緩沖倉用作稱重倉在包裝工藝上的應(yīng)用

1996年為適應(yīng)市場對水泥品種多樣化的需求，我公司投資170萬元新建一個包裝車間，包裝工藝流程如圖1。  
　　  




　　圖1　包裝工藝流程示意 
　　1.水泥倉(Φ8m×16m)；2、9.螺旋閘板；3.氣動流量控制閥；4.電動流量控制閥；5.空氣斜槽；6.斗式提升機；7.振動篩；8.緩沖倉(3.5m×3.5m，V有效=23m3)；10.圓盤給料機；11.包裝機(BHYW-8，生產(chǎn)能力110t/h)；12.皮帶輸送機；13.回灰拉鏈機；14.斜槽風機 

　　在正常工作時，開動振動篩→啟動斗提機→開回灰拉鏈機→開斜槽風機→打開氣動流量控制閥→電動流量控制閥調(diào)節(jié)斜槽料層厚度(當調(diào)整好后，固定不動)→加料入緩沖倉。當物料達到最高設(shè)定值時，關(guān)閉氣動流量控制閥，而振動篩、斗提機、回灰拉鏈機、斜槽風機保持運行。當物料下降到最低設(shè)定值時，打開氣動流量控制閥，向緩沖倉入料。螺旋閘板2保持常開狀態(tài)，作為檢修下游設(shè)備時使用。同時，圓盤給料機與包裝機采用聯(lián)鎖控制，用音叉料位發(fā)訊器(UZK型，220V，50Hz，4VA)設(shè)定高料位(2t值)和低料位(1t值)來控制包裝機倉內(nèi)料位。當倉內(nèi)料位低于設(shè)定下限時，啟動圓盤給料機，往倉內(nèi)供料；當倉內(nèi)物料達到設(shè)定上限時，圓盤給料機停止供料，從而使包裝機內(nèi)物料高度保持在設(shè)定的上下限之間。由于破包或其他原因流出的水泥，通過集灰斗入回灰拉鏈機，再進入斗提機，完成水泥的重收。 
　　
為了滿足工藝要求，使得緩沖倉保持一定的料位，既不能使物料溢出緩沖倉，又不能使緩沖倉內(nèi)物料清空，在控制設(shè)計上我們對下面幾種控制方法進行了對比: 
　　
1)應(yīng)用2個料位開關(guān)，分別設(shè)定高料位開關(guān)和低料位開關(guān)，能達到設(shè)計要求，但料位開關(guān)可靠性差，易產(chǎn)生誤操作，如需再重新調(diào)整料位，不方便。 
　　
2)料位計亦可滿足要求，能夠反映出具體料位的變化，但只能間斷測量某一點垂直高度變化，如用重錘式料位計在進料時測量料位，則測量頭會被物料沖擊掩埋損壞，若測量頭脫落進入圓盤給料機，就損壞設(shè)備，直接影響包裝機工作，而且目前重錘式料位計多采用單片機控制，由于工況惡劣，國產(chǎn)重錘式料位機的單片機抗干擾能力差，經(jīng)常出現(xiàn)“死機”現(xiàn)象，而進口設(shè)備價格又太高。 
3)用壓力傳感器通過稱重的方法進行料位控制，具有安全可靠、使用方便、靜態(tài)測量、不存在運動部件、無磨損、精度高、傳力途徑短、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，它不僅能夠達到反映料位的要求，而且能夠按實際需要進行調(diào)整。 
綜上所述，我們選定壓力傳感器作為檢測元件，將緩沖倉設(shè)計成通過稱重來進行料位的控制。 
　　
緩沖倉裝料按快裝-停止間歇(此時氣動流量閥開的最大)進行，間歇時間大小取決于設(shè)備的喂料能力(圓盤給料機)，單位時間內(nèi)由圓盤給料機卸出物料(緩沖倉失去的重量)為測量重量，它不斷和設(shè)定值相比較，其差值作為向緩沖倉調(diào)節(jié)入料的依據(jù)。緩沖倉料位始終控制在上限(85%～90%)和下限(1/3左右)之間，當緩沖倉內(nèi)物料量減少至下限時，料倉開始快速裝料，直到上限為止。正常工作時快速裝料時間約為30min左右，間歇時間約為10min左右。也可通過電動流量控制閥來控制入料料層的厚度，從而調(diào)整快裝-停止時間的大小。當電動流量控制閥開度為44%時，在低料位與高料位之間，快裝-停止間歇喂料轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)喂料。 
　　
采用壓力傳感器進行稱重來測量料位時，一般均采用3個傳感器共同支撐來進行。我們在設(shè)計該結(jié)構(gòu)時，采用2個剛性支承和1個傳感器支撐，緩沖倉在2個剛性支撐下，重心產(chǎn)生一定的偏移，并保證料倉能夠圍繞ab軸線自由的轉(zhuǎn)動，在緩沖倉中心線的另一側(cè)安裝傳感器(具體布置如圖2所示)。假設(shè)該傳感器所受力為G傳，緩沖倉與水泥總重為G總，則: 
　　G傳×(950+1900)=G總×950 
　　G傳=1/3G總 
　　 

　　可見，在采用這種結(jié)構(gòu)時，并未增加傳感器的承載負荷。由于緩沖倉繞ab軸作微小轉(zhuǎn)動，故緩沖倉在傳感器支撐處除了產(chǎn)生向下的位移外，還會產(chǎn)生一定的水平方向的位移，但可忽略不計，不會影響料位控制。稱重倉與其他輔助設(shè)備均為軟連接且靈活，以免影響稱重傳感器的準確性。 
　　
在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，為了防止緩沖倉整體水平移動，并保證能夠以ab為軸自由轉(zhuǎn)動，我們采取了將剛性支承處設(shè)計成槽型結(jié)構(gòu)，槽內(nèi)壁與圓鋼支承(圓鋼與支座焊接)有一定的間隙，大小約為2～4mm，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，同時在安裝時，在槽內(nèi)加一些潤滑脂，以增加其轉(zhuǎn)動的靈活性，來提高稱量的準確性。