[发明专利]基于智能Agent螺旋不连续定量加料方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺旋不连续定量加料方法及系统，属于固体物料加料技术领域，用于固体物料配料和包装时定量加料。

背景技术

不连续定量是大量粉粒物料重要生产环节,如粉末冶金零件、陶瓷、建材、化工原料等成品或半成品,化肥农药及农副产品进行的定量配料和定量包装等。粉粒不连续定量传统有容积式和称量式,新型有混合式和组合式,它们共同点是均有加料、计量和投料三部分组成,一方面通过微机控制加料机向计量容器或称量秤加料,另一方面按照体积或质量要求进行计量检测,达到要求后停止加料并投料。三部分之间协调要求高、费时,工作效率较低；装置总体结构复杂,细粉粒物料易吸湿粘结、吸附和飞溅,定量受环境和结构影响大，飞溅污染引起尘肺、化学物中毒等职业病严重。研究实现粉粒不连续定量加料是彻底解决不连续定量难题有效方法之一，也是粉粒定量主要发展方向之一。

目前粉粒加料形式有螺旋式、振动式、皮带式、重力自流式和负气压式等。其中,螺旋加料通过螺旋叶片旋转将物料沿料槽向前推移,具有结构简单、密封性强、流量控制方便等优点,广泛应用于耐挤压的粉粒和小块状物料输送或连续加料。多种加料形式对比分析发现:螺旋加料更易实现定量加料控制，且可降低人体与粉粒、粉粒与粉粒之间交叉污染。这对食品、药品及有毒有害物料安全生产尤其重要。

尽管螺旋输送机作为提水工具大约在两千年以前由阿基米德发明,作为工农业中散装固体物料的输送、提升和装卸装置也已有百年历史.。但是直到上世纪90年代国外才有研究人员根据螺旋输送机原理研制了定量螺旋加(给)料机,并在粉洗精制盐生产线上得到应用。对定量螺旋加(给)料机研究，国外代表性有:Y. Yu等在“Theoretical modelling of torque requirements for single screw feeders”(Powder Technology,1997,93 (2):151~162)中建立单螺杆送料器扭矩理论模型,对不同物料、不同螺旋叶片送料扭矩测试;A.W. Roberts. 在“The influence of granular vortex motion on the volumetric performance of enclosed screw conveyors”(Powder Technology,1999,104:56~67)中建立封闭螺旋输送机容积效率表达式,分析容积对颗粒运动影响;Jianjun Dai等在“A model for biomass screw feeding”(Powder Technology,2008,186 (1):40~55)中提出生物质螺杆加料新模型,依据螺旋输送堵塞原理,预测加料扭矩等。国内代表性有:张杰等在“微细微量螺旋加料器的试验研究”(热能动力工程,2004,19(3):278~280)中通过典型微细微量固体颗粒加料器试验,表明螺旋给粉稳定,可调范围大,可以作为粉粒定量加料装置;王顺森等在“颗粒加料器流量脉动产生的机理及抑制新方法”(西安交通大学学报,2005,39(11):1199~1202)中通过螺杆加料器主要参数测试,得到转速对流量影响的基本规律,提出一种有效抑制脉动的双螺杆加料方法;李振亮等在“定量螺旋给料机在粉洗盐生产中的应用研究”(盐业与化工,2008,37(2):7,8,19)中给出了定量螺旋给(加)料机的送料效率和送料量的计算方法,验证了在卸料口加双头螺旋方法能降低送料量脉动;朱登洁等在“双螺旋精确给料称重设备的研制”(轻工机械,2010,28(2):33~35)中提出基于双头螺旋机构的给(加)料称重机构。

目前提高螺旋加料流量稳定性方法主要有两大类:一是提高螺旋进料口物料流动稳定性。通常是控制料仓内物料的高度,降低料仓内物料压力对螺杆输送的影响。申请号为201020580083.3的实用新型专利“一种螺旋定量加料装置”和申请号为201010522365.2的发明专利“一种螺旋定量加料装置及稳定加料方法”提出在料仓与螺旋进料口之间设置自动进料调节装置,确保螺旋进料口物料充填均匀完整,减少料仓内物料量波动对螺旋加料的影响.。二是在螺旋出料段采用变螺距或双头螺旋、双螺杆方法,提高出料口物料充填完整性,抑制加料量脉动.。但该方法同时也会导致出料口颗粒密度均匀性变差。张建在“粉体定量加料器及应用研究”(江苏大学硕士学位论文,2008:20~33,37~38,43~51)中提出在出料口采用均匀推进分料和切料方法,将压实粘结成团料块切碎,解决成团下落和惯性卸料问题。