ユニットは現在の材料のタイプに従って、データベースで材料粉塵粒子サイズｄ、材料緩い状態での密度ρ、および材料粉塵性質定数ｋを検索し、材料がホッパーに入る前の粉塵量Ｇを計算するステップ２.２、
   

   

   ｄは材料の粉塵粒子サイズを表し、ρは材料緩い状態での密度を表し、
   リアルタイム粉塵濃度ξおよび材料がホッパーに入る前の粉塵量Ｇに従って粉塵状態当量を計算するステップ２.３、
   粉塵状態当量Ｍの計算モデルは以下の通りであり、
   

   

   ｋは材料粉塵性質定数であり、ξはリアルタイム粉塵濃度であり、Ｇは材料がホッパーに入る前の粉塵量であり、
   粉塵状態当量に従って所望のファンブレードスイング角度θを得るステップ２.４、
   所望のファンブレードスイング角度θと粉塵状態当量Ｍとの間の対応関係は以下に示された通りであり：
   

   

   ファンブレードが閉じている場合、ファンブレードスイング角度θは０°であり、開放度が最大である場合、ファンブレードスイング角度θは６０°であり、
   中央処理ユニットは所望のファンブレードスイング角度θに従ってモーターギアを制御し、実際のファンブレードスイング角度を制御するステップ２.５、具体的に、
   まず、モーターギアと所望のファンブレードスイング角度θの関係を設定する：
   ０°≦θ≦２０°、モーターギアを第１のギアとして選択し、
   ２０°＜θ≦４０°、モーターギアを第２のギアとして選択し、
   ４０°＜θ≦６０°、モーターギアを第３のギアとして選択し、
   その後、中央処理ユニットは所望のファンブレードスイング角度θに従ってモーターギアを選択し、通信信号を介してモーター減速機に伝送し、モーター減速機は中央処理ユニットによって選択されたモーターギアに応じて起動し、モーター減速機は電磁継手を介して回転ロッドに連結され、回転ロッドを回転させ、第１の張力ロープと第２の張力ロープが回転ロッドを第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートをそれぞれ連結するため、回転ロッドが回転すると、第１の張力ロープと第２の張力ロープが回転ロッドに巻き付けられ、第１の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートと第２の防塵ファンブレードのショートグリッドプレートを引っ張って、第１の防塵ファンブレードと第２の防塵ファンブレードがネジ付きピンシャフトを中心に回転させ、材料ダウンロード口を開き、モーター減速機のギアが異なるため、回転ロッドの回転回数も異なり、したがってファンブレードスイング角度θも異なり、ファンブレードの開放度の動的な開閉を実現することを特徴とする、前記粉塵抑制用カウンターウェイト調整可能な自己バランス装置で自動制御を行う方法。

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