粉粒狀物料快速失重式水分儀的製作方法

2023-04-22 17:44:51 1

專利名稱:粉粒狀物料快速失重式水分儀的製作方法
該發明屬儀器儀表領域。
在工業生產工藝流程上自動測量粉粒狀物料水分含量的過程分析儀器有紅外線式、中子式、電阻式、電容式、微波式等。在化驗室裡分析粉粒狀物料水分含量普遍採用失重法(烘乾法)，它是一種標準的方法。根據這種方法，將烘乾裝置與稱重裝置組合在一起製成的用於化驗室的水分儀已有商品。但這類儀器的分析時間較長，一般都在幾十分鐘以上。由於分析時間長，加上從工業生產流程上自動取樣困難，限制了這類儀器直接應用於工業生產流程。因此，應用於工業生產流程上的失重式水分儀以前還沒有。
該發明是根據快速失重法製成的用於工業生產流程上自動測量粉粒狀物料水分含量的過程分析儀器。快速失重法與經典的失重法的區別在於快速。快速失重法採用物料極限烘乾溫度進行烘乾，一般僅需一、二分鐘。所謂極限烘乾溫度是指物料所能允許的最高烘乾溫度，在該溫度下烘乾除水分蒸發外，物料其它組分的重量沒有顯著的變化，不影響水分測量的精度。物料的極限烘乾溫度決定於物料各組分的性質，可由實驗確定。採用極限烘乾溫度對物料烘乾以便測量物料含水量的方法稱為快速失重法。
該發明是由粉粒狀物料自動取樣和預處理裝置、快速失重檢測系統、電氣線路及計算機系統四部分組成的一個整機。圖1是它的原理框圖。其電氣線路通過接口電路與計算機連接，計算機系統為一帶有鍵盤、數碼顯示器、印表機的微型計算機及其軟體配置。儀器的操作指令由鍵盤送入計算機，通過鍵盤可送入測量日期、間歇測量周期時間和循環測量次數等數據。每次測量結束顯示器顯示水分的百分含量，同時印表機列印水分含量。儀器的操作由計算機通過電氣線路進行自動控制。
圖2為自動取樣和預處理裝置的示意圖。其包括有能自動旋轉的取樣器〔1〕、能自動翻振的試樣篩〔3〕、輸送試樣的皮帶運輸機〔7〕。取樣器〔1〕和試樣皮帶運輸機〔7〕裝在生產工藝流程物料皮帶運輸機〔13〕的上部。取樣器〔1〕旋轉將試樣物料取出，並拋到試樣篩〔3〕上，過篩後落到試樣皮帶運輸機〔7〕上，然後運送到試樣布料鬥〔9〕裡。取樣器〔1〕由取樣器電動機〔2〕驅動，每次取樣旋轉一定的次數。它的旋轉次數由限位開關〔11〕檢測。自動取樣和預處理裝置中包括一個傾斜放置的試樣篩〔3〕。它是翻振式的，每次取樣後，由試樣篩電動機〔6〕驅動撥杆機構〔5〕撥動與試樣篩框相連的檔塊〔4〕，使試樣篩〔3〕自動翻倒振打一次，將粘附在篩網上的物料振落。試樣篩〔3〕的位置由限位開關〔12〕檢測。試樣皮帶運輸機〔7〕由皮帶機電動機〔8〕驅動。試樣皮帶運輸機帶有一個清潔運輸機皮帶的清潔刷〔10〕，裝在皮帶運輸機的下部，試樣皮帶運動時它將粘附在皮帶上的物料刷掉，以免混入下一次取樣的試樣物料中。
快速失重檢測系統如圖3所示，其包括有布料鬥〔9〕、料盒〔14〕、刮板〔15〕、振料器〔16〕、可升降的天平、烘乾爐〔26〕、料盒傳動機構及冷卻風機〔27〕。試樣物料經過布料鬥〔9〕落入試樣料盒〔14〕裡。料盒〔14〕的形狀如圖4所示，它的側面裝有4個耳柱a、b、c、d。其中a、b通過連接片〔20〕與鏈條〔18〕連接，c、d搭在鏈條〔18〕上。連接片〔20〕的形狀如圖5所示，它為一金屬片，片上有一個倒梯形孔和兩個小圓孔。圖5中剖線部分為料盒〔14〕的耳柱。圖5中耳柱的位置為鏈條〔18〕帶動料盒〔14〕運動時的位置。料盒〔14〕的傳動機構為鏈傳動機構。料盒〔14〕被裝入試樣物料後，被步進電動機〔22〕經過主動鏈輪〔19〕和鏈條〔18〕驅動。鏈傳動機構的主動鏈輪〔19〕有齒，從動鏈輪〔21〕無齒，為一滑輪。料盒〔14〕在導軌〔17〕上向電子天平〔24〕方向滑行，經過固定在料盒〔14〕接料位置前上方的刮板〔15〕，料盒〔14〕中的物料被刮平，多餘的被刮落。然後料盒〔14〕經過裝在傳動機構的導軌〔17〕上的振料器〔16〕，它是一個凸形架。料盒〔14〕爬上振料器〔16〕時鏈條〔18〕被拉緊，而滑下時鏈條〔18〕突然被放鬆，使料盒〔14〕抖動一下，將料盒〔14〕四壁上端的物料抖落到料盒〔14〕內部或外部，使以後料盒〔14〕運動時不再出現物料散失情況。料盒〔14〕移動到可升降的天平上端時停下，天平是一個電子天平〔24〕，帶有升降機構。步進電動機〔29〕驅動天平升降機構〔23〕使電子天平〔24〕升起。電子天平〔24〕的載物盤上裝有三個頂尖〔25〕。頂尖為圓錐形，三個頂尖的位置分別處於等邊三角形的三個頂點處。頂尖〔25〕將料盒〔14〕頂起，料盒〔14〕與鏈條〔18〕脫離。這時電子天平〔24〕對含水物料稱重，物料重量數據通過電子天平〔24〕與計算機的接口電路送入計算機。稱重後天平升降機構〔23〕下降，下降位置由限位開關〔30〕確定，此時料盒〔14〕也隨著下落並與鏈條〔18〕又重新連接。然後鏈條〔18〕帶著料盒〔14〕進入烘乾爐〔26〕。烘乾爐〔26〕內裝有一測溫用的熱電偶〔28〕，其爐溫由該熱電偶〔28〕測量，並由可控矽控溫電路控制在該物料的極限烘乾溫度上。物料經過快速烘乾後，鏈條〔18〕帶著料盒〔14〕離開烘乾爐〔26〕。然後不含水的物料再經過天平稱重，其重量數據也送入計算機。計算機根據溼、乾物料兩次重量數據，算出物料的水分含量。兩次稱重後的廢料由鏈條〔18〕帶動到導軌〔17〕的右端，料盒〔14〕向下傾斜，將廢料倒下。然後冷卻風機〔27〕起動，吹掃和冷卻料盒〔14〕。料盒〔14〕倒料時壓下限位開關〔31〕，後者用來檢測料盒的位置。此位置作為下一次料盒〔14〕移動時的參考點，以保證料盒〔14〕每次都能準確地停在應該停的位置上。料盒〔14〕被冷卻後，由鏈條〔18〕帶動到電子天平〔24〕處稱空著的料盒〔14〕自身的重量，並由計算機控制電子天平〔24〕清零去皮重。然後料盒〔14〕回到布料鬥〔9〕的下方接料位置，準備下一次測量。
該發明用來測量煉鐵廠的燒結混合料採用的烘乾溫度為500℃，烘乾時間為90秒，測量精度為±0.06克(對100克物料含水量的絕對誤差)。此精度比用中子式水分儀測量同樣物料高許多倍。
該發明具有測量速度快，精度高等特點，又由於該發明基於失重法，而失重法是標準方法，因此該發明除用於工業生產流程自動測量物料水分含量外，還可用來在工業生產工藝流程上動態地標定其它粉粒狀物料水分儀。
權利要求
1.一種粉粒狀物料水分儀，其特徵在於該水分儀由自動取樣和預處理裝置、快速失重檢測系統、電氣線路及計算機系統四部分構成一個整機。a、自動取樣和預處理裝置包括有能自動旋轉的取樣器[1]、能自動翻振的試樣篩[3]、輸送試樣的皮帶運輸機[7]。b、快速失重檢測系統包括有布料鬥[9]、料盒[14]、刮板[15]、振料器[16]、可升降的天平、烘乾爐[26]、料盒傳動機構及冷卻風機[27]。c、電氣線路通過接口電路與計算機連接。d、計算機系統為一帶有鍵盤、數碼顯示器、印表機的微型計算機及其軟體配置。
2.如權利要求
1所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的自動取樣和預處理裝置中的預處理裝置是一個能自動翻振的試樣篩〔3〕。a、該試樣篩〔3〕傾斜放置。b、該試樣篩〔3〕由檔塊〔4〕和撥動檔塊〔4〕的撥杆機構〔5〕來實現其翻振。c、該試樣篩〔3〕的位置檢測由限位開關〔12〕來實現。
3.如權利要求
1、2所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的取樣器〔1〕的旋轉次數由限位開關〔11〕來檢測。
4.如權利要求
3所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的試樣皮帶運輸機〔7〕帶有一個清潔運輸機皮帶的清潔刷〔10〕。
5.如權利要求
1所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的快速失重檢測系統中的料盒傳動機構為鏈傳動機構。a、該鏈傳動機構由導軌〔17〕、鏈條〔18〕和鏈輪〔19〕、〔21〕構成。b、該鏈傳動機構中的主動鏈輪〔19〕有齒，從動鏈輪〔21〕為一滑輪，無齒。c、該鏈傳動機構由步進電動機〔22〕驅動。
6.如權利要求
1、5所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的快速失重檢測系統中的料盒〔14〕有4個耳柱a、b、c、d，其中a、b通過連接片〔20〕與鏈條〔18〕連接，c、d搭在鏈傳動機構中的鏈條〔18〕上，料盒〔14〕在導軌〔17〕上滑行，料盒〔14〕的參考位置由限位開關〔31〕確定，料盒〔14〕的冷卻通過風機〔27〕實現。
7.如權利要求
1、5所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的快速失重系統中的料盒傳動機構的導軌上裝有一振料器〔16〕，該振料器〔16〕為一凸形架。
8.如權利要求
1、6所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的快速失重檢測系統中的料盒〔14〕與鏈條〔18〕的連接所用的連接片〔20〕為一金屬片，片上有一個倒梯形孔和兩個小圓孔。
9.如權利要求
1、6所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的快速失重檢測系統中在料盒〔14〕接料位置的前上方固定有一用來將料盒〔14〕中物料刮平的刮板〔15〕。
10.如權利要求
1所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的快速失重檢測系統中的可升降天平由電子天平〔24〕和天平升降機構〔23〕組成，天平升降機構〔23〕由步進電動機〔29〕驅動，天平的參考位置由限位開關〔30〕確定。
11.如權利要求
1、10所述的粉粒狀物料水分儀，其特徵在於所說的快速失重檢測系統中的可升降天平的載物盤上裝有三個圓錐形的頂尖〔25〕，三個頂尖的位置分別位於等邊三角形的三個頂點處。
專利摘要
本發明為一種粉粒狀物料水分儀，屬於儀器儀表領域。它是根據快速失重法，採用物料極限烘乾溫度烘乾物料而製成的用於工業生產流程上自動測量粉粒狀物料水分含量的過程分析儀器。本發明由粉粒狀物料自動取樣和預處理裝置、快速失重檢測系統、電氣線路及計算機系統四部分組成。該發明具有測量速度快、精度高等特點，除用於工業生產流程自動測量物料水分含量外，還可用來在工業生產流程上動態地標定其它粉粒狀物料水分儀。
文檔編號G01N5/00GK86100862SQ86100862
公開日1987年10月14日 申請日期1986年2月7日
發明者張宏勳, 於大安, 路鐵樁, 王文昌, 王建國 申請人:東北工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan