一种粉体封闭进料装置及方法

本发明属于粉体计量加料与输送，涉及一种粉体封闭进料装置及方法。

背景技术：

1、在粉体工程领域，粉体计量加料与输送的技术研究持续受到关注。由于粉体的独特流动特性、颗粒间的相互作用以及其对环境条件的敏感性，粉体的计量与输送过程中出现了许多技术挑战。这些挑战在化工、矿山、建材等领域特别明显，因为在这些领域中，粉体常被用作关键的物料或原料。

2、对于粉体计量加料，不同的物料属性，如流动性、均匀性和密度，都对计量和加料方式产生了不同的要求。借助现代计算机技术，结合电子称重、质量流量计等仪表及自动控制技术，现代的粉体计量系统已能够实现高精度的计量和控制。对于加料过程，考虑物料特性选择合适的方式如重力加料或螺旋输送器，以确保满足特定的工艺条件。

3、而在粉体输送的环节，除了考虑物料的特性，输送方式的选择还与输送的距离和速度紧密相关。尽管传统的气力输送因其占地面积小和相对低的能耗而受到青睐，但其在操作过程中可能产生粉尘、颗粒聚积和通道堵塞等问题。为此，新型输送技术如密相输送和螺旋输送得到了工程师和研究者的关注，旨在提高输送的稳定性和效率。

4、总结而言，随着技术进步和工业需求的不断演变，粉体计量加料与输送技术的持续创新对于提升工业生产的效率和确保产品质量至关重要。我们期待未来在这一领域中出现更多的技术突破和应用创新。

5、公开号为cn 109969798 a的发明专利公开了一种新型的连接负压泵就能使用的粉体上料机，该上料机包括由上至下依次通过卡箍连接的控制部、过滤桶、放料门节和底节组成，实现了物料在无人工接触的情况下进行粉料密闭输送，从而有效避免了粉料外溢的问题。各部分通过卡箍连接，采用圆桶设计，使拆解更加方便。然而，该装置在上料自动化程度方面存在不足，并且未充分考虑上料管道的清理问题，导致后续清理操作较为费力。

技术实现思路

1、针对当前粉体材料的混料技术局限性，提出了一种粉体封闭进料装置及方法。此系统专为具有低密度特性或容易产生粉尘的粉体材料设计，旨在实现更为精确的计量加料、有效的预混及稳定不扬尘的输送过程。

2、本发明技术方案为：一种粉体封闭进料装置，包括钢架平台、上层支架、主料计量系统、补偿进料计量系统、抽真空管路、微珠投料系统、真空系统、重量传感器及输送管道。主料计量系统与补偿进料系统位于装置整体最上部，微珠投料系统、真空系统与钢架平台均安装在地面上。

3、主料计量系统中的主料中转斗通过抽真空管路与真空系统相连，管路连接部位均需进行密封处理，保证真空装置运行时系统的真空度。主料计量系统和补偿进料计量系统均采用悬架安装方式，固支在上层支架上的主料重量传感器之上，主料重量传感器与装置控制系统连接，实时检测进料重量，微珠投料系统通过气动阀和输送管道与主料计量系统连通。针对现有装置喂料质量精度低、微球破损率高且易起尘等缺点，本系统采用二次喂料的方式，即主喂料与补偿喂料相结合。主喂料进料速度快，且对微球无损伤，优先进料并留有一定的质量余量；补偿喂料精度高且易于控制，后续精确补料至所需质量。喂料过程处于全封闭状态，防止微珠起尘。

4、主喂料和补偿喂料中所加物料的重量占比取决于对物料重量配比精度和喂料时间的具体要求。当对喂料重量精度的要求较高时，补偿喂料的重量占比将相应增加；当喂料时间要求较短时，主喂料的重量占比则会增加。

5、所述的主料计量系统包括主料计量混合室、物料搅拌桨、电机、夹袋器、主料中转斗、主料落料阀、夹袋器落料阀、主落料阀、主料重量传感器。主料计量系统采用上下结构设计，主料中转斗和夹袋器位于主料计量混合室的上方。主料计量混合室整体固定在主料重量传感器上，其内部安装了物料搅拌桨。搅拌桨采用框架式结构，并且桨叶两侧大小不对称，以确保搅拌轴近侧和远侧的物料都能得到充分混合。搅拌桨与电机相连，转速范围为10-50r/min，该转速范围可以有效降低微球的破损率，提高混料质量。过低的转速会导致搅拌效果不佳，无法充分混合物料；而过高的转速则会增加微球的破损率；主料中转斗整体做密封处理，其顶部管道与抽真空管路连接；夹袋器下端设计为喇叭口结构，其倾角应满足不小于夹袋器内部物料的崩溃角，以确保物料在排放过程中不会堆积；主料中转斗及夹袋器底部分别通过主料落料阀、夹袋器落料阀与主料计量混合室相连。

6、所述的夹袋器包括夹袋组件a、夹袋组件b、橡胶密封条、搭扣。夹袋器b内外两层圆柱板直径均略大于夹袋器a相对应的孔、柱直径，便于安装的同时保证了物料顺利下落，避免了阶梯积尘的现象。在夹袋组件a和夹袋组件b的接触处均采用橡胶密封条进行密封处理，从而在防止扬尘的同时确保与物料袋间形成软接触，避免物料袋的破损。初始状态时夹袋组件b位于夹袋组件a上方，夹袋器整体为倒置状态。需要添加物料时，首先打开搭扣，使夹袋组件a、夹袋组件b分离，并保持夹袋组件b位于夹袋组件a上方的位置关系，分离后将装有物料的物料袋从夹袋组件a下方的大口装入，使物料袋袋口位于夹袋组件a与夹袋组件b之间的空隙位置后打开物料袋，将物料袋袋口张开外套在夹袋组件a上部圆柱部分，然后压合夹袋组件a何夹袋组件b，利用搭扣严密扣合二者，通过两部件之间夹紧物料袋袋口实现夹袋；防止物料外泄扬尘。

7、所述的补偿进料系统包括小料计量室、电机减速机、小料斗、双螺杆侧喂料装置、补偿料落料阀和补偿料重量传感器。小料斗位于系统上部，紧邻处于下方的双螺杆侧喂料装置，小量计量混合室位于系统下部，补偿进料系统整体呈左右近似对称结构。小量计量混合室整体固支在补偿料重量传感器上，下端连接补偿料落料阀；双螺杆侧喂料装置连通小料斗和小料计量室，侧端与电机减速机相连。双螺杆侧喂料装置的数量取决于所混合物料的种类个数，每个双螺杆侧喂料装置负责补偿不同物料或微量物料的进料，并根据所加物料的物化性质确定双螺杆的螺杆结构及进料转速等。在保持进料精度的同时，需要控制物料的破损率。在本专利中，双螺杆侧喂料装置的数量为4。所述的微珠投料系统包括投料罐、移动支架、物料回流阀、上料阀和输送管道。上料阀位于上料支路中，物料回流阀位于物料回流支路末端中。上料支路一端与投料罐底部相连，另一端连通主料总转斗，用以实现物料的输送。物料回流支路一端与投料罐中部相连，另一端与上料输送管道相连，用以实现物料的清理回流。初始状态时上料阀与物料回流阀均处于关闭状态，待主料中转斗中真空负压值稳定后，打开上料阀，物料在压差的作用下进入主料中转斗，在主料重量传感器检测到物料质量达到预设值并关闭上料阀门后，上料输送管道中会积存大量物料。当需清理管道积存的物料时，打开物料回流阀可使投料罐与主料中转斗之间重新形成压差，促使管道内积存的物料继续进入主料中转斗，该方法利用简单的阀门布局与控制实现管道的自清洁效果，替代传统风机清理送料管道的方式，无需安装额外的清理设备，大幅度简化了清理流程、降低了生产成本。

8、本发明一种粉体封闭进料装置的进料方法，其主要工作原理及过程包括：

9、第一步：将物料a投放到微珠投料系统中的投料罐中，关闭微珠投料系统上料阀、物料回流阀，启动真空系统，真空系统运作后抽出主料计量系统内部空气形成负压，待主料中转斗中真空负压值稳定后，打开上料阀，物料a在压差的作用下进入主料中转斗，在主料重量传感器检测到物料质量达到预设值并关闭上料阀后，上料输送管道中会积存大量物料。当需清理管道积存的物料时，打开物料回流阀可使投料罐与主料中转斗之间重新形成压差，促使管道内积存的物料继续进入主料中转斗，实现上料管道自清洁；

10、第二步：将物料b采用夹袋反转法倒入夹袋器中的物料袋中，具体操作步骤如下：首先，打开搭扣，使夹袋组件a、夹袋组件b分离，并保持夹袋组件b位于夹袋组件a上方的位置关系，分离后将装有物料的物料袋从夹袋组件a下方装入，使物料袋袋口位于夹袋组件a与夹袋组件b之间的空隙位置后打开物料袋，将物料袋袋口张开外套在夹袋组件a上部圆柱部分，然后压合夹袋组件a何夹袋组件b，利用搭扣严密扣合二者，通过两部件之间夹紧物料袋袋口实现夹袋；防止物料外泄扬尘，然后使用反转机将夹袋器恢复正位，并使用外部升降台或其他升降设备将夹袋器安装到主料进料系统指定位置；

11、第三步：启动计量控制程序后，自动打开主料落料阀和夹袋器落料阀进行初步主喂料，主喂料精度要求较低，无需一次性达到目标重量值，开阀后物料a、物料b依次进入主料计量混合室，主料计量系统采用增重式计量法，即利用主料重力传感器实时监测下落到主料计量混合室的物料量，增加的质量即为加入物料的质量。当所加物料质量达到预设值后，系统反馈信号，关闭主料落料阀和夹袋器落料阀，物料下落过程中物料搅拌桨保持工作状态，确保物料a、物料b得到充分的混匀；

12、第四步：由于初步主喂料后仍留有一定的质量余量，故差额部分由补偿进料计量系统补充。补偿进料计量系统使用双螺杆侧喂料装置进行补充喂料，喂料重量同样采用增重法进行控制，两个双螺杆侧喂料装置分别补充物料a、物料b两种物料，螺杆转速≤100r/min，低喂料速度易于控制，从而实现进料质量高精度，转速过高易导致补料质量超过预设值，待补充到目标重量值后，补偿进料计量系统停止运行。补偿进料系统包括但不局限于物料补偿，也可进行微量物料的直接进料。

13、本发明一种粉体封闭进料装置及方法，其优点和积极效果有：1.实现了物料输送及预混过程由人工向机械化作业的转变，提高了生产效率；2.系统整个工作过程均在密闭条件下进行，避免了扬尘现象的发生，大幅降低了对操作人员及环境造成的伤害和影响；3.采用真空吸料与夹袋器上料方式结合，使得上料过程操作简单且高效；4.创新发明夹袋器上料方法，工人可独立完成上料，操作过程快捷高效，避免微珠起尘的同时保证了微珠材料的完整性，提高了混料质量；5.采用二次进料方式，主喂料和补偿喂料相结合，在保证喂料效率的同时，大大提高了物料重量计量精度，保证了各组分严格按照其预设重量配比进料；6.喂料过程均考虑到避免微珠材料的破损，保证混料效率的同时提高了混料质量。7.利用简单的阀门布局与控制实现管道的自清洁效果，替代传统风机清理送料管道的方式，无需安装额外的清理设备，大幅度简化了清理流程、降低了生产成本。