專利名稱：自動纖維添加機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種筑路專用機(jī)械設(shè)備，具體地說是修筑高等級公路有關(guān)瀝青瑪蹄脂混合料路面作業(yè)中的纖維添加裝置。
高速發(fā)展的高質(zhì)量公路網(wǎng)絡(luò)已成為一個國家現(xiàn)代文明的標(biāo)志，為一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和快節(jié)奏高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要的推動作用。因而高質(zhì)量的公路早已為各國政府所重視，目前采用瀝青瑪蹄脂混合料路面已被公認(rèn)為公路科學(xué)中的先進(jìn)技術(shù)。在采用這種先進(jìn)設(shè)計時涉及要在混合物料時填加定量的纖維物質(zhì)，并且保證纖維均勻地混合在物料之中，從而有效地提高路面高溫穩(wěn)定性。從而大大延長路面的使用壽命和改善路面微觀結(jié)構(gòu)。然而保證均勻地將纖維混入筑路面料之中并非容易之事，除去要求在混合攪拌機(jī)中應(yīng)用充分的攪拌時間和攪拌方式外，還要求添加纖維應(yīng)是充分打散后的，并且定時均勻以穩(wěn)定的流量添加進(jìn)去的，這本身就是一個較大的技術(shù)難題，所應(yīng)運(yùn)而生的即是為此目的而設(shè)計的纖維添加設(shè)備。在該類設(shè)備中要完成纖維充分的疏松、膨化、定時輸送，所必備的結(jié)構(gòu)中應(yīng)包括(1)上料機(jī)構(gòu)將壓縮打包的纖維原料折包后裝入上料機(jī)。(2)疏松料倉進(jìn)入料倉后經(jīng)梳散膨化變成充分分散的纖維。(3)計量裝置，按間隔或攪拌機(jī)的需要確定纖維添加量，計量出來。(4)定時輸送機(jī)構(gòu)，再將計量好的膨松纖維均勻地加入攪拌機(jī)。目前國內(nèi)外該類設(shè)備的結(jié)構(gòu)大致如此。由于目前纖維適用種類日益增多，以往的添加設(shè)備已無法適應(yīng)，特別是過去設(shè)備多用定容式測量做計量檢測標(biāo)準(zhǔn)，相對誤差較大，從而無法做到混合物料的統(tǒng)一質(zhì)量和性能，對該類設(shè)備進(jìn)一步的改造，提高其對多種纖維料的適應(yīng)性，膨松均勻度的質(zhì)量以及計量精度和自動化程度已成為當(dāng)務(wù)之急。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種自動纖維添加機(jī)的新結(jié)構(gòu)設(shè)計，力求克服以往設(shè)備的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)間歇式加料的自動工作方式，提高設(shè)備對多種纖維的適應(yīng)性和增加計量的準(zhǔn)確性。
為使整機(jī)實(shí)現(xiàn)間歇加料的連續(xù)自動化工作方式，在基本結(jié)構(gòu)設(shè)置上增添了以單片機(jī)為主體的控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中包括起到核心指揮作用的單片機(jī)外，在EPROM中存入了本機(jī)的主控程序，增設(shè)單片機(jī)外圍電路和元器件負(fù)責(zé)將結(jié)構(gòu)各部分的運(yùn)轉(zhuǎn)情況采集成信號，經(jīng)主控程序處理后轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行指令，由外圍電路發(fā)至各部分機(jī)構(gòu)執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)從原料開始到定量膨松纖維定時加入攪拌器的連續(xù)工作過程，實(shí)現(xiàn)整機(jī)工作的自動化。為保證工作連續(xù)性，原料自上料機(jī)構(gòu)加入疏松料倉之后增添了變?nèi)菔搅衔粋鞲衅?，來觀察倉內(nèi)料位情況，及時加料并及時中止，既能保證倉內(nèi)疏松加工的質(zhì)量，又不至于斷料造成機(jī)器利用率的下降，本實(shí)用新型改進(jìn)的又一特點(diǎn)是計量裝置從定容式計量改為重力計量，在計量裝置中加設(shè)了壓力傳感器，這一重要的改進(jìn)使各種纖維都能順利地利用本裝置添加。只要根據(jù)纖維的種類、含水量和物理特性，并輸入單片機(jī)貯存，則從壓力傳感器可以準(zhǔn)確地掌握添加纖維的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量。不但適應(yīng)性加強(qiáng)，而且準(zhǔn)確度也相應(yīng)提高到相當(dāng)精度。這樣，將上料機(jī)構(gòu)、傳輸機(jī)構(gòu)及相應(yīng)纖維流通道的控制閥門的開關(guān)控制均接至單片機(jī)為主體的控制機(jī)構(gòu)上，即可方便地實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)工作的間歇式纖維添加，使工作質(zhì)量、效率、適應(yīng)性有一個較大的飛躍。
下面根據(jù)附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的目的是如何實(shí)現(xiàn)的


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)組成的示意圖。
圖2為控制機(jī)構(gòu)的電原理框圖。
圖3為螺旋齒棒式疏松輥結(jié)構(gòu)示意圖。
附
圖1給出了以單片機(jī)為主的控制單元結(jié)構(gòu)示意圖，51代表單片機(jī)，52代表存貯有主控程序的EPROM，53、54代表A/D轉(zhuǎn)換器，55、56代表暫存器，57代表顯示驅(qū)動電路，58、59代表中間寄存器，510代表控制電機(jī)電源的開關(guān)電路輸出單元，511代表纖維流閥門的驅(qū)動電路控制信號輸出單元，512代表控制鍵盤。11為掀蓋式料斗，12代表上料螺旋輸送器，121為出料口，13為上料電機(jī)及變速機(jī)構(gòu)，11-13組成上料機(jī)構(gòu)，D1表示上料電機(jī)的控制信號線。2代表疏松料倉，21、22代表料倉上方空間中的變?nèi)菔絺鞲衅?。P1、P2代表采集到的上、下限位信號線，23代表疏松輥(旋帶式的)，24代表改進(jìn)的螺旋齒棒式疏松輥，25代表螺旋式送料器，26代表疏松料倉的驅(qū)動電機(jī)，D2表示26的控制電源線，21-26組成疏松料倉。3代表計量裝置，31代表撥叉式送料器，32代表計量倉，321代表活動倉底板，322為壓力傳感器，E1代表壓力傳感器發(fā)出的信號，35處設(shè)有進(jìn)料閥門，F(xiàn)1為閥門控制信號線，31-35組成本實(shí)用新型的計量裝置。41、42代表抽風(fēng)機(jī)，45、44代表風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)，D3、D4代表電機(jī)受控電源線，43代表輸送管道，46、47代表設(shè)置在管路中的節(jié)流閥，F(xiàn)2、F3為截流閥的控制信號線。41-47組成傳輸裝置的結(jié)構(gòu)。241代表疏松輥主軸，242代表按軸上螺旋線分布的齒棒，243是齒棒頂?shù)穆菪j(luò)線(示意)。
為實(shí)現(xiàn)自動控制而設(shè)計的單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)由單片機(jī)51、存有主控程序的EPROM52，中間存貯器58、59，LCD顯示器及其驅(qū)動電路57、鍵盤及其控制電路512組成主要控制單元。按瑪蹄脂碎石混合配料規(guī)范確定的纖維添加量及其添加時間均已轉(zhuǎn)化為相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)貯在單片機(jī)的存貯器中，只要從控制鍵盤上輸入相應(yīng)的纖維種類，含水特性及其相應(yīng)規(guī)范的數(shù)據(jù)，即可由主控程序計算出每次攪拌混合樓中所需的纖維總量，并做為標(biāo)定數(shù)據(jù)記入暫存器58，開始加料，原料開包后即從料斗加入疏松料倉。經(jīng)疏松均勻分散的纖維經(jīng)撥叉裝置進(jìn)入計量倉，計量準(zhǔn)確的纖維經(jīng)風(fēng)機(jī)輸送后均勻、穩(wěn)定地傳輸至混合攪拌器中，每次輸送量都經(jīng)計算程序準(zhǔn)確地記錄并控制運(yùn)行速度，直至額定的加入量后完成一個加料周期的控制，其中料倉中設(shè)置的上、下位的變?nèi)菔絺鞲衅?3可以將纖維在料倉中的位置信號P1、P2傳入單片機(jī)外部設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，進(jìn)駐暫存器55，這個狀態(tài)數(shù)字信號由單片機(jī)讀取后經(jīng)主控程序判斷決定上料電機(jī)的工作狀態(tài)指令D1。同樣的道理，壓力傳感器傳出的纖維重量信號E1進(jìn)入另一個A/D轉(zhuǎn)換器54轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后也進(jìn)入暫存器6做為主控程序判斷的依據(jù)。當(dāng)一定的重量信號達(dá)到預(yù)定值后，即發(fā)出相應(yīng)傳輸電機(jī)和閥門的啟動指令D2、D3、F1-F3等，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確操作過程自動化處理。
本實(shí)用新型中給出的上料裝置是由一個料斗11提升傳輸式螺旋12和電機(jī)變速機(jī)構(gòu)13組成，螺旋輸送器12的上端開設(shè)有出料口121，與疏松料倉的入口相對接，提升的纖維料借助重力落入疏松料倉。螺旋輸送器12旋轉(zhuǎn)軸中心與水平呈43-48°傾角，使開包的纖維在螺旋輸送器中緩緩提升的同時被初步打散進(jìn)入疏松料倉。為防止有硬質(zhì)雜物混入料倉損壞機(jī)件，可以在料斗11處或出料口121處加設(shè)雜物濾網(wǎng)，并設(shè)置相配套的打散輥。
疏松料倉是個立式密封容器，其底部設(shè)計有螺旋傳輸器25，它將疏松好的澎化纖維依次從底部出口排向計量裝置。在該結(jié)構(gòu)上方是一對并排分布的疏松輥(23或24)，它的作用是借助輥的高度旋轉(zhuǎn)和擊打充分將擠壓成團(tuán)的纖維來疏松分散開來，防止在形成瀝清混合物料時不均勻分布。其疏松分散充分與否往往決定本機(jī)的工作質(zhì)量，附
圖1所給出的是旋帶式疏松輥的結(jié)構(gòu)23比較常用。附圖3所給出的是螺旋齒棒式結(jié)構(gòu)，待下面進(jìn)一步介紹。在料倉上部空間中，設(shè)置有上位、下位變?nèi)菔絺鞲衅?1、22，用來探測纖維在料倉中的粒位，傳感器21、22采集到的信號P1、P2通過傳輸線接到控制機(jī)構(gòu)G中的A/D轉(zhuǎn)換器53。這樣，就可控制纖維進(jìn)入料倉的數(shù)量，防止過多造成疏松效果不好，也可以防止缺料造成的機(jī)器空耗，影響整機(jī)工作效率。
附圖3給出了疏松料倉中疏松輥的另一個實(shí)施例，在這個實(shí)施例中給出的是齒棒式結(jié)構(gòu)24。這個結(jié)構(gòu)是由轉(zhuǎn)軸241和設(shè)在轉(zhuǎn)軸241上的齒棒242組成，齒棒的在軸上的位置是按螺旋線分布的，兩個疏松輥上螺旋方向相反。這樣的結(jié)構(gòu)可以加大齒棒與纖維沖擊的次數(shù)和力度，使疏松、分散的機(jī)率加大，取得更好的加工效果。
計量裝置的改進(jìn)是本實(shí)用新型的關(guān)鍵之一。在本實(shí)用新型中計量裝置是由送料器31和計量倉32兩部分組成的，送料器31是個撥叉機(jī)構(gòu)，進(jìn)入送料器的纖維借助撥叉緩緩分批撥入計量倉32，其作用可以防止螺旋給料器對計量倉形成的沖擊誤差，并對纖維本身有進(jìn)一步的疏松作業(yè)，防止擠壓造成的入料分布不均勻。由撥叉送入計量倉32的纖維，堆放在倉中的活動倉底板321上，底板321下設(shè)置壓力傳感器322，可以將進(jìn)入倉室的纖維重量信號E準(zhǔn)確傳至控制機(jī)構(gòu)的A/D轉(zhuǎn)換器4，再將相應(yīng)信號存入暫存器56，這樣單片機(jī)51隨時可以得知已進(jìn)入計量倉的纖維重量，當(dāng)達(dá)到預(yù)置傳輸量時，即由單片機(jī)發(fā)出指令，關(guān)閉計量倉倉門，開啟傳輸機(jī)構(gòu)向攪拌器輸送加工好的纖維。
本實(shí)用新型中的傳輸機(jī)構(gòu)由兩個串聯(lián)連接的風(fēng)機(jī)41、42和傳輸管道43、驅(qū)動電機(jī)44、45組成，管道43與計量倉32通過一個風(fēng)動閥門相連通，纖維經(jīng)風(fēng)機(jī)41、42可進(jìn)一步得到疏松、打散。在兩風(fēng)機(jī)中可以通過相應(yīng)的負(fù)壓串聯(lián)和差速配合將計量倉內(nèi)的纖維在規(guī)定時間內(nèi)以穩(wěn)定的流量加入攪拌器。
按以上設(shè)計而成的自動纖維添加機(jī)，經(jīng)試運(yùn)行表明無論對纖維原料的種類(無論是礦物纖維，還是木質(zhì)纖維)還是纖維的狀態(tài)(無論是壓縮片料，還是團(tuán)狀料)都有很強(qiáng)的適應(yīng)性，經(jīng)過多級疏松、打散，形成膨松均勻的散霧狀效果，計量準(zhǔn)確度可以控制在(重量)1％的精度之內(nèi)。傳輸時間調(diào)整在2-40秒內(nèi)，因而大大提高其應(yīng)用范圍和混合配比的適應(yīng)性，可以和現(xiàn)有任何結(jié)構(gòu)的瀝清混合料的拌合設(shè)備的配套應(yīng)用。單片機(jī)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)還可以實(shí)施現(xiàn)場多種安全性、可靠性的監(jiān)測和報警，從而大大提高整機(jī)的工作精度、產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。且整機(jī)組裝在一個機(jī)架上，結(jié)構(gòu)簡單、裝卸方便、配套容易，易于操作，所以，它的問世將有力推動我國公路建設(shè)，以更高的品質(zhì)和速度向前發(fā)展。
權(quán)利要求1.一種自動纖維添加機(jī)，由上料機(jī)構(gòu)、與上料機(jī)構(gòu)的出料口對接的疏松料倉，設(shè)在疏松料倉出口的計量裝置和接在計量裝置之后的纖維傳輸機(jī)構(gòu)組成，其特征在于a、結(jié)構(gòu)中增加了單片機(jī)為主的控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)的傳感器設(shè)置在疏松料倉和計量裝置中，控制信號送至受控機(jī)構(gòu)的開關(guān)電路之中，b、在疏松料倉中設(shè)置了變?nèi)菔搅衔粋鞲衅?21、22)，其形成的傳感信號(P1、P2)接至控制機(jī)構(gòu)的信號輸入端(53)，c、在計量裝置中設(shè)置有壓力傳感器(31)，壓力傳感信號E送至控制機(jī)構(gòu)中的輸入端(54)，d、上料機(jī)構(gòu)、傳輸機(jī)構(gòu)中相應(yīng)物流控制閥門的開關(guān)信號(F1-F4)自控制機(jī)構(gòu)的輸出端(511)輸出，伺服機(jī)構(gòu)中的電機(jī)開關(guān)信號(D1-D4)由控制電路輸出端(510)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于以單片機(jī)為主的控制機(jī)構(gòu)由單片機(jī)(51)存有主控程序的EPROM(52)、中間存貯器(58)，接至壓力傳感器和變?nèi)菔絺鞲衅鞯腁/D轉(zhuǎn)換器(53、54)和暫存器(55、66)，LCD顯示驅(qū)動電路(57)，接至上料電機(jī)電源開關(guān)電路(510)和纖維流向閥門的驅(qū)動電路(511)、鍵盤及驅(qū)動電路(512)組成，按標(biāo)準(zhǔn)單板機(jī)方式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于上料機(jī)構(gòu)是由料斗(11)、裝配在料斗下的螺旋式輸送器(12)和傳動變速機(jī)構(gòu)(13)組成的封閉式傳輸裝置，螺旋式輸送器(12)旋轉(zhuǎn)軸心與水平呈43-48°角，出料口(121)與疏松料倉對接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于在料斗(11)處或出料口處設(shè)有雜物濾網(wǎng)，及配套的打散輥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于疏松料倉底部設(shè)計一個供給螺旋傳輸器(25)，其上方設(shè)置有對稱分布的疏松輥(24、23)，倉內(nèi)上部空間設(shè)置有上位變?nèi)菔絺鞲衅?21)和下位變?nèi)菔絺鞲衅?22)，傳感器的信號(P1、P2)接至控制機(jī)構(gòu)中的A/D轉(zhuǎn)換器(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于疏松輥的結(jié)構(gòu)為旋帶式結(jié)構(gòu)(23)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于疏松輥的結(jié)構(gòu)是齒棒式結(jié)構(gòu)(24)，即由轉(zhuǎn)軸(241)及設(shè)在轉(zhuǎn)軸(241)上的按螺旋分布的齒棒(242)組成，兩個輥上分布螺旋線方向相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于計量裝置由送料器(31)、計量倉(32)組成，送料器是一個旋轉(zhuǎn)撥釵機(jī)構(gòu)，計量倉(32)底面設(shè)置活動倉底板(321)和壓力傳感器(322)，壓力傳感器的信號(E)接控制機(jī)構(gòu)的A/D轉(zhuǎn)換器(54)上，計量倉(32)設(shè)置有氣動倉門，倉門的啟閉控制信號(F1、F2)來自單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)的輸出單元(511)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所說的自動纖維添加機(jī)，其特征在于傳輸結(jié)構(gòu)由兩串聯(lián)接的風(fēng)機(jī)(41、42)、傳輸管(43)和驅(qū)動電機(jī)(45、44)組成，管道(43)與計量倉(32)通過一個自動閥門相連，自動閥門的控制信號自控制機(jī)構(gòu)輸出單元(511)引出接至該閥門的開關(guān)電路上。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種自動纖維添加機(jī)。該裝置是筑路專用機(jī)械設(shè)備。該裝置由上料機(jī)構(gòu)、疏松料倉、計量裝置、傳輸機(jī)構(gòu)和以單片機(jī)為主的控制機(jī)構(gòu)組成。封閉式絞龍上料機(jī)構(gòu),加入粒位檢測的疏松料倉和改進(jìn)的重力計量裝置使本實(shí)用新型對纖維原料的適應(yīng)性、疏松均勻質(zhì)量和計量精度有較大的提高,為我國現(xiàn)代化公路建設(shè)提供了一種高度自動化和實(shí)用的專用筑路設(shè)備。
文檔編號E01C19/02GK2384983SQ9921135
公開日2000年6月28日 申請日期1999年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月28日
發(fā)明者韓月明 申請人:韓月明