專利名稱：固體散裝物料性能在線測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種主要應(yīng)用于玻璃、陶瓷、糧食、咖啡、飼料、礦山冶金、建材、化工、醫(yī)藥等固體顆粒狀、粉末狀物料的水分在線測量分析設(shè)備，具體的說是一種固體散裝物料性能在線測量裝置，應(yīng)用在鑄造行業(yè)時，可完成型砂水分、緊實率、濕壓強度等性能參數(shù)的測量分析。
技術(shù)背景顆粒狀、粉末狀物料都有隨水分變化而體積相應(yīng)發(fā)生變化的特性，如鑄造用型砂1％-4％水分含量的變化，體積會增加30~40％左右。在這種情況下，雖然待測物料水分增加了，但單位體積內(nèi)水分含量反而減少了，這樣無法實現(xiàn)水分的準確測量。
現(xiàn)有的在線水分測量方法和裝置中，都不配采樣壓實裝置，所以不能克服密度變化對水分測量精度的影響，極大的影響了在線水分檢測的普及應(yīng)用。在鑄造行業(yè)應(yīng)用中，中國專利ZL95219341.8公開的型砂性能在線檢測裝置，可以測量型砂的緊實率、剪切強度兩項指標，該設(shè)計采用了四個工位1-取樣；2-測緊實率；3-測剪切強度；4-清理樣筒。工位的切換采用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動機構(gòu)和轉(zhuǎn)盤定位機構(gòu)，其傳動機構(gòu)包括用90°回轉(zhuǎn)氣缸，通過撥盤上的撥柱撥動飛輪外緣，由飛輪帶動主軸轉(zhuǎn)動，從而使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。為使轉(zhuǎn)盤準確地間歇向前轉(zhuǎn)動90°，采用定位機構(gòu)，即在轉(zhuǎn)盤上安裝四個擋塊，在頂板上固定一電磁鐵和定位塊，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動90°，電磁鐵即使定位塊下移，擋住擋塊，為防止碰撞反彈，在定位塊頂端側(cè)面裝有永久磁鐵。該設(shè)備機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能檢測國內(nèi)鑄造廠普遍采用的濕壓強度，無法測量型砂水分。
歸結(jié)現(xiàn)有其他設(shè)備和方法，對固體散裝物料性能的在線測量均存在使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計原理缺少自動化程度，在線測量準確度較低，工作效率也不高，特別是應(yīng)用于對物料水分含量要求精度高時難以完成指標的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種適用于多種固體散裝物料場合，其設(shè)計原理可靠、結(jié)構(gòu)簡單、測量迅速、檢測精度高的物料性能在線測量裝置。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型在整體結(jié)構(gòu)上配備有微波水分傳感器，完成準確測量顆粒狀、粉末狀物料水分。本設(shè)計采用了對被測物料進行壓實的技術(shù)，對物料使加以相同的壓力，保證被測物料密度穩(wěn)定，克服了對水分測量精度影響最大的因素密度的影響，使待測物料在一個密度相對穩(wěn)定的狀態(tài)下進行水分測量，大大提高了水分測量的精度。使得在一些密度變化較大的工況下，也能精確地完成水分測量。
本實用新型整體結(jié)構(gòu)按功能組成可分為松料系統(tǒng)、推料系統(tǒng)、壓實系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和微波水分傳感器五個功能部分，其整體組成包括頂出氣缸、壓力傳感器、出料管道、微波水分傳感器、料筒、儲料匣、清掃氣管、壓頭、導(dǎo)向桿、位移傳感器、壓實氣缸、下料筒、轉(zhuǎn)子、刮板、攪拌電機和水平刮板氣缸。制于底部的頂出氣缸的頂端制有壓力傳感器，料筒下部制有微波水分傳感器，料筒上部與儲料匣連通，儲料匣一端下部制有外斜式出料管道，另一端正對外側(cè)制有水平刮板氣缸，儲料匣上部對應(yīng)出料管道處制有清掃氣管，而對應(yīng)料筒處制有壓頭，壓頭上部制有壓實氣缸，壓實氣缸外側(cè)豎直方向分別制有導(dǎo)向桿和位移傳感器，壓實氣缸另一側(cè)制有下料筒與儲料匣相通，下料筒內(nèi)制有轉(zhuǎn)子與攪拌電機的軸連動，儲料匣在水平刮板氣缸端連動制有刮板。
本實用新型的功能系統(tǒng)及其組成的各部件的作用和結(jié)構(gòu)功能分別為松料系統(tǒng)下料筒作為下料的通道，內(nèi)部安裝有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子在攪拌電機的帶動下旋轉(zhuǎn)，可以將物料打散，使待測物料均勻、松散。
推料系統(tǒng)水平刮板氣缸推動刮板在儲料匣內(nèi)向前運動，可以把進入儲料匣的物料推入料筒同時刮平，多余的物料從出料管道落下，清掃氣管通壓縮空氣負責(zé)對儲料匣進行清理。
壓實系統(tǒng)壓實氣缸下壓，對料筒內(nèi)的物料進行壓實，在下壓過程中，導(dǎo)向桿保證壓頭下壓的方向，位移傳感器用來測量壓頭在料筒內(nèi)移動的距離，從而知道物料體積的變化。
頂出系統(tǒng)頂出氣缸帶動拉壓力傳感器和微波水分傳感器在料筒內(nèi)上下移動，可以把壓實的物料從料筒內(nèi)頂出。壓力傳感器，在應(yīng)用在鑄造用型砂性能檢測時，可以對型砂樣塊進行壓碎測試，測量型砂的濕壓強度。
水分測量微波水分傳感器，基于微波技術(shù)，準確完成測量固體散狀物料水分含量。微波水分測量技術(shù)基于水分子能吸收微波能量遠遠高于其他材料的原理。微波水分傳感器通過天線發(fā)射出微波信號，穿透待測物料后反射，測量反射信號的變化，即可測量出待測物料含水率。
本實用新型作為通用在線水分測量裝置使用，用應(yīng)在鑄造行業(yè)中型砂性能分析時，能同時測量水分、緊實率、濕壓強度三項指標，整個測試過程在20秒內(nèi)完成，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。應(yīng)用在水分測量時，由于采用了對待測物料進行壓實的技術(shù)，克服了密度對水分測量的影響，大大提高了水分測量的精度。由于采用取樣方式，在很多傳感器沒法安裝的工況下，可以將物料取樣后測量，能適應(yīng)更廣的應(yīng)用領(lǐng)域，其方法具有簡單、快速和準確的特點。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施方式
本實用新型實施時采用金屬和硬質(zhì)橡塑材料加工制造并組合裝配成整體式裝置。本實用新型整體結(jié)構(gòu)按功能組成可分為松料系統(tǒng)、推料系統(tǒng)、壓實系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和微波水分傳感器五個功能部分，其整體組成包括頂出氣缸1、壓力傳感器2、出料管道3、微波水分傳感器4、料筒5、儲料匣6、清掃氣管7、壓頭8、導(dǎo)向桿9、位移傳感器10、壓實氣缸11、下料筒12、轉(zhuǎn)子13、刮板14、攪拌電機15和水平刮板氣缸16。制于底部的頂出氣缸1的頂端制有壓力傳感器2，料筒5下部制有微波水分傳感器4，料筒5上部與儲料匣6連通，儲料匣6一端下部制有外斜式出料管道3，另一端正對外側(cè)制有水平刮板氣缸16，儲料匣6上部對應(yīng)出料管道3處制有清掃氣管7，而對應(yīng)料筒5處制有壓頭8，壓頭8上部制有壓實氣缸11，壓實氣缸11外側(cè)豎直方向分別制有導(dǎo)向桿9和位移傳感器10，壓實氣缸11另一側(cè)制有下料筒12與儲料匣6相通，下料筒12內(nèi)制有轉(zhuǎn)子13與攪拌電機15的軸連動，儲料匣6在水平刮板氣缸16端連動制有刮板14。
本實用新型使用時整個測試過程如下待測物料從下料筒12上部加入，在下料過程中，攪拌電機15帶動轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動，物料被轉(zhuǎn)子打散以后再進入儲料匣6，保證待測物料混合均勻、松散。在下料筒12下部安裝有料位開關(guān)，當檢測到進入到儲料匣6物料量滿足測量要求時，停止進料，保證進入到儲料匣6的物料量能滿足測量要求，同時盡量減少多余進料。
水平刮板氣缸16推動刮板14在儲料匣6內(nèi)向前移動，將進入的物料推入料筒5，同時將料筒5內(nèi)物料刮平，多余物料通過出料管道3落下，短暫延時后，水平刮板氣缸16帶動刮板14退回原位。
壓實氣缸11帶動壓頭8和位移傳感器10下壓，將料筒5內(nèi)物料壓實，導(dǎo)向桿9保證了壓頭8下壓的方向性，控制系統(tǒng)測量位移傳感器10的值，可以測得壓頭在料筒內(nèi)5的位移，在應(yīng)用在鑄造用型砂性能檢測時，可以準確測量型砂的緊實率。短暫延時后，壓實氣缸11帶動壓頭8和位移傳感器10回到原位置，控制系統(tǒng)通過微波水分傳感器4測量料筒5內(nèi)物料的水分。
水分測量結(jié)束，頂出氣缸1帶動壓力傳感器2和微波水分傳感器4在料筒5內(nèi)向上移動，將壓實的樣塊從料筒5內(nèi)頂出，微波水分傳感器4測量面與儲料匣6底面處于同一平面。樣塊從料筒5內(nèi)頂出后，壓實氣缸11下壓，壓實氣缸11上裝有位置檢測開關(guān)，當檢測到壓頭8離儲料匣6底面距離小于40mm時(此時樣塊一定已經(jīng)被壓爆了)，壓實氣缸11迅速返回，避免壓頭直接壓在微波水分傳感器4測量面上，在壓實氣缸11。整個的下壓過程中，控制系統(tǒng)高速采集記錄壓力傳感器2上的受力，壓力最大值就是型砂的濕壓強度。
濕壓強度測量結(jié)束，水平刮板氣缸16推動刮板14在儲料匣6內(nèi)向前移動，將壓碎的物料前推，通過出料管道3落下，短暫延時后，水平刮板氣缸16帶動刮板14退回原位。清掃氣管7吹掃，吹掃結(jié)束，頂出氣缸1帶動壓力傳感器2和微波水分傳感器4在料筒5內(nèi)向下移動，回到原位，準備下一次測量。
權(quán)利要求1.一種固體散裝物料性能在線測量裝置，包括松料系統(tǒng)、推料系統(tǒng)、壓實系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和微波水分傳感器五個功能部分，其特征在于頂出氣缸頂端制有壓力傳感器，料筒下部制有微波水分傳感器，料筒上部與儲料匣連通，儲料匣一端下部制有外斜式出料管道，另一端正對外側(cè)制有水平刮板氣缸，儲料匣上部對應(yīng)出料管道處制有清掃氣管，而對應(yīng)料筒處制有壓頭，壓頭上部制有壓實氣缸，壓實氣缸外側(cè)豎直方向分別制有導(dǎo)向桿和位移傳感器，壓實氣缸另一側(cè)制有下料筒與儲料匣相通，下料筒內(nèi)制有轉(zhuǎn)子與攪拌電機的軸連動，儲料匣在水平刮板氣缸端連動制有刮板。
專利摘要本實用新型涉及一種用于固體顆粒狀、粉末狀物料場合下在線測量其水分等性能的固體散裝物料性能在線測量裝置，包括松料系統(tǒng)、推料系統(tǒng)、壓實系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和微波水分傳感器五個功能部分，頂出氣缸頂端制有壓力傳感器，料筒下部制有微波水分傳感器，料筒上部與儲料匣連通，儲料匣一端下部制有出料管道，另一端外側(cè)制有水平刮板氣缸，儲料匣上部對應(yīng)出料管道處制有清掃氣管，對應(yīng)料筒處制有壓頭和壓實氣缸，其外側(cè)豎直方向分別制有導(dǎo)向桿和位移傳感器，壓實氣缸另一側(cè)制有下料筒與儲料匣相通，下料筒內(nèi)制有轉(zhuǎn)子與攪拌電機的軸連動，其結(jié)構(gòu)簡單，原理可靠，測試速度快，精度高。
文檔編號G01N33/38GK2876771SQ200620080919
公開日2007年3月7日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者王東雪, 卜秋祥 申請人:青島高?？刂葡到y(tǒng)工程有限公司