料位量測機構及料位量測機構的埋料控制方法
2023-06-09 13:55:56 1
專利名稱：料位量測機構及料位量測機構的埋料控制方法
技術領域：
本發明涉及料位量測機構，特別涉及使重錘可以從掩埋的物料中脫離的 料位量測機構及料位量測7^構的埋料控制方法。
背景技術：
在大型的粉體、粒體、塊狀等原料(如飼料、水泥、塑膠原料、穀物)，需 要將各種原料存放於料筒內，而為了量測進入桶槽內的原料高度，因此，於
桶槽頂端會裝設一料位量測機構，請參見圖1所示，其為料位量測機構量測
物料高度的示意圖。料位量測機構包括一控制器103以及一重錘105。控制器 103由馬達控制巻線輪，釋放出一重錘線107,將位於重錘線107底端的重錘 105下放至桶槽內，當重錘105到達物料表面時，重錘105即會失重，控制器 103感應到重錘105失重後開始巻收重錘線107，將重錘105往上拉至一規定 位置處，使用者可從控制器上103的顯示得知桶槽內原料的高度。
但倘若重錘105在物料供給的同時進行量測，重錘105可能會被坍塌的 物料所掩埋而無法被往上拉，這樣就可能會因物料所掩埋的重力大於收重錘 線107的拉力，而使控制器103的馬達燒毀，或者使重錘線107斷裂，而使 重錘105落至桶槽內。當金屬製成的重錘105落至桶槽內時，後面的原料排 料設備可能會攪拌到重錘105或重錘線107而造成機構損壞，最後使得桶槽
為了解決上述問題，國家專利局申請號200720193655.0的專利提出了一 種料位量測機構的重錘裝置，請參見圖2，此料位量測機構的重錘裝置1包括 一重錘10及一夾頭組20，夾頭組20包括一中空的座體21、以及設置於座體 21周壁的夾片22,重錘10為一內部可填入物料的中空塑料體，其上端設有 一頸部，於頸部頂端設有一可供夾片22夾持的頭部，其通過頭部穿設於座體 21內，並由座體21的夾片22透過壓縮元件的頂撐，以達到預設的力量來夾持頸部，當重錘10下降到桶槽內，其過程中如被物料掩埋而無法收線拉回時， 重錘將會因物料掩埋的重量超過夾頭組20預設的夾持力量而自行脫落，如此
可避免收線的控制馬達損壞，又重錘IO是塑料製成且其內部裝填的物料與桶 槽內的物料相同，因此不會造成汙染，且塑料製成的重錘10為軟性材料，於 攪拌排料時也不會傷害到機械,使用者只要再重新裝設重錘10即可再次使用。 但是，上述的料位量測機構的重錘裝置仍然無法避免當遭遇連續的物料 供給時，重錘被掩埋的情況。 一旦這種情況發生，則必須停機處理，更換重 錘，耗費人資物力。並且，即使重錘為軟性塑料製成，但其破碎之後的碎片 混雜在物料中，也會影像到物料的純度。
發明內容
本發明的目的是提供一種料位量測機構，以解決現有技術中，重錘被掩 埋後不容易取出的問題。
本發明另提出一種位量測機構的埋料控制方法，以解決現有技術中，重 錘被掩埋後不容易取出的問題。
本發明提出一種料位量測機構，用以量測料筒內的物料高度，其包括控 制器與重錘。控制器設置於料筒的頂端，用以控制測量動作及顯示測量結果。 重錘，通過重錘線連接至控制器，用以根據自身下降的距離來測量物料的高 度。此重錘又包括錘探元件及埋料脫離裝置，錘探元件與埋料脫離裝置相連， 埋料脫離裝置通過重錘線連接至控制器。其中，埋料脫離裝置包括主體、滑 動件及阻尼回復裝置。主體上端具有貫穿孔，下端開口。滑動件可在主體內 部作活塞滑動，其貫穿貫穿孔，且其上端通過重錘線連接至控制器，下端直 徑較大。阻尼回復裝置，分別與主體的上端及滑動件的下端相連。
依照本發明較佳實施例所述的料位量測機構，在滑動件上端還設置有旋 轉樞鈕，其通過重錘線與控制器相連，用以將重錘線上的張力改變作用力方向。
依照本發明較佳實施例所述的料位量測機構，錘探元件包括上、中、下三個平面Sl、 S2、 S3，平面Sl、 S2、 S3的平面法線方向與重錘線平行，且 平面S1、 S2、 S3的面積大小滿足關係式Sl<= S2或S3<= S2，或兩個關係 式同時成立。
依照本發明較佳實施例所述的料位量測機構，錘探元件為爪形的骨架結 構，其包括若干個骨架及若干個鏤空。
依照本發明較佳實施例所述的料位量測機構，錘探元件為軟性結構，其 設置為下端開口的半封閉形狀。
本發明另提出一種料位量測機構的埋料控制方法，用以通過料位量測機 構的重錘線，解決料位量測機構的重錘被物料掩埋的情況，包括以下步驟 首先，對重錘是否被物料掩埋進行偵測。其次，當重錘被物料掩埋時，控制 器上拉並增加重錘線的張力，令重錘的結構變化，使得重錘周圍物料的堆積 密度鬆弛，並使重錘形成從物料中脫離的趨勢。接著，控制器放線並減小重 錘線的張力，令重錘形態恢復原狀。最後，重複增加及減小重錘線張力的動 作，直至重錘從物料被拉出。
依照本發明較佳實施例所述的料位量測機構的埋料控制方法，當重錘在 傾斜的狀態下被物料掩埋，則增加重錘線的張力，令重錘的結構變化的同時， 還使重錘向有利於脫離物料掩埋的方向發生旋轉。
依照本發明較佳實施例所述的料位量測機構的埋料控制方法，重錘旋轉 的方向是平行於重錘線的方向，或垂直於重錘線的方向，或平行與垂直重錘 線的向量和的方向。
相對於現有技術，本發明具有以下優點
1、 本發明的料位量測機構可以在重錘被物料掩埋時，通過控制重錘線反 復地拉伸及放鬆，使重錘自動從掩埋的物料中脫離，無須停機處理，節省了 人資物力。
2、 本發明的料位量測機構可以通過改變其重錘下端的結構，來調整並針 對各種物料料位的測量，具有很強的通用性。
圖1為現有的一種料位量測機構量測物料高度的示意圖； 圖2為國家專利局申請號200720193655.0的一種料位量測機構的重錘裝 置示意圖3為本發明實施例的一種料位量測機構示意圖4為本發明實施例的一種重錘脫離物料時的示意圖5為本發明實施例的另一種重錘脫離物料時的示意圖6為本發明實施例的一種重錘示意圖7為本發明實施例的一種重錘示意圖8為本發明實施例的一種重錘示意圖9為圖8的重錘量測物料料位時的示意圖10為本發明實施例的一種料位量測機構的埋料控制方法。
具體實施例方式
以下結合附圖，具體說明本發明。
請參見圖3，其為本發明實施例的一種料位量測機構示意圖。此料位量測 機構包括控制器303及重錘305。控制器303用以控制測量動作及顯示測量結 果。重錘305通過重錘線307連接至控制器303。重錘305又包括錘探元件 306及埋料脫離裝置308。錘探元件306與埋料脫離裝置308相連，埋料脫離 裝置308通過重錘線307連接至控制器303。
當料位量測機構在測量過程中，其重錘305被物料掩埋時，可以利用埋 料脫離裝置308實現脫離。請參見圖4,其為本發明實施例的一種埋料脫離裝 置示意圖。本實施例的埋料脫離裝置308包括主體309、滑動件311及阻尼回 復裝置313。主體309上端具有貫穿孔，下端開口。滑動件311可在主體309 內部作活塞滑動，其貫穿貫穿孔，且其上端通過重錘線307連接至控制器303， 下端直徑較大。阻尼回復裝置313分別與主體309的上端及滑動件311的下端相連。
下面介紹本發明的料位量測機構的工作過程，控制器303設置於料筒的 頂端，控制器303通過重錘線307控制重錘305從料筒口下降。當重錘305 觸及物料時，控制器303感測到重錘線307上的拉力減低，此時記錄下物料 的深度，並將重錘305往上拉，完成一次測試。
而當重錘305下降到物料位置被掩埋時，這種情況容易在料筒進料與料 位測量同時進行時發生，本發明料位量測機構的重錘305可以依仗埋料脫離 裝置308獨特的構造令其從物料中脫離。當重錘線307被控制器303向上牽 引時，滑動件311受到重錘線的牽引力而形成向上運動的趨勢。但是由於主 體309以及錘4笨元件306被掩埋於物料中，因此重錘305與物料間產生一個 摩擦力，使滑動件311在主體309中滑動，並從主體309上端伸出，使整個 埋料脫離裝置308形態的伸長。而由於埋料脫離裝置308形態的伸長，使得 重錘線307不會被牽引力拉斷。由因為重錘線307上牽引力的作用，使重錘 305周圍的物料堆積密度變得比較鬆弛，使整個重錘305會稍向上移動，並令 其周圍的物料滑入重錘305下因移動留下的空檔中。
當重錘305向上移動一小段距離後，此時控制器303便停止對重錘線307 的牽引力。由於阻尼回復裝置313的恢復力，使滑動件311在主體309中向 下滑動，恢復成原來的形態。其中，阻尼回復裝置313可以由彈簧等具有彈 性的器件構成。
如此反覆地對重錘線307進行牽引與停止牽引的動作，最終便可以使重 錘305從物料中脫離出來。其中，控制器303對重錘線307的牽引力的大小 及施加周期是根據具體的物料性質來設定的。
而當重錘305被掩埋時是處於傾斜狀態時，可以在埋料脫離裝置308的 滑動件311上端設置旋轉樞鈕，如圖5所示，此旋轉樞鈕503可以是齒輪、 滑輪、扭轉彈簧或其結合體等結構，旋轉樞鈕503的作用是將張力改變作用 力方向，並藉由張力的作用，使得重錘305在受到重錘線307的牽引力時可 以有一個旋轉的動作。根據旋轉樞鈕503不同的設置，重錘305的旋轉方向 可以是平行於重錘線的方向，或垂直於重錘線的方向，或平行與垂直重錘線的向量和的方向等。
為了在重錘305被物料掩埋時可以更輕鬆地脫離，以及重錘305在進行 料位測量時更加不容易被掩埋，可以將重錘305的錘探元件306的形狀設置 成中間較大，兩端較小的結構，如圖6所示，其為本發明實施例的一種重錘 示意圖。若將其錘探元件306上、中、下端的三個面看作平面Sl、 S2、 S3， 且平面S1、 S2、 S3的平面法線方向與重錘線平行，即平面S1、 S2、 S3的面 積大小滿足關係式SK二S2或S3<=S2,或兩個關係式同時成立(本實施例 的圖中為S1<=S2與S3<=S2兩式同時成立的情況)。平面SK二S2是指此錘 探元件306因其中間比起上端更粗，因此錘探元件306上端的物料會隨著斜 面滑落，不會在錘探元件306的上端堆積，儘可能地降低重錘305被掩埋的 可能性，並且也可以避免因物料在錘探元件306上堆積而造成控制器303對 重錘線307上張力的誤測量。另外，在錘探元件306上端較小的這種結構， 使重錘305在脫離物料掩埋時，受到物料的阻力也較小，在重錘線307牽引 力的作用下，更加容易從物料中被拉出。平面S3<= S2是指重錘305的下端 較小，使得當重錘305接觸物料時，可以穿入物料的縫隙，達到更正確量測 的目的。
為了減少重錘305被掩埋的機率，還可以對其錘探元件306的結構進行 改進，如圖7所示，其為本發明實施例的一種重錘示意圖。此重錘305的錘 探元件306設置成一個爪形的骨架結構，其包括若干個骨架803及若干個鏤 空805。此具有骨架結構的錘探元件306適用於量測顆粒適中的物料料位。當 重錘305下降到物料位置時，因為骨架803與物料的接觸面較大，因此使重 錘305保持在物料之上。又因為錘探元件306上設置有鏤空805的結構，所 以也可以有效地避免物料在錘探元件306上累積，減小被掩埋的可能性。
請參見圖8,其為本發明實施例的一種重錘示意圖。此重錘305的錘探元 件306設置成一個軟性結構，其用於測量輕比重的物料。若使用一般的重錘 來測量輕比重的物料，因重錘的重量較大，所以容易深入物料中而使測量不 準確。本實施例中的重錘305的軟性結構，其設置為下端開口的半封閉形狀， 當其與物料接觸時，因為相對於待測物的作用力與反作用力，造成軟性結構的軟結構張開，如圖9所示，使得瞬間力差可以阻止重錘繼續下降，如此可 以使料位的測量更加準確。
以上圖6 ~圖9實施例對重錘結構上的設置是為了適應各種物料料位的測 量，而當重錘出現被物料掩埋的情況發生時，都可以通過圖4或圖5實施例 所述的方式來使重錘脫離物料。
本發明另提出 一種料位量測機構的埋料控制方法，用以通過料位量測機 構的重錘線，解決料位量測機構的重錘被物料掩埋的情況，請參見圖10，其 包括以下步驟
S1101,對重錘是否被物料掩埋進行偵測。
偵測方式可以是由料位量測機構本身來完成，其根據在設定的時間周期 內處於料筒內的重錘線長度來判斷重錘是否被掩埋。或者藉助位置回饋裝置 (如傳感器等)對重錘的位置進行偵測。
S1103，當重錘被物料掩埋時，增加重錘線的張力，令重錘的結構變化， 使得重錘周圍物料的堆積密度鬆弛，並使重錘形成從物料中脫離的趨勢。
這裡所述重錘的結構變化可以是伸長、旋轉、扭轉等，其是為了令重錘 周圍的物料密度鬆弛，從而可以令重錘稍向上移動。
若重錘在傾斜的狀態下被物料掩埋，則增加重錘線的張力，令重錘的結 構變化的同時，還使重錘向有利於脫離物料掩埋的方向發生旋轉。旋轉的方 向可以是平行於重錘線的方向，或垂直於重錘線的方向，或平行與垂直重錘 線的向量和的方向。
S1105,減小重錘線的張力，令重錘形態恢復原狀。
S1107，重複增加及減小重錘線張力的動作，直至重錘從物料被拉出。
相對於現有技術，本發明具有以下優點
1、 本發明的料位量測機構可以在重錘被物料掩埋時，通過控制重錘線反 復地拉伸及放鬆，使重錘自動從掩埋的物料中脫離，無須停機處理，節省了 人資物力。
2、 本發明的料位量測機構可以通過改變其重錘下端的結構，來調整並針對各種物料料位的測量，具有很強的通用性。
以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但本發明並非局限於此，任 何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1、一種料位量測機構，用以量測一料筒內的物料高度，其包括一控制器，其設置於該料筒的頂端，用以控制測量動作及顯示測量結果；一重錘，通過重錘線連接至該控制器，用以根據自身下降的距離來測量物料的高度，其特徵在於，該重錘又包括一錘探元件及一埋料脫離裝置，該錘探元件與該埋料脫離裝置相連，該埋料脫離裝置通過重錘線連接至該控制器，其中，該埋料脫離裝置包括一主體，其上端具有一貫穿孔，下端開口；可在該主體內部作活塞滑動的一滑動件，其貫穿該貫穿孔，且其上端通過重錘線連接至該控制器，下端直徑較大；一阻尼回復裝置，分別與該主體的上端及該滑動件的下端相連。
2、 如權利要求1所述的料位量測機構，其特徵在於，在該滑動件上端還 設置有一旋轉樞鈕，其通過重錘線與該控制器相連，用以將重錘線上的張力 改變作用力方向。
3、 如權利要求1所迷的料位量測機構，其特徵在於，該錘探元件包括上、 中、下三個平面Sl、 S2、 S3，平面Sl、 S2、 S3的平面法線方向與重錘線平 行，且平面S1、 S2、 S3的面積大小滿足關係式Sl<= S2或S3<= S2，或兩 個關係式同時成立。
4、 如權利要求1所述的料位量測機構，其特徵在於，該錘探元件為爪形 的一骨架結構，其包括若干個骨架及若干個鏤空。
5、 如權利要求1所述的料位量測機構，其特徵在於，該錘探元件為一軟 性結構，其設置為下端開口的半封閉形狀。
6、 一種料位量測機構的埋料控制方法，用以通過料位量測機構的一重錘 線，解決料位量測機構的一重錘被物料掩埋的情況，其特徵在於，包括以下 步驟對該重錘是否被物料掩埋進行偵測；當該重錘被物料掩埋時，控制器上拉並增加該重錘線的張力，令該重錘 的結構變長，使得該重錘周圍物料的堆積密度鬆弛，並使該重錘形成從物料中脫離的趨勢；控制器放線並減小該重錘線的張力，令該重錘形態恢復原狀； 重複增加及減小該重錘線張力的動作，直至該重錘從物料被拉出。
7、 如權利要求6所述的料位量測機構的埋料控制方法，其特徵在於，當 該重錘在傾斜的狀態下被物料掩埋，則增加該重錘線的張力，令該重錘的結 構變長的同時，還使該重錘向有利於脫離物料掩埋的方向發生旋轉。
8、 如權利要求7所述的料位量測機構的埋料控制方法，其特徵在於，該 重錘旋轉的方向是平行於該重錘線的方向，或垂直於該重錘線的方向，或平 行與垂直該重錘線的向量和的方向。
全文摘要
本發明提出一種料位量測機構，用以量測料筒內的物料高度，其包括控制器與重錘。控制器設置於料筒的頂端，用以控制測量動作及顯示測量結果。重錘，通過重錘線連接至控制器，用以根據自身下降的距離來測量物料的高度。此重錘又包括錘探元件及埋料脫離裝置，錘探元件與埋料脫離裝置相連，埋料脫離裝置通過重錘線連接至控制器。其中，埋料脫離裝置包括主體、滑動件及阻尼回復裝置。主體上端具有貫穿孔，下端開口。滑動件可在主體內部作活塞滑動，其貫穿貫穿孔，且其上端通過重錘線連接至控制器，下端直徑較大。阻尼回復裝置，分別與主體的上端及滑動件的下端相連。本發明可以無須停機處理便可以令重錘脫離物料掩埋。
文檔編號G01F23/00GK101435713SQ200810204500
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月12日 優先權日2008年12月12日
發明者王聖斌 申請人:上海凡宜科技電子有限公司