一種具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機的製作方法

2023-09-21 19:02:15 2

本實用新型涉及鏈板輸送機，具體是具有動態稱重功能的鏈板輸送機。

背景技術：

鏈板輸送機是給壓榨機連續輸送蔗絲的搬運機械，其進給量的穩定性直接影到壓榨工序的穩定性和效率，對全廠的生產調度、後續工藝控制、動力系統、熱力系統、能量損耗和產品質量等均有不同的影響。因此，蔗絲的均衡輸送對甘蔗糖廠起著非常關鍵的作用，糖廠既要根據日榨量指標進行定量進榨，又要保證整個壓榨過程安全、高效、平穩地進行，儘量減少壓榨機的調速頻率，以有效降低壓榨機的故障率。然而，由於甘蔗破碎之後的大小、長度、鬆散程度、蔗層厚度、表面平整度不均勻而導致輸送機上的蔗絲重量不均勻，從而需要調節輸送機的進給速度，以保證其進給量的均勻穩定。鏈板輸送機在不斷地調節輸送速度過程中，鏈板的牽引力會時刻改變，從而對蔗絲的稱重計量產生幹擾，特別是在輸送機啟動和停止的瞬間，牽引力的突然變化產生巨大的加速度，對物料稱重的幹擾是非常大的。因此，調速過程中的牽引力變化與慣性力的衝擊作用對稱重的幹擾是不可忽略的。

申請號為CN200820047352.2的中國專利提出了一種計量鏈板輸送機，其包括有鏈板輸送帶、驅動機構和支承導軌，支承導軌中有一段安裝有測力傳感器的獨立計量段，在鏈板輸送機旁或驅動機構上安裝測速器，測速器、測力傳感器和微機或單片機控制器連接，微機或單片機控制器配置有計量軟體實現稱重，其中測力傳感器通常包括有受力彈性件，受力彈性件包括有一個或多個能在受力後產生形變的彈性體，彈性體上設有能感應彈性體形變量的電阻應變片，在受到外力作用後，彈性體放入形變引起電阻應變片的電阻變化，電阻變化引起其連接的電路輸出一個與外力成線性變化的電信號，最終檢測出外力數值，現有的測力傳感器只在一個方向上進行計量，使得上述計量鏈板輸送機在秤體結構方面沒有考慮傾斜輸送機在加速、減速、衝擊振動時對測力傳感器造成的影響，因此存在進一步改進提高的必要。

技術實現要素：

為了實現糖廠定量壓榨要求均衡輸送的目的，針對糖廠現有鏈板輸送機稱重計量裝置存在的不足，本實用新型提出了一種具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機，其具有準確度高、操作簡便、通用性強的特點，可用於水泥、煤炭、煉焦、鋼鐵、礦山、發電、化工、食品等行業中的輸料定量輸送。

本實用新型的目的可通過以下技術方案實現：

一種具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機，其包括有輸送帶、2條鏈條導軌、動態計量裝置和控制器，所述輸送帶包括有輸送帶主體和對稱設於輸送帶主體兩側的2條環形鏈條，2條鏈條導軌對稱設置，所述鏈條導軌的頂部具有鏈條行走導條，輸送帶的2條環形鏈條部分分別置於2條鏈條導軌上，鏈條可沿鏈條導軌移動，所述輸送帶附近設有速度傳感器，每條鏈條導軌分為3段，其依次為導軌前段、導軌計量段和導軌後段，導軌前段和導軌後段分別由導軌支撐架固定支撐，導軌計量段由動態計量裝置支撐，動態計量裝置由支撐柱支撐。

所述動態計量裝置包括有導軌連接架和至少1個二維稱重計量裝置；所述二維稱重計量裝置包括有2個測力傳感器、傳感器基座和承載臺，其中1個測力傳感器作為測豎直力傳感器，另1個測力傳感器作為測水平力傳感器；傳感器基座是由底板和側板相互垂直連接構成的角形板；所述測力傳感器包括有受力彈性件，所述受力彈性件的一端為受力端並連接受力件、另一端為固定端，測力傳感器按受力彈性件的變形程度輸出受力件所承受的外力；測豎直力傳感器的固定端固定連接於傳感器基座的底板上，測豎直力傳感器的受力件活動抵接於承載臺的底面使測豎直力傳感器的受力彈性體受豎直方向外力作用時發生形變；測水平力傳感器的固定端固定連接於傳感器基座的側板上、其受力件活動抵接於承載臺的側面使測水平力傳感器的受力彈性體受水平方向外力作用時發生形變。

二維稱重計量裝置的測豎直力傳感器的受力彈性體豎直放置，傳感器基座的底板與支撐柱的頂端固定連接。

所述導軌連接架由連接杆連接構成，所述導軌連接架的頂部與鏈條導軌的導軌計量段連接、底部與二維稱重計量裝置的承載臺連接。

速度傳感器、二維稱重計量裝置的測水平力傳感器和測豎直力傳感器分別電連接到控制器。

優化方案，所述二維稱重計量裝置中測豎直力傳感器的受力件為活動鋼球並通過支承底板抵接於受力彈性件的受力端，所述支承底板的一端面具有弧形凹槽，所述活動鋼球活動置於支承底板的弧形凹槽內，承載臺的底面具有弧形凹槽，所述活動鋼球活動抵接於承載臺的弧形凹槽。

進一步優化方案，所述二維稱重計量裝置中測水平力傳感器的受力件為帶螺杆的球頭螺母或螺杆萬向球、並通過螺杆連接受力彈性件的受力端，所述帶螺杆的球頭螺母或螺杆萬向球活動抵接於承載臺的側面。

又進一步優化方案，本實用新型中二維稱重計量裝置的承載臺的邊部具有對稱的2個承載臺穿孔，傳感器基座的底板上設置有與承載臺穿孔對應的定位柱，所述定位柱具有與承載臺穿孔同軸的螺紋插孔，2根長螺栓分別活動穿過2個承載臺穿孔、其下半部插接於定位柱的螺紋插孔內，所述長螺栓的頂端具有頂螺帽或/和長螺栓上位於承載臺與定位柱之間具有下端螺母。

再進一步優化方案，本實用新型中所述測力傳感器為電阻應變式測力傳感器，其受力彈性件上設有電阻應變器，測力傳感器按受力彈性件上的電阻應變器的變化值輸出受力件所承受的外力。

本實用新型中二維稱重計量裝置還可以採用以下結構。

（1）所述二維稱重計量裝置包括有4個、並通過導軌連接架和支撐柱設於鏈條導軌的導軌計量段的下方，其中2個二維稱重計量裝置為1組並前後設置，另外2個二維稱重計量裝置為另1組並前後設置，兩組二維稱重計量裝置對稱設於鏈條導軌的2條導軌計量段的正下方、或對稱設於鏈條導軌的2條導軌計量段的下方外側、或對稱設於鏈條導軌的2條導軌計量段的下方內側。

（2）所述二維稱重計量裝置包括有2個，所述2個二維稱重計量裝置通過導軌連接架和支撐柱分前後設於鏈條導軌的導軌計量段的下方中部。

（3）所述二維稱重計量裝置包括有2個，所述2個二維稱重計量裝置通過導軌連接架和支撐柱對稱設於鏈條導軌的導軌計量段的中部下方兩側。

本實用新型的導軌計量段上安裝的二維稱重計量裝置，其測豎直力傳感器和測水平力傳感器組成一個二維的測力體系，如圖11所示，圖11中q為輸送帶傾斜角度，在牽引力作用下導軌計量段上的輸送帶和物料受到牽引力F的作用以速度v斜向上移動，牽引力在水平方向上產生分力Fx、在豎直方向上產生分力Fy，測水平力傳感器的受力彈性件受到的外力為牽引力在水平方向上產生的分力Fx，測水平力傳感器測量出牽引力的水平分力Fx為X，根據Fx=F·cosq，Fy=Fx·tanq，得出Fy=X·tanq；測豎直力傳感器的受力彈性件受到的外力為導軌連接架、導軌計量段以及導軌計量段上的輸送帶和物料的重力減去牽引力的豎直分力Fy，測豎直力傳感器的測量值為Y，即Y=G架＋G導＋G帶＋G物－Fy，根據G=mg、Fy=X·tanq，得出m物＝[（Y＋X·tanq）/g]－m架－m導－m帶。其中G架、G導、G帶、G物分別為導軌連接架、導軌計量段、導軌計量段上輸送帶、導軌計量段上物料的重力，m架、m導、m帶、m物分別為導軌連接架、導軌計量段、導軌計量段上輸送帶、導軌計量段上物料的質量，m架、m導、m帶的質量預先測量得出，計算得出導軌計量段上物料的質量m物。

導軌計量段的長度為L，輸送機運行時，瞬時輸送量p等於輸送帶上單位長度的物料重量q與輸送機的線速度v的乘積，一段時間t內通過鏈板輸送機的物料總量M等於瞬時流量p在這段時間的累積值，即M＝p·t＝q·v ·t＝（m物/L）·v ·t，按該公式運算得到物料累計重量M，由控制器電連接的人機界面顯現出來。

本實用新型具有以下實質性特點和進步。

1、本實用新型的導軌計量段上安裝的二維稱重計量裝置設置有測水平力傳感器和測豎直力傳感器，當本實用新型的輸送帶有衝擊載荷或者調整輸送速度從而引起牽引力發生變化時，測水平力傳感器讀數的變化可反映出衝擊載荷或牽引力變化對測豎直力傳感器計量的影響，根據測豎直力傳感器和測水平力傳感器的測量值計算得到在有衝擊載荷或牽引力影響下物料的真實重量，計量精確度高，具有稱重計量直接、可靠、精確度高和穩定性好的特點。

2、本實用新型中測豎直力傳感器上設置的活動鋼球，使承載臺具有自動調心的功能，使測力傳感器始終保持垂直稱重狀態；測水平力傳感器可以通過帶螺杆的球頭螺母或螺杆萬向球與承載臺活動接觸，摩擦力極小，當其受力件為螺杆萬向球時，對豎直方向上的幹擾幾乎為零，能有效提高測豎直力傳感器和測水平力傳感器的檢測準確度。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種結構示意圖。

圖2為圖1結構中動態計量裝置的結構示意圖。

圖3為圖1結構中二維稱重計量裝置的主視狀態示意圖。

圖4為圖1結構中二維稱重計量裝置的俯視狀態示意圖。

圖5為圖1結構中二維稱重計量裝置的電連接示意圖。

圖6為本實用新型第二種結構中的二維稱重計量裝置的結構示意圖。

圖7為本實用新型第三種結構中動態計量裝置的結構示意圖。

圖8為本實用新型的第四種結構示意圖。

圖9為圖8結構中動態計量裝置的結構示意圖。

圖10為本實用新型第五種結構中動態計量裝置的結構示意圖。

圖11為本實用新型導軌計量段上輸送帶及物料受到的牽引力分析示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

實施例1

參考圖1至圖5，一種具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機，其包括有輸送帶、2條鏈條導軌、動態計量裝置和控制器9。

所述輸送帶包括有輸送帶主體7和對稱設於輸送帶主體7兩側的2條環形鏈條71，2條鏈條導軌對稱設置，所述鏈條導軌的頂部具有鏈條行走導條，輸送帶的2條環形鏈條71部分分別置於2條鏈條導軌上，環形鏈條71可沿鏈條導軌移動，所述輸送帶附近設有速度傳感器70，每條鏈條導軌分為3段，其依次為導軌前段81、導軌計量段82和導軌後段83，導軌前段81和導軌後段83分別由導軌支撐架8固定支撐，導軌計量段82由動態計量裝置支撐，動態計量裝置由支撐柱85支撐。

具體參考圖1和圖2，所述動態計量裝置包括有導軌連接架84和4個二維稱重計量裝置。二維稱重計量裝置通過導軌連接架84和支撐柱85設於鏈條導軌的導軌計量段82的下方；4個二維稱重計量裝置中，2個二維稱重計量裝置為1組並前後設置，另外2個二維稱重計量裝置為另1組並前後設置，兩組二維稱重計量裝置對稱設於鏈條導軌的2條導軌計量段82的下方外側；兩組二維稱重計量裝置也可以對稱設於鏈條導軌的2條導軌計量段82的正下方、或對稱設於鏈條導軌的2條導軌計量段82的下方內側（圖中未示）。

具體參考圖3和圖4，所述二維稱重計量裝置包括有2個測力傳感器、傳感器基座12和承載臺4，傳感器基座12是由底板和側板相互垂直連接構成的角形板，所述測力傳感器為電阻應變式測力傳感器，其包括有受力彈性件10，所述受力彈性件10的一端為受力端並連接受力件、另一端為固定端，受力彈性件10上設有電阻應變器，測力傳感器按受力彈性件10上的電阻應變器的變化值輸出受力件所承受的外力。

其中1個測力傳感器作為測豎直力傳感器2，另1個測力傳感器作為測水平力傳感器3。所述測水平力傳感器3的受力件為帶螺杆的球頭螺母31（也可以是螺杆萬向球）、並通過螺杆連接受力彈性件10的受力端，所述測豎直力傳感器2的受力件為活動鋼球22並通過支承底板21抵接於受力彈性件10的受力端，所述支承底板21的一端面具有弧形凹槽210，所述活動鋼球22活動置於支承底板21的弧形凹槽210內。

測豎直力傳感器2的固定端固定連接於傳感器基座12的底板上，承載臺4的底面具有弧形凹槽210，測豎直力傳感器2的活動鋼球22活動抵接於承載臺4的弧形凹槽210使測豎直力傳感器2的受力彈性件10受豎直方向外力作用時發生形變；測水平力傳感器3的固定端固定連接於傳感器基座12的側板上、其帶螺杆的球頭螺母31或螺杆萬向球活動抵接於承載臺4的側面使測水平力傳感器3的受力彈性件10受水平方向外力作用時發生形變。

二維稱重計量裝置的測豎直力傳感器2的受力彈性件10豎直放置，傳感器基座12的底板與支撐柱85的頂端固定連接。

所述導軌連接架84由連接杆連接構成，所述導軌連接架84的頂部與鏈條導軌的導軌計量段82連接、底部與二維稱重計量裝置的承載臺4連接。

具體參考圖5，速度傳感器70、二維稱重計量裝置的測水平力傳感器3和測豎直力傳感器2分別電連接到控制器9。

以甘蔗糖廠使用本實施例的動態計量鏈板輸送機向壓榨機連續輸送蔗絲為例，根據甘蔗糖廠通常使用的鏈板輸送機的空間部局和受力情況，特別是考慮到測豎直力傳感器2作用是稱量物料及導軌連接架84、導軌計量段82以及導軌計量段82上的輸送帶等的重量，測豎直力傳感器2需要較大的量程及承載負載，採用普通的稱重傳感器或懸臂梁測力傳感器比較合適，如申請號為201110449912.3的中國專利公開背景技術及實施例中公開的測力傳感器、以及申請號為201320546459.2的中國專利公開的懸臂梁測力傳感器；而測水平力傳感器3作用是計量物料受到衝擊載荷或牽引力變化時水平方向的受力變化，其稱重量程及承載負載不需要很大，但是需要較好的測量敏感度以能夠感應到衝擊載荷或牽引力較小變化，因此測水平力傳感器3採用S型測力傳感器比較合適，如申請號為201620555355.1的中國專利公開的S型測力傳感器；但是只要現有的鏈板輸送機的安裝空間足夠以及測力傳感器的性能參數合適，本領域技術人員可視具體安裝環境自由選用合適的測力傳感器的類型及型號。本實用新型實現了直接準確測量入榨甘蔗絲重量，測量精度在±0.6%範圍，優於目前糖廠在用的鏈板式蔗絲稱重系統的±1%。

實施例2

參考圖6，本實施例的具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機與實施例1的區別在於：本實施例中，二維稱重計量裝置的承載臺4的邊部具有對稱的2個承載臺穿孔40，傳感器基座12的底板上設置有與承載臺穿孔40對應的定位柱5，所述定位柱5具有與承載臺穿孔40同軸的螺紋插孔50，2根長螺栓6分別活動穿過2個承載臺穿孔40、其下半部插接於定位柱5的螺紋插孔50內，所述長螺栓6的頂端具有頂螺帽61，長螺栓6上位於承載臺4與定位柱5之間具有下端螺母62。

本實施例的動態計量鏈板輸送機中二維稱重計量裝置通過定位柱5和長螺栓6配合，起到防止承載臺4傾倒的作用，使承載臺4具有一定的活動空間的同時，又不會傾倒，優化了本實施例的動態計量鏈板輸送機的結構。

實施例3

參考圖7，本實施例的具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機與實施例1的區別在於：本實施例的動態計量裝置包括有2個二維稱重計量裝置，所述2個二維稱重計量裝置通過導軌連接架84和支撐柱85分前後設於鏈條導軌的導軌計量段82的下方中部。

實施例4

參考圖8和圖9，本實施例的具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機與實施例1的區別在於：本實施例的動態計量裝置包括有2個二維稱重計量裝置，所述2個二維稱重計量裝置通過導軌連接架84和支撐柱85對稱設於鏈條導軌的導軌計量段82的中部下方兩側。

實施例5

參考圖10，本實施例的具有二維稱重功能的動態計量鏈板輸送機與實施例1的區別在於：本實施例的動態計量裝置包括有1個二維稱重計量裝置，所述二維稱重計量裝置通過導軌連接架84和支撐柱85對稱設於鏈條導軌的導軌計量段82的下方中部。