透明螺旋加料试验装置及不连续定量加料试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种透明螺旋加料试验装置及不连续定量加料试验方法，属于粉粒物料定量技术领域，本发明专利技术螺旋传动轴通过左端盖和套筒b支撑；在螺旋轴后端输送管上方开有进料口，在螺旋传动轴前端输送管下方开有出料口；输送管由透明材料制成；螺旋传动轴在出料口端伸出输送管，与步进电机输出轴相连，步进电机与套筒b相连，通过步进电机驱动，实现对螺旋传动轴转速的调整和转角的控制。本发明专利技术用于对粉粒物料螺旋不连续定量加料中物料流动过程观察和性能试验，通过试验分析能够寻找到合适的螺旋加料装置结构参数和运行参数，确定螺旋转角转速与加料量间的关系，为研制实现快速准确地定量的螺旋加料装置提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于粉粒物料定量
，用于对粉粒物料螺旋不连续定量加料过程观测、性能试验和分析。
技术介绍
螺旋输送机俗称绞龙，适用于颗粒或粉粒物料的连续输送，以其结构简单、工作可靠、造价低廉，对环境污染小等特点，在工农业生产中得到广泛应用。目前的螺旋输送 机连续加料时螺旋输送速度稳定，能保证流量相对较稳定；然而，采用螺旋输送机进行不连续定量加料时，加料工作粗放，粉粒物料在螺旋输送时，一方面随着螺杆转动，做旋转运动，且旋转运动程度高；另一方面随着螺旋叶片的移动，做平移运动。因此粉粒物料颗粒空间运动及其特性非常复杂，同时影响送料速度和稳定性的因素很多，以至于它很难实现稳定高效定量加料，难于满足不连续定量的要求。目前国内外对螺旋不连续定量加料研究，主要是通过螺旋加料器结构创新设计来提高输送的稳定性，或者通过螺旋转动启停控制实现定量加料。如2005年王顺森等在西安交通大学学报中提出，在一根轴上安装两个旋向相反且相位可调的螺杆，实现螺旋输送流量稳定；2009年袁秋新在申请专利振动式螺旋送料机(专利申请号200910020078. 9)中设计了一种振动式螺旋送料机，用于特定物料的输送，其缺点是耗能大，设备磨损严重、易损坏；2010年朱登杰在轻工机械杂志中提出，采用大、小两个螺旋给料器，通过对大、小螺旋给料器的启停控制实现定量加料。同时项目组在2010年申请了专利“一种螺旋定量加料装置及稳定加料方法”(专利申请号201010522365. 2)，提出通过设置进料自动调节装置以提高加料的稳定性，通过控制电机转速和转角实现定量加料；在2011年申请了专利“基于智能Agent螺旋不连续定量加料方法及系统”(专利申请号201110402790. 2)，提出通过采集温度、湿度、转速和转角等螺旋加料状态和参数，依据Agent智能控制原理，实现智能定量加料。以上两专利中，取消了传统定量方法中计量和投料环节，提高了定量快速性，简化了定量装置的结构，但是对螺旋输送加料装置工作稳定性提出了很高的要求。在螺旋不连续加料时,粉粒物料颗粒旋转运动程度是影响粉粒物料不连续定量加料稳定性的主要因素。粉粒物料旋转运动程度与物料特性、环境条件、结构参数和运行参数均有关。为了能够观察粉粒物料旋转运动程度，分析确定不同粉粒物料、环境条件、结构参数和运行参数对螺旋不连续定量加料快速性和稳定性影响关系，研发出特定粉粒物料合适的螺旋不连续定量加料器，需要提供一种便于观察的螺旋加料试验装置和便于试验研究和分析的不连续定量加料试验方法。目前真正实现不连续定量加料的螺旋加料装置或者试验装置几乎没有，其不连续定量加料试验方法更未见报道，现有用于物料连续输送的螺旋加料装置，结构参数和运行参数往往固定，不能灵活调整，无法对不同物料进行不连续定量加料性能试验和分析
技术实现思路
本专利技术针对目前粉粒物料不连续定量加料试验装置及其试验方法缺乏，提供一种，用于对粉粒物料螺旋不连续定量加料中物料流动过程观察和性能试验，通过试验分析能够寻找到合适的螺旋加料装置结构参数和运行参数，确定螺旋转角转速与加料量间的关系，为研制实现快速准确地定量的螺旋加料装置提供理论依据。本专利技术所述的一种透明螺旋加料试验装置，由机械部分、微机测试系统两部分组成。其中，机械部分主要包括料仓、螺旋传动轴、输送管、左端盖、支撑底座、套筒b、步进电机等部件，其特征是带叶片的螺旋传动轴可以更换，并配有一组具有不同螺旋头数和螺旋升角或螺距的传动轴；螺旋传动轴通过左端盖和套筒支撑；在螺旋传动轴后端输送管上方开有进料口，并通过连接器与料仓连接，在螺旋传动轴前端输送管下方开有出料口 ；输送管和左端盖由透明材料制成，用于观察输送过程中物料颗粒运动情况，并通过支撑环和支撑底座支撑；螺旋传动轴在出料口端伸出输送管，与步进电机输出轴相 连，步进电机与套筒相连，通过步进电机驱动，实现对螺旋传动轴转速的调整和转角的控制。本专利技术所述的一种透明螺旋加料试验装置，其微机测试系统硬件包括微机、可编程自动控制器PAC、称重传感器及其检测电路和步进电机电源驱动器及其接口电路等四部分组成，微机测试系统软件是基于LabVIEW虚拟仪器设计的螺旋加料试验程序。其特征是微机与可编程自动控制器PAC通过USB接口连接，可编程自动控制器PAC包括数字量和模拟量输入输出通道，通过模拟量输入端与和称重传感器及其检测电路连接，通过数字量输出端与步进电机电源驱动器及其接口电路连接；螺旋加料试验程序包括对加料量称重检测的数据采集处理程序、驱动螺旋传动轴以一定转速转动一定角度的步进电机驱动控制程序、图形化界面程序、转角转速及加料量等加料参数与加料结果显示程序、加料试验数据分析程序等。本专利技术所述的一种不连续定量加料试验方法，采用的技术方案是在机械部分通过设置透明的输送管和透明的左端盖，通过改变螺旋结构与物料接触的表面材料，实现对不连续定量加料过程中物料颗粒运动过程的观察，并分析加料过程颗粒运动特征、颗粒与螺旋表面接触摩擦特性对稳定有序送料影响；以出料口处粉粒物料流动流量变化率作为性能参数，通过更换不同螺旋传动轴，改变螺旋结构参数(螺旋头数、螺旋升角或螺距等)，试验研究特定物料其流量较稳定的螺旋头数、螺旋升角或螺距；以出料口处粉粒物料流动流量变化率和加料量作为性能参数，通过调节步进电机转速和旋转角度，使螺旋叶片以不同的转速转动，试验研究特定物料其加料流量较稳定的螺旋转速；在以上试验基础上，分析计算，确定在不同转角位置处，实现一定加料量下的转角。本专利技术所述的一种不连续定量加料试验方法，包括物料颗粒运动过程的观察分析试验、特定物料加料流量稳定性试验和不连续定量加料试验，具体试验内容过程为 I、物料颗粒运动过程的观察分析试验 试验对象为白色洗衣粉，示踪颗粒为黄色小米，试验分以下四步 (1)第一步，在料仓内填充物料，首先加一半洗衣粉，然后加一层5毫米厚的示踪颗粒小米，然后再用洗衣粉加满整个料仓； (2)第二步，采用普通光滑的螺旋叶片、螺旋传动轴和输送管，以每分钟60转左右转速进行螺旋加料试验，观察示踪颗粒小米在输送管内沿螺杆作直线运动和随螺杆一起旋转运动程度，以时间或者路程表示； (3)第三步，在料仓内填满与第一步同样的物料，设螺旋传动轴周长在48毫米以上，在螺旋传动轴上沿轴向均布贴宽度3毫米的光滑胶带条4条，设输送管内壁周长在64毫米以上，在输送管内壁上沿轴向均布贴宽度5毫米的光滑胶带条4条；通常在螺旋传动轴上沿轴向均布贴宽度2— 5毫米的光滑胶带条3— 6条，在输送管内壁上沿轴向均布贴宽度4一8毫米的光滑胶带条3—6条，增加物料周向摩擦阻力；以同样转速进行螺旋加料试验，观察示踪颗粒小米在输送管内沿螺杆作直线运动和随螺杆一起旋转运动程度，以时间或者路程表不; (4)第四步，在料仓内填满与第一步同样的物料，在螺旋传动轴上沿轴向均布贴宽度3毫米的光滑胶带条8条，在输送管内壁上沿轴向均布贴宽度5毫米的光滑胶带条8条，进一步增加物料周向摩擦阻力，以同样转速进行螺旋加料试验，观察示踪颗粒小米在输送管内螺旋叶片移动作直线运动和随螺杆一起旋转运动程度，以时间或者路程表示。 通过以上试验，分析确定加料过程颗粒运动特征、颗粒与螺旋表面接触摩擦特性对稳定有序送料影响关系，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明螺旋加料试验装置，其特征在于，包括支撑环a(1)、套筒a(2)、左端盖(3)、支撑底座(4)、螺旋传动轴(5)、轴a(6)、轴承a(7)、连接器(8)、料仓(9)、连接环(10)、输送管(11)、轴b(12)、进料口(13)、支撑环b(14)、右端盖(15)、套筒b(16)、端盖(17)、轴承b(18)、轴套(19)、小圆螺母(20)、连接套(21)、步进电机(22)、称重传感器(23)、控制器(24)、出料口(25)；所述支撑环a(1)和支撑环b(14)分别通过螺栓连接固定于支撑底座(4)左右安装位置上；将套筒a（2）从左边插入支撑环a(1)中，并使套筒a（2）开口向上放置，输送管(11)与套筒a(2)通过连接环(10)连接，输送管(11)左端由支撑环a(1)支撑，并由左端盖(3)轴向固定；左端盖(3)由透明材料制成；在螺旋轴(5)左端的输送管(11)上方开有进料口(13)，并通过连接器(8)与料仓(9)连接，在螺旋传动轴(5)右端的端输送管(11)下方开有出料口(25)；输送管(11)由透明材料制成；输送管(11)右端由支撑环b(14)支撑，并由右端盖(15)轴向固定；右端盖(15)的外侧连接套筒b(16)的左端，套筒b(16)内安置步进电机(22)和支撑螺旋传动轴(5)；螺旋传动轴(5)的左端与轴a(6)通过螺栓连接，并由安装于左端盖(3)上的一对轴承a(7)支撑定位，螺旋传动轴(5)的右端与轴b(12)通过花键连接，并由安装于套筒b(16)中的2个轴承b(18)支撑；2个轴承b(18)分别由端盖(17)、轴套(19)、小圆螺母(20)轴向定位，端盖(17)设于2个轴承b(18)的左侧，轴套（19）设于2个轴承b（18）之间，小圆螺母（20）设于2个轴承b（18）的右侧；轴（12）右端通过连接套（21）与步进电机（22）连接，步进电机（22）安装在支撑套筒（16）的右端；步进电机（22）控制螺旋传动轴（5）转速和转角；出料口（25）下面安装有称重传感器（23）；控制器（24）分别与步进电机（22）和称重传感器（23）通过线缆连接。...

【技术特征摘要】
1.一种透明螺旋加料试验装置，其特征在于，包括支撑环a(l)、套筒a(2)、左端盖(3)、支撑底座(4)、螺旋传动轴(5)、轴3(6)、轴承3(7)、连接器(8)、料仓(9)、连接环(10)、输送管(11)、轴b(12)、进料口(13)、支撑环b(14)、右端盖(15)、套筒b(16)、端盖(17)、轴承b(18)、轴套(19)、小圆螺母(20)、连接套(21)、步进电机(22)、称重传感器(23)、控制器(24)、出料口(25);所述支撑环a (I)和支撑环b (14)分别通过螺栓连接固定于支撑底座(4)左右安装位置上；将套筒a (2)从左边插入支撑环a (I)中，并使套筒a (2)开口向上放置，输送管(11)与套筒a(2)通过连接环(10)连接，输送管(11)左端由支撑环a(l)支撑，并由左端盖(3)轴向固定；左端盖(3)由透明材料制成；在螺旋轴(5)左端的输送管(11)上方开有进料口(13)，并通过连接器(8)与料仓(9)连接，在螺旋传动轴(5)右端的端输送管(11)下方开有出料口(25);输送管(11)由透明材料制成；输送管(11)右端由支撑环b(14)支撑，并由右端盖(15)轴向固定；右端盖(15)的外侧连接套筒b(16)的左端，套筒b(16)内安置步进电机(22)和支撑螺旋传动轴(5);螺旋传动轴(5)的左端与轴a(6)通过螺栓连接，并由安装于左端盖(3)上的一对轴承a(7)支撑定位，螺旋传动轴(5)的右端与轴b(12)通过花键连接，并由安装于套筒b (16)中的2个轴承b (18)支撑；2个轴承b (18)分别由端盖(17)、轴套(19)、小圆螺母(20)轴向定位，端盖(17)设于2个轴承b(18)的左侧，轴套(19)设于2个轴承b (18)之间，小圆螺母(20)设于2个轴承b (18)的右侧；轴(12)右端通过连接套(21)与步进电机(22)连接，步进电机(22)安装在支撑套筒(16)的右端；步进电机(22)控制螺旋传动轴(5)转速和转角；出料口(25)下面安装有称重传感器(23);控制器(24)分别与步进电机(22)和称重传感器(23)通过线缆连接。2.根据权利要求I所述的透明螺旋加料试验装置，其特征在于，所述控制器(24)包括微机、可编程自动控制器PAC、称重传感器及其检测电路和步进电机电源驱动器和接口电路；微机与可编程自动控制器PAC通过USB接口连接，可编程自动控制器PAC包括数字量和模拟量输入输出通道，通过模拟量输入端与和称重传感器及其检测电路连接，通过数字量输出端与步进电机电源驱动器及其接口电路连接；称重传感器检测电路包括称重传感器电源、称重信号调理电路、称重信号采集电路、模数转换电路；步进电机电源驱动器接口电路包括控制信号电平转换电路、驱动放大电路、步进电机可控硅控制电路和步进电机工作电源；主机信号通过USB接口向PAC发出控制指令，接受PAC数据；PAC通过输出接口输出，依次通过控制信号电平转换电路、驱动放大电路、步进电机可控硅控制电路来控制步进电机运行；当步进电机工作后，物料从下料口流出，称重传感器23将感应到的信号，依次通过信号调理电路、信号采集电路、模数转换电路，最后通过输入接口输入到PAC，PAC通过USB接口输送到主机，在主机中对信号进行处理。3.实施权利要求I所述的透明螺旋加料试验装置的不连续定量加料试验方法，其特征在于，包括物料颗粒运动过程的观察分析试验、特定物料加料流量稳定性试验和不连续定量加料试验；试验流程是首先通过颗粒运动过程的观察分析试验，分析确定加料过程颗粒运动特征、颗粒与螺旋表面接触摩擦特性对稳定有序送料的影响；然后通过特定物料加料流量稳定性试验，分别确定适合特定物料的结构参数先确定合适的螺旋头数，再确定合适的螺旋升角，及其螺旋转速参数；最后在合适的运行参数和结构参数的情况下进行不连续定量加料试验，确定螺旋转角与下料量的关系。4.根据权利要求3所述的不连续定量加料试验方法，其特征在于，所述物料颗粒运动过程的观察分析试验的具体步骤为 第一步，在料仓内填充物料，首先加一半洗衣粉，然后加一层5毫米厚的示踪颗粒物料，然后再用洗衣粉加满整个料仓； 第二步 ，采用普通光滑的螺旋叶片、螺旋传动轴和输送管，以每分钟60转左右转速进行螺旋加料试验，观察示踪颗粒物料在输送管内沿螺杆作直线运动和随螺杆一起旋转运动程度，以时间或者路程表示； 第三步，在料仓内填满与第一步同样的物料，在螺旋传动轴上沿轴向均布贴宽度2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张西良，罗胜，吴凯，李伯全，马奎，许俊，路欣，徐云峰，张世庆，顾建，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：