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      螺旋秤的設計和選用(1)

      點擊數:7731發布:2011-10-03 來源:http://www.jxzjd.cn


      電子螺旋秤(即螺旋稱重給料機,簡稱“螺旋秤”),是在管螺旋給料機的基礎上基于懸臂式恒速定量給料秤工作原理,設計開發的集給料輸送、稱重計量和定量控制為一體的連續給料計量設備。螺旋秤具有設備結構簡單、制造容易、操作維護簡單方便、系統密閉性好,對物料和生產環境適應性強、設備高度小、價格便宜等優點。它可廣泛地用于建材、冶金、化工、電力等工業生產部門的非粘滯性粉料、粒狀物料的流量計量、定量給料和配料控制系統;尤其在預加水成球系統、煤粉定量給料控制系統等普遍采用;近年在粉煤灰、物料添加劑、助磨劑、脫硫劑等粉粒狀物料計量和定量控制系統也有較多應用。本文就螺旋秤的設計和選用作一總結介紹,供參考。

      1 系統組成和工作原理

      螺旋秤主要由預給料螺旋給料機(或密封葉輪給料機等)、稱重螺旋機、稱重傳感器、變頻調速器、稱重控制器和電氣控制柜等組成(見圖1)。其中,預給料螺旋給料機是系統被控的執行機構,通過變頻調速調節控制給料螺旋轉速來調控物料流量;稱重螺旋機恒速運行,通過支點和測重點支承。當系統進入工作狀態,測重點的稱重傳感器把物料負荷連續以電量輸出給稱重控制器,其瞬時給料量即為:

      Qt=Ktgtvt

      式中:Kt—稱重系數(調試時確定的常數);gt—稱重螺旋內物料的線負荷;vt—料流流速,以螺旋轉速代表(視為常數)。


      1-給料螺旋機;2-稱重螺旋機;3-軟連接;4-稱重螺旋支點

      圖1 螺旋秤系統示意

      由于式中Kt,vt均為常數,稱重傳感器的輸出信號即可代表螺旋秤的瞬時給料量。所以,t0到t1時間的累計給料量即為:
      (其中K=Kt·Vt)

      Qt (即gt)值作為測量值輸入稱重控制器,經過與設定值的比較運算,控制器根據運算偏差大小和方向自動調節給料螺旋的轉速,從而改變給料速率并趨近和達到設定的瞬時給料量,實現定量給料控制。

      值得注意的是有的給料和稱重計量采用同一管螺旋,即通過調節稱重螺旋轉速來調節控制瞬時給料量。但從實踐證明,由于物料物性和工況等變化,螺旋轉數與其物料料流速度沒有穩定線性關系,此時螺旋轉數(n)往往不能代表料流速度(v)。這種方案雖然簡單,但難以保證足夠的計量精度和料流穩定,一般不宜采用。

      2 螺旋秤的分類和技術特點

      2.1螺旋秤的分類

      螺旋秤的控制器等電氣系統雖然多種多樣,但其均可適應各種螺旋秤體,而且與定量給料秤的電氣檢測控制系統基本類似或通用。所以,本節主要討論介紹二類螺旋秤體。

      (1)第一類是上世紀70~80年代研發應用的自重平衡懸臂式結構秤體。其進出料口距離長度一般僅1. 2 m左右,螺旋葉徑多為Φ250mm和Φ300mm,可稱為“短螺旋秤”。由于螺旋管過短,被檢測的瞬時物料量過少,螺旋間隙又往往不會太小,所以受倉壓、物性變化影響較大,往往料流不穩定,易產生沖料、跑料。其中,對于流動性好的粉體物料,更難以控制,甚至跑料自流,不能正常運行。因此,從90年代中期以后。逐步被螺旋管較長的吊掛或支承的非白重平衡結構秤體取代,即所謂“長螺旋秤”,其中包括在進料口和出料口側測重點處全懸浮吊掛簡梁式的“全荷式螺旋秤”。所謂全荷式螺旋秤就是螺旋秤體質量(皮重)和螺旋管內被測物料質量全部由稱重傳感器承受;并且全荷式螺旋秤大多數采用全懸浮吊掛支承方式(見圖2),也有采用支座支承方式。



      1-減速電機;2,3,4-稱重傳感器;5-螺旋秤體

      圖2 全荷式螺旋秤懸掛支承方式

      為了保證螺旋秤體橫向位置穩定,一般采用前1點后2點的3只稱重傳感器吊掛支承;而且后2點大多數設置在進料口中心的兩側,如圖2(a),但也有設置在進料口后邊減速電機的兩側,如圖2(b)。顯然,前一種懸吊點設置更為合理。因為進料口中心以后全部是設備部分自重,在生產運行時基本沒有負荷變化,根據杠桿平衡原理,后端2只稱重傳感器承受大部分皮重和物料進入進料口時的擾動,少量的物料負荷(與前測重點位置有關),物料流量負荷及其變化主要反應在前端稱重傳感器。


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