CN103010686B - 一种螺旋定量加料机的出料装置 - Google Patents

Abstract

一种螺旋定量加料机的出料装置，包括水平式螺旋输送器和旋转运动抑制装置，水平式螺旋输送器由输送管和螺旋轴组成，输送管分为输送管Ⅰ和输送管Ⅱ，螺旋轴的通过轴承Ⅰ和轴承Ⅱ固定安装在输送管内，螺旋轴在输送管Ⅰ内的轴段部分设有螺旋叶片，输送管Ⅰ上部开有进料口，输送管Ⅱ下部开有出料口；旋转运动抑制装置包括内环和外环，内环和外环之间沿圆周方向轴向均匀布置长挡板，长挡板分别与内环和外环固定连接，旋转运动抑制装置位于输送管Ⅰ与输送管Ⅱ中间，旋转运动抑制装置空套在螺旋轴上，旋转运动抑制装置通过外环分别与输送管Ⅰ与输送管Ⅱ固定连接，本发明能够使粉粒物料在螺旋加料器出料口稳定平移输送，大大改善粉粒物料的无序杂乱运动状态。

Description

一种螺旋定量加料机的出料装置

技术领域

本发明涉及一种螺旋定量加料机的出料装置，适用于粉粒物料螺旋加料的稳定出料，属于粉粒物料定量技术领域。

背景技术

粉粒物料在通过螺旋输送中，一方面随着螺杆转动，做旋转运动；另一方面随着螺旋叶片的移动，做平移运动。由于螺旋输送结构简单、工作可靠、造价低廉，对环境污染小等特点，在工农业定量生产中得到广泛应用。但是由于粉粒物料旋转运动程度不同，物料输送稳定性和快速性也不同，使得螺旋定量加料难以有效控制。

目前国内外对螺旋定量加料研究，主要是通过螺旋加料器结构创新设计来提高输送的稳定性。如2010年朱登杰在轻工机械杂志中提出，采用大、小两个螺旋给料器，通过对大、小螺旋给料器的启停控制实现定量加料。发明人2010年在专利“一种螺旋定量加料装置及稳定加料方法（申请号201010522365.2）”中提出，在输送管进料口加装稳定进料自动调节装置，从而实现颗粒的稳定均匀进入螺旋输送机以提高定量性能。此外发明人2011年在专利“基于智能Agent螺旋不连续定量加料方法及系统（申请号201110402790.2）”中提出，把螺旋加料装置及其测控系统看作Agent智能体，通过温度湿度传感器感知环境状态，通过转角转速传感器感知装置工作状态，借助执行器作用于螺旋加料装置工作状态，实现对螺旋不连续加料量的智能Agent控制。总之，目前对螺旋输送机出料部分研究不够。

对螺旋输送机出料部分研究发现， 螺旋叶片转到不同的位置时其存料空间不同，引起了物料自由滑落的情况也不同，同时物料有时受到挤压粘结成块下落，因此产生了加料的差异，最终导致了加料流量的不稳定、不均匀的现象。为此发明人指导研究生张建在2008年江苏大学的硕士学位论文“粉体定量加料器及应用研究”中，研究提出：给螺旋输送机加装分料装置和切料装置来实现粉粒物料的稳定输送。但是仍然存在以下不足：1，由于分料装置内环外径要高于内螺杆直径，从而在粉粒物料进入分料装置时形成向上的台阶，易造成物料在此处堵塞；2，由于螺旋终止端与分料装置在螺旋轴轴向方向上间距大，粉粒物料离开螺旋后在重力作用下向下运动，并不能保证物料均匀进入分料装置的各个分料空间；3，切料装置与内螺杆固定连接，其转速与内螺杆旋转速度一致，当内螺杆速度较高时，易造成切料装置金属线与粉粒物料的激烈碰撞，这样一方面激烈的碰撞易使分料装置损坏；另一方面碰撞易改变粉粒物料的运动方向，造成物料四处飞溅并不能均匀稳定下料，同时由于切料装置转速固定，不能根据下料量的多少而自动调节切割物料的速度，均匀下料效果不理想；4，内螺杆在电机安装端采用单边支撑，这种支撑如果输送距离稍长，很容易造成螺旋叶片与输送管、分料装置与输送管、内螺杆与分料装置内壁之间的碰撞和摩擦；5，分料装置所分封料空间过于密集，影响了物料的流动性，容易造成物料的堵塞，特别是对于易粘结、非干燥粉粒物料，更易堵塞。

发明内容

本发明针对目前粉粒物料螺旋加料器出料处理不足，提供一种螺旋定量加料机的出料装置，使粉粒物料能够在螺旋加料器出料口稳定平移输送，大大改善粉粒物料的无序杂乱运动状态。

本发明所述的技术方案是：一种螺旋定量加料机的出料装置，包括水平式螺旋输送器和旋转运动抑制装置，所述的水平式螺旋输送器主要由输送管和螺旋轴组成，所述输送管分为输送管Ⅰ和输送管Ⅱ两部分，所述螺旋轴的通过轴承Ⅰ和轴承Ⅱ固定安装在所述输送管内，所述螺旋轴在所述输送管Ⅰ内的轴段部分设有螺旋叶片，所述输送管Ⅰ上部开有进料口，所述输送管Ⅱ下部开有出料口；所述旋转运动抑制装置包括内环和外环，所述内环和所述外环之间沿圆周方向轴向均匀布置若干长挡板，所述长挡板分别与所述内环和所述外环固定连接，所述旋转运动抑制装置位于所述输送管Ⅰ与所述输送管Ⅱ中间，所述旋转运动抑制装置空套在所述螺旋轴上，所述旋转运动抑制装置通过所述外环分别与所述输送管Ⅰ与所述输送管Ⅱ固定连接。

进一步地，所述长挡板分别与所述内环和外环焊接连接，所述外环处于所述长挡板轴向正中位置。

进一步地，所述旋转运动抑制装置通过所述外环分别与所述输送管Ⅰ与所述输送管Ⅱ螺栓连接。

进一步地，所述输送管下端通过支架Ⅱ和支架Ⅰ固定在水平工作面上。

进一步地，所述内环的外径与所述螺旋轴3的内径大小一致。

更进一步地，在所述出料口正上方设有均匀下料处理装置，所述均匀下料处理装置包括套筒内环和切料叶片，所述切料叶片为带有弧度的薄切料叶片，所述切料叶片沿所述套筒内环的圆周方向均匀分布，所述套筒内环内设有轴承，所述均匀下料处理装置通过所述轴承实现绕所述螺旋轴自由转动。

进一步地，所述切料叶片的外径与所述输送管的内壁之间的距离为1mm，以避免发生干涉

更进一步地，所述螺旋轴的一端通过轴套与步进电机连接，另一端通过联轴器与转角传感器相连，所述步进电机与所述转角传感器分别与单片微机电连接，所述单片微机通过搜集转角传感器的电信号来实现对所述步进电机的控制。

本发明的一种螺旋定量加料机的出料装置及稳定出料方法，与一般的螺旋定量加料机比较，一方面通过设置旋转运动抑制装置，降低了输送过程中物料的旋转运动对加料稳定性的影响，另一方面，通过设置均匀下料处理装置，降低了物料结块对加料稳定性的影响，保证了物料稳定均匀下落，有利于螺旋定量加料机稳定工作，其可以广泛用于农业、工业、化工和食品加工行业的散装物料的定量配料和定量包装生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是螺旋定量加料机的示意图。

图2是物料旋转运动抑制装置机械结构示意图。

图3是物料均匀下料处理装置机械结构示意图。

图中，1步进电机、2轴套、3螺旋轴、4端盖、5轴承Ⅰ、6料仓、7进料口、8输送管Ⅰ、9旋转运动抑制装置、10均匀下料处理装置、11输送管Ⅱ、12套筒、13端盖、14端盖、15卡环、16轴承Ⅱ、17轴承、18出料口、19支架Ⅰ、20支架Ⅱ、21联轴器、22转角传感器、23单片微机、91外环、92长挡板、93内环、101套筒内环、102切料叶片。

具体实施方式

如图1所示，一种螺旋定量加料机的出料装置，包括水平式螺旋输送器和旋转运动抑制装置9，水平式螺旋输送器主要由带有叶片的螺旋轴3、输送管和进料口7组成，输送管分为输送管Ⅰ8与输送管Ⅱ11两部分，带有叶片的螺旋轴3对中安装在输送管内，输送管Ⅰ8上部开有一个圆形进料口7，进料口7与料仓6相连，输送管Ⅱ11下部开有一个矩形出料口18，，在输送管两端采用轴承Ⅰ5、轴承Ⅱ16配合以支撑螺旋轴3；轴承Ⅰ5、轴承Ⅱ16分别由左端盖4和右端盖13支撑定位；螺旋轴3两端分别从左端盖4、右端盖13中伸出，螺旋轴3左边伸出部分通过轴套2与步进电机1连接，螺旋轴3右边依次安装有旋转运动抑制装置9，均匀下料处理装置10，最后伸出右端盖13部分通过联轴器21与转角传感器22相连。

旋转运动抑制装置9安装在输送管Ⅰ8与输送管Ⅱ11中间，并通过螺栓将三者固定一起；输送管下端通过支架Ⅱ20和支架Ⅰ19固定在水平工作面上，均匀下料处理装置10通过一对轴承17安装在螺旋轴3上面，并通过套筒12、卡环15和端盖14轴向固定。步进电机1、转角传感器22通过电线与单片微机23相连。

如图2所示，为旋转运动抑制装置9机械结构示意图，其主要有内环93、挡板92和外环91组成。内环93上沿圆周方向均匀分布着轴向布置的6块薄挡板92，内环93与挡板92通过焊接连接。外环91处于长挡板92轴向正中位置，长挡板92与外环91也通过焊接连接，外环上均匀分布着六个螺栓孔。其安装关系是：旋转运动抑制装置9与输送管输送管Ⅰ8、输送管Ⅱ11通过外环91上的螺栓孔由螺栓固定连接为一体，形成带有物料选择运动抑制装置的输送管；内部通过内环93空套在螺旋轴3上面，互不干涉。

旋转运动抑制装置工作原理是：螺旋加料机工作时，由于旋转运动抑制装置空套在螺旋轴上，并与输送管Ⅰ与输送管Ⅱ固定连接，故相互之间不发生干涉现象；当物料通过螺旋叶片的推动到达旋转运动抑制装置时，首先由于旋转抑制装置左端面和螺旋终止端面相距很近，且内环外径与螺旋轴内径大小一致，可保证物料在6个均匀分布的长挡板的导向作用使物料平稳均匀进入分料器；而后旋转运动的物料遇到固定不动长挡板的作用旋转运动逐渐减弱并消失，只剩下沿轴线方向的稳定平移运动；当螺旋加料器暂停工作时，由于物料均匀分布在旋转运动抑制装置的长挡板上，处于底部的物料受到其上部物料的重力作用大大减小，同时由于物料的无序旋转运动情况得到消除，物料在出料口处的惯性下料和自由滑落现象大大减小，提高了出料的稳定性。

如图3所示，为均匀下料处理装置10机械结构示意图，其主要有套筒内环101和切料叶片102组成。套筒内环101上沿圆周方向均匀分布着6块一定弧度的薄切料叶片102，套筒内环101与切料叶片102通过焊接连接。其安装关系是：均匀下料处理装置10处于螺旋运动抑制装置9右边，出料口正上方位置；通过一对轴承17安装在螺旋轴3上面。轴承17内圈分别通过螺旋轴3上定位轴肩、套筒12和卡环15轴向定位，轴承17外圈分别通过内环101定位台阶和端盖14轴向定位；轴承17定位的同时也保证了均匀下料处理装置10的有效定位。切料叶片102外径与输送管内壁间有1mm的间隙，避免发生干涉。

均匀下料处理装置工作原理是：通过旋转运动抑制装置后的物料，以一定的速度撞击在均匀下料处理装置中均匀分布的叶片上；由于叶片可以自由旋转，在物料撞击力的作用下带动均匀下料处理装置绕螺旋轴旋转，当加料量较大时，其对于叶片的作用力也较大，叶片旋转加快保证了物料更快下落；同样当物比较少时，叶片旋转速度减缓，下落减缓；同时由于叶片对于粉粒物料的反作用力，一方面调节物料的运动方向一致，使物料从出料口均匀流出，另一方面使结块的物料松散开来，保证了出料稳定。

螺旋定量加料机的稳定出料方法的具体实现过程是：螺旋加料器工作时，单片微机23控制螺旋轴3以一定的转速旋转。物料从料仓6沿进料口7进入输送管8中，再经螺旋轴3上叶片的作用沿输送管8向出料口18方向运动。当物料到达旋转运动抑制装置9后，物料均匀进入旋转运动抑制装置9中6个长挡板形成的均匀料封空间，通过旋转运动抑制装置9处理的物料，只剩下稳定的平移运动向出料口18继续运动。当物料到达出料口18上方时，物料撞击上均匀下料处理装置10上的叶片，并带动叶片旋转，使物料稳定均匀下落。保证了装置加料流量的稳定性。当转角传感器22检测到螺旋轴转过的角度满足条件时，将信号传递给单片微机23，单片微机23再控制步进电机1暂停工作。同时根据加料量的不同自动调节对下落物料的处理速度，实现物料的均匀下落，提高定量加料性能。当螺旋加料器暂停工作时，由于旋转运动抑制装置9的作用，使物料在出料口处的惯性下料和自由滑落现象大大减小，进一步提高了加料装置加料稳定性的。

本发明所述的一种螺旋定量加料机的出料装置的优点如下。

1，物料从料仓沿进料口通过重力作用进入输送管，在螺旋叶片的作用下，当物料到达旋转运动抑制装置时，旋转的物料受到分料装置上轴向均匀分布的固定长挡板作用，旋转运动程度逐渐降低并消除，只剩下稳定有序的平移运动，继续向出料口运动。为了保证了物料颗粒均匀稳定进入旋转运动抑制装置而不发生堵塞现象，故将物料旋转运动抑制装置内环外径与螺旋轴内径大小一致，同时物料旋转运动抑制装置左端面与螺旋终止端间距小。一致的轴径使得粉粒物料在输送过程中前后输送空间大小一致，保证了物料不会因输送空间的突然变小而出现堵塞，输送稳定；同时间距小使得处于输送管上部的粉粒物料受重力作用下向下运动之前，就直接平滑进入螺旋运动抑制装置上部料封，避免了与下部物料“争抢”进入底部料封的情况，使粉粒物料均匀进入螺旋运动抑制装置各个料封空间，避免了堵塞现象的发生。

2，当螺旋加料机暂停工作时，旋转运动抑制装置中的薄挡板可以支撑处于出料口边缘的物料，大大降低了物料因重力对其周边物料颗粒的作用力，从而减小了物料的自由滑落和惯性落料情况。

3、通过旋转运动抑制装置后的物料，以一定的速度撞击在均匀下料处理装置中均匀分布的叶片上。由于叶片可以自由旋转，在物料撞击力的作用下带动切料装置绕螺旋轴旋转，旋转的叶片一方面调节粉粒物料运动方向一致，使物料从出料口均匀流出，另一方面使结块的物料松散开来，保证了螺旋加料机出料的稳定性。

Claims (7)

1.一种螺旋定量加料机的出料装置，其特征在于：包括水平式螺旋输送器和旋转运动抑制装置（9），所述的水平式螺旋输送器主要由输送管和螺旋轴（3）组成，所述输送管分为输送管Ⅰ（8）和输送管Ⅱ（11）两部分，所述螺旋轴（3）的通过轴承Ⅰ（5）和轴承Ⅱ（16）固定安装在所述输送管内，所述螺旋轴（3）在所述输送管Ⅰ（8）内的轴段部分设有螺旋叶片，所述输送管Ⅰ（8）上部开有进料口（7），所述输送管Ⅱ（11）下部开有出料口（18）；所述旋转运动抑制装置（9）包括内环（93）和外环（91），所述内环（93）和所述外环（91）之间沿圆周方向轴向均匀布置若干长挡板（92），所述长挡板（92）分别与所述内环（93）和所述外环（91）固定连接，所述旋转运动抑制装置（9）位于所述输送管Ⅰ（8）与所述输送管Ⅱ（11）中间，所述旋转运动抑制装置（9）空套在所述螺旋轴（3）上，所述旋转运动抑制装置（9）通过所述外环（91）分别与所述输送管Ⅰ（8）与所述输送管Ⅱ（11）固定连接，在所述出料口（18）正上方设有均匀下料处理装置（10），所述均匀下料处理装置（10）包括套筒内环（101）和切料叶片（102），所述切料叶片（102）为带有弧度的薄切料叶片，所述切料叶片（102）沿所述套筒内环（101）的圆周方向均匀分布，所述套筒内环（101）内设有轴承（17），所述均匀下料处理装置（10）整体通过所述轴承（17）实现绕所述螺旋轴（3）自由转动。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋定量加料机的出料装置，其特征在于：所述长挡板（92）分别与所述内环（93）和外环（91）焊接连接，所述外环（91）处于所述长挡板（92）轴向正中位置。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋定量加料机的出料装置，其特征在于：所述旋转运动抑制装置（9）通过所述外环（91）分别与所述输送管Ⅰ（8）与所述输送管Ⅱ（11）螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋定量加料机的出料装置，其特征在于：所述输送管下端通过支架Ⅱ（20）和支架Ⅰ（19）固定在水平工作面上。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋定量加料机的出料装置，其特征在于：所述内环（93）的外径与所述螺旋轴（3）的内径大小一致。

6.根据权利要求5所述的一种螺旋定量加料机的出料装置，其特征在于：所述切料叶片（102）的外径与所述输送管（3）的内壁之间的距离为1mm。

7.根据权利要求1或6所述的一种螺旋定量加料机的出料装置，其特征在于：所述螺旋轴（3）的一端通过轴套（2）与步进电机（1）连接，另一端通过联轴器（21）与转角传感器（22）相连，所述步进电机（1）与所述转角传感器（22）分别与单片微机（23）电连接，所述单片微机（23）通过搜集转角传感器（22）的电信号来实现对所述步进电机（1）的控制。