專利名稱：粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置及方法，屬于物料特性檢測技 術(shù)領(lǐng)域，用于對(duì)粉粒物料在自動(dòng)定量過程中流動(dòng)的穩(wěn)定性和快速性測量。
背景技術(shù)：
在粉粒物料自動(dòng)定量過程中，需要對(duì)物料進(jìn)行輸送、加料、稱重、充填投料等操 作。由于粉粒物料種類繁多、物料物理化學(xué)性能不同，表現(xiàn)出不同流動(dòng)性，并且隨著 生產(chǎn)環(huán)境、條件和設(shè)備結(jié)構(gòu)材料不同，物料流動(dòng)性會(huì)發(fā)生變化。物料流動(dòng)性不同或者 變化，定量過程中物料輸送或者加料快速性和穩(wěn)定性不同，將會(huì)影響定量速度和準(zhǔn)確 度。因此在研究粉粒物料自動(dòng)定量方法、設(shè)計(jì)自動(dòng)定量裝置或者系統(tǒng)中，必須開展粉 粒物料定量流動(dòng)性測試分析，分析物料特性、環(huán)境因素、定量裝置對(duì)粉粒物料流動(dòng)性 影響，為研究自動(dòng)定量、提高自動(dòng)定量性能提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
目前，對(duì)粉粒物料運(yùn)動(dòng)機(jī)理認(rèn)識(shí)得還不深，據(jù)估計(jì)，在相關(guān)的工業(yè)部門，例如粉 末冶金、醫(yī)藥、化學(xué)等工業(yè)，單由輸送顆粒材料遭遇的問題所帶來的工業(yè)設(shè)備利用能 力的浪費(fèi)就高達(dá)40%，遠(yuǎn)沒有達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能的要求。顆粒流動(dòng)的研究始于20 世紀(jì)50年代，Bagnold做了蠟球在甘油、酒精和水溶液中的同軸剪切流變儀試驗(yàn)研 究，這是最早揭示顆粒摩擦應(yīng)力本構(gòu)關(guān)系的研究。20世紀(jì)70年代以后，人們開始對(duì) 顆粒流動(dòng)的物理機(jī)制發(fā)生了興趣，顆粒流動(dòng)的研究進(jìn)入一個(gè)蓬勃發(fā)展階段，此后不久 建立起顆粒流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)理論(kinetic theory)模型。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，人 們從構(gòu)建散狀物料的本構(gòu)關(guān)系上入手，建立數(shù)學(xué)、力學(xué)模型，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬 散狀物料流動(dòng)特性。同時(shí)采用更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段，觀察實(shí)際流動(dòng)中自發(fā)無序混合、指 進(jìn)、非均勻尺寸顆粒的偏聚等狀況，大大加深了對(duì)顆粒流動(dòng)機(jī)制認(rèn)識(shí)。
目前顆粒流動(dòng)研究主要方法有實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)模擬分析法兩種。從目 前研究現(xiàn)狀看，利用離散單元仿真方法研究粉粒物料流動(dòng)性是主要發(fā)展趨勢，但是， 計(jì)算機(jī)模擬研究還非常粗糙，需要將流動(dòng)顆粒外形簡化成規(guī)則形狀，邊界條件簡化成 易于處理的規(guī)則形狀。因此，散狀物料流動(dòng)機(jī)理尚需進(jìn)一歩研究探索，目前在工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)中比較實(shí)用的還是實(shí)驗(yàn)方法。
目前粉粒物料流動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)測量方法有靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。靜態(tài)法有休止角法、內(nèi) 磨擦角法、壁磨擦角法和滑角法等；動(dòng)態(tài)法有漏斗小孔流出速度法、旋轉(zhuǎn)圓筒法、記
錄式粉末流速計(jì)法、旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)法等。很長一段時(shí)期都是簡單地根據(jù)粉體的休止角 (又稱安息角)來預(yù)測粉粒物料的流動(dòng)性能，這種辦法帶有較大的經(jīng)驗(yàn)性，往往在實(shí)際 單元操作中，流動(dòng)情況很不理想，如在料倉中產(chǎn)生嚴(yán)重的堵塞(結(jié)拱或形成管斗)。后來 Carr提出了 一套比較全面的表征粉體流動(dòng)情況的辦法，叫做流動(dòng)指數(shù)，雖然比用休止 角有所改進(jìn)，但仍脫離不了經(jīng)驗(yàn)性。美國學(xué)者Jenike根據(jù)粉體力學(xué)的有關(guān)原理，提出 了粉體的連續(xù)介質(zhì)塑性模型，并發(fā)展了流動(dòng)一一不流動(dòng)的判據(jù)，用有效內(nèi)摩擦角、內(nèi) 摩擦角、壁摩擦角、容重和無側(cè)界屈服強(qiáng)度等5個(gè)性能指標(biāo)來表示流動(dòng)性能，它們可 以用流動(dòng)性能測定儀直接或間接測出。
粉粒體流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)測定裝置大致可分為兩大類，即剪切類和流動(dòng)類。剪切類測量 裝置主要是測量切向應(yīng)力與法向應(yīng)力之間的關(guān)系，這類裝置中有代表性的有直接剪切 儀、Jenike剪切儀等。流動(dòng)類是通過測量一定條件下粉粒物料流動(dòng)速率或流出時(shí)間 來表征粉粒體的流動(dòng)性，較具代表性的測量方法有漏斗流出時(shí)間法、Carr百分法和 狹縫流速測定儀等。
目前國內(nèi)對(duì)粉粒物料流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)法研究主要是測定金屬粉末流動(dòng)性的流速漏斗 法和測定藥物粉末流動(dòng)性的休止角法。此外胡慶軒等在1999年根據(jù)國外文獻(xiàn)報(bào)道， 建立了一套測定與粉體流動(dòng)有關(guān)的，用休止角、刮鏟角、壓縮度和凝集度4項(xiàng)參數(shù)來 綜合評(píng)價(jià)粉體流動(dòng)性的Carr粉體流動(dòng)性測定裝置和方法。
總體來說，目前粉粒物料流動(dòng)性研究主要針對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中倉體卸載和輸送過 程，常用靜態(tài)指標(biāo)休止角、內(nèi)摩擦角，或者流動(dòng)綜合指數(shù)作為流動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，不便 于工程設(shè)計(jì)計(jì)算，而漏斗流速或者流出時(shí)間法盡管是一種動(dòng)態(tài)指標(biāo)，但不夠準(zhǔn)確全面。 專門針對(duì)自動(dòng)定量過程粉粒物料流動(dòng)性測試分析，從可以查閱的文獻(xiàn)資料來看，尚未 見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前粉粒物料在自動(dòng)定量過程中流動(dòng)性測試裝置的缺乏、以及流動(dòng)性 測試方法的不足，提供了一種粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試的裝置及方法，解決了粉 粒物料自動(dòng)定量過程流動(dòng)的穩(wěn)定性和快速性的測量問題。
本發(fā)明裝置采用的技術(shù)方案是由機(jī)械部分、微機(jī)測試系統(tǒng)硬件和軟件三部分組 成，其中機(jī)械部分包括料倉、料倉下方的機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架內(nèi)部左右兩側(cè)的自流輸送 部分和振動(dòng)輸送部分以及設(shè)置在機(jī)架底部中間的稱重臺(tái)架；微機(jī)測試系統(tǒng)硬件包括微 機(jī)部分、稱重檢測部分和振動(dòng)給料器控制部分。
本發(fā)明方法采用的技術(shù)方案是針對(duì)粉粒物料在重力作用下的自然流動(dòng)和外力作 用下的輸送流動(dòng)兩種情況，通過微機(jī)測試系統(tǒng)測試確定流動(dòng)速率和流動(dòng)流量變化率作 為粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過對(duì)粉粒物料在自流輸送部分的自然流 動(dòng)和振動(dòng)輸送部分的輸送流動(dòng)兩種情況下流動(dòng)速率和流動(dòng)流量變化率測試計(jì)算，實(shí)現(xiàn) 對(duì)粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性分析。
本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，且對(duì)應(yīng)了粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試方法，可以對(duì)不同 粉粒物料、在不同生產(chǎn)環(huán)境條件和設(shè)備結(jié)構(gòu)材料下，物料流動(dòng)的穩(wěn)定性、快速性進(jìn)行 全面測量，從而分析物料特性、環(huán)境因素、定量裝置對(duì)粉粒物料流動(dòng)性影響，為研究 自動(dòng)定量、提高自動(dòng)定量性能提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖1是本發(fā)明測試裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的測試裝置微機(jī)測控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖 圖3是圖1的測試裝置微機(jī)測控系統(tǒng)工作流程圖； 圖4是圖中物料重力自然流動(dòng)性測試功能程序框圖； 圖5是圖1中外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試功能程序框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，本發(fā)明所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置，由機(jī)械部分、微 機(jī)測試硬件和軟件三部分組成，其中，機(jī)械部分包括料倉l、機(jī)架2、自流輸送部分 3、振動(dòng)輸送部分4和稱重臺(tái)架5五部分，料倉1左右下部分別設(shè)有左出料口 14、左 出料控制閥13、右出料口 12、右出料控制閥11;自流輸送部分3包括與左出料口 14 依次連通的自流導(dǎo)料管31和自流輸送槽32，設(shè)置在自流輸送槽32上的自流料厚調(diào) 節(jié)器33、自流輸送槽32通過傾角調(diào)節(jié)桿34懸掛在機(jī)架2內(nèi)左上方。振動(dòng)輸送部分4 包括與右出料口 12連通的振動(dòng)導(dǎo)料管41、在振動(dòng)導(dǎo)料管41下方互相不接觸的給料 槽43、設(shè)置在給料槽43下方的振動(dòng)給料器42和支撐板45;在給料槽43上設(shè)置給料 厚調(diào)節(jié)器44;稱重臺(tái)架5包括上方的稱盤51、中間的支撐臺(tái)架52和下方的底座54、 稱重傳感器53安裝在支撐臺(tái)架52的一側(cè)；自流輸送槽32和給料槽43流出料落在稱 盤51上。
測試裝置機(jī)械部分各部分作用及位置關(guān)系描述如卜'自流輸送部分3的自流輸送 槽32通過自流輸送傾角調(diào)節(jié)桿34懸掛在機(jī)架2內(nèi)左上方，自流導(dǎo)料管31直接安裝
在機(jī)架2內(nèi)左上方；振動(dòng)輸送部分4位于機(jī)架2右側(cè)，振動(dòng)導(dǎo)料管41直接安裝在機(jī) 架2內(nèi)右上方，振動(dòng)給料器42直接安裝在機(jī)架2內(nèi)右方，給料槽43安裝在振動(dòng)給料 器42上方，振動(dòng)導(dǎo)料管41下料口位于給料槽43右上方，并互相不接觸；稱重臺(tái)架 5安裝在機(jī)架2內(nèi)中間部分，并使得自流輸送槽32和給料槽43流出料能夠全部落在 稱盤51上；料倉1安裝在機(jī)架2外上方，使得料倉1左出料口 14位于自流導(dǎo)料管 31上部，右出料口 12位于振動(dòng)導(dǎo)料管41上部，料倉1左出料口 14和右出料口 12 可以通過左出料控制閥13、右出料控制閥11打開或者關(guān)閉。另外，自流導(dǎo)料管31 和導(dǎo)料管41可以更換大小、長度不同的備件。
測試裝置微機(jī)測試系統(tǒng)硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括微機(jī)(或者單片 機(jī))、稱重檢測和振動(dòng)給料器控制三部分組成。其中，微機(jī)部分包括主機(jī)、鍵盤、顯 示器、輸入接口、輸出接口等；稱重檢測部分包括稱重傳感器電源、稱重信號(hào)調(diào)理電 路、稱重信號(hào)采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等；振動(dòng)給料器控制部分包括控制信號(hào)電平轉(zhuǎn) 換電路、驅(qū)動(dòng)放大電路、振動(dòng)給料器可控硅控制電路、振動(dòng)給料器電源電路等。.
測試裝置微機(jī)測試系統(tǒng)軟件總體工作流程圖如圖3所示，包括系統(tǒng)初始化程序、 鍵盤掃描處理程序、顯示器刷新驅(qū)動(dòng)程序、參數(shù)設(shè)定修改保存程序、稱重檢測去皮標(biāo) 定程序、振動(dòng)給料器控制設(shè)定程序、物料重力自然流動(dòng)性測試功能程序、外力驅(qū)動(dòng)物 料流動(dòng)性測試功能程序和測試結(jié)果處理保存輸出程序等。其中，物料重力自然流動(dòng)性 測試功能程序框圖如圖4所示，外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試功能程序框圖如圖5所示。 物料重力自然流動(dòng)性測試功能程序包括裝入初始參數(shù)、稱重初始化、稱重及加料開 始判斷、保存顯示 一 次有效數(shù)據(jù)、間隔時(shí)間定時(shí)判斷及測試有效數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)判斷等程序。 外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試功能程序包括裝入初始參數(shù)、稱重初始化、控制振動(dòng)器加 料工作、稱重及加料開始判斷、保存顯示一次有效數(shù)據(jù)、間隔時(shí)間定時(shí)判斷、測試有 效數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)判斷、控制振動(dòng)器停止加料工作等程序。
本發(fā)明所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試方法，首先，針對(duì)粉粒物料自動(dòng)定量 性能主要體現(xiàn)在自動(dòng)定量速率和準(zhǔn)確度，它們與粉粒物料流動(dòng)穩(wěn)定性和快速性直接相 關(guān)，確定流動(dòng)流量變化率和流動(dòng)速率為流動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)；其次，根據(jù)粉粒物料在自動(dòng) 定量過程存在自然流動(dòng)和外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)兩種情況，提出通過物料重力自然流動(dòng)性 測試方法和外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試方法，分別測量自然流動(dòng)和外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)情 況下流量變化率和流動(dòng)速率；最后實(shí)現(xiàn)對(duì)粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測量和分析。具體 如下
(1)粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)確定
目前自動(dòng)定量不管是容積式、稱重式，還是組合式，自動(dòng)定量性能主要包括自動(dòng) 定量快速性和準(zhǔn)確性。 一方面粉粒物料流動(dòng)快速性越好，即流動(dòng)速率越大，自然越有 利于提高自動(dòng)定量速率，自動(dòng)定量用于包裝或者配料混合生產(chǎn)效率越高；另一方面， 粉粒物料流動(dòng)穩(wěn)定性越好，即流動(dòng)流量變化率越小，越有利于提高自動(dòng)定量準(zhǔn)確度， 降低自動(dòng)定量誤差，自動(dòng)定量用于包裝的損失越小，用于配料混合生產(chǎn)質(zhì)量越高。因 此確定粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)為流動(dòng)速率和流量變化率。它們定義如下
流動(dòng)速率V，定義為單位時(shí)間內(nèi)粉粒物料流動(dòng)流量，單位為g/s，表示流動(dòng)快速性。
流動(dòng)流量變化率Av，定義為單位時(shí)間內(nèi)粉粒物料流動(dòng)流量變化量，單位為g/s， 表示流動(dòng)穩(wěn)定性。
(2)物料重力自然流動(dòng)性測試方法
通過傾角大于內(nèi)摩擦角和壁摩擦角的輸送槽或者輸送管，物料在重力作用下自然 流動(dòng)，由微機(jī)測試系統(tǒng)進(jìn)行流動(dòng)性測試，具體包括以下四方面
第一，在單位間隔時(shí)間S t (單位為秒s)內(nèi)通過對(duì)流動(dòng)在稱料盤上物料稱重，得
到一系列離散時(shí)間點(diǎn)稱料盤上物料重量G' (i = l,2，3，……，Gi單位為克g);
第二，在單位間隔時(shí)間S l対G,求微分差，得到單位間隔時(shí)間內(nèi)流動(dòng)流量Q,，即 QiUi(i《2, 3,......);
第三，在單位間隔時(shí)間內(nèi)對(duì)流動(dòng)流量Qi求平均得到流動(dòng)速率V，即
V=(SQi)/ n/ S t;
第四，在單位間隔時(shí)間內(nèi)對(duì)流動(dòng)流量Qi求最大變化范圍，得到流動(dòng)流量變化率 Av，即
Av=[max(Qi)-min(Qi)]/S t。
其中，i = l，2，3， ， n, n是總測試點(diǎn)數(shù)減1, 2^1是0個(gè)01累加和，隨x(Qi)和
min(Qi)是n個(gè)Qi中的最大值和最小值。
(3)外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)'性測試方法
通過傾角小于內(nèi)摩擦角和壁摩擦角的輸送管或者輸送槽，物料在外力驅(qū)動(dòng)(如電 磁振動(dòng)力、皮帶輸送摩擦力或者氣力等)作用下流動(dòng)，由微機(jī)測試系統(tǒng)通過同樣方法 測試計(jì)算得到流動(dòng)速率V和流動(dòng)流量變化率A V。
本發(fā)明粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試實(shí)驗(yàn)具體步驟如下.-
(1)物料重力自然流動(dòng)性測試實(shí)驗(yàn)具體步驟，如圖4所示
第一步，調(diào)節(jié)裝置通過自流料厚調(diào)節(jié)器33調(diào)節(jié)自流輸送槽32中輸送料厚約在 3mm到40mm之間；通過調(diào)節(jié)桿34調(diào)節(jié)自流輸送槽32的自流輸送傾角大于粒子休止 角的某一角度；通過調(diào)節(jié)桿34調(diào)節(jié)自流輸送槽32的下出口和與稱盤51之間高度在 30mm到100國之間某一高度，如輸送槽32中料厚小，高度可以取小些，如輸送槽32 中料厚大，高度必須取大些。
第二步，對(duì)微機(jī)測控系統(tǒng)進(jìn)行稱重設(shè)定通過按鍵對(duì)稱重臺(tái)架5去皮標(biāo)定；通過 按鍵設(shè)定稱重間隔時(shí)間、稱重有效點(diǎn)數(shù)等流動(dòng)性測試參數(shù)；通過按鍵使得微機(jī)測試系 統(tǒng)進(jìn)入物料重力自然流動(dòng)性測試工作狀態(tài)，等待物料流入稱盤。
第三步，將料倉1左出料口 14打開，右出料口 12關(guān)閉，給料倉1加料進(jìn)行測試。
第四步，測試結(jié)束，通過按鍵査看測試結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要數(shù)據(jù)處理和流動(dòng)性分析。
(2)外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試實(shí)驗(yàn)具體步驟，如圖5所示
第一步，調(diào)節(jié)裝置通過給料厚調(diào)節(jié)器44調(diào)節(jié)給料槽43中輸送料厚約在3mm到 40mm之間；通過調(diào)節(jié)振動(dòng)導(dǎo)料管41大小和振動(dòng)給料器底支撐板45高度，調(diào)節(jié)給料 槽43出料口和與稱盤51之間高度在30mm到100醒之間某一高度，如給料槽43中料 厚小，高度可以取小些，如給料槽43中料厚大，高度必須取大些。
第二步，對(duì)微機(jī)測試系統(tǒng)進(jìn)行稱重設(shè)定通過按鍵對(duì)稱重臺(tái)架5去皮標(biāo)定；通過 按鍵設(shè)定稱重間隔時(shí)間、稱重有效點(diǎn)數(shù)和振動(dòng)給料器激振力等流動(dòng)性測試參數(shù)；通過 按鍵使得微機(jī)測試系統(tǒng)進(jìn)入外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試實(shí)驗(yàn)工作狀態(tài)，等待物料流入稱 盤。
第三步，將料倉1左出料口 14關(guān)閉，右出料口 12打開，給料倉1加料進(jìn)行測試。 第四步，測試結(jié)束，通過按鍵查看測試結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要數(shù)據(jù)處理和流動(dòng)性分析。
權(quán)利要求
1.一種粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置，其特征在于由機(jī)械部分、微機(jī)測試系統(tǒng)硬件和軟件三部分組成，其中機(jī)械部分包括料倉(1)、料倉(1)下方的機(jī)架(2)、設(shè)置在機(jī)架(2)內(nèi)部左右兩側(cè)的自流輸送部分(3)和振動(dòng)輸送部分(4)以及設(shè)置在機(jī)架(2)底部中間的稱重臺(tái)架(5)；微機(jī)測試系統(tǒng)硬件包括微機(jī)部分、稱重檢測部分和振動(dòng)給料器控制部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置，其特征在于料倉(1)左右下部分別設(shè)有左出料口 (14)及左出料控制閥(13)、右出料口 (12)及右出料控 制閥(ll);所述自流輸送部分(3)包括與左出料口 (H)依次連通的自流導(dǎo)料管(31) 和自流輸送槽(32)、設(shè)置在自流輸送槽(32)上的自流料厚調(diào)節(jié)器(33)、自流輸送 槽(32)通過傾角調(diào)節(jié)桿(34)懸掛在機(jī)架(2)內(nèi)左上方；所述振動(dòng)輸送部分(4) 包括與右出料口 (12)連通的振動(dòng)導(dǎo)料管(41)、在振動(dòng)導(dǎo)料管(41)下方互相不接觸 的給料槽(43)、設(shè)置在給料槽(43)下方的振動(dòng)給料器(42)和支撐板(45);在給 料槽(43)上設(shè)置給料厚調(diào)節(jié)器(44);所述稱重臺(tái)架(5)包括上方的稱盤(51)、中 間的支撐臺(tái)架(52)和下方的底座(54)、稱重傳感器(53)安裝在支撐臺(tái)架(52)的 一側(cè)；自流輸送槽(32)和給料槽(43)流出料落在稱盤(51)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置，其特征在于所述 微機(jī)部分包括主機(jī)、鍵盤、顯示器、輸入接U、輸出接U;稱重檢測部分包括稱重傳 感器電源、稱重信號(hào)調(diào)理電路、稱重信號(hào)采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；振動(dòng)給料器控制部分 包括控制信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)放大電路、振動(dòng)給料器可控硅控制電路、振動(dòng)給料 器電源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置，其特征在于微機(jī)測試系統(tǒng)軟件部分包括系統(tǒng)初始化程序、鍵盤掃描處理程序、顯示器刷新驅(qū)動(dòng)程序、 參數(shù)設(shè)定修改保存程序、稱重檢測去皮標(biāo)定程序、振動(dòng)給料器控制設(shè)定程序、物料重 力自然流動(dòng)性測試功能程序、外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試功能程序和測試結(jié)果處理保存 輸出程序。
5. —種如權(quán)利要求1所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試方法，其特征在于針對(duì)粉 粒物料在重力作用下的自然流動(dòng)和外力作用下的輸送流動(dòng)兩種情況，通過微機(jī)測試系 統(tǒng)測試確定流動(dòng)速率和流動(dòng)流量變化率作為粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過對(duì)粉粒物料在自流輸送部分(3)的自然流動(dòng)和振動(dòng)輸送部分(4)的輸送流動(dòng)兩種情況下流動(dòng)速率和流動(dòng)流量變化率測試計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性分析。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試方法，其特征在于物料經(jīng)自流輸送部分(3)時(shí)，通過傾角大于內(nèi)摩擦角和壁摩擦角的輸送槽(32);物料經(jīng)振動(dòng) 輸送部分(4)時(shí)，通過傾角小于內(nèi)摩擦角和壁摩擦角的給料槽(43)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試方法，其特征在于微機(jī)測試 系統(tǒng)測試計(jì)算包括如下步驟 (a) 在單位間隔時(shí)間(S t，單位為秒s)內(nèi)通過對(duì)流動(dòng)在稱料盤(51)上物料稱重， 得到一系列離散時(shí)間點(diǎn)稱料盤上物料重量Gi(i = l,2,3，……，Gi單位為克g);(b) 在單位間隔時(shí)間S t內(nèi)對(duì)61求微分差，得到單位間隔時(shí)間內(nèi)流動(dòng)流量Qi，即 Qi=Gi+1-Gi (i:l，2'3，……)；(c) 在單位間隔時(shí)間內(nèi)對(duì)流動(dòng)流量Qi求平均得到流動(dòng)速率V，即V=(SQi)/n/5 t;(d) 在單位間隔時(shí)間內(nèi)對(duì)流動(dòng)流量Qi求最大變化范圍，得到流動(dòng)流量變化率Av， 艮卩A'產(chǎn)[max(Qi)-min(Q,.)] / 5 L;其中，i = l，2，3，……，n， n是總測試點(diǎn)數(shù)減l， S Q;是n個(gè)Q;累加和，max(Q,)和 min(Qj)是n個(gè)Qi中的最大值和最小值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試方法，其特征在于物料經(jīng)自 流輸送部分(3)時(shí)，依次包括如下步驟(a) 調(diào)節(jié)自流料厚調(diào)節(jié)器(33)，調(diào)節(jié)自流輸送槽(32)屮輸送料厚在3 40mm 之間；通過調(diào)節(jié)桿(34)調(diào)節(jié)自流輸送槽(32)的自流輸送傾角大于粒子休止角的一 個(gè)角度；通過調(diào)節(jié)桿(34)調(diào)節(jié)自流輸送槽(32)的下出口和與稱盤(51)之間高度 在30 100mm;(b) 對(duì)微機(jī)測控系統(tǒng)進(jìn)行稱重設(shè)定通過按鍵對(duì)稱重臺(tái)架(5)去皮標(biāo)定；通過按 鍵設(shè)定稱重間隔時(shí)間、稱重有效點(diǎn)數(shù)等流動(dòng)性測試參數(shù)；通過按鍵使得微機(jī)測試系統(tǒng) 進(jìn)入物料重力自然流動(dòng)性測試工作狀態(tài)，等待物料流入稱盤(51);(c) 將料倉(1)左出料門(14)打開，右出料口 (12)關(guān)閉，給料倉(1)加料 進(jìn)行測試；(d) 通過按鍵查看測試結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和流動(dòng)性分析。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試方法，其特征在于物料經(jīng)振 動(dòng)輸送部分(4)時(shí)，依次包括如下步驟(a) 調(diào)節(jié)料厚調(diào)節(jié)器(44)，調(diào)節(jié)給料槽(43)中輸送料厚約在3 40mm之間；通 過調(diào)節(jié)振動(dòng)導(dǎo)料管(41)大小和振動(dòng)給料器底支撐板(45)高度，調(diào)節(jié)給料槽(43) 出料口和與稱盤(51)之間高度在30 100mm;(b) 對(duì)微機(jī)測試系統(tǒng)進(jìn)行稱重設(shè)定，通過按鍵對(duì)稱重臺(tái)架(5)去皮標(biāo)定，通過按 鍵設(shè)定稱重間隔時(shí)間、稱重有效點(diǎn)數(shù)和振動(dòng)給料器激振力等流動(dòng)性測試參數(shù)；通過按 鍵使得微機(jī)測試系統(tǒng)進(jìn)入外力驅(qū)動(dòng)物料流動(dòng)性測試實(shí)驗(yàn)工作狀態(tài)，等待物料流入稱盤(51);(c) 將料倉(1)左出料口 (14)關(guān)閉，右出料口 (12)打開，給料倉(1)加料 進(jìn)行測試；(d) 通過按鍵査看測試結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要數(shù)據(jù)處理和流動(dòng)性分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性測試裝置及方法，由機(jī)械部分、微機(jī)測試系統(tǒng)硬件和軟件三部分組成，其中機(jī)械部分包括料倉、機(jī)架、自流輸送部分、振動(dòng)輸送部分和稱重臺(tái)架，針對(duì)粉粒物料在重力作用下的自然流動(dòng)和在外力作用下的輸送流動(dòng)兩種情況，確定流動(dòng)速率和流動(dòng)流量變化率作為流動(dòng)性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過對(duì)兩種情況下流動(dòng)速率和流動(dòng)流量變化率測量，實(shí)現(xiàn)對(duì)粉粒物料自動(dòng)定量流動(dòng)性分析，本發(fā)明可以對(duì)不同粉粒物料、在不同生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備結(jié)構(gòu)材料下，流動(dòng)的穩(wěn)定性、快速性進(jìn)行測量，從而分析物料特性、環(huán)境因素、定量裝置對(duì)粉粒物料流動(dòng)性影響，為研究自動(dòng)定量、提高自動(dòng)定量性能提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01N11/00GK101169360SQ20071019091
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者萬學(xué)功, 建 張, 鋒 張, 張衛(wèi)華, 張西良, 徐哲壯, 李伯全, 李萍萍, 楊偉玲, 毛翠云 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)