一种散料流量测量装置的制作方法

本发明涉及散料(散状物料、散体)流量计量设备，用于散料流动过程中对散料进行连续测量流量及计量总量。属于散料计量技术领域。

背景技术：

散状物料(散料)在加工、运输和配料时，常常需要对流动中的物料进行连续的计量。按照物料在管道中的充满状态不同，分为满管流动和非满管流动两种形式。如图1所示，从料仓出料口至节流闸门之间为满管流动，节流闸门之后为非满管流动。非满管流动状态下对物料的计量比较容易实现，目前已有冲板流量计、核子秤和电子皮带秤等设备在应用。但满管流动状态下,因为物料是处在一个封闭的空间内，所以对其进行计量较为困难。

1991年有研究人员提出了一种测量满管物料流量的方法(公开号：cn91217436y)，其原理见图2。这种方法是在满管流动的管道内置入测量物料流速的装置，这个装置主要有螺旋叶片和角编码器构成。物料流动推动螺旋叶片转动，角编码器将叶片的转动量变换为脉冲信号输出至计算机，从而计算出管道内物料的流量。但这种装置存在下列几个方面的问题：①如果物料中有绳头、布片之类的柔性杂质，会缠挂在叶片上；②支架对物料的流动有一定的阻碍，使得管道同一截面上各点的流速不完全相同，影响测量精度；③如果物料在圆形的管道内流动(专利中未述及)，某些未知的因素会造成物料绕管道轴心转动，直接影响了测量结果；④支承叶片的轴承被包围在物料内，长时间运转会因灰尘的渗入而使阻力增加甚至停转，使测量失效。以上问题，对该装置的测量精度、使用的可靠性都有影响，也是该技术至今未被推广应用的因素之一。

技术实现要素：

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种散料流量测量装置。本发明的装置通过采用结构更为合理的螺旋叶片、多边形截面的机筒，以及采用轴承外置的安装方式，而提供一种工作可靠、性能稳定、测量精度高的散料流量测量装置。将这种装置与计算机系统结合，可以实时测量散料在满管流动状态下的体积流量，并能按照预定时间累计其体积总量。

本发明的具体技术方案如下：

本发明的散料流量测量装置包括机筒，所述机筒为竖直设置的横截面呈多边形结构的筒体，在所述筒体上部设置有向侧上方延伸的与料仓出料口相连接的进料口，下端为出料口；在所述机筒的竖直腔体内通过设置在机筒顶面上方的轴承以悬吊的方式安装有锥形螺旋体，所述锥形螺旋体的心轴上端通过柔性联轴器与光电旋转编码器相连接；所述锥形螺旋体是由对称焊接在心轴上的两条相同的等螺距变直径螺旋叶片组成，每条叶片绕心轴缠绕半周，螺旋叶片的表面母线为一条始终与轴线垂直的直线正螺旋面，且螺旋叶片为由上至下逐渐变宽的结构形式（即螺旋叶片最上端宽度为0，向下逐渐变宽，至最下端宽度最大），螺旋叶片的半螺距等于叶片最下端直径。

进一步说，本发明在所述的轴承为向心球面轴承，锥形螺旋体可在沿机筒下泄的散状物料驱动下绕轴心自由旋转，心轴的顶端通过柔性联轴器连接光电旋转编码器，编码器通过数据线与计算机系统连接。

本发明的工作过程如下：

管道中的物料将螺旋体紧密包围，当物料直线向下移动时，物料向下的压力作用在倾斜的螺旋面上，对螺旋叶片产生横向的推力，从而推动螺旋体绕轴心转动。正螺旋面的叶片保证了螺旋体的转速与物料的轴向移动速度成稳定的正比关系。光电旋转编码器将螺旋体的转速转换成相应频率的脉冲信号，并传给计算机系统。计算机系统按照设定的算法，即可计算出物料的体积流量并能累积物料的体积总量。在这里，锥形的螺旋体可避免物料中柔性杂质在叶片上端缠挂，多边形的机筒可避免物料在下移过程中因受叶片的反作用力而产生旋转。

本发明的有益效果如下：

(1)采用锥形的螺旋体，削掉了叶片的端肩（即螺旋叶片最上端宽度为0），解决了物料中柔性杂质如绳头、布片等在叶片上部缠挂的问题。

(2)采用多边形的机筒，可阻挡物料在机筒内因叶片的反作用力或其它因素而出现的旋转运动。此旋转运动会使螺旋体的转速随之降低，直接影响测量的准确度。

(3)将支承螺旋体的轴承置于机筒之外，提高了其工作的可靠性。

(4)机筒内不设的横向支撑部件，使得物料的速度更均匀，测量更准确，而且避免了柔性杂质的缠挂问题。

附图说明

图1是散料在管道中流动的两种状态。

图2是中国专利cn91217436y公开的一种测量满管物料流量的方法的原理图。

图1、2中，1′是料仓，2′是节流闸门，3′是叶片，4′是机筒，5′是角编码器，6′是支架。

图3是本发明的螺叶式散料流量计结构示意图。

图4是本发明中锥形螺旋体的结构图。

图5是本发明中多边形机筒的结构图。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图3所示，本发明的散料流量测量装置包括机筒1，所述机筒1为竖直设置的横截面呈多边形结构的筒体（参见图5），在所述筒体上部设置有向侧上方延伸的与料仓出料口相连接的进料口6，下端为出料口7；在所述机筒1的竖直腔体内通过设置在机筒1顶面上方的轴承3以悬吊的方式安装有锥形螺旋体2，所述锥形螺旋体2的心轴上端通过柔性联轴器4与光电旋转编码器5相连接；所述锥形螺旋体2是由对称焊接在心轴8上的两条相同的等螺距变直径螺旋叶片9组成，每条叶片绕心轴缠绕半周，螺旋叶片的表面母线为一条始终与轴线垂直的直线正螺旋面，且螺旋叶片为由上至下逐渐变宽的结构形式（即螺旋叶片最上端宽度为0，向下逐渐变宽，至最下端宽度最大），螺旋叶片的半螺距等于叶片最下端直径（参见图4）。

进一步说，本发明在所述的轴承3为向心球面轴承3，锥形螺旋体2可在沿机筒下泄的散状物料驱动下绕轴心自由旋转，心轴的顶端通过柔性联轴器4连接光电旋转编码器5，编码器通过数据线与计算机系统10连接。

技术特征：

技术总结
一种散料流量测量装置，其特征在于：它包括机筒，所述机筒为竖直设置的横截面呈多边形结构的筒体，在所述筒体上部设置有向侧上方延伸的与料仓出料口相连接的进料口，下端为出料口；在所述机筒的竖直腔体内通过设置在机筒顶面上方的轴承以悬吊的方式安装有锥形螺旋体，所述锥形螺旋体的心轴上端通过柔性联轴器与光电旋转编码器相连接；所述锥形螺旋体是由对称焊接在心轴上的两条相同的等螺距变直径螺旋叶片组成，每条叶片绕心轴缠绕半周，螺旋叶片的表面母线为一条始终与轴线垂直的直线正螺旋面，且螺旋叶片为由上至下逐渐变宽的结构形式，螺旋叶片的半螺距等于叶片最下端直径。

技术研发人员：毛广卿;王争艳;关二旗;张帅飞
受保护的技术使用者：河南工业大学
技术研发日：2016.08.04
技术公布日：2017.08.15