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CHAPTER TWELVE. FEEDING EQUIPMENTS AND MEASUREMENT EQUIPMENTS. 12.1 有挠性牵引构件的喂料设备. 12.1.1 带式喂料机 较短带式输送机,可水平或倾斜安装。 特点: 承载段支承托辊密置(间距: 0.25~0.3m ),空载段不设托辊; 带两边设静止栏板; 带速小 (0.05~0.45m/s) , 原因: 物料从存仓卸料口排出直接到胶带上,且胶带上 物料层较厚 。
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CHAPTER TWELVE FEEDING EQUIPMENTS AND MEASUREMENT EQUIPMENTS
12.1有挠性牵引构件的喂料设备 • 12.1.1 带式喂料机 • 较短带式输送机,可水平或倾斜安装。特点: • 承载段支承托辊密置(间距:0.25~0.3m),空载段不设托辊; • 带两边设静止栏板; • 带速小(0.05~0.45m/s),原因:物料从存仓卸料口排出直接到胶带上,且胶带上物料层较厚。 • 长度较小(0.9~5m),生产能力:300m3/h或更大,主要用于粒状和小块状物料的给料,也可用于中等块度物料的给料。 注意与带式输送机 的区别
带式喂料机 • 优点:结构简单,投资少,运行可靠;稳定运行需功率低;喂料量易调整,可自动控制和计量。 • 缺点: • 占据空间较大;胶带易磨损,因此不适宜于磨蚀性、高温物料。
轻型 中型 滚子链,沿固定轨道运行 重型― 固定支承托辊,链板沿托辊运行 12.1.2 板式喂料机 • 块状或温度>70℃物料的喂料。水平或倾斜安装,倾角可大于带式。 • 类 型: • 承载板厚度:5~15mm,形状:平形和波浪形。 • 承载板两边栏板:固定栏板―安装在机架上; • 活动栏板―固定在钢板上。 • 栏板高度随生产能力和料块大小而定。整机安装在机架上,尾部设拉紧装置,与带式输送机的螺旋拉紧装置类似。
板式喂料机 链板运行速度:0.2~0.4m/s,生产能力达1000m3/h。结构坚固,可承受大压力和冲击力,能处理大块和热物料,可靠性高并能保证较均匀地喂料。 缺点:结构复杂、质量大、制造成本高,不适宜输送粉状物料。
12.2 转动式喂料机 • 用于粉状物料。特点:工作构件绕固定轴转动。种类:螺旋式、滚筒式、叶轮式和盘式。 12.2.1 螺旋喂料机 特点(与螺旋输送机比): • 螺距和长度较小; • 无中间轴承; • 料槽为管状; • 物料填充系数大,0.8~0.9。 图12-3螺旋喂料机 与螺旋输送机的区别
种类:单管和双管。按螺旋结构分为: (1)双头螺旋喂料机 螺旋轴上的螺旋叶片外缘轮廓曲线有两条,互相平行,喂料均匀性优于单头螺旋; (2)变螺距喂料机 螺旋叶片螺距渐变(可逐渐增大,也可逐渐减小) 使物料在输送过程中压实和致密化,兼起锁风作用。 防止喂料处过载或气化后的物料从存料仓向外涌料
(3)直径渐大喂料机 输送能力沿物料前进方向逐渐增大,物料可在螺旋全长上卸出,从而消除存仓内的死角。 喂料能力和功率等参数确定同螺旋输送机,但只适用于不怕碎、磨蚀性小、易流动的粉状物料。 以水平或不大于30o的倾斜角安装,长度1~2m,生产能力2.5~3.0m3/h,改变螺旋转速,可以调节喂料量。
12.2.2 滚筒喂料机 带齿 不带齿 滚筒喂料机
滚筒转动时,在存仓卸料口下面的部分受摩擦力带动随滚筒下落,由存仓卸料口均匀卸出。滚筒转动时,在存仓卸料口下面的部分受摩擦力带动随滚筒下落,由存仓卸料口均匀卸出。 对流动性好的粒状物料采用光面滚筒,而对大块状物料则采用带棱角表面的滚筒。 滚筒线速度:0.025~1m/s; 生产能力:可达150m3/h, 生产能力的调节:改变转速或调节挡板开度。 滚筒喂料机的优点: 投料连续均匀。
12.2.3 叶轮喂料机 • 种类:刚性叶轮给料机、弹性叶轮给料机。 • 构造:与存仓受料设备衔接的外壳,中间为叶轮转子,转子由电机通过链轮传动。转子不动时,物料不能流出,转子转动时,物料随转子转动卸出。 • 弹性叶轮喂料机: • 弹簧板固定在转子上,回转腔密封性较好。 • 叶轮只朝一个方向转动,不得反转! • 转速:>20r/min。需变速时,可选用直流电机。 • 存料仓内物料压力较大或物料易起拱、影响均匀喂料时,可选用带搅拌针的弹性叶轮喂料机。
刚性叶轮喂料机: 叶片与转子成一整体,用于密闭及均匀喂料要求不高情形。 给料能力:4~100m3/h,或更大。 给料能力调节: 改变叶轮转速。 特点:结构简单,价廉,易维修,封闭性好并兼锁风作用。 应用:干燥粉状或小粒状物料、气力输送系统喂料。 刚性叶轮 喂料机 弹性叶轮 喂料机
12.2.4 圆盘喂料机 • 形式: • 按支承方式分:吊式和座式。 • 按机壳形式分:敞开式和封闭式。 • 吊式圆盘喂料机:通过槽钢柱悬吊在存仓下。敞开式圆盘喂料机适用于密闭程度要求不高的场合; • 密闭式圆盘喂料机:用于要求减少漏风或扬尘的密闭系统。 • 风扫式煤磨系统通常采用闭式圆盘喂料机,而磨机和烘干机的喂料一般都采用开式圆盘喂料机。
1-圆盘; 2-存仓; 3-活动套筒; 4-螺杆; 5-刮板; 6-卸料管; 7-盘壳; 8-刮灰板 圆盘喂料机
构造及工作原理: 圆盘旋转,上方有套在料仓的卸料口上的伸缩套筒。 活动套筒距圆盘的高度由螺杆调节。 物料自料仓落到圆盘上堆积成一截锥形料堆。传动装置经立轴带动水平圆盘回转时,物料被固定刮板刮下并卸至卸料管。 圆盘下面装有盘壳,盘壳有一圈高出盘面的盘边围在圆盘外围,以防物料由盘上撒落下来。 当有物料颗粒掉入盘壳内时,随盘一起回转的刮灰板就能将这些物料刮入下料口,以防堆积产生阻塞。
圆盘喂料机的性能参数: 转速:1.25~10r/min; 生产能力:0.2~130m3/h。 生产能力调节:改变下料套筒高度和变更刮板开度。改变调速电机或直流电机转速 圆盘喂料机属容积式计量设备。优点: 结构简单,使用可靠,调节方便,生产能力调节幅度大。 缺点:容积计量误差较大(5%左右);几乎无输送距离,有时实际布置困难。 应用:适用于非粘性物料,粒度≯80mm;对于流动性特别好的粉状物料,因易窜料,不宜采用。
12.3 振动喂料机 • 分类:据料槽和物料的运动状态分惯性式和振动式。 • 惯性式振动喂料机:物料在惯性力的作用下,在任何时间都与槽底保持接触,且沿槽底作滑落运动; • 振动式喂料机:物料在惯性力作用下,由槽底脱离,向上作抛掷运动,在料槽中作“跳跃”式运动。 • 两者区别:惯性式:料槽加速度的垂直分量小于自由落体加速度,物料与槽底保持接触。 • 振动式:料槽加速度的垂直分量大于自由落体加速度,物料在槽底保持“跳跃”式运动。
12.3.1 惯性式振动喂料机 • (1)摆动式喂料机 主要组成部分: • 惯性激振器驱动:单轴式和双轴式。 • 驱动装置:将交变往复运动传给料槽,靠料槽与物料间的摩擦力带动物料前进。 • 料槽:水平和向下倾斜。 工作原理:料槽上装固定栏板,料槽支承在固定托辊上或悬置在拉杆上。驱动装置通过曲柄连杆或偏心机构带动料槽做往复平移运动。当料槽向喂料口方向运动时,物料在摩擦力的作用下与料槽一起向前运动。同时,存仓中的物料落入卸料口下方所形成的自由空间而将其充满。
常用于玻璃池窑前给料 摆动式喂料机 料槽反向运动时,由于槽后壁的阻挡,物料不能随料槽一起返回,部分物料便由料槽前缘落入喂料口。料槽每往复一次,物料沿料槽向前运动一个区段。
摆动式喂料机的生产能力计算: Q=60BhSnρsφ 12-1 式中,B--栏板之间的距离,即料槽 的工作宽度(m); h--闸板开度,即闸板下缘至料槽面的法向距离(m); S--料槽的行程, 通常S=0.05~0.175(m); n--料槽的往复次数,通常n=20~60r/min; ρs--物料的堆积密度(t/m3); φ--物料填充系数,通常φ=0.65~0.70。 生产能力调节:改变偏心机构的偏心距,以改变料槽的行程;调节存仓闸板的开度,来调节料层的厚薄。 优点:结构简单,成本低。 缺点:料槽的磨损较大。 应用:中、小块物料的喂料。
扇形摆动式喂料机*:由曲柄机构和扇形闸门所组成。工作机构周期性工作,且工作准确性不大,所以适用于不经常且不紧张的工作条件。扇形摆动式喂料机*:由曲柄机构和扇形闸门所组成。工作机构周期性工作,且工作准确性不大,所以适用于不经常且不紧张的工作条件。 扇形摆动式喂料机
12.3.2 振动式喂料机 • 特点: • 振幅小,频率高,物料在槽中可作一定的跳跃运动,具有生产能力较高,槽磨损较少。 • 振动式喂料机的激振方式:电磁振动和机械振动。 • 12.3.2.1 电磁振动喂料机的构造及工作原理 • (1)构造 • 料槽、电磁激振器、减振器及电器控制箱
图12-10 电磁振动喂料机。 1-料槽;2-减振器;3-电磁激振器 对不起!请勘误!
料槽:承载来自料仓的物料,经电磁振动将物料输送出去。料槽:承载来自料仓的物料,经电磁振动将物料输送出去。 材料:2~8mm碳素钢板、低合金结构钢、耐热钢板、或铝合金板等压制而成。 料槽形式:槽式(敞开的或封闭的)和管式 激振器:使料槽产生往复振动的部件,主要由连接叉、衔铁、弹簧组、铁芯和激振器壳体组成。 连接叉和料槽固定在一起,通过它将激振力传给料槽。衔铁用螺栓固定在连接叉上,和铁芯保持一定间隙而形成气隙(一般为2mm)。 弹簧组为储能机构,用于连接前质量和后质量,形成双质点振动系统。 铁芯用螺栓固定在振动壳体上,铁芯上固定有线圈,当电流通过时就产生磁场。 亦作为平衡质量
减振器: 作用:减小基础或框架上的振动力。由四个螺旋弹簧(或橡胶弹簧)组成,其中两个挂在料槽上,另两个吊在激振器上。 工作原理: 工作质量m1:槽体、连接叉、衔铁、工作弹簧的一部分以及约占料槽容积10%~20%的物料; 平衡质量m2:激振器壳体、铁芯、线圈及工作弹簧的另一部分。 质量m1和m2之间用激振器主弹簧连接起来,形成一个双质点定向强迫振动的弹性系统。 激振器电磁线圈的电流一般经过单相半波整流。
半波整流后,正半周内有电压加在电磁线圈上,电磁线圈有电流通过,衔铁和铁芯互相吸引,槽体向后运动,激振器的主弹簧发生变形而贮存势能。半波整流后,正半周内有电压加在电磁线圈上,电磁线圈有电流通过,衔铁和铁芯互相吸引,槽体向后运动,激振器的主弹簧发生变形而贮存势能。 在负半周内线圈中无电流通过,电磁力消失,弹簧贮存的势能使衔铁和铁芯朝相反方向离开,料槽向前运动。 振动频率:3000次/min(50Hz) 。 激振力作用线与槽底成20o角,可分解为垂直分力P1和水平分力P2。P1使物料以大于重力加速度的加速度上抛;P2使物料在上抛期间作水平运动,综合效应就使物料间歇的向前作抛物线式跳跃运动。
由于振动频率高而振幅小,物料抛起高度很小,所以,在料槽内的物料看起来犹如流水,均匀连续地向前流动。 由于振动频率高而振幅小,物料抛起高度很小,所以,在料槽内的物料看起来犹如流水,均匀连续地向前流动。 为使喂料机以较小功率消耗产生较高的机械能,应使喂料机处在低临界状态下工作,即使电磁振动喂料机的固有频率ω0与电磁激振力频率ω相近:频率比Z=ω/ω0=0.8~0.95。 电磁振动喂料机的特点: 体积紧凑、工作平稳,消耗功率小。
12.3.2.2 主要工作参数 • (1)机械指数与抛掷指数 • 1)机械指数K:槽体最大加速度与重力加速度的比值,表征机械振动的强度。K受材料强度及槽体刚度等限制,对于电磁振动喂料机,一般取K=4~6。 • 抛掷指数Г :槽体最大加速度的垂直分量与重力加速度的比值。 • 物料被抛起的时间不超过槽体振动的周期,故常取Г=1.0~3.3,对电磁振动喂料机Г=2.5~2.8, • K与Г的关系:Г=Ksinβ,其中β角是槽底平面与电磁力的夹角。
喂料机构造 供送物料的Г值 粉状物料 块状 轻、中型(Q<50t/h) 重型(Q>50t/h) 3.0~3.3 2.0~2.5 2.8~3.0 1.8~2.3 振动式喂料机的抛掷指数 表12-1 (2 )振动频率、振幅及振动角 振动方向一定时,喂料能力取决于振动频率与振幅的乘积。 电磁振动喂料机:采用小振幅、高频率,因增大激振器的气隙,会带来许多不良后果,如电流增大等。 惯性振动式喂料机:采用中等频率和振幅。振幅过大会增大偏心块质量及增大启动转矩,频率过高会增大支承体的动应力变形。电磁振动喂料机的频率一般为3000r/min,电源频率为50Hz,也有采用25Hz。
电磁振动喂料机的喂料能力与振幅成正比,提高振幅可提高喂料能力,但会增大物料颗粒破坏的可能性,A=0.5~1.5。电磁振动喂料机的喂料能力与振幅成正比,提高振幅可提高喂料能力,但会增大物料颗粒破坏的可能性,A=0.5~1.5。 振动角β:激振力方向与槽体平面的夹角。 电磁振动喂料机:β=20o~25o; 惯性振动式:β=30o~35o,通常取β=30o。 输送磨蚀性强、湿度大或有粘性物料时,β宜取较大值; 供易碎、堆积密度大和细粉料时,选取较小值。 要求冷却散热或料层较厚时,β角应取大值; 要求减小噪音时,β角应取小值。
激振形式 振动频率/次/min 振幅/mm 粉状物料 块状物料 电磁振动式 3000 1.2~2.0 0.75~1 惯性振动式 单轴离心式 2800~1500 1.2~3.0 0.2~2.5 双轴离心式 1500~1000 2~4 2~3 偏心式 800~450 5~15 4~8 表12-2 振动喂料机的振动频率和振幅值
(3)喂料速度:取决于供运物料的性质和喂料机的倾角:(3)喂料速度:取决于供运物料的性质和喂料机的倾角: (mm/s) 式中, K1, K2--与物料性质有关的系数,见表12-3 α--喂料机的倾角;λ--喂料机的振幅; ω--喂料机的振动频率; 其他符号意义同前。 符号的选取:当喂料机向上倾斜输送时取负值;向下输送时取正值。 对于细小颗粒物料,喂料速度较小,因而K1取较小值,K2取大值。对于水平安装的喂料机,α=0,喂料速度: 12-3
供运物料 物料尺寸(mm) 湿度(%) K1 K2 块状 5~200 -- 0.9~1.1 1.5~2.0 粒状 0.5~5 0.5~10 0.8~1.0 1.6~2.5 粉状 0.1~0.5 0.5~5 0.4~0.5 1.8~3.0 细粉 <0.1 0.5~5 0.2~0.5 2.0~5.0 喂料速度的调节: 1) 改变激振力,实质是改变与之成正比的振幅;用可控硅整流器移相调压,改变激振器的输入电压。 2) 改变激振频率。变频线路复杂,很少采用。 表12-3 经验系数K1和K2的平均值
(4)生产能力 影响因素:料槽宽度和倾角、物料性质(密度、粒度、水分、粘性)、喂料速度 Q=3600AυφρsC1C2C3(12-4)式中, υ--喂料速度;φ--填充系数,敞开式φ=0.6~0.9;矩形管,φ=0.6~0.8;圆形管φ=0.5~0.6;小颗粒取小值。A--料槽横截面积,槽形或矩形管A=BH,圆形管A=0.785D2;B--槽形或矩形管的宽度;H--槽的深度或矩形管的宽度;D--圆形管的直径;ρs--物料堆积密度;C1--料槽倾斜度系数,见图12-12;C2--物料水分系数;图12-12;C3--物料粒度系数,图12-12
槽或矩形管宽度及圆形管的直径须保证: D≥kdmaxB≥kdmax 式中,dmax---物料最大粒度 k--系数,对于筛分后的物料,k=3~5,对于粒度不均匀的物料,k=2~3。 图12-12 C1、C2及C3系数值图12-13 安装角与生产能力的关系
确定槽深度或矩形管高度时,须考虑电磁振动喂料机对不同物料有允许的极限料层厚度。若料层厚度超过极限,生产能力显著降低甚至难以正常喂料。 确定槽深度或矩形管高度时,须考虑电磁振动喂料机对不同物料有允许的极限料层厚度。若料层厚度超过极限,生产能力显著降低甚至难以正常喂料。 对于粒状或块状物料,极限料层厚度较大; 对于细粉物料,极限料层厚度很小。 电磁振动喂料机槽体可水平安装,也可倾斜安装。 对于流动性好的物料,推荐向下倾斜10o,对于流动性不好的物料可向下倾斜12o,以利供送。 生产能力与下倾角度成正比。倾斜角为-12o~12o,每变化1o,生产能力变化3%,但倾角过大时会增加槽体的磨损。
(5) 功率 (kw) C--物料便于输送的系数,对于输送性能好的物料C=1;对于粉状物料C=1.5~2; Q--计算的生产能力, t/h; K--单位能 耗系数,见表12-4 L--喂料机水平投影长度,m; H--喂料机倾斜供料时的提升高度,m; η--驱动机构的效率。
振动式喂料机型式 计算生产能力(t/h) K值 离心驱动单质体悬挂 5~50 6~7 >50 5~5.5 离心驱动单质体支承 5~50 7~10 >50 5~6 表12-4 能耗系数平均值
12.3.2.3 性能及应用 • 优点:体积小,易于制造,便于安装,操作、维修方便;无相对运动零部件,几乎无机械摩擦,无润滑点,密封性好,功率消耗低,设备运转费用低;物料远离电器部分,可在湿热环境下工作,用于高温、有磨蚀性的物料;喂料均匀且可无级调整,可用电器连续、平稳地调节喂料速度,便于实现密闭供送和喂料量的遥控和自动控制。 • 缺点:安装调试要求较高,否则,产生噪音甚至不振动;电压变化会影响喂料的准确性;不宜供送极细的粉状物料,也不宜供送粘性、潮湿粉状物料。 • 应用:供送松散粉状物料或50~100mm的块状料。
12.4 计量设备 • 常用计量设备: • 悬臂式秤、螺旋计量秤、配料用斗式计量秤、熟料计量用板式计量秤、冲击式流量计、溜槽式计量计等。 • 12.4.1恒速式定量秤 • 12.4.1.1 DCM-1型恒速式皮带秤 • 按皮带宽度不同分为:500型和650型, • 组成:电磁振动给料机、悬臂式皮带电子秤及自动控制装置。由调节器构成一个闭环调节的自动定量给料秤量设备。实际上是短胶带输送机,主动轮由与电动机相连的链条带动。皮带机的转速恒定,故称恒速皮带秤。
对不起!请勘误! 图12-14DCM-1型恒速式皮带秤 1-秤架;2-链条;3-主动轮;4-支座;5-砝码座;6-从动轮; 7-传感器;8-电磁振动给料机
秤体支承在支座上,空载时,秤体通过调节自重对支点(十字簧片)达到平衡,传感器不受压力作用,无电信号输出。 秤体支承在支座上,空载时,秤体通过调节自重对支点(十字簧片)达到平衡,传感器不受压力作用,无电信号输出。 电磁振动喂料机供料时,秤架受力而失衡,传感器受秤体压力,有电信号输出。 传感信号经放大后,一方面通过转换器转换成数字信息,通过显示器显示瞬时流量和累积流量,另一方面与给定值比较后,有调节器输出调节信号,通过电振控制器反馈控制电磁振动喂料机的喂料量,达到定量喂料的目的。 能显示物料输送的瞬时流量和输送的总质量,同时能够自动调节给料量,实现定值恒量给料。
优点: (1) 设备结构简单,维修方便,价格较低。 (2) 连续自动给料,既保证生产过程的连续性,克服物料粒度、出料状态等变化的影响,又保证较高的灵敏度和计量精度,计量误差限:1%。 (3) 系统工作稳定可靠,适应性强,不受夹杂物的干扰,量程可在较宽范围内调整。 (4) 物料量以电信号数字显示,可随时手动调节或自动调节给料量,并连续显示瞬时产量和累计产量。 (5) 电子式计量方法,不但可单机自动定量给料,还可几台设备联动,按给定配比自动配料。 (6) 自动定量给料机的给料设备,电磁振动给料机所不适应的物料,如粘湿物料,可配用其他给料设备。
12.4.1.2 JE-3G型恒速式皮带秤* • 与DCM-1型原理基本相同,但电路设计和元件选择等有所改进,因此设备功能不尽相同。 • 特点: • 除了能够自动计量、定量给料,显示瞬时流量和累计量以外,还有无料报警、停电保持累计数、BCD码接口打印输出、开机清零等功能,并增加了标准电信号输出,能够与微机系统方便地联机使用。 • 采用高精度密封型称量传感器和高精度低漂移的集成电子元件,静态精度可达0.5%,动态精度可达1%,适用于水泥厂块粒状物料的计量和配料使用。
图12-15恒速式电子皮带秤工作原理图 1-秤体;2-称量传感器;3-电磁振动喂料机;4-放大元件;5-电流脉冲变换单元;6-瞬时流量显示器;7-累积流量显示; 8-调节单元;9-控制器;10-恒压电源;11-频率电压变换
12.4.1.3 WXC-1微机控制皮带秤 * 悬臂式皮带秤输送机、GZ电磁振动给料机、Z80芯片组装的微机控制器等构成称量和定量设备,数字显示是通过物料流量的瞬时流量和累计量,当发生断流、流量超限、皮带跑偏大的故障时,能够立即报警。该机适合多台计量配料联动作业。
12.4.2.调速式定量秤 • 12.4.2.1 组成和工作原理 • TDG系列调速式定量秤(给料机)系统由两部分组成: • (1)质量检测部分 • 作用:完成给料、检测,同时进行瞬时累计给料量的显示。主要包括机架、荷重传感器、转速传感器、毫伏变送器、频率转换器、调整箱、比例积算器和单针指示报警仪。 • (2)控制部分 • 作用:根据给定信号及检测信号对直流传动设备进行控制和调节,以达到自动调节给料量的目的,它主要包括调节器,可控硅直流调速装置和直流传动设备。
TDG系列调速式定量秤的工作原理: 空载时,机架中的称量架处于平衡状态,荷重传感器不受力,无信号输出。 物料通过有效称量段时,物料质量经称量架加在荷重传感器上,荷重传感器受力为Pt: Pt=Cgtl (N) 12-6 gt—有效称量段单位长度上的物料质量(㎏/m); l—有效称量段长度(m); C—比例系数(其值取决于称量架的杠杆比)。 从上式可知, 荷重传感器的受力Pt大小与皮带上的物料质量gt成正比。