顆粒物料的自動上料系統(tǒng)設(shè)計

楊曉宇，李星海，曹磊

(內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)

在化工、塑料加工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，需要將顆粒物料加入到設(shè)備內(nèi)。目前的操作方式中部分工作由人工完成，勞動強度大、工作效率低，且操作者須接近設(shè)備，存在安全隱患；上料方式等機(jī)械操作以往采用斗式、螺旋、皮帶，存在占地面積大、設(shè)備用料浪費等缺陷，且設(shè)備運行過程中能耗大、噪音高，不符合節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的理念[1-5]。為解決上述問題，設(shè)計了一套自動上料系統(tǒng)，滿足了顆粒物料連續(xù)生產(chǎn)的工況需求。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低，采用垂直上料的方式使得設(shè)備占地面積小、自動化程度高、維護(hù)成本低、維修保養(yǎng)容易。

1 自動上料系統(tǒng)的設(shè)計及工作流程

自動上料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)由儲料箱、電氣控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輸送料管四部分構(gòu)成[6]。

圖1 自動上料系統(tǒng)示意

1)儲料箱。儲料箱設(shè)計一斜面，輸送料管位于儲料箱的底部，可使料箱中的顆粒物料埋沒在輸送料管的最下端。該儲料箱的側(cè)面安裝了空氣過濾控制閥、氣動電磁閥、空氣震動器和電氣控制器。氣流流向如圖1箭頭所示，空氣過濾控制閥接空氣壓縮機(jī)(或車間集中氣源)，既能為氣動系統(tǒng)提供清潔干燥的氣源，同時也能保證氣源壓力穩(wěn)定。氣動電磁閥入口接空氣過濾控制閥出口，氣動電磁閥的信號線接電氣控制器及物位計，氣動電磁閥的出口通過Y型三通分成2路，其中1路進(jìn)空氣震動器，1路進(jìn)輸送料管。空氣震動器用于震實儲料箱中的顆粒物料，有助于順利上料。

2)電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)包括物位計、電氣控制器、氣動電磁閥。物位計安裝于目標(biāo)設(shè)備的料斗或進(jìn)料裝置處，用于檢測目標(biāo)設(shè)備料斗中物料的物位，當(dāng)物位降到下限的時候，輸出信號去觸發(fā)氣動電磁閥使其打開，使氣流依次流經(jīng)氣動電磁閥、空氣震動器和輸送料管。當(dāng)設(shè)備料斗中的物位到達(dá)上限時，輸出信號去觸發(fā)氣動電磁閥使其關(guān)閉，停止上料。

3)動力系統(tǒng)。動力系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)(或車間集中氣源)、空氣震動器、空氣過濾控制閥。

4)輸送料管。輸送料管包括垂直段和弧形段，垂直段的頂部伸出料桶接弧形段，弧形段末端伸入到目標(biāo)設(shè)備的料斗中，并設(shè)有排氣裝置；垂直段和弧形段之間圓滑過渡，送料管的垂直段的各部件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 自動上料系統(tǒng)的垂直段結(jié)構(gòu)示意

輸送料管垂直段的最下端置于儲料箱的底部，支撐桿的作用是保證輸送料管最下端留有一定的空間，形成進(jìn)料空間。進(jìn)氣部件內(nèi)設(shè)單向通氣部件，兩端均設(shè)有凸緣管狀結(jié)構(gòu)，凸緣的最大外徑和進(jìn)氣口部件的內(nèi)徑恰好吻合，且上側(cè)凸緣上有若干通氣孔，使得進(jìn)氣部件和單向通氣部件的管組裝完成后，在兩者之間行成充氣空間。2只密封圈用于密封氣體，其中1只使氣流只往上走，另1只是防止漏氣，垂直段的中空部分形成供顆粒物料上料的通道。

進(jìn)氣口部件的進(jìn)氣孔接Y型三通出來的送氣管，通過密封設(shè)計使氣流只往上走，在進(jìn)氣口部件下方形成真空區(qū)，從而達(dá)到上料的目的。

2 結(jié)束語

該系統(tǒng)完成自動上料，節(jié)省了大量的人力、物力；解決了溢料或斷料的缺點；排除了安全隱患，降低了人工勞動強度，并已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，有效地提高了生產(chǎn)效率，取得了較好的效果。

雖然該設(shè)計系統(tǒng)目前僅用于單一物料上料，若現(xiàn)場有兩種或多種物料需要配置該系統(tǒng)，則用同樣的原理也可以實現(xiàn)，推廣應(yīng)用的前景十分廣闊[7-9]。