專利名稱：一種螺旋定量加料裝置及穩(wěn)定加料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋定量加料裝置及穩(wěn)定加料方法，屬于物料輸送裝置技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于食品、化工、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)粉體顆粒物料穩(wěn)定定量加料的配料生產(chǎn)或者包 裝生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
螺旋加料裝置對粉體以及顆粒物料的輸送有較好的可控制性和穩(wěn)定性，廣泛用于 工業(yè)礦物、農(nóng)用物料、化工和食品加工原料成品等運(yùn)輸、配料和包裝生產(chǎn)過程中。螺旋加料 裝置具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作可靠、操作維護(hù)方便、工作環(huán)境密閉等特點(diǎn)，通過控制其螺桿 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速和時(shí)間，可以控制加料量，適合不怕擠壓、密度均勻、不易吸濕粘積的粉體和顆粒 物料的運(yùn)輸和加料。但其也有諸如功率損耗大，磨損快等缺點(diǎn)，而且螺旋加料裝置對超載敏 感，需要均勻進(jìn)料，否則容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。采用螺旋加料裝置實(shí)現(xiàn)定量配料和定量包裝，由朱登潔等在《輕工機(jī)械》介紹采用 大、小雙螺旋輸送器作為主加料和輔加料方法研制定量稱重設(shè)備，這種定量稱重設(shè)備是基 于螺旋輸送器能夠進(jìn)行準(zhǔn)確定量加料，但是目前的螺旋加料裝置主要用于輸送物料，定量 加料性能往往達(dá)不到要求。在螺旋加料裝置單位螺距的送料過程中，受螺旋葉片終止端面的影響，螺旋葉片 轉(zhuǎn)到不同的位置時(shí)，螺旋葉片與料筒形成的存料空間不同，并且當(dāng)螺旋葉片端面運(yùn)動(dòng)到不 同的位置時(shí)，物料受阻擋的情況也不同，因此產(chǎn)生了落料的差異，導(dǎo)致了流量的不穩(wěn)定、不 均勻的現(xiàn)象；同時(shí)料倉中料的變化也會(huì)影響物料流量，導(dǎo)致加料量不準(zhǔn)確、誤差大等問題。 另外，在生產(chǎn)過程中，物料從料倉進(jìn)入螺旋加料裝置進(jìn)料段時(shí)，進(jìn)料量得不到控制，物料大 量堆積增加了加料裝置的啟動(dòng)扭矩和電機(jī)的超載危險(xiǎn)，導(dǎo)致高啟動(dòng)扭矩和能耗大等問題。 這些問題的存在大大影響了螺旋加料裝置的工作效率和加料準(zhǔn)確性，造成了大量的物料損 失以及設(shè)備損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前螺旋加料器及其加料方法存在流量的不穩(wěn)定、不均勻的現(xiàn)象，力口 料量不準(zhǔn)確、誤差大，進(jìn)料量得不到控制的缺陷，提供了一種螺旋定量加料裝置及其穩(wěn)定加 料方法。本發(fā)明的螺旋定量加料裝置采用的技術(shù)方案是包括水平式螺旋輸送器、進(jìn)料自 動(dòng)調(diào)節(jié)裝置、控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)角傳感器和單片微機(jī)測控系統(tǒng)。所述的水平式螺旋輸送器由螺旋軸、螺旋葉片與圓柱送料料筒等組成，通過機(jī)架 固定在水平工作面上。料筒一端上部開有一矩形進(jìn)料口，進(jìn)料口與進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置相連， 料筒的另一端下部開有一圓形下料口，下料口向下伸出一段呈圓柱型出料口，方便與定量 裝置相連。帶有螺旋葉片的螺旋軸對中安裝在料筒中，兩端使用滾動(dòng)軸承支撐。螺旋軸在 料筒進(jìn)料口一端伸出端面，與傳動(dòng)系統(tǒng)的同步帶傳動(dòng)的從動(dòng)帶輪連接，螺旋軸另一端伸出部分通過柔性連接器與轉(zhuǎn)角傳感器連接。螺旋軸與控制電機(jī)軸之間傳動(dòng)系統(tǒng)采用同步帶傳動(dòng)，控制電機(jī)通過同步帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置是一個(gè)介于料倉與料筒進(jìn)料口之間的裝置，它由圓柱殼 體、圓柱形料槽、圓柱滾筒、擋板、接料漏斗等組成。所述的單片微機(jī)測控系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)角傳感器檢測電路、控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、單 片微機(jī)及輸入輸出接口、鍵盤、顯示器等部分組成。本發(fā)明的螺旋定量加料裝置的穩(wěn)定加料方法采用的技術(shù)方案是按如下步驟的 A、物料通過偏心安裝的接料口從料倉進(jìn)入進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，首先進(jìn)入滾筒上相鄰兩
塊擋板之間的儲(chǔ)料段，此時(shí)物料的重力帶動(dòng)滾輪自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，從而物料可以均勻穩(wěn)定的進(jìn)入 螺旋料筒中。B、當(dāng)螺旋加料裝置暫停工作時(shí)，螺旋料筒進(jìn)料口物料推積頂住滾筒上的擋板，滾 筒靜止，擋板上部的物料不會(huì)再進(jìn)入螺旋料筒中，不會(huì)造成物料在螺旋料筒中的擠壓以其 下次開機(jī)時(shí)的瞬時(shí)超載現(xiàn)象，降低料倉上物料高度變化對螺旋加料裝置加料穩(wěn)定性的影 響。C、通過試驗(yàn)得到螺旋加料裝置對不同物料在不同螺旋軸轉(zhuǎn)角位置和不同轉(zhuǎn)動(dòng)速 度下的加料量關(guān)系，在單片微機(jī)正常工作過程中，按照控制程序通過螺旋軸上連接的轉(zhuǎn)角 傳感器檢測監(jiān)控螺旋軸轉(zhuǎn)過的角度，按照螺旋軸轉(zhuǎn)角位置與加料量之間關(guān)系控制電機(jī)的轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)精確定量加料。本發(fā)明的螺旋定量加料裝置及其穩(wěn)定加料方法，一方面通過設(shè)置進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝 置，降低料倉上物料高度變化對螺旋加料裝置加料穩(wěn)定性的影響，消除物料在螺旋料筒中 的擠壓導(dǎo)致下次開機(jī)時(shí)的瞬時(shí)超載現(xiàn)象，另一方面通過轉(zhuǎn)角傳感器檢測螺旋軸的轉(zhuǎn)角進(jìn)而 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，來實(shí)現(xiàn)對物料的準(zhǔn)確定量工作?？蓪ι⒀b粉體或者顆粒物料進(jìn)行 穩(wěn)定的定量輸送或者加料，操作方便，能耗低。其可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、化工和食品加工 行業(yè)的散裝物料運(yùn)輸、配料和包裝生產(chǎn)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是螺旋定量加料裝置的示意圖。圖2是進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置2的俯視圖。圖3是螺旋定量加料裝置的單片微機(jī)測控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1，水平式螺旋加料輸送器；2，進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置；3，圓柱形料槽；4，擋板； 5，接料漏斗；6，接料口 ；7，圓柱殼體；8，圓柱滾筒；9，支架A;10，支架B;ll，螺旋葉片；12， 螺旋軸；13，圓形下料口 ；14，矩形進(jìn)料口 ；15，滾動(dòng)軸承A ;17，滾動(dòng)軸承B ;18，柔性連接器； 19，料筒；20,圓柱下料管；21，左端伸出部分；22，右端伸出部分；23，轉(zhuǎn)角傳感器；24，同步 傳送帶；25，控制電機(jī)；26控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)；27，從動(dòng)帶輪；28，主動(dòng)帶輪；29，進(jìn)料管； 30，圓柱耳；31，機(jī)罩；32，耳洞。
具體實(shí)施例方式如圖1、2所示，螺旋定量加料裝置包括水平式螺旋加料輸送器、進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置2、控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)26、轉(zhuǎn)角傳感器23和單片微機(jī)測控系統(tǒng)組成。在螺旋加料輸送 器1的螺旋軸12左端伸出部分21與控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)26傳動(dòng)軸連接，右端伸出部分22 通過柔性連接器18與轉(zhuǎn)角傳感器23傳動(dòng)軸連接，在螺旋加料輸送器1上部通過一矩形進(jìn) 料口 14與進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置2連接，螺旋加料輸送器1通過支架A 9和支架B 10固定在 水平工作面上螺旋加料輸送器1包括螺旋葉片11、螺旋軸12、料筒19、滾動(dòng)軸承A15和滾動(dòng)軸承 B17組成。螺旋葉片11繞制在螺旋軸12上，螺旋軸12對中安裝在料筒19內(nèi)，在料筒19兩 端采用滾動(dòng)軸承A 15、滾動(dòng)軸承B17支撐螺旋軸12，料筒19左端正上部開有一矩形進(jìn)料口 14，與進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置2連接，在另一端正下部開有一圓形下料口 13，通過圓柱下料管20 與定量裝置相連，螺旋軸12左端伸出部分21與控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)26傳動(dòng)軸連接，右端 伸出部分22通過柔性連接器18與轉(zhuǎn)角傳感器23傳動(dòng)軸連接。進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置2包括圓柱殼體7、圓柱形料槽3、圓柱滾筒8、擋板4、接料漏斗 5組成。圓柱殼體7下端的進(jìn)料管29與螺旋加料輸送器1的進(jìn)料口 14連接，圓柱殼體7內(nèi) 部為圓柱形料槽3，圓柱滾筒8兩端面上有對稱同心的兩個(gè)圓柱耳30，圓柱耳30嵌入圓柱 殼體7上與之對應(yīng)的耳洞32內(nèi)，從而支撐圓柱滾筒8，與圓柱形料槽3同心安裝，使圓柱滾 筒8能夠在圓柱形料槽3內(nèi)自由翻轉(zhuǎn)，圓柱滾筒8上焊接了均勻分布的八塊擋板4。擋板4 是一塊長方形板，與圓柱滾筒8、圓柱形料槽3等長，且其外沿與圓柱形料槽3的內(nèi)壁留有微 小的間隙，圓柱殼體7上端偏右開有寬度略小于圓柱形料槽3半徑的矩形接料口 6，接料漏 斗5與接料口 6相連，接料口 6是一段連通圓柱形料槽3與接料漏斗5的矩形管道，位于圓 柱形料槽3的右半徑段，且其開口長度與圓柱形料槽3、圓柱滾筒8等長，接料漏斗5是一上 端開口大，下端開口小的梯形漏斗?？刂齐姍C(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)26包括同步傳送帶24、從動(dòng)帶輪27、機(jī)罩31、主動(dòng)帶輪28和 控制電機(jī)25。機(jī)罩31固定在螺旋加料器1料筒19上，罩住從動(dòng)帶輪27，從動(dòng)帶輪27安裝 在螺旋加料器1的螺旋軸12的伸出部分，主動(dòng)帶輪28安裝在控制電機(jī)25軸上，控制電機(jī) 25安裝在水平工作面上。轉(zhuǎn)角傳感器23外殼固定在料筒19 一端的側(cè)面上。如圖3所示，螺旋定量加料裝置的單片微機(jī)測控系統(tǒng)包括AT89C52單片微機(jī)、I/ 0接口、鍵盤、顯示器、轉(zhuǎn)角傳感器檢測電路、控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、控制電機(jī)(步進(jìn)電機(jī)或 者伺服電機(jī))。單片微機(jī)在鍵盤和顯示器人機(jī)界面操作下，在程序控制下采集轉(zhuǎn)角傳感器23 轉(zhuǎn)角信息，驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)25，完成對螺旋軸轉(zhuǎn)過角度和速度的控制，進(jìn)而控制加料量。螺旋定量加料裝置穩(wěn)定加料方法的工作過程如下
(1)物料進(jìn)料過程。物料從料倉進(jìn)入接料漏斗5，通過接料口 6進(jìn)入圓柱滾筒8與其上 相鄰的兩塊擋板4之間的儲(chǔ)料段，由于接料口 6是偏右開置的，物料下落時(shí)的沖力作用在擋 板4上進(jìn)而帶動(dòng)滾筒8翻轉(zhuǎn)，物料在儲(chǔ)料段中隨滾筒8翻轉(zhuǎn)不斷下落，直至通過進(jìn)料口 14 進(jìn)入螺旋加料器1中，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定進(jìn)料的過程。(2)物料進(jìn)料調(diào)節(jié)過程。在控制電機(jī)25不工作的時(shí)候，物料在進(jìn)料口 14下方堆 積，從下方阻擋了擋板4和圓柱滾筒8的翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而阻止了物料繼續(xù)進(jìn)入螺旋加料器1中， 實(shí)現(xiàn)對螺旋加料器1中的物料進(jìn)料調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)電機(jī)下次啟動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)超載現(xiàn)象。(3)單位螺距內(nèi)的物料流動(dòng)量分布試驗(yàn)過程。對螺旋定量加料裝置進(jìn)行不同物料在不同螺旋軸轉(zhuǎn)角位置和不同轉(zhuǎn)動(dòng)速度下的加料量試驗(yàn)，得到單位螺距內(nèi)的物料流動(dòng)量分 布關(guān)系。(4)螺旋定量加料過程。螺旋定量加料裝置工作時(shí)，物料進(jìn)入螺旋加料器1后，單 片微機(jī)測控系統(tǒng)按照控制程序通過驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)及其傳動(dòng)系統(tǒng)開始工作，由螺旋葉片11 帶動(dòng)物料向下料口 13方向推進(jìn)，通過與螺旋軸12連接的轉(zhuǎn)角傳感器23檢測，監(jiān)控螺旋軸 12轉(zhuǎn)過的角度，按照單位螺距內(nèi)的物料流動(dòng)量分布關(guān)系控制其推進(jìn)的物料量，實(shí)現(xiàn)精確定 量加料過程。通過以上工作過程，達(dá)到對物料穩(wěn)定定量加料控制的目的。
權(quán)利要求
一種螺旋定量加料裝置，包括水平式螺旋加料輸送器(1)、進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置(2)、控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)(26)、轉(zhuǎn)角傳感器(23)和單片微機(jī)測控系統(tǒng)，其特征是，所述水平式螺旋加料輸送器(1)的螺旋軸(12)左端伸出部分(21)與控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)(26)傳動(dòng)軸連接，螺旋軸(12)右端伸出部分(22)通過柔性連接器(18)與轉(zhuǎn)角傳感器(23)傳動(dòng)軸連接，螺旋加料輸送器(1)上部通過一矩形進(jìn)料口(14)與進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置(2)連接，螺旋加料輸送器(1)通過支架A(9)和支架B(10)固定在水平工作面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋定量加料裝置，其特征是，所述進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置 (2)包括圓柱殼體(7)、圓柱形料槽(3)、圓柱滾筒(8)、擋板(4)、接料漏斗(5)；圓柱殼體 (7)下端的進(jìn)料管(29)與螺旋加料輸送器(1)的進(jìn)料口(14)連接，圓柱殼體(7)內(nèi)部為 圓柱形料槽(3)，圓柱滾筒(8)兩端面上有對稱同心的兩個(gè)圓柱耳(30)，圓柱耳(30)嵌入 圓柱殼體(7)上與之對應(yīng)的耳洞(32)內(nèi)，從而支撐圓柱滾筒(8)，與圓柱形料槽(3)同心 安裝，圓柱滾筒(8)上焊接了均勻分布的八塊擋板(4)，擋板(4)是一塊長方形板，與圓柱 滾筒(8)、圓柱形料槽(3)等長，且其外沿與圓柱形料槽(3)的內(nèi)壁留有微小的間隙，圓柱 形殼體(7)上端偏右開有寬度略小于圓柱形料槽(3)半徑的矩形接料口(6)，接料漏斗(5) 與接料口(6)相連，接料口(6)位于圓柱形料槽(3)的右半徑段，且其開口長度與圓柱形料 槽(3)、圓柱滾筒(8)等長，接料漏斗(5)是一上端開口大，下端開口小的梯形漏斗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋定量加料裝置，其特征是，所述控制電機(jī)及傳動(dòng)系 統(tǒng)(26)包括同步傳送帶(24)、從動(dòng)帶輪(27)、機(jī)罩(31)、主動(dòng)帶輪(28)和控制電機(jī)(25)； 機(jī)罩(31)固定在螺旋加料器(1)的料筒(19)上，罩住從動(dòng)帶輪(27)，從動(dòng)帶輪(27)安裝 在螺旋加料器(1)的螺旋軸(12)的伸出部分，主動(dòng)帶輪(28)安裝在控制電機(jī)(25)軸上， 控制電機(jī)(25)安裝在水平工作面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋定量加料裝置，其特征是，所述轉(zhuǎn)角傳感器(23)外 殼固定在料筒(19) 一端的側(cè)面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋定量加料裝置，其特征是，所述單片微機(jī)測控系統(tǒng) 包括AT89C52單片微機(jī)、I/O接口、鍵盤、顯示器、轉(zhuǎn)角傳感器檢測電路、控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制 電路、控制電機(jī)；控制電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或者伺服電機(jī)。
6.一種螺旋定量加料裝置穩(wěn)定加料方法，其特征是，步驟如下A、物料進(jìn)料過程；物料從料倉進(jìn)入接料漏斗(5)，通過接料口(6)進(jìn)入圓柱滾筒(8)與 其上相鄰的兩塊擋板(4)之間的儲(chǔ)料段，物料在儲(chǔ)料段中隨滾筒(8)翻轉(zhuǎn)不斷下落，直至通 過進(jìn)料口(14)進(jìn)入螺旋加料器(1)中，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定進(jìn)料的過程；B、物料進(jìn)料調(diào)節(jié)過程；在控制電機(jī)(25)不工作的時(shí)候，物料在進(jìn)料口(14)下方堆積， 從下方阻擋了擋板(4)和圓柱滾筒(8)的翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而阻止了物料繼續(xù)進(jìn)入螺旋加料器(1) 中，實(shí)現(xiàn)對螺旋加料器(1)中的物料進(jìn)料調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)電機(jī)下次啟動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)超載現(xiàn)象；C、單位螺距內(nèi)的物料流動(dòng)量分布試驗(yàn)過程；對螺旋定量加料裝置進(jìn)行不同物料在不同 螺旋軸轉(zhuǎn)角位置和不同轉(zhuǎn)動(dòng)速度下加料量試驗(yàn)，得到單位螺距內(nèi)的物料流動(dòng)量分布關(guān)系；D、螺旋定量加料過程；螺旋定量加料裝置工作時(shí)，物料進(jìn)入螺旋加料器(1)后，單片微 機(jī)測控系統(tǒng)按照控制程序通過驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)及其傳動(dòng)系統(tǒng)開始工作，由螺旋葉片(11)帶 動(dòng)物料向下料口(13)方向推進(jìn)，通過與螺旋軸(12)連接的轉(zhuǎn)角傳感器(23)檢測，監(jiān)控螺 旋軸(12)轉(zhuǎn)過的角度，按照單位螺距內(nèi)的物料流動(dòng)量分布關(guān)系控制其推進(jìn)的物料量，實(shí)現(xiàn)精確定量加料過程 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺旋定量加料裝置及穩(wěn)定加料方法,螺旋定量加料裝置包括水平式螺旋輸送器、進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置、控制電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)角傳感器和單片微機(jī)測控系統(tǒng)。螺旋輸送器由螺旋軸、螺旋葉片與圓柱送料料筒等組成。螺旋定量加料裝置穩(wěn)定加料方法，一方面通過設(shè)置進(jìn)料自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，降低料倉上物料高度變化對螺旋加料裝置加料穩(wěn)定性的影響，消除物料在螺旋料筒中的擠壓導(dǎo)致下次開機(jī)時(shí)的瞬時(shí)超載現(xiàn)象，另一方面通過轉(zhuǎn)角傳感器檢測螺旋軸的轉(zhuǎn)角進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)對物料的準(zhǔn)確定量工作。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、化工和食品加工行業(yè)的散裝物料運(yùn)輸、配料和包裝生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B65G43/00GK101966925SQ20101052236
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者孫曉佳, 張西良, 羅勝, 許俊, 賈松華, 路欣, 靳露露, 高文祥 申請人:江蘇大學(xué)