定量给料机介绍
定量给料机是一种集称量与料量控制于一体的给料系统,经常运用于各类物料的混合、辅料的补充、入料量的控制等。广泛应用于建材、冶金、电力、化工、煤炭、焦化、矿山、烟草、粮食、环保、港口等行业。
带式定量给料机(图片来源:网络)
定量给料机主要由三部分组成,分别为机械部分、电气控制部分、称量系统。
▼机械部分
包括皮带、输送架、托辊、滚筒、轴承、皮带清扫器等,主要构成了定量给料机的运输系统。
▼电气部分
电机、减速机、变频器、跑偏开关、电气控制柜等,主要构成了定量给料机的传动系统。
▼称量系统
电子秤架、荷重传感器、数字转换器、称重显示控制仪,主要构成了定量给料机的称量与控制系统。
◆定量给料机的工作原理
▼计量原理
称量平台连续称量输送的物料。物量在皮带的引导下通过称量平台,称量平台通过称重托辊将物料重力作用在称重传感器。称量平台用十字弹簧与框架连接。称重传感器产生一个与作用力成比例的电压信号,送入INTECONTPLUS仪表内,此电压信号经放大后转换成数字信号送入微处理器,如下图。
计量原理图
三角形区域表示单托辊的载荷分配,称量平台范围内只有一半的物料重量QB作用于称重托辊上。根据秤架结构,可换算成单位皮带度上的载荷。
有效称量段长度:Leff=L/2,其中L为计量平台长度。皮带载荷如下:Q=QB/Leff(kg/m)
测速用的齿轮安装在电机轴上,当电机转动时,速度传感器产生与越过测速感应头的齿数相对应的脉冲信号,送入INTECONTPLUS仪表的微处理器中,计算出皮带速度V。微处理器根据带皮载荷Q和皮带速度V,计算出实际给料率:I=QV(kg/s)
▼控制原理
通过皮带速度来控制给料率。定量给料机控制系统由机械秤体(包括驱动电机和减速机)、称重传感器、速度传感器、控制仪表和电控柜组成。
计量系统测出通过皮带的实际给料率将实际给料率I与设定值P进行比较,偏差被送到控制器R,控制器输出Y调节驱动装置的输出用以改变给料机的皮带速度,直至实际给料率与设定值一致,如下图。
控制原理图
◆定量给料机的选型
定量给料机的选型需要考虑的因素很多,例如下料量、物料属性、机械传输系统等。
▼下料量
料量是生产控制的目标,任何一台定量给料机都有适应的料量控制范围,一般定量给料机设定料量在量程范围的20%~80%之间时,线性度较好,整体控制精度较高。
▼物料属性
物料是运输的主体,物料的属性基本决定了选用皮带的属性。物料的密度、尺寸决定了选择运输带的宽度,物料的水分、温度、腐蚀性又决定了选择帆布皮带或者抗腐蚀、防粘料的尼龙运输带,物料的形状决定了选择无裙边或者防止物料散落的有裙边带。
▼机械传输系统
机械传输系统主要从皮带性能、称架平衡度、托辊方面进行考虑。
(1)要求皮带必须厚薄均匀,保证皮带任何一点与零点均值差别较小,消除皮带自身带来的测量偏差。
(2)称架基本保持平衡,以确保各组荷重传感器受力均匀,产生的mv信号更加均等,测量更加准确。
(3)托辊振动越小越好,一般要求小于0.03mm,尽量的减小托辊振动给传感器增加额外的负载,减小测量偏差。
▼电气系统
电气系统作为定量给料机的驱动部分,担负着定量给料机的调速工作,需要根据定量给料机下料范围,结合皮带宽度,选择合适的减速机、电机、变频器,既能满足正常的给料,也要考虑到最大、最小极限值给料的可能性,防止高料量皮带转速提不上去,低料量转速降不下来。
▼称量系统
称量系统作为定量给料机的核心,其工作原理大多为电气控制,其功能是主要负责料量的测量、运算、控制,包括称重传感器、速度传感器、显示控制仪三个部分。
◆定量给料机堵塞原因及解决办法
▼堵塞原因
定量给料机在运行过程中,常发生料仓内煤泥不能均匀下料或不下料的情况,对后续设备的运行带来严重影响。经过反复分析、查找原因,认为定量给料机堵塞的主要原因是煤泥的挤压和水分不符合要求。
定量给料机堵塞后,给料机不能持续为干燥机提供物料,使干燥机内的蒸汽热量不能得到有效传递和交换,前期进入干燥机的煤泥就会因烘干脱水过多成为煤泥干灰、粉尘,对运输设备、生产环境及安全标准化工作造成极大破坏和影响。同时,还严重制约了干燥机的运行效率,产生的粉尘也严重危害到操作人员身心健康、影响设备运行安全及周边环境卫生。
因此研究人员发现可以通过起停上螺旋、控制下螺旋、用水浸润等方法解决堵塞问题,若以上方法均不奏效,就只能人工进入给料仓,采取挖、铲等手动方式进行清堵。具体做法如下:
(1)发现给料机堵塞时,利用上螺旋起、停时,螺旋叶片的冲击力,使成坨成团状煤泥的结构产生松动,对于处理堵塞不严重、抱团不紧密的煤泥有一定效果。
(2)通过变频控制器,调节双轴下螺旋的频率,采用频率变化来改变料仓内煤泥的结构。同时,进入变频器菜单页面的参数—完整列表—电机数据—电机相序,对双轴下螺旋进行换向。利用变频控制器的功能,通过螺旋叶片旋转速度变化及旋转方向的改变,对料仓中凝聚、挤压成坨成团的煤泥结构进行破坏,在煤泥堵塞不是很紧实的情况下,问题能得到快速解决。
(3)利用设备不能快速处理定量给料机堵塞时,可采取在料仓周边用水浸润的方式,使煤泥慢慢松软下落,达到消堵的效果。
◆定量给料机维护
定量给料机在运行中,随着各种机械及电气性能下降、称量系统自身误差的累计,控制精度会降低,为保证定量给料机的控制精度,必须加强对定量给料机的维护。
▼皮带
加强皮带的检查,及时清理皮带上粘料;对跑偏的皮带及时的进行调校;对厚薄差异较大、损坏严重的皮带及时的进行更换。
▼称架
加强对皮带称架平衡度的检查,确保各组传感器受力均匀,产生准确的称重信号。
▼传感器
对传感器检查,用万用表对各组传感器进行压力检测,确保各组传感器均正常,防止个别传感器损坏后,影响到整个称量的准确度。
▼称重显示仪
对称重显示仪检查,确保显示重量准确,传输数据一致,对电气系统PID调节功能有效。
▼电气系统
加强对变频器、电机的检查和维护,确保变频器能实现正常调速,实现料量的自动调节功能。
▼卫生方面
定量给料机称量系统属于较精密的电子元件构成,需要定时的对其进行灰尘清理,防止灰尘进入到仪器内部,引起测量不准或者烧毁电路板;同时传感器表面过多的粉尘、颗粒容易对传感器形成挤压,造成额外的负载信号,对整个测量造成偏差。