緩沖倉(cāng)用作稱重倉(cāng)在包裝工藝上的應(yīng)用

1996年為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)水泥品種多樣化的需求，我公司投資170萬(wàn)元新建一個(gè)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(cāng)(Φ8m×16m)；2、9.螺旋閘板；3.氣動(dòng)流量控制閥；4.電動(dòng)流量控制閥；5.空氣斜槽；6.斗式提升機(jī)；7.振動(dòng)篩；8.緩沖倉(cāng)(3.5m×3.5m，V有效=23m3)；10.圓盤給料機(jī)；11.包裝機(jī)(BHYW-8，生產(chǎn)能力110t/h)；12.皮帶輸送機(jī)；13.回灰拉鏈機(jī)；14.斜槽風(fēng)機(jī) 

　　在正常工作時(shí)，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)篩→啟動(dòng)斗提機(jī)→開(kāi)回灰拉鏈機(jī)→開(kāi)斜槽風(fēng)機(jī)→打開(kāi)氣動(dòng)流量控制閥→電動(dòng)流量控制閥調(diào)節(jié)斜槽料層厚度(當(dāng)調(diào)整好后，固定不動(dòng))→加料入緩沖倉(cāng)。當(dāng)物料達(dá)到最高設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉氣動(dòng)流量控制閥，而振動(dòng)篩、斗提機(jī)、回灰拉鏈機(jī)、斜槽風(fēng)機(jī)保持運(yùn)行。當(dāng)物料下降到最低設(shè)定值時(shí)，打開(kāi)氣動(dòng)流量控制閥，向緩沖倉(cāng)入料。螺旋閘板2保持常開(kāi)狀態(tài)，作為檢修下游設(shè)備時(shí)使用。同時(shí)，圓盤給料機(jī)與包裝機(jī)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(lái)控制包裝機(jī)倉(cāng)內(nèi)料位。當(dāng)倉(cāng)內(nèi)料位低于設(shè)定下限時(shí)，啟動(dòng)圓盤給料機(jī)，往倉(cāng)內(nèi)供料；當(dāng)倉(cāng)內(nèi)物料達(dá)到設(shè)定上限時(shí)，圓盤給料機(jī)停止供料，從而使包裝機(jī)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(guò)集灰斗入回灰拉鏈機(jī)，再進(jìn)入斗提機(jī)，完成水泥的重收。 
　　
為了滿足工藝要求，使得緩沖倉(cāng)保持一定的料位，既不能使物料溢出緩沖倉(cāng)，又不能使緩沖倉(cāng)內(nèi)物料清空，在控制設(shè)計(jì)上我們對(duì)下面幾種控制方法進(jìn)行了對(duì)比: 
　　
1)應(yīng)用2個(gè)料位開(kāi)關(guān)，分別設(shè)定高料位開(kāi)關(guān)和低料位開(kāi)關(guān)，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但料位開(kāi)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(jì)亦可滿足要求，能夠反映出具體料位的變化，但只能間斷測(cè)量某一點(diǎn)垂直高度變化，如用重錘式料位計(jì)在進(jìn)料時(shí)測(cè)量料位，則測(cè)量頭會(huì)被物料沖擊掩埋損壞，若測(cè)量頭脫落進(jìn)入圓盤給料機(jī)，就損壞設(shè)備，直接影響包裝機(jī)工作，而且目前重錘式料位計(jì)多采用單片機(jī)控制，由于工況惡劣，國(guó)產(chǎn)重錘式料位機(jī)的單片機(jī)抗干擾能力差，經(jīng)常出現(xiàn)“死機(jī)”現(xiàn)象，而進(jìn)口設(shè)備價(jià)格又太高。 
3)用壓力傳感器通過(guò)稱重的方法進(jìn)行料位控制，具有安全可靠、使用方便、靜態(tài)測(cè)量、不存在運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)磨損、精度高、傳力途徑短、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，它不僅能夠達(dá)到反映料位的要求，而且能夠按實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。 
綜上所述，我們選定壓力傳感器作為檢測(cè)元件，將緩沖倉(cāng)設(shè)計(jì)成通過(guò)稱重來(lái)進(jìn)行料位的控制。 
　　
緩沖倉(cāng)裝料按快裝-停止間歇(此時(shí)氣動(dòng)流量閥開(kāi)的最大)進(jìn)行，間歇時(shí)間大小取決于設(shè)備的喂料能力(圓盤給料機(jī))，單位時(shí)間內(nèi)由圓盤給料機(jī)卸出物料(緩沖倉(cāng)失去的重量)為測(cè)量重量，它不斷和設(shè)定值相比較，其差值作為向緩沖倉(cāng)調(diào)節(jié)入料的依據(jù)。緩沖倉(cāng)料位始終控制在上限(85%～90%)和下限(1/3左右)之間，當(dāng)緩沖倉(cāng)內(nèi)物料量減少至下限時(shí)，料倉(cāng)開(kāi)始快速裝料，直到上限為止。正常工作時(shí)快速裝料時(shí)間約為30min左右，間歇時(shí)間約為10min左右。也可通過(guò)電動(dòng)流量控制閥來(lái)控制入料料層的厚度，從而調(diào)整快裝-停止時(shí)間的大小。當(dāng)電動(dòng)流量控制閥開(kāi)度為44%時(shí)，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(jìn)行稱重來(lái)測(cè)量料位時(shí)，一般均采用3個(gè)傳感器共同支撐來(lái)進(jìn)行。我們?cè)谠O(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)時(shí)，采用2個(gè)剛性支承和1個(gè)傳感器支撐，緩沖倉(cāng)在2個(gè)剛性支撐下，重心產(chǎn)生一定的偏移，并保證料倉(cāng)能夠圍繞ab軸線自由的轉(zhuǎn)動(dòng)，在緩沖倉(cāng)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(cāng)與水泥總重為G總，則: 
　　G傳×(950+1900)=G總×950 
　　G傳=1/3G總 
　　 

　　可見(jiàn)，在采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，并未增加傳感器的承載負(fù)荷。由于緩沖倉(cāng)繞ab軸作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，故緩沖倉(cāng)在傳感器支撐處除了產(chǎn)生向下的位移外，還會(huì)產(chǎn)生一定的水平方向的位移，但可忽略不計(jì)，不會(huì)影響料位控制。稱重倉(cāng)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(zhǔn)確性。 
　　
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，為了防止緩沖倉(cāng)整體水平移動(dòng)，并保證能夠以ab為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，我們采取了將剛性支承處設(shè)計(jì)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(shí)在安裝時(shí)，在槽內(nèi)加一些潤(rùn)滑脂，以增加其轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，來(lái)提高稱量的準(zhǔn)確性。