本發(fā)明涉及散料(散狀物料、散體)流量計量設(shè)備，用于散料流動過程中對散料進(jìn)行連續(xù)測量流量及計量總量。屬于散料計量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

散狀物料(散料)在加工、運輸和配料時，常常需要對流動中的物料進(jìn)行連續(xù)的計量。按照物料在管道中的充滿狀態(tài)不同，分為滿管流動和非滿管流動兩種形式。如圖1所示，從料倉出料口至節(jié)流閘門之間為滿管流動，節(jié)流閘門之后為非滿管流動。非滿管流動狀態(tài)下對物料的計量比較容易實現(xiàn)，目前已有沖板流量計、核子秤和電子皮帶秤等設(shè)備在應(yīng)用。但滿管流動狀態(tài)下,因為物料是處在一個封閉的空間內(nèi)，所以對其進(jìn)行計量較為困難。

1991年有研究人員提出了一種測量滿管物料流量的方法(公開號：cn91217436y)，其原理見圖2。這種方法是在滿管流動的管道內(nèi)置入測量物料流速的裝置，這個裝置主要有螺旋葉片和角編碼器構(gòu)成。物料流動推動螺旋葉片轉(zhuǎn)動，角編碼器將葉片的轉(zhuǎn)動量變換為脈沖信號輸出至計算機(jī)，從而計算出管道內(nèi)物料的流量。但這種裝置存在下列幾個方面的問題：①如果物料中有繩頭、布片之類的柔性雜質(zhì)，會纏掛在葉片上；②支架對物料的流動有一定的阻礙，使得管道同一截面上各點的流速不完全相同，影響測量精度；③如果物料在圓形的管道內(nèi)流動(專利中未述及)，某些未知的因素會造成物料繞管道軸心轉(zhuǎn)動，直接影響了測量結(jié)果；④支承葉片的軸承被包圍在物料內(nèi)，長時間運轉(zhuǎn)會因灰塵的滲入而使阻力增加甚至停轉(zhuǎn)，使測量失效。以上問題，對該裝置的測量精度、使用的可靠性都有影響，也是該技術(shù)至今未被推廣應(yīng)用的因素之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種散料流量測量裝置。本發(fā)明的裝置通過采用結(jié)構(gòu)更為合理的螺旋葉片、多邊形截面的機(jī)筒，以及采用軸承外置的安裝方式，而提供一種工作可靠、性能穩(wěn)定、測量精度高的散料流量測量裝置。將這種裝置與計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合，可以實時測量散料在滿管流動狀態(tài)下的體積流量，并能按照預(yù)定時間累計其體積總量。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的散料流量測量裝置包括機(jī)筒，所述機(jī)筒為豎直設(shè)置的橫截面呈多邊形結(jié)構(gòu)的筒體，在所述筒體上部設(shè)置有向側(cè)上方延伸的與料倉出料口相連接的進(jìn)料口，下端為出料口；在所述機(jī)筒的豎直腔體內(nèi)通過設(shè)置在機(jī)筒頂面上方的軸承以懸吊的方式安裝有錐形螺旋體，所述錐形螺旋體的心軸上端通過柔性聯(lián)軸器與光電旋轉(zhuǎn)編碼器相連接；所述錐形螺旋體是由對稱焊接在心軸上的兩條相同的等螺距變直徑螺旋葉片組成，每條葉片繞心軸纏繞半周，螺旋葉片的表面母線為一條始終與軸線垂直的直線正螺旋面，且螺旋葉片為由上至下逐漸變寬的結(jié)構(gòu)形式（即螺旋葉片最上端寬度為0，向下逐漸變寬，至最下端寬度最大），螺旋葉片的半螺距等于葉片最下端直徑。

進(jìn)一步說，本發(fā)明在所述的軸承為向心球面軸承，錐形螺旋體可在沿機(jī)筒下泄的散狀物料驅(qū)動下繞軸心自由旋轉(zhuǎn)，心軸的頂端通過柔性聯(lián)軸器連接光電旋轉(zhuǎn)編碼器，編碼器通過數(shù)據(jù)線與計算機(jī)系統(tǒng)連接。

本發(fā)明的工作過程如下：

管道中的物料將螺旋體緊密包圍，當(dāng)物料直線向下移動時，物料向下的壓力作用在傾斜的螺旋面上，對螺旋葉片產(chǎn)生橫向的推力，從而推動螺旋體繞軸心轉(zhuǎn)動。正螺旋面的葉片保證了螺旋體的轉(zhuǎn)速與物料的軸向移動速度成穩(wěn)定的正比關(guān)系。光電旋轉(zhuǎn)編碼器將螺旋體的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成相應(yīng)頻率的脈沖信號，并傳給計算機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)系統(tǒng)按照設(shè)定的算法，即可計算出物料的體積流量并能累積物料的體積總量。在這里，錐形的螺旋體可避免物料中柔性雜質(zhì)在葉片上端纏掛，多邊形的機(jī)筒可避免物料在下移過程中因受葉片的反作用力而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)采用錐形的螺旋體，削掉了葉片的端肩（即螺旋葉片最上端寬度為0），解決了物料中柔性雜質(zhì)如繩頭、布片等在葉片上部纏掛的問題。

(2)采用多邊形的機(jī)筒，可阻擋物料在機(jī)筒內(nèi)因葉片的反作用力或其它因素而出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運動。此旋轉(zhuǎn)運動會使螺旋體的轉(zhuǎn)速隨之降低，直接影響測量的準(zhǔn)確度。

(3)將支承螺旋體的軸承置于機(jī)筒之外，提高了其工作的可靠性。

(4)機(jī)筒內(nèi)不設(shè)的橫向支撐部件，使得物料的速度更均勻，測量更準(zhǔn)確，而且避免了柔性雜質(zhì)的纏掛問題。

附圖說明

圖1是散料在管道中流動的兩種狀態(tài)。

圖2是中國專利cn91217436y公開的一種測量滿管物料流量的方法的原理圖。

圖1、2中，1′是料倉，2′是節(jié)流閘門，3′是葉片，4′是機(jī)筒，5′是角編碼器，6′是支架。

圖3是本發(fā)明的螺葉式散料流量計結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中錐形螺旋體的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明中多邊形機(jī)筒的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

本發(fā)明以下將結(jié)合實施例（附圖）作進(jìn)一步描述：

如圖3所示，本發(fā)明的散料流量測量裝置包括機(jī)筒1，所述機(jī)筒1為豎直設(shè)置的橫截面呈多邊形結(jié)構(gòu)的筒體（參見圖5），在所述筒體上部設(shè)置有向側(cè)上方延伸的與料倉出料口相連接的進(jìn)料口6，下端為出料口7；在所述機(jī)筒1的豎直腔體內(nèi)通過設(shè)置在機(jī)筒1頂面上方的軸承3以懸吊的方式安裝有錐形螺旋體2，所述錐形螺旋體2的心軸上端通過柔性聯(lián)軸器4與光電旋轉(zhuǎn)編碼器5相連接；所述錐形螺旋體2是由對稱焊接在心軸8上的兩條相同的等螺距變直徑螺旋葉片9組成，每條葉片繞心軸纏繞半周，螺旋葉片的表面母線為一條始終與軸線垂直的直線正螺旋面，且螺旋葉片為由上至下逐漸變寬的結(jié)構(gòu)形式（即螺旋葉片最上端寬度為0，向下逐漸變寬，至最下端寬度最大），螺旋葉片的半螺距等于葉片最下端直徑（參見圖4）。

進(jìn)一步說，本發(fā)明在所述的軸承3為向心球面軸承3，錐形螺旋體2可在沿機(jī)筒下泄的散狀物料驅(qū)動下繞軸心自由旋轉(zhuǎn)，心軸的頂端通過柔性聯(lián)軸器4連接光電旋轉(zhuǎn)編碼器5，編碼器通過數(shù)據(jù)線與計算機(jī)系統(tǒng)10連接。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種散料流量測量裝置，其特征在于：它包括機(jī)筒，所述機(jī)筒為豎直設(shè)置的橫截面呈多邊形結(jié)構(gòu)的筒體，在所述筒體上部設(shè)置有向側(cè)上方延伸的與料倉出料口相連接的進(jìn)料口，下端為出料口；在所述機(jī)筒的豎直腔體內(nèi)通過設(shè)置在機(jī)筒頂面上方的軸承以懸吊的方式安裝有錐形螺旋體，所述錐形螺旋體的心軸上端通過柔性聯(lián)軸器與光電旋轉(zhuǎn)編碼器相連接；所述錐形螺旋體是由對稱焊接在心軸上的兩條相同的等螺距變直徑螺旋葉片組成，每條葉片繞心軸纏繞半周，螺旋葉片的表面母線為一條始終與軸線垂直的直線正螺旋面，且螺旋葉片為由上至下逐漸變寬的結(jié)構(gòu)形式，螺旋葉片的半螺距等于葉片最下端直徑。

技術(shù)研發(fā)人員：毛廣卿;王爭艷;關(guān)二旗;張帥飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.08.04
技術(shù)公布日：2017.08.15