一种多级集中式粉体物料的给料设备及方法与流程

1.本发明涉及给料领域，特别是涉及一种多级集中式粉体物料的给料设备及方法。


背景技术：

2.随着工业化与信息化的深度融合，企业内部及企业间生产控制系统和生产管理系统互联互通的需求渐增，通过接入网络进而达到提高产品质量和运营效率的需求更为强烈。环保大数据市场前景十分巨大，然而目前环保设备的物联网系统仍处在起步阶段，在环保给料系统中的应用更是鲜见。
3.在目前的给料设备中，大多采用人工上料的方式，要求输送线上的人员定时对设备进行添料，并且在给料的过程中，仅依凭人员的操作经验，难以实现对人员以及对设备的集约化管理；另一方面，在现有的给料方式中给料数据大多是通过人员记录获取，对于设备的运行数据获取不足；再者，人工上料的方式，就意味着料仓存在用于给料的给料口，降低了设备的密封性，也增加了粉尘外泄的可能，影响在给料环境中长期工作的人员的身体健康。
4.因此需要一种自动化程度高，能够适应复杂工况的给料设备。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种多级集中式粉体物料的给料设备及方法。
6.为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
7.一种多级集中式粉体物料的给料设备，包括料仓储存单元、输送单元、计量称重单元、控制单元；
8.料仓储存单元包括一级料仓和二级料仓；
9.输送单元包括与一级料仓相连接的一级输送系统和与二级料仓相连接的二级输送系统；
10.计量称重单元包括一级料仓内设置的称重传感器一和二级料仓内设置的称重传感器二；还包括一级料仓料内设置的料位计；
11.控制单元分别与输送单元以及计量称重单元连接。
12.进一步的，还包括金属框架，其中一级料仓以及二级料仓均设置于金属框架上。
13.进一步的，所述一级料仓的顶部设置有布袋，布袋通过支架与一级料仓连接；一级料仓的顶部还设置有除尘器；一级料仓的底部通过下料管与二级料仓连接；一级料仓靠近顶部的位置还设置有滤网三，其中滤网三设置于布袋的下方。
14.进一步的，所述滤网三下方还设置有震动下料锥。
15.进一步的，所述称重传感器一位于震动下料锥的下部，称重传感器一设置于一级料仓与金属框架之间；称重传感器二设置于二级料仓底部。
16.进一步的，所述一级料仓的内壁设置有料位计一；料位计一设置于布袋下方的位
置，并且位于滤网三的上方；在滤网三的下方设置有料位计二；称重传感器一的下部安装有料位计三。
17.进一步的，所述一级料仓底部为一级料斗，一级料斗呈锥形；一级料斗外侧设置有气锤；
18.进一步的，所述一级料斗的底部设置有气动插板阀，气动插板阀下部安装有圆盘给料器以及下料管，其中圆盘给料器与传动装置连接，通过传动装置使圆盘给料器能够转动。
19.进一步的，所述一级料仓和二级料仓的顶部均设置有气压平衡管，气压平衡管的另一端连接有阻隔管，与阻隔管的另一端相连接干燥装置。
20.一种多级集中式粉体物料的给料方法，包括如下步骤：
21.步骤1：粉体物料存放于放料斗一，并经过滤网一进入推料管一；
22.步骤2：推料管一内的粉体物料经过粉体输送泵一送入上料管二的纵向上料管二部分；此时气动蝶阀二和气动蝶阀六打开，气动蝶阀一关闭；
23.步骤3：粉体物料经过上料管二进入一级料仓上部的布袋；并经过布袋和滤网三，进入一级料斗进行存储；
24.步骤4：通过料位计一判断物料是否没过滤网三；若没过了滤网三，则控制气动蝶阀二以及气动蝶阀一关闭，停止上料；否则继续上料直至达到设定的上料体积；
25.步骤5：通过料位计一、料位计二和料位计三的读数，获得一级料仓内上料的位置高度，并进一步判断一级料仓内是否存在内壁空腔；若存在内部空腔，则控制震动下料锥动作，消除空腔，进入下一步骤；否者直接进入下一步骤；
26.步骤6：控制单元读取称重传感器一的称重计量；并控制震动下料锥动作，再次读取称重传感器一的称重计量；若两次称重计量值的差值小于设定值，则进入下一步骤；否者再次控制震动下料锥动作，并将最新的两次称重计量值的差值与设定值进行比较，直至小于设定值，进入下一步骤；
27.步骤7：打开气动插板阀，并启动圆盘给料器，对下料管进行传输；在下料过程中还会起启动气锤，保证粉体物料都能落到圆盘给料器上；
28.步骤8：粉体物料进入二级料仓；在二级料仓内经过称重传感器二称重后送入推料管一；
29.步骤9：由粉体输送泵三将推料管一内的粉体物料送到指定部位。
30.本发明的有益效果为：
31.通过设置一级料仓将运输的粉体物料送入二级料仓，并在输送过程中经过多次过滤以及称重等操作，其一去除杂质，其二控制粉体物料的质量；
32.通过在二级料仓上也设置有粉体输送泵二，实现二级料仓也能够单独填充粉体物料，并且在二级料仓中也设置有称重传感器二，其一实现对一级料仓传输的粉体物料的质量检验，其二对自身填充的粉体物料的量也能更好地进行控制；
33.通过在一级料仓和二级料仓的顶部设置气压平衡管以及干燥装置，避免空气中的水份对物料产生影响，同时也可过滤空气中的杂质颗粒；
34.通过设置所有阀门均为气动阀门，相比电动阀门，避免电火花导致粉尘爆炸的危险；
35.通过控制称重传感器一多次对粉体物料进行称重，并由称重传感器二进行校验，保证粉体供给量符合要求，实现精确控制；
36.通过料位计二、料位计二和料位计三的读数和检测，能够获得料仓内的物料高度，并且检测空腔，进一步保证给料精确。
附图说明
37.图1为本发明实施例一的设备总图；
38.图2为本发明实施例一的设备底部结构放大图。
39.附图标志说明：一级料仓1、布袋2、除尘器3、气压平衡管4、阻隔管5、干燥装置6、支架7、料位计一8、料位计二9、震动下料锥10、称重传感器一11、料位计三12、气锤13、人孔一14、人孔二15、一级料斗16、气动插板阀17、圆盘给料器18、传动装置1801、下料管19、二级料仓20、称重传感器二21、二级料斗22、推料管一23、粉体输送泵一24、气动蝶阀六2401、空气滤网装置一2402、放料斗一25、滤网一26、推料管二27、上料管一28、纵向上料管一2801、横向上料管一2802、气动蝶阀一2803、上料管二29、纵向上料管二2901、横向上料管二2902、气动蝶阀二2903、粉体输送泵二30、气动蝶阀三3001、空气滤网装置二3002、放料斗二31、滤网二32、推料管三33、粉体输送泵三34、纵向出料管3401、气动蝶阀四3402、上料管三35、纵向上料管三3501、横向上料管三3502、气动蝶阀五3503、金属框架36、滤网三37、检修平台38。
具体实施方式
40.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
42.实施例一：
43.如图1、2所示，一种多级集中式粉体物料的给料设备，料仓储存单元、输送单元、计量称重单元、控制单元；其中料仓储存单元包括一级料仓1和二级料仓20；输送单元包括与一级料仓1相连接的一级输送系统和与二级料仓20相连接的二级输送系统；计量称重单元包括一级料仓1内设置的称重传感器一11和二级料仓20内设置的称重传感器二21；还包括一级料仓1料内设置的料位计；控制单元分别与输送单元以及计量称重单元连接。
44.给料设备还包括金属框架36；其中一级料仓1和二级料仓20均设置于金属框架36上；一级料仓1的顶部设置有布袋2，布袋2通过支架7与一级料仓1连接，使得给料会经过布袋2进入一级料仓1；一级料仓1的顶部还设置有除尘器3；一级料仓1的底部通过下料管19与二级料仓20连接；除尘器3用于为给料环境定期除尘。
45.所述一级料仓1的顶部还安装设置有气压平衡管4，气压平衡管4的另一端连接有
阻隔管5，与阻隔管5的另一端相连接干燥装置6。一级料仓1靠近顶部的位置还设置有滤网三37，其中滤网三37设置于布袋2的下方；布袋2的上端用于给料，下端设置有口子用于均匀出料，滤网三37正对布袋2下端的口子。一级料仓1的内壁还设置有人孔一14以及料位计一8，在本例中人孔一14以及料位计一8设置于布袋2下方的位置，并且位于滤网三37的上方；在本例中料位计一8采用雷达料位计，后续的料位计也采用雷达料位计；在滤网三37的下方也设置有料位计二9。在滤网三37下方还设置有震动下料锥10，震动下料锥10安装设置于一级料仓1的内壁上，并且围绕一级料仓1的内壁均匀分布一周。一级料仓1的外壁还设置有称重传感器一11，本例中称重传感器一11位于震动下料锥10的下部；称重传感器一的底座与金属框架36相连接，称重传感器一11的称重部位与一级料仓1的外侧壁固定，其中对一级料仓1添料时，称重传感器一11通过重量的变化能够获得添料的质量。考虑到料位计的检测范围，在称重传感器一11的下部还安装有料位计三12；在本例中料位计二9和料位计三12均用于检测物料的空腔，料位计8用于检测物料是否没过滤网三37。一级料仓1底部为一级料斗16，一级料斗16为一级料仓1底部的锥形部分；一级料斗16外侧设置有气锤13，在本例中，气锤13设置于一级料斗16外侧的设定高度上，并且围绕以及料斗外侧均匀分布一周；一级料斗16外侧的气锤13下方设置有人孔二15，人孔二15能够显示一级料斗16内部的景象。一级料斗16的底部设置有气动插板阀17，气动插板阀17下部安装有圆盘给料器18以及下料管19，其中圆盘给料器18与传动装置1801连接，通过传动装置1801使圆盘给料器18能够转动，进而实现将材料送入下料管19，进而进入二级料仓20。
46.所述一级料仓1的顶部进料口与一级输送系统连接，实现给料；其中一级输送系统包括粉体输送泵一24、放料斗一25、滤网一26、上料管一28以及上料管二29；放料斗一25的内部设置有滤网一26，放料斗的底部与上料管二29连接；在放料斗一25的底部还设置有粉体输送泵一24，通过粉体输送泵一24将经过滤网一26的材料送入上料管二29。上料二包括纵向上料管二2901以及横向上料管二2902，纵向上料管二2901用于将材料向上运输，横向上料管二2902的一端与纵向上料管二2901连接，横向上料管二2902的另一端设置为三通接口，三通接口还分别与一级料仓1以及上料管一28连接；在本例中上料管一28包括纵向上料管2801以及横向上料管2801，纵向上料管2801与横向上料管2801连接，横向上料管2801还通过气动蝶阀一2803与横向上料管二2902的三通接口连接。横向上料管二2902上也设置有气动蝶阀二2903。在本例中，在放料斗一25的底部还设置有推料管二27，其中推料管的两端分别连接粉体输送泵一24以及上料管二29；通过横向设置的推料管二27，实现粉体输送泵一24、放料斗一25以及上料管二29之间的连接。粉体输送泵一24的进气端设置有空气滤网装置一2402和气动蝶阀六2401。在本例中上料管一28为预留的上料接口，用于实现可移动设备的上料，比如送料车可以通过上料管一28实现上料。
47.所述一级料斗16下连接的二级料仓20至少为一个，在本例中设置有两个二级料仓20。二级料仓20顶部安装有气压平衡管4，该气压平衡管4同一级料仓1顶部设置的气压平衡管4；气压平衡管4的另一端连接有阻隔管5，与阻隔管5的另一端相连接干燥装置6。二级料仓20也设置于金属框架36上，通过金属框架36实现固定；二级料仓20的底部设置有二级料斗22。二级料仓20底部还设置有称重传感器二21，通过检测称重传感器二21的重量变化，能够获得进入二级料仓20的物料质量。
48.所述二级料仓20与二级输送系统相连接，二级输送系统包括粉体输送泵二30；粉
体输送泵二30的进气端设置有空气滤网装置二3002和气动蝶阀三3001，控制粉体输送泵二30的启动和关闭；粉体输送泵二30还与放料斗二31连接，放料斗二31底部安装有滤网二32；还设置有推料管三33与粉体输送泵二30和放料斗二31相连接；推料管三33的一端设置有上料管三35，通过上料管三35连接二级料仓20。上料管三35包括纵向上料管三3501和横向上料管三3501，横向上料管三3501上设置气动蝶阀五3503，控制上料管三35开启和关闭。
49.所述二级料斗22的底部与推料管一23相连接，推料管一23与粉体输送泵三34连接，推料管一23上还设置有气动蝶阀四3402，在本例中，气动蝶阀四3402设置于安装固定二级料仓20的金属框架36的外侧，需要说明的是安装固定二级料仓20的金属框架36位于安装一级料仓1的金属框架36内部。粉体输送泵三34的输出端还设置有纵向出料管3401。在本例中粉体输送泵一24和二均用于给料，粉体输送泵三34用于出料。
50.所述金属框架36的中间高度位置还设置有检修平台38，在本例中检修平台38对应一级料仓1上的人孔二15设置；需要说明的是，金属框架36的顶部也设置为平面，对应一级料仓1的人孔一14设置；人孔一14和人孔二15用于观察检修。
51.所述控制单元与各个称重传感器、料位计、气动蝶阀、粉体输送泵相连接；用于控制其开启和关闭的状态转换。
52.在本例中一级料仓的规格为18m3，二级料仓的规格为0.6m3，其中二级料仓共两座，并对一级料仓和二级料仓共同配置控制单元，在本例中控制单元为plc控制系统。
53.在实施的过程中，通过设置一级料仓1将运输的粉体物料送入二级料仓20，并在输送过程中经过多次过滤以及称重等操作，其一去除杂质，其二控制粉体物料的质量；通过在二级料仓20上也设置有粉体输送泵二30，实现二级料仓20也能够单独填充粉体物料，并且在二级料仓20中也设置有称重传感器二21，其一实现对一级料仓1传输的粉体物料的质量进行校验，保证一级料仓中的物料完全落入二级料仓，其二对自身填充的粉体物料的量也能更好地进行控制；通过在一级料仓1和二级料仓20的顶部设置气压平衡管4以及干燥装置6，避免空气中的水份对物料产生影响，同时也可过滤空气中的杂质颗粒；通过设置所有阀门均为气动阀门，相比电动阀门，避免电火花导致粉尘爆炸的危险；通过设置二级料仓，并对二级料仓设置二级输送系统，实现多种粉体材料的同时给料，通过控制圆盘给料器以及二级输送系统的输送速度实现对不同粉体材料混合时的比例控制，并在二级料斗底部的纵向出料管进行输出。
54.一种多级集中式粉体物料的给料方法，包括如下步骤：
55.步骤1：粉体物料存放于放料斗一25，并经过滤网一26进入推料管一23；
56.步骤2：推料管一23内的粉体物料经过粉体输送泵一24送入上料管二29的纵向上料管二2901部分；此时气动蝶阀二2903和气动蝶阀六2401打开，气动蝶阀一2803关闭；
57.步骤3：粉体物料经过上料管二29进入一级料仓1上部的布袋2；并经过布袋2和滤网三37，进入一级料斗16进行存储；
58.步骤4：通过料位计一8判断物料是否没过滤网三37；若没过了滤网三，则控制气动蝶阀二2903以及气动蝶阀一2603关闭，停止上料；否则继续上料直至达到设定的上料体积；
59.步骤5：通过料位计一8、料位计二9和料位计三12的读数，获得一级料仓内上料的位置高度，并进一步判断一级料仓内是否存在内壁空腔；若存在内部空腔，则控制震动下料锥10动作，消除空腔，进入下一步骤；否者直接进入下一步骤；
60.步骤6：控制单元读取称重传感器一11的称重计量；并控制震动下料锥10动作，再次读取称重传感器一11的称重计量；若两次称重计量值的差值小于设定值，则进入下一步骤；否者再次控制震动下料锥10动作，并将最新的两次称重计量值的差值与设定值进行比较，直至小于设定值，进入下一步骤；
61.步骤7：打开气动插板阀17，并启动圆盘给料器18，对下料管19进行传输；在下料过程中还会起启动气锤13，保证粉体物料都能落到圆盘给料器18上；
62.步骤8：粉体物料进入二级料仓20；在二级料仓20内经过称重传感器二21称重后送入推料管一23；
63.步骤9：由粉体输送泵三34将推料管一23内的粉体物料送到指定部位。
64.所述步骤2中粉体输送泵一的上料速度为10-15t/h。
65.所述步骤5中，会根据检测到的内壁空腔部位，控制距离范围内的震动下料锥动作，在本例中为控制最接近的两个震动下料锥动作，提高效率，减小能耗。
66.所述步骤6中，因为粉体分布不均，会影响到设置于一级料仓侧面的称重传感器一的计量读数，因此通过震动下料锥，震匀物料并再次承重比较，能够保证称重传感器一的计量读数准确。
67.所述步骤7中圆盘给料器的送料速度为30-60kg/min，送料速度通过控制传动装置的转速实现改变；圆盘给料器的送料速度精度控制为1kg。
68.所述步骤8中，二级料仓也设置有二级输送系统，在本例中二级输送系统的上料能力为10-50kg/h；称重传感器一和二的精度均为0.01kg。通过二级料仓内的称重传感器二21的计量读数与一级料仓的称重传感器一的计量读数进行比较能够判断一级料仓内的物料是否均已落入二级料仓。
69.在实施的过程中，称重传感器一11和称重传感器二21的称重数值均可上传存储，便于实时控制以及复查；通过控制称重传感器一11多次对粉体物料进行称重，并由称重传感器二21进行校验，保证粉体供给量符合要求，实现精确控制；通过对料位计一8、料位计二9和料位计三12的读数和检测，能够获得料仓内的物料高度，并且检测空腔，进一步保证给料精确。
70.以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，包括料仓储存单元、输送单元、计量称重单元、控制单元；料仓储存单元包括一级料仓和二级料仓；输送单元包括与一级料仓相连接的一级输送系统和与二级料仓相连接的二级输送系统；计量称重单元包括一级料仓内设置的称重传感器一和二级料仓内设置的称重传感器二；还包括一级料仓料内设置的料位计；控制单元分别与输送单元以及计量称重单元连接。2.根据权利要求1所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，还包括金属框架，其中一级料仓以及二级料仓均设置于金属框架上。3.根据权利要求1所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，所述一级料仓的顶部设置有布袋，布袋通过支架与一级料仓连接；一级料仓的顶部还设置有除尘器；一级料仓的底部通过下料管与二级料仓连接；一级料仓靠近顶部的位置还设置有滤网三，其中滤网三设置于布袋的下方。4.根据权利要求3所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，所述滤网三下方还设置有震动下料锥。5.根据权利要求4所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，所述称重传感器一位于震动下料锥的下部，称重传感器一设置于一级料仓与金属框架之间；称重传感器二设置于二级料仓底部。6.根据权利要求3所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，所述一级料仓的内壁设置有料位计一；料位计一设置于布袋下方的位置，并且位于滤网三的上方；在滤网三的下方设置有料位计二；称重传感器一的下部安装有料位计三。7.根据权利要求1所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，所述一级料仓底部为一级料斗，一级料斗呈锥形；一级料斗外侧设置有气锤。8.根据权利要求7所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，所述一级料斗的底部设置有气动插板阀，气动插板阀下部安装有圆盘给料器以及下料管，其中圆盘给料器与传动装置连接，通过传动装置使圆盘给料器能够转动。9.根据权利要求1所述的一种多级集中式粉体物料的给料设备，其特征在于，所述一级料仓和二级料仓的顶部均设置有气压平衡管，气压平衡管的另一端连接有阻隔管，与阻隔管的另一端相连接干燥装置。10.一种多级集中式粉体物料的给料方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：粉体物料存放于放料斗一，并经过滤网一进入推料管一；步骤2：推料管一内的粉体物料经过粉体输送泵一送入上料管二的纵向上料管二部分；此时气动蝶阀二和气动蝶阀六打开，气动蝶阀一关闭；步骤3：粉体物料经过上料管二进入一级料仓上部的布袋；并经过布袋和滤网三，进入一级料斗进行存储；步骤4：通过料位计一判断物料是否没过滤网三；若没过了滤网三，则控制气动蝶阀二以及气动蝶阀一关闭，停止上料；否则继续上料直至达到设定的上料体积；步骤5：通过料位计一、料位计二和料位计三的读数，获得一级料仓内上料的位置高度，
并进一步判断一级料仓内是否存在内壁空腔；若存在内部空腔，则控制震动下料锥动作，消除空腔，进入下一步骤；否者直接进入下一步骤；步骤6：控制单元读取称重传感器一的称重计量；并控制震动下料锥动作，再次读取称重传感器一的称重计量；若两次称重计量值的差值小于设定值，则进入下一步骤；否者再次控制震动下料锥动作，并将最新的两次称重计量值的差值与设定值进行比较，直至小于设定值，进入下一步骤；步骤7：打开气动插板阀，并启动圆盘给料器，对下料管进行传输；在下料过程中还会起启动气锤，保证粉体物料都能落到圆盘给料器上；步骤8：粉体物料进入二级料仓；在二级料仓内经过称重传感器二称重后送入推料管一；步骤9：由粉体输送泵三将推料管一内的粉体物料送到指定部位。

技术总结
本发明提供一种多级集中式粉体物料的给料设备及方法，该设备包括料仓储存单元、输送单元、计量称重单元、控制单元；该智能给料设备能准确计量称重粉体物料输送至目标反应容器，解决现有给料设备仍处在传统机械设备依赖人工、离散式的管理、无法及时获取设备运行数据的不足，对设备进行集约化管理，本设备将物联网技术创新性地运用于给料设备，便于实现对设备智能化控制和云端管理，集中仓储、多级给料系统，采用自动化气力输送上料取代人工上料，增加了设备密封性，减少粉尘外泄，同时筛选去除杂质，有利于给料系统运行稳定。有利于给料系统运行稳定。有利于给料系统运行稳定。


技术研发人员：丁佳敏 李建华 陆胜勇 陆胜虎 吴志强
受保护的技术使用者：台州锐奥环保科技有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/3/8