專利名稱：電子皮帶秤比例配料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于水泥生產(chǎn)中配料工藝的電子皮帶秤比例配料裝置。
在水泥等工業(yè)生產(chǎn)中，配料精度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，所以發(fā)展了多種形式的電子皮帶秤，以期提高配比精度。
目前國(guó)際上較為先進(jìn)的調(diào)速托輥式電子皮帶秤(參閱《水泥》1987年第5期第24頁)，其特點(diǎn)通過托輥和稱重架，利用荷重傳感器采集皮帶上物料的瞬時(shí)重量，以調(diào)節(jié)皮帶速度來穩(wěn)定其流量。這種秤的結(jié)構(gòu)龐大，價(jià)格昂貴，影響計(jì)量精度的因素較多，因此中小型水泥廠很難采用。
在國(guó)內(nèi)，較為先進(jìn)的恒速單懸臂式電子皮帶秤。它適合中小型水泥廠的生產(chǎn)規(guī)模。如杭州建材電子設(shè)備廠生產(chǎn)的JE－3G型懸臂式皮帶電子秤(參閱其技術(shù)說明書)。其特點(diǎn)是采用單懸臂秤體的結(jié)構(gòu)和連續(xù)計(jì)量的方法，即通過十字簧片，依靠荷重傳感器采集物料流經(jīng)懸臂部分時(shí)的在線重量，以調(diào)節(jié)給料量的大小來穩(wěn)定流量，而恒定皮帶運(yùn)行速度。但這種秤在運(yùn)行過程中往往由于物料分布不均以至引起物料重心偏移使杠桿比發(fā)生變化，因而造成計(jì)量誤差。這一問題在水泥生產(chǎn)中尤為嚴(yán)重，因?yàn)槲锪蠟轭w粒狀的，顆粒大小很不均勻。為了克服上述不足，我國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N86207515U的一份專利申請(qǐng)公開了一種微機(jī)控制雙懸臂皮帶秤，它采用雙懸臂結(jié)構(gòu)，使物料重量同時(shí)作用到二或四個(gè)傳感器上。這種秤雖然消除了物料分布不均引起的計(jì)量誤差，但由于增設(shè)了傳感器，因此傳感器引進(jìn)的誤差就會(huì)增大。
然而，上述各種形式的電子皮帶秤還存在著一些共同的缺點(diǎn)1.物料的重量都不是直接加到荷重傳感器上，而是通過十字簧片的傳遞，因此實(shí)際上物料的重量和傳感器的感應(yīng)量是一種間接關(guān)系，雖然十字簧片的彈性在一定程度上能起到吸收振動(dòng)的作用，但這種傳遞也會(huì)引進(jìn)計(jì)量誤差；2.這些皮帶秤雖然都采用微型計(jì)算機(jī)控制，但并沒有真正有效的解決物料配比的精度問題。
本實(shí)用新型的目的是采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的秤體結(jié)構(gòu)和電子控制系統(tǒng)對(duì)輸送不同組份物料的各臺(tái)電子皮帶秤進(jìn)行連續(xù)分段稱重與交替分段稱重，來完成提高物料配比精度的任務(wù)。
本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思在水泥生產(chǎn)中，不能真正有效的解決物料配比精度的根本原因在于采用同樣的計(jì)量裝置，去稱重量相差懸殊的不同組份的物料。這一點(diǎn)一直被人們忽視了。這樣，即使單臺(tái)電子皮帶秤的計(jì)量精度很高，例如小于±50g，但在物料配比相差懸殊以致不同組份的物料所稱重量亦相差懸殊的情況下，主組份物料的計(jì)量精度可以好于百分之一，而小組份物料的計(jì)量誤差卻會(huì)很大。因此，整個(gè)配比誤差也就很大。同時(shí)較大的物料顆粒會(huì)造成給料不準(zhǔn)確，對(duì)小組份物料也會(huì)引進(jìn)很大的誤差，并會(huì)直接加到配比誤差上。
現(xiàn)以a、b、c、d和e五種物料所占比例分別為75％、12％、7％、4.5％和1.5％為例來說明這個(gè)問題。其重量比分別為ab＝6.25ac＝10.7、ad＝16.7、ae＝50，不同物料的重量相差如此懸殊在水泥生產(chǎn)的配料中是普遍存在的。若a物料的在線重量為20kg，而b、c、d和e的在線重量分別為3.2kg、1.9kg、1.2kg和0.4kg。若裝置的計(jì)量誤差為±50g，雖然物料a的計(jì)量誤差為±0.25％，而物料e的計(jì)量誤差卻達(dá)±12.5％，因此，物料的配比誤差，即R′＝e／a或R＝e／(a＋b＋c＋d＋e)的誤差也約為±12.5％。可見同樣精度的計(jì)量裝置，當(dāng)在線重量相差懸殊的情況下，對(duì)小組份物料的稱重會(huì)造成很大的誤差，因而造成很大的配比誤差。
除了皮帶秤的計(jì)量誤差外，在分段稱重時(shí)供料不能實(shí)時(shí)停止也會(huì)引起物料計(jì)量的誤差。即使可以實(shí)時(shí)停止供料，小組份物料中的少數(shù)大顆粒也會(huì)給小組份物料的稱重帶來很大的相對(duì)誤差。物料的顆粒大小一般多在20g以下，但少數(shù)顆?？梢赃_(dá)到60g或更高。因而即使作到實(shí)時(shí)停止供料，但若碰上大到50g的大顆粒，那么多一粒或少一粒就會(huì)造成約±50g的稱重誤差，這對(duì)小組份物料的小量稱重也將造成很大的相對(duì)誤差，從而造成很大的配比誤差。而這在水泥生產(chǎn)中幾乎是無法避免的?？梢姡谶@種情況下，單純提高皮帶秤的計(jì)量精度，對(duì)配比精度的提高是沒有意義的。
本實(shí)用新型采用連續(xù)分段稱重與交替分段稱重的技術(shù)，提高小組份物料的在線重量，減小計(jì)量的相對(duì)誤差，從而減小配比誤差。
所謂連續(xù)分段稱重與交替分段稱重，就是在給定配比下，對(duì)輸送不同組份物料的皮帶秤進(jìn)行分段給料，分別對(duì)每段物料稱重。即用同樣的計(jì)量裝置，稱相近的重量，使不同組份物料的每段稱重達(dá)到相近的精度，而其配比關(guān)系由給料和稱重次數(shù)(分段的占空比)的多少來實(shí)現(xiàn)。主組份物料的分段稱重是連續(xù)的，小組份物料的分段稱重是按序交替進(jìn)行的。
據(jù)此，按皮帶秤的載荷能力和不同物料的配比要求，使各種物料的在線重量盡可能接近的原則，建立了連續(xù)分段稱重與交替分段稱重技術(shù)。
為實(shí)施上述技術(shù)構(gòu)思，將輸送不同組份物料的電子皮帶秤與電子控制系統(tǒng)連接。其電子皮帶秤由皮帶輸送機(jī)、秤體、電振給料機(jī)和電子計(jì)量系統(tǒng)組成；其電子控制系統(tǒng)由數(shù)字電路或微型計(jì)算機(jī)組成。
本實(shí)用新型為簡(jiǎn)化秤體結(jié)構(gòu)而采用機(jī)械磅秤結(jié)構(gòu)，皮帶輸送機(jī)通過四角環(huán)和吊環(huán)直接吊掛于秤體底架上。計(jì)量采用機(jī)械磅秤的杠桿結(jié)構(gòu)，由標(biāo)尺和砝碼組成。為實(shí)現(xiàn)供料的實(shí)時(shí)控制，由彈簧和接近開關(guān)構(gòu)成零點(diǎn)撿測(cè)裝置。所述彈簧的一端與標(biāo)尺連接，另一端固定在底架上，彈簧在物料未達(dá)到給定重量時(shí)受力產(chǎn)生彈力，物料達(dá)到給定重量時(shí)彈簧復(fù)位而失去彈力。此刻，接近開關(guān)立即翻轉(zhuǎn)工作狀態(tài)。
所謂零點(diǎn)檢測(cè)就是測(cè)定機(jī)械杠桿兩端的力偶平衡時(shí)標(biāo)尺的機(jī)械零點(diǎn)。由于采用了彈簧結(jié)構(gòu)，對(duì)準(zhǔn)確定量起著關(guān)鍵作用。在電振給料機(jī)給皮帶輸送機(jī)加料過程中，當(dāng)在線物料的重量達(dá)到給定重量時(shí)，由于慣性作用標(biāo)尺不會(huì)立即動(dòng)作，則電振給料機(jī)不能立即停止給料。因此，這一遲滯現(xiàn)象將造成定量不準(zhǔn)。所以，當(dāng)物料的在線重量接近給定重量時(shí)，由彈簧給標(biāo)尺以緩緩向上的初速度。當(dāng)物料的在線重量達(dá)到給定重量時(shí)，標(biāo)尺視準(zhǔn)線便可即時(shí)準(zhǔn)確地達(dá)到機(jī)械零點(diǎn)位置。這時(shí)接近開關(guān)動(dòng)作并即時(shí)關(guān)閉電振給料機(jī)，同時(shí)彈簧復(fù)位，失去彈力。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果所提供的比例配料裝置可使物料的配比精度好于1％。在水泥生產(chǎn)中物料配比精度的提高，將會(huì)帶來一系列良性循環(huán)提高物料的易燒性，使熱工制度穩(wěn)定，提高燒成的質(zhì)量；所采用的皮帶秤秤體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了整機(jī)重量，有利于提高皮帶秤的靈敏度，又使整個(gè)裝置的造價(jià)低廉。本裝置特別適用于中小水泥廠的生產(chǎn)規(guī)模，也適合于化工和冶金等行業(yè)的配料。
附

圖1為數(shù)控系列電子皮帶秤比例配料裝置的結(jié)構(gòu)圖。
附圖2為微機(jī)系列電子皮帶秤比例配料裝置的示意圖。
附圖3為電子皮帶秤結(jié)構(gòu)圖。
附圖4為零點(diǎn)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。
附圖5為荷重傳感器安裝圖。
附圖6為皮帶秤動(dòng)態(tài)圖形顯示器原理圖。
附圖7為工作時(shí)序配置圖。
最佳實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)裝置作進(jìn)一步的說明。
1.數(shù)控系列電子皮帶秤比例配料裝置(以五種物料為例，見附圖1)由可擦除只讀存儲(chǔ)器(EPROM)26，組合邏輯控制電路1、2、3、4和5，光電耦合器6、7、8、9、10、11、12、13、14和15，電振給料機(jī)可控硅觸發(fā)電路16、17、18、19和20，零點(diǎn)檢測(cè)裝置21、22、23、24和25，電子皮帶秤A、B、C、D和E，皮帶秤動(dòng)態(tài)圖形顯示器27以及聲光報(bào)警器28組成。
EPROM26內(nèi)存如附圖7中68給出的應(yīng)用于五種物料時(shí)的工作時(shí)序配置，組合邏輯控制電路1、2、3、4和5分別經(jīng)過光電耦合器6、8、10、12和14控制電振給料機(jī)的可控硅觸發(fā)電路16、17、18、19和20，使電振給料機(jī)工作。當(dāng)各臺(tái)皮帶秤上的物料達(dá)到給定重量(由砝碼予置)時(shí)，它們各自的零點(diǎn)檢測(cè)裝置21、22、23、24和25分別經(jīng)光電耦合器7、9、11、13和15，通過各自的組合邏輯控制電路關(guān)閉其電振給料機(jī)。這里采用光電耦合可增強(qiáng)抗干擾性能。
電子皮帶秤A輸送主組份物料，它連續(xù)分段給料和稱重。其它電子皮帶秤B、C、D和E則交替分段給料和稱重。同時(shí)組合邏輯控制電路1、2、3、4和5控制皮帶秤動(dòng)態(tài)顯示器27，以顯示物料在皮帶上的運(yùn)行動(dòng)態(tài)。當(dāng)工作時(shí)序發(fā)出截止信號(hào)，而未達(dá)到給定重量時(shí)，經(jīng)組合邏輯控制電路判別，使聲光報(bào)警器28發(fā)出報(bào)警。
零點(diǎn)檢測(cè)裝置21、22、23、24和25的結(jié)構(gòu)如附圖4所示，由彈簧56和接近開關(guān)57構(gòu)成。它們的一端與標(biāo)尺48連接，另一端固定在秤體底架上，在一個(gè)防護(hù)罩49內(nèi)。
皮帶秤動(dòng)態(tài)圖形顯示器27的結(jié)構(gòu)如附圖6所示。由發(fā)光二極管組成一個(gè)環(huán)形皮帶圖形和位于其上端的一排模擬物料運(yùn)行動(dòng)態(tài)的圖形。當(dāng)電振給料機(jī)向皮帶秤加料時(shí)，加料信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)通過與門62進(jìn)入計(jì)數(shù)器63計(jì)時(shí)，由4－10譯碼器64和R－S觸發(fā)器65使顯示物料運(yùn)行動(dòng)態(tài)的一排發(fā)光二極管從左端向右端依次跳亮。當(dāng)停止加料時(shí)，已亮起的發(fā)光二極管便由R－S觸發(fā)器65鎖存于隨機(jī)狀態(tài)，以顯示物料在皮帶上的位置。當(dāng)EPROM的工作時(shí)序發(fā)出截止信號(hào)時(shí)，通過清除端66將鎖存狀態(tài)清除，進(jìn)入下一周期初始狀態(tài)。因時(shí)鐘信號(hào)與皮帶運(yùn)行同步，所以圖形顯示器直觀地模擬出物料在皮帶秤上的運(yùn)行動(dòng)態(tài)。
2.微機(jī)系列電子皮帶秤比例配料裝置(以五種物料為例，見附圖2)由單板機(jī)30，鍵盤29，光電耦合器6、8、10、12和14，電振給料機(jī)的可控硅觸發(fā)電路16、17、18、19和20，電子皮帶秤A、B、C、D和E荷重傳感器41、42、43、44和45，運(yùn)放電路36、37、38、39和40，模／數(shù)轉(zhuǎn)換31、32、33、34和35，皮帶秤動(dòng)態(tài)圖形顯示器27以及聲光報(bào)警器28組成。
單板機(jī)30按(通過鍵盤29)鍵入的產(chǎn)量及配比數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出各種物料每一段的給定重量，按附圖7中68用于五種物料時(shí)的工作時(shí)序，經(jīng)光電耦合控制電振給料機(jī)可控硅觸發(fā)電路16、17、18、19和20，使電振給料機(jī)工作。荷重傳感器41、42、43、44和45采集皮帶秤上物料的在線重量，經(jīng)運(yùn)放電路36、37、38、39和40放大和模／數(shù)轉(zhuǎn)換31、32、33、34和35轉(zhuǎn)換后，與單板機(jī)30計(jì)算出的給定重量數(shù)值比較，當(dāng)達(dá)到給定重量時(shí)，單板機(jī)30發(fā)出指令，經(jīng)光電耦合關(guān)閉電振給料機(jī)。
荷重傳感器的安裝部位示于圖5，中鉤59與標(biāo)尺48連接，壓在荷重傳感器60上。荷重傳感器60用螺釘固定在支架61上。外加防護(hù)罩49。這里保留標(biāo)尺是為了對(duì)荷重傳感器進(jìn)行標(biāo)定。
電子皮帶秤A、B、C、D和E的結(jié)構(gòu)如附圖3所示，由皮帶輸送機(jī)、秤體和電子計(jì)量系統(tǒng)組成。皮帶輸送機(jī)包括輕型電動(dòng)滾筒46、皮帶50和從動(dòng)滾筒51。這里避免使用鏈條傳動(dòng)，以減輕輸送機(jī)重量，提高靈敏度。秤體采用機(jī)械磅秤結(jié)構(gòu)，由標(biāo)尺48、砝碼47、杠桿結(jié)構(gòu)55和秤體底架54組成。電子計(jì)量系統(tǒng)由零點(diǎn)檢測(cè)裝置或荷重傳感器組成，安裝在防護(hù)罩49內(nèi)。皮帶輸送機(jī)通過四角環(huán)52和吊環(huán)53直接吊掛于秤體底架54上。整個(gè)電子皮帶秤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，單臺(tái)重量不超過150kg。
附圖7給出了適應(yīng)不同物種配料的三種工作時(shí)序配置圖。圖中67是四種物料配比的時(shí)序圖，四臺(tái)電子皮帶秤A、B、C和D，每小時(shí)給料稱重分別為450次、80次、80次和40次，輸送主組份物料的電子皮帶秤A是連續(xù)分段稱重，周期為8秒。輸送小組份物料的電子皮帶秤B、C和D是交替分段稱重，周期為18秒。圖中68是五種物料配比的時(shí)序圖，五臺(tái)電子皮帶秤A、B、C、D和E，每小時(shí)給料稱重分別為450次、80次、80次、40次和40次，輸送主組份物料的電子皮帶秤A是連續(xù)分段稱重，周期為8秒。輸送小組份物料的電子皮帶秤B、C、D和E是交替分段稱重，周期為15秒。圖中69也是五種物料配比的時(shí)序圖。不同的是主組份物料由兩臺(tái)電子皮帶秤A1和A2輸送，其每小時(shí)給料稱重均為300次。它們連續(xù)分段稱重，周期為12秒。小組份物料由四臺(tái)電子皮帶秤B、C、D和E輸送，其每小時(shí)給料稱重分別為80次、80次、40次和40次，它們交替分段稱重，周期為12秒。
現(xiàn)將應(yīng)用于五種物料配料時(shí)的配比誤差列表如下(按15噸／小時(shí)，±50g的計(jì)量誤差計(jì)算)
〈注〉其中a的配比誤差為Ra＝a／(a＋b＋c＋d＋e)的誤差，余類推本裝置應(yīng)用于水泥生產(chǎn)中的實(shí)際效果因采用連續(xù)分段稱重與交替分段稱重技術(shù)，有效的降低了配比誤差。實(shí)際應(yīng)用表明，在物料品質(zhì)穩(wěn)定的情況下，各項(xiàng)控制指標(biāo)的合格率均可達(dá)到90％以上。
權(quán)利要求1.一種電子皮帶秤比例配料裝置，包括由皮帶輸送機(jī)、秤體和電子計(jì)量系統(tǒng)組成的電子皮帶秤，以及電振給料機(jī)。其特征在于各臺(tái)輸送不同組份物料的電子皮帶秤與電子控制系統(tǒng)連接。控制輸送主組份物料的電子皮帶秤使其連續(xù)分段稱重與控制輸送小組份物料的電子皮帶秤使其交替分段稱重的電子控制系統(tǒng)，由數(shù)字電路或微型計(jì)算機(jī)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比例配料裝置，其特征在于所述的數(shù)字電路由可擦除只讀存儲(chǔ)器和各路的組合邏輯控制電路、光電耦合器、電振給料機(jī)的可控硅觸發(fā)電路以及零點(diǎn)檢測(cè)裝置組成。零點(diǎn)檢測(cè)裝置由彈簧和接近開關(guān)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的比例配料裝置，其特征在于所述的電子控制系統(tǒng)亦包括一個(gè)皮帶秤動(dòng)態(tài)圖形顯示器和一個(gè)聲光報(bào)警器。皮帶秤動(dòng)態(tài)圖形顯示器由與門、計(jì)數(shù)器、4－10線譯碼器、R－S觸發(fā)器和發(fā)光二極管組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比例配料裝置，其特征在于所述的電子皮帶秤的秤體采用機(jī)械磅秤結(jié)構(gòu)。它由標(biāo)尺、砝碼、機(jī)械磅秤的杠桿結(jié)構(gòu)和秤體底架組成。皮帶輸送機(jī)通過四角環(huán)和吊環(huán)直接吊掛于秤體底架上。
專利摘要一種用于水泥生產(chǎn)中配料工藝的電子皮帶秤比例配料裝置。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和提高物料的配比精度，采用機(jī)械磅秤結(jié)構(gòu)的秤體和電子控制系統(tǒng)，對(duì)輸送不同組份物料的各臺(tái)皮帶秤，按預(yù)置的時(shí)序連續(xù)分段稱重與交替分段稱重?？朔送ǔＳ猛瑯拥挠?jì)量裝置測(cè)定重量相差懸殊的物料而引起配比誤差增大的缺點(diǎn)。電子控制系統(tǒng)采用數(shù)字電路或微機(jī)。本裝置可使物料的配比精度好于1％。它亦適用于化工和冶金等行業(yè)的配料。
文檔編號(hào)G01G19/00GK2045848SQ88201720
公開日1989年10月11日 申請(qǐng)日期1988年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月18日
發(fā)明者楊增力 申請(qǐng)人:楊增力