阅读说明：本技术 一种均化稳流系统及控制方法 (Homogenizing and flow stabilizing system and control method ) 是由 包玮 宋思远 熊焰来 高霖 包琦 郑智如 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种均化稳流系统及控制方法,包含仓体,具有设置在仓体上方的下料管,所述下料管包括有竖直设置的进料管以及安装在进料管一端并形成有自由端的出料管,所述下料管上连接用于其自转调节的传动组件；以及辊压机,具有辊子,相邻所述辊子之间形成有用于挤压物料颗粒的辊子间隙,辊子间隙的中心点和出料口的中心点均位于所述进料管的中轴线上,所述辊压机上安装有用于检测辊子两端间隙的检测装置。本发明通过采用可实现实时调控的下料管,根据辊压机两侧辊子间隙的实时监测数据,对不同粒径分布的物料颗粒的落料区域进行有效的控制,从而起到有效的动态调节作用,从而降低了辊子的磨损以及提高了物料颗粒的挤压效果。(The invention discloses a homogenizing and flow-stabilizing system and a control method, wherein the homogenizing and flow-stabilizing system comprises a bin body and a discharging pipe arranged above the bin body, wherein the discharging pipe comprises a vertically arranged feeding pipe and a discharging pipe which is arranged at one end of the feeding pipe and is provided with a free end, and the discharging pipe is connected with a transmission assembly for self-rotation adjustment of the discharging pipe; and the roller press is provided with rollers, a roller gap for extruding material particles is formed between every two adjacent rollers, the central point of the roller gap and the central point of the discharge port are both positioned on the central axis of the feeding pipe, and the roller press is provided with a detection device for detecting the gaps between the two ends of the rollers. According to the invention, the blanking pipe capable of realizing real-time regulation and control is adopted, and the blanking areas of material particles with different particle size distributions are effectively controlled according to the real-time monitoring data of the roller gaps on the two sides of the roller press, so that the effective dynamic regulation effect is achieved, the abrasion of the rollers is reduced, and the extrusion effect of the material particles is improved.)

一种均化稳流系统及控制方法

技术领域

本发明涉及物料颗粒均化技术领域，具体为一种均化稳流系统及控制方法。

背景技术

现有的物料称重仓采用的下料管结构相对单一，一般采用中心垂直下料，若不同粒径区间分物料颗粒混合不均，则称重仓内会出现物料颗粒离析现象，从而导致与下方连接的辊压机出现较大辊缝偏差，一旦辊缝偏差超过极限值，便会形成严重的偏辊现象，对辊压机设备造成严重影响，例如辊面的不均匀磨损、主轴承损坏、油缸漏油或扭矩支撑损坏等，此种情况下导致辊压机的挤压效果不佳、维修成本增加、设备运转率降低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均化稳流系统及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种均化稳流系统，包含：

仓体，具有设置在仓体上方的下料管，所述下料管包括有竖直设置的进料管以及安装在进料管一端并形成有自由端的出料管，所述下料管上连接用于其自转调节的传动组件；还具有设置在仓体底部的出料口；以及

辊压机，具有辊子，相邻所述辊子之间形成有用于挤压物料颗粒的辊子间隙，辊子间隙的中心点和出料口的中心点均位于所述进料管的中轴线上，所述辊压机上安装有用于检测辊子两端间隙的检测装置。

所述进料管的一端设置在仓体的顶部外侧，并于该顶部外侧连接有传动组件，在传动组件的驱动下带动进料管转动。

所述下料管还包括有安装在进料管与出料管之间的调节管件，该调节管件为柔性管。

所述下料管上设置有用于调节出料管转动方向、角度和频率的调节组件。

所述出料管通过调节组件实现竖直面上的转动角度调节，其相对于进料管的竖直方向形成有0°-90°的转角调节范围。

所述调节组件包含：

支撑座，该所述支撑座固接在进料管的外壁上；

气缸，具有缸体和输出轴，所述缸体的底部铰接在支撑座上，以及

滑动组件，具有固接在出料管上的轨道以及滑动连接在所述轨道上的滑块，所述轨道沿出料管的长度方向设置，所述滑块与气缸的输出轴端部转动连接。

所述仓体设置为锥形筒状结构，该锥形筒状结构包含有位于上部的竖直筒体结构以及与之密封连接并位于下部的倒锥形结构。

所述仓体内安装有用于连接架，该连接架的外侧部固接在仓体的内壁上，其中心部通过设置的轴承空套于进料管的外壁处。

所述出料管为直管管件。

所述下料管的顶部安装有落料管，该落料管包括有与进料管连通的第一落料口和第二落料口。

所述调节管设置为波纹管。

一种均化稳流系统控制方法，包括以下步骤；

步骤一：识别相邻辊子两端的间距，并计算辊缝偏差，其中，一端辊缝间距设为S1，另一端辊缝间距设为S2，

辊缝偏差△S＝|S1-S2|；

步骤二：根据所述辊缝偏差△S，调节进料管转动角度或\和出料管转动角度，直至辊缝偏差△S在允许误差范围内；

步骤三：预设时间段后，再次检测辊缝偏差△S，

若该△S在允许误差范围内，所述下料管沿进料管转动方向呈周期性运动；

若该△S在超出允许误差范围内，重复步骤二。

所述步骤二中包括有如下步骤：

步骤一：根据所述辊缝偏差△S，调节进料管转动角度或\和出料管转动角度；

步骤二：对比S1和S2，并使下料管内直径较大的物料颗粒抛洒至辊缝间隙小的一端上方的边缘处，然后直至辊缝偏差△S在允许误差范围内。

当0mm≤△S≤8mm时，所述下料管沿进料管转动方向呈周期性运动，该周期性运动包括有进料管自转周期性运动以及进料管自转和出料管转动的周期性运动；

当8mm≤△S≤30mm，调节进料管自转角度或\和出料管转动角度，使出料管的管口部指向辊子间隙小的一侧，并将直径较大的物料颗粒抛洒至该侧向的最外侧。

由上述技术方案可知，本发明通过采用可实现实时调控的下料管，根据辊压机两侧辊子间隙的实时监测数据，对不同粒径分布的物料颗粒的落料区域进行有效的控制，从而起到有效的动态调节作用，使得辊压机的辊缝偏差始终处于允许范围内，从而降低了辊子的磨损以及提高了物料颗粒的挤压效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明下料管连接调节组件后出料管具有转角的物料颗粒抛洒状态示意图；

图3为本发明下料管连接调节组件后出料管与进料管同轴竖直排布的物料颗粒抛洒状态示意图；

图4为本发明辊缝间隙纠正状态示意图；

图5为本发明具有辊缝偏差的辊子结构示意图；

图6为本发明物料颗粒抛洒后纠正辊缝间隙的颗粒层状分布示意图；

图7为本发明出料管竖直状态的定向抛洒物料颗粒的示意图；

图8为本发明进料管周期性自转结合出料管周期性转动的抛洒物料颗粒的示意图；

图9为本发明出料管定向抛洒物料颗粒的示意图；

图10为本发明的出料管在具有转角角度时进料管周期性转动的抛洒物料颗粒的示意图。

图中：1仓体、11落料腔室、2电机、3链条、4落料管、41第一落料口、42第二落料口、5连接架、51轴承、6底座、7下料管、71进料管、72调节管件、73出料管、8调节组件、81支撑座、82气缸、83滑块、84轨道、9辊压机、91辊子、92辊子间隙、10检测器、101检测探头、12出料口、13细径区间颗粒、14粗径区间颗粒、15物料颗粒群。

具体实施方式

下面，将结合附图详细的描述本发明的均化稳流及控制方法的具体实施方式。

根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种均化稳流系统，所述的均化稳流系统包含有仓体1和位于仓体1底部的辊压机9，物料颗粒通过安装在仓体1顶部的下料管7将具有不同粒径区间分布的颗粒排至仓体1内，由于在抛洒物料颗粒中，不同粒径区间的物料颗粒其质量会有差别，因此易发生落入辊缝间隙92中的物料颗粒因其粒径分布不均，从而导致辊缝间隙92两侧存在偏差，本发明重点需要解决的技术问题包含有如下：

1：实现落入辊子间隙92中的物料颗粒均匀分布，防止两端的辊缝间隙92因存在辊缝偏差导致的辊压机挤压效果降低；

2：若存在辊缝偏差，通过控制实现辊缝间隙92的自我纠正，从而保证辊压机9的使用效果。

于实作中，一般投入仓体1内的物料颗粒包含有多种区间粒径，本案便以细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14代替以示说明，同时不限于多种区间颗粒仅包含于此两种，且不限定区间颗粒的大小范围。

为此，本发明提供了一种均化稳流系统及控制方法，具体如下；

根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种均化稳流系统，该系统包含有仓体1和辊压机9，其中，所述仓体1具有位于其上方设置的下料管7，所述下料管7包括有竖直设置的进料管71以及安装在进料管71一端并形成有自由端的出料管73，需要指出的是，所述的进料管设置的仓体1的上方，其一端延伸出至仓体1的顶部外侧，用于实现物料颗粒的喂入，另一端位于仓体1的落料腔室11内，同时该进料管71连接有具有可调节角度的出料管73，本领域技术人员即可理解为，该出料管73与进料管71连接于一体，并通过外部施力构件实现所述的出料管73转动，于实作中，出料管73作为自由端可实现在与进料管71的竖直平面为同一所在平面的转动，即以出料管73的端部为转动圆心实施转动；需要重点说明的在于，于实作中，所述的进料管71在用于引导物料颗粒进入出料管73的同时，可实现其自身本体的周向转动，该种周向转动即可实现带动出料管73作圆周运动，同时，所述的出料管73以进料管71的连接端部为圆心做旋转运动，在实施抛洒物料颗粒的过程中，所述的进料管71自转以及出料管73的转动存在如下作用：

1：进料管71的自转带动出料管73做圆周运动，即可实现对物料颗粒排出时的加速效果，本领域技术人员即可理解为，加速效果可有助于物料颗粒抛洒更远处，其抛洒后物料颗粒的水平抛洒位移与初速度正相关，即与进料管71的自转速度正相关，而该所述的进料管71连接有传动组件，通过传动组件即可实施自转速度的控制，于实作中，通过控制进料管71的自转速度即可完成对抛洒物料初速度的控制，从而起到控制物料颗粒的抛洒水平距离以及控制不同区间粒径分布的物料颗粒的分化效果。该分化效果颗粒理解为，不同粒径区间分布的颗粒在相同初速度的抛洒过程中，由于重量的差异化，即可实现水平距离的分化，质量较重的物料颗粒水平抛洒距离较远，质量较轻的物料颗粒水平抛洒距离较近。如图2所示，图示中，细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14在实施抛洒过程中，粗径区间颗粒14的水平位移距离大于细径区间颗粒13的水平位移距离。于此同时，进料管71的自转也可实现带动出料管73做圆周运动并可停留至该圆周线上的任意一处位置，通过传动组件控制出料管73转动至某一圆周角时，便可完成对出料管73的停留位置控制。

2：出料管73以进料管71的端部为旋转中心做转动，即可实现在出料管73的圆周径向上的半径位置控制，本发明优选采用的出料管73的转动角度为0°-90°，本领域技术人员可以理解为，当出料管73以进料管71的端部为圆形转动时，旋转角度越小，物料颗粒抛洒出后其水平抛洒距离越小，同时存在如下两种状态：

设转动角度为α，

当α＝0°时，参见图3，此时由于出料管73与进料管71位于同一竖直轴线，即出料管73无水平抛出的初速度，此时抛出混合有细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14的物料颗粒为垂直抛洒，抛出后的物料颗粒半径扩散并在落料区域形成有圆形的分散颗粒群，该分散颗粒群中的细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14均布。

当0＜α≤90°时，参见图2，此时的细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14在实施抛洒过程中，粗径区间颗粒14的水平位移距离大于细径区间颗粒13的水平位移距离。

辊压机9具有两根辊子91，于两根辊子91之间形成有用于对物料颗粒实施挤压的辊子间隙92，同时，该辊子间隙92位于出料口12正下方处，本发明的辊子间隙92的中心点和出料口12的中心点均位于所述进料管71的中轴线上，该种设置有利于下料管7在实施周期性出料的过程中，落入辊子间隙92的物料颗粒能均匀分布。需要指出的是，本案通过控制下料管7实施对物料颗粒分布的控制，在位于辊压机9上安装有用于检测辊子91两端的辊子间隙92的检测装置，该检测装置将辊子间隙92的实时检测信息上传至控制装置，控制装置根据辊缝偏差实时控制进料管71的自转和出料管73的旋转。一般的，可认为在辊子91上设置有检测探头101，同时该检测探头101电性连接有检测器10，通过所述的检测器10将实时检测信息进行上传。

本发明的核心在于通过控制进料管71的自转和出料管73的旋转，并根据不同重量的物料颗粒的抛洒距离不同，从而达到将不同粒径区间颗粒抛洒至所需位置的效果，并通过抛洒后位置不同的物料颗粒对辊缝间隙92的自我纠正。

如图1、图4、图5和图6所示，图1中，在位于仓体1的落料腔室11的底部形成有抛洒后动态堆积的物料颗粒群15，本领域技术人员可以理解为，在控制抛洒后，该物料颗粒群15中的细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14为均匀分布，即在落入辊子间隙92后便可实现无辊缝偏差的挤压效果，此时的辊压机9的挤压效果最佳。本发明需要解决的问题在于，所述的物料颗粒群15一旦失去细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14均匀分布的动态平衡，便会使得落入辊子间隙92的物料颗粒存在不均的挤压效果。为了起到良好的调节作用，便采用对辊子间隙92的实施监测并根据实施监测的结果动态调整下料管7的位置以及下料状态。如图6所示，当存在位于物料颗粒群15中的细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14分布不均的状态时，位于底层的P1层为不均层(包含初始的不均分布的细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14)，通过下料管7的调节，使得紧接着落在P1层上的P2层形成为调节层，该P2层中将粗径区间颗粒14通过下料管7调节，并使所述的粗径区间颗粒14位于最外侧，与之对应的该侧正下方变为辊子间隙92最小的一端，当该P2层的粗径区间颗粒14进入至辊子间隙92小的一端时，便可由于物料颗粒直径较大，从而起到辊子间隙92整体调节均衡的作用。在位于P2层的上方，通过下料管7的调节，使得该层中再次分布有均布细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14，所述的P3层此时为均匀层，当P2层中的粗径区间颗粒14完成了辊子间隙92的调节后，此时已平衡后的辊子间隙92再处理进入其内部的P3层物料颗粒，便可一致维持辊压机9的高效运转。

本发明中涉及到下料管7的多种下料调节方式，其目的在于实现对抛出的物料颗粒分别实现均匀抛洒、定向调节抛洒或周期性定向抛洒的作用，并示出了4种调节方式，需要指出的是，本实施例不限于仅此4种的抛洒调节方式。具体的为：

参见图7，图示中的出料管73与进料管71位于同一竖直轴线上，此时从下料管7中抛洒出的细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14均匀抛洒，即抛洒至物料颗粒群15的上方后可以均布分散，该种抛洒调节方式适用于P3均匀层的状态使用。

参见图8，图示中的进料管71沿其周向做周期性自转的同时，出料管73也做周期性的转动，于实作中，不限定进料管71的周期性自转的具体实施方式，仅满足其在周向转动时以固定转动频率或阶梯式转动频率或渐变式转动频率即可，与此同时的出料管73所做的周期性转动仅需满足在其转动范围内的同频率转动即可，上述的周期性自转，即可实现抛洒至物料颗粒群15的上方后所述的细径区间颗粒13和粗径区间颗粒14均布分散，该种抛洒调节方式适用于P3均匀层的状态使用。

参见图9，图示种的出料管73具有0°＜α≤90°的转动角度，该转动角度根据粗径区间颗粒14抛洒至物料颗粒群15最外侧的水平位置所决定，本领域技术人员即可理解为，由于物料颗粒群15存在动态变量，为了保证抛洒出的粗径区间颗粒位于物料颗粒群15的最外侧，所述的出料管73根据粗径区间颗粒14所能满足的最短抛洒距离抛洒至物料颗粒群15的最外侧，同时，所述的出料管73的指向需满足指向具有最小辊子间隙92端部的一侧，同时该出料管73与辊子间隙92的长度方向位于同一竖直平面上。为了实现出料管73的指向调整，通过转动进料管71实施出料管73的指向调节。上述的指向性抛洒即可实现粗径区间颗粒14的定点抛洒，从而起到调节辊子间隙92的作用，该种抛洒调节方式适用于P2调节层的状态使用。需要指出的是，在实施该种定点抛洒后再通过进料管71沿其周向做周期性自转、出料管73做周期性的转动的方式重新覆盖该P2调节层，使位于定点位置的粗径区间颗粒14以外的其余颗粒形成均布分散状态。

参见图10，图示中的出料管73具有0°＜α≤90°的转动角度，该转动角度根据粗径区间颗粒14抛洒至物料颗粒群15最外侧的水平位置所决定，同时进料管71沿其周向做周期性自转，于实作中，所述的粗径区间颗粒14在自转的作用下均匀分布至外圈部，而细径区间颗粒13分布至内圈部，通过该种方式即可满足在物料颗粒群15所在的水平面的直径方向上的对称分布，从而使得进入辊子间隙92中的物料颗粒也实现对称分布，该种抛洒调节方式适用于P3均匀层的状态使用。

进一步的，所述进料管71的一端设置在仓体1的顶部外侧，并于该顶部外侧连接有传动组件，在传动组件的驱动下带动进料管71转动，于实作中，该所述传动组件包括有电机2、链条3以及两个链轮，电机2的输出轴端装配有一个链轮，进料管71的外壁固接有一个链轮，所述的链条3齿合在两个链轮上便可完成装配。同时需要指出的是，该电机2电性连接控制装置，控制装置会根据辊子间隙92的偏差得出电机2需要带动进料管7的转动角度或转动周期，从而实现一部分的控制效果。

进一步的，所述下料管7还包括有安装在进料管71与出料管73之间的调节管件72，该调节管件72为柔性管，通过采用柔性管，即可实现出料管73的转动，从而保证了其在转动过程中不会与进料管71断开连接。于实作中，采用波纹管代替调节管件72使用，但不限于此。

于本发明中，还设置有调节组件8，所述的调节组件8用于调节出料管73的转动方向、角度和频率，具体的为：

所述调节组件包含支撑座81、气缸82和滑动组件，所述支撑座81固接在进料管71的外壁上，所述气缸82具有缸体和输出轴，缸体的底部铰接在支撑座上81上，所述滑动组件具有固接在出料管73上的轨道84以及滑动连接在所述轨道84上的滑块83，所述轨道84沿出料管73的长度方向设置，所述滑块83与气缸82的输出轴端部转动连接。需要指出的是，该种结构设置，可使得出料管73通过气缸82的伸缩实现在其竖直面上的角度调节。于实作中，该气缸82连接控制装置，控制装置会根据检测器10上传的辊子间隙92的偏差计算出气缸82需带动出料管73转动的角度以及周期，从而实现另一部分控制效果。

如图1所示，所述仓体1设置为锥形筒状结构，该锥形筒状结构包含有位于上部的竖直筒体结构以及与之密封连接并位于下部的倒锥形结构，其效果在于，由于下料管7采用的大多为周期性的转动，从而实现对物料颗粒的控制，采用的锥形筒状结构即可实现物料颗粒在下落后或位于物料颗粒群15中时，能够保证其最终落入辊子间隙92的统一对称性，即落入辊子间隙92时物料颗粒为均匀分布或呈由外至内的逐层的不同区间颗粒分布。

为了有效的提高下料管7的结构稳定性，保证其在自转过程中较为平稳，所述仓体1内安装有用于连接架5，该连接架5的外侧部固接在仓体1的内壁上，其中心部通过设置的轴承51空套于进料管71的外壁处。

另外，为了保证出料管73在实施抛洒的过程中能够更加平稳，同时可适用于出料管73以不同的角度抛洒，本实施例优选采用的出料管73为直管管件，本领域技术人员即可理解为，出料管73为直筒结构，并在抛出物料颗粒的出口部无任何阻挡。

该种均化稳流系统在通过辊压机9实施挤压后，会经过后续的设备将挤压后的颗粒再次处理，其中一部分较粗的颗粒会再次通过下料管7进入至均化稳流系统中，因此，于本实施例中，采用的下料管7的顶部安装有落料管4，该落料管4包括有与进料管71连通的第一落料口41和第二落料口42，其中，系统中的新物料通过第一落料口41进入至下料管7中，而经过后续设备处理的部分循环物料则通过第二落料口42重新进入至下料管7中，一般情况下，为了实施仓体1内的物料颗粒均匀分布，采用的进料管73一般情况均为周期性的自转状态，在自转状态下，新物料与循环物料会再次混合并最终抛洒出。

本发明采用的均化稳流系统采用了一种均化稳流系统的控制方法，包括以下步骤；

步骤一：识别相邻辊子两端的间距，并计算辊缝偏差，其中，一端辊缝间距设为S1，另一端辊缝间距设为S2，

辊缝偏差△S＝|S1-S2|；

步骤二：根据所述辊缝偏差△S，调节进料管转动角度或\和出料管转动角度，直至辊缝偏差△S在允许误差范围内；

步骤三：预设时间段后，再次检测辊缝偏差△S，

若该△S在允许误差范围内，所述下料管沿进料管转动方向呈周期性运动；

若该△S在超出允许误差范围内，重复步骤二。

进一步的，所述步骤二中包括有如下步骤：

步骤一：根据所述辊缝偏差△S，调节进料管转动角度或\和出料管转动角度；

步骤二：对比S1和S2，并使下料管内直径较大的物料颗粒抛洒至辊缝间隙小的一端上方边缘处，然后直至辊缝偏差△S在允许误差范围内。

进一步的，当0mm≤△S≤8mm时，所述下料管沿进料管转动方向呈周期性运动，该周期性运动包括有进料管自转周期性运动以及进料管自转和出料管转动的周期性运动；当8mm≤△S≤30mm，调节进料管自转角度或\和出料管转动角度，使出料管的管口部指向辊子间隙小的一侧，并将直径较大的物料颗粒抛洒至该侧向的最外侧。需要指出的是，本实施例并不限定于实作中△S的范围取值，此处仅适用于市面上常见的辊压机9应用，并起到解释说明的作用。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。