利用氣力輸送系統設計智能投料機

摘要:為了快速、準確地將粒狀添加劑添加到瀝青拌和站在道路建設,智能饋線氣力輸送系統的設計方式,氣壓干擾下的精確測量是實現通過使用電子稱重裝置對風,和材料的快速吹實現通過使用壓縮空氣混合加速室結構。樣機試驗結果表明，智能給料機稱重誤差小于1%，吹制25kg物料的時間小于36s，可以滿足1000-5000攪拌站的要求。

為了提高瀝青的性能，需要粒狀摻合料，如粒狀纖維、抗車轍劑、瀝青改性劑、硬瀝青顆粒等。目前，瀝青混合料中外加劑的添加主要是基于人工輔助的半自動和自動加料設備。人工輔助的半自動喂料設備適用于小批量項目，但存在計量不準等問題。采用自動上料裝置是目前的發展趨勢。

可通過螺旋輸送、皮帶輸送、氣力輸送等系統實現自動送料功能。摻合料時被添加到混合站,因為混合站相對較高,結構復雜,難以安裝螺旋模式和皮帶輸送模式時使用,在氣力輸送系統只需要將管道連接到混合站,所以安裝快。

氣力輸送系統的給料設備在使用中會受到風力的影響，導致稱重不準確。在吹制過程中，摻合料在風的作用下可以加速，這對空料混合加速室的結構設計提出了嚴格的要求，因此在氣力輸送系統智能給料機的設計過程中必須解決上述問題。

基于氣力輸送系統,本文設計的智能饋線劑在瀝青拌和站外,并闡述了氣力輸送系統的設計的智能饋線詳細反風電子稱重裝置,旋轉給料器、風機、空氣混合物加速室、輸送管道和其他部分;最后，通過測試對樣機的整體性能進行了測試。

功能分析

智能加料器通過調整電動執行機構的邏輯，準確地稱量添加物料的質量，利用氣力輸送系統將添加物料輸送到攪拌站8-10m高的攪拌鍋中。具體功能包括:防風精密電子稱量、向攪拌釜吹送外加劑的氣力輸送系統、PLC邏輯控制、可視操作、元件稱重及工作時間的調整。

整機結構設計

根據功能分析，智能給料機采用PLC微電腦進行邏輯控制，通過Hm1交互操作界面進行參數設置，可以準確設置電子稱重質量，自動化程度高，給料時間準確，穩定，精度高，降低了現場操作人員的勞動強度。通過參數設置，可應用于1000-5000型間歇式瀝青混合設備，應用范圍廣，設計完整，安裝方便。

智能式給料機的工作過程如下:添加材料進倉,提升材料螺桿計量倉,準確地衡量材料的電子稱量裝置,將它們發送到空氣混合材料加速室通過給料機,將材料發送到混合喂養的筒倉站通過管道氣動力,得到喂養拌和站的信號,然后把它們放進混合罐完成喂食。

氣力輸送系統設計

稀相氣力輸送系統與濃相氣力輸送系統相比，氣速高，物料在輸送過程中容易因摩擦而磨損甚至斷裂;而稀相氣力輸送系統能耗大，所以該系統不被使用。密相氣力輸送系統包括密相靜壓和密相動壓兩種形式。材料的空氣靜壓氣力輸送系統的比例可達50多個最多和氣流速度的要求相對較低,一般5-10m / s,但缺點是輸送距離短,工作效率很低,而性能易于控制的材料特性。因此，不考慮密相靜壓氣力輸送系統的方式。綜上所述，選擇密相動壓氣力輸送系統作為智能瀝青混合料加料器的氣力輸送系統。

智能送料機的送風系統主要由反風電子稱量裝置、旋轉式送料機、鼓風機、混合氣加速室、輸送管道等組成。

防風電子稱重裝置

電子稱量裝置位于旋轉給料機上方，通過軟連接連接。工作過程如下:電子秤稱量物料的設定質量，然后將其送入下旋轉給料機;送料器將物料均勻送至空氣物料混合加速室;風機將物料吹入輸送管道。但在實際使用過程中，旋轉給料機的氣密性往往達不到要求。氣體隨著進料器的旋轉到達電子秤，推動電子秤，從而影響電子秤的實際稱量精度和計量倉內物料的下降速度。

摘要防空電子稱重裝置的結構如圖所示，由電子稱重傳感器、防空回風彎頭和導氣管組成。導氣管通過防風筒與回轉式給料閥連接，將回轉式給料閥內的氣壓引出，減少了氣壓對電子稱量裝置的干擾，提高了稱量精度，增加了稱量的穩定性。

旋轉給料器

旋轉式給料機由殼體、葉輪、主軸、端蓋等組成，適用于粉狀、粒狀物料的出料或給料系統。旋轉式給料機是除塵設備的鎖氣放料裝置，密閉輸送系統的鎖氣送料裝置，防止空氣竄流，定量均勻給料

根據瀝青混合料摻合料的材料特性和智能加料器的安裝尺寸，確定了旋轉加料器的技術參數。

風機是氣力輸送系統的動力源。風機的性能影響著系統的整體風量和對不同材料的適應性。離心風機和高壓風機廣泛應用于氣力輸送系統。離心式風機具有風量大、風壓低的特點，主要用于吹除添加的密度小、體積大的物料。但對于密度較大的物料，離心風機容易堵塞輸送管道。管道必須整體拆除后才能重新使用，這是不容易維修和維護的。與離心風機相比，高壓風機的壓力高出10倍以上，但風量小，風速低。依靠大壓力將物料推出，適用于物料密度大的系統。另外，高壓風機整體尺寸小，運行噪音低，維護簡單，適合工程應用。

根據瀝青混合料的材料特性和送風系統的技術要求，選用高壓風機。

所述氣料混合加速室包括導料下料口、混合室、收縮噴嘴、法蘭板、光滑出料口等。進氣管通過法蘭與混合室連接，插入到混合室底部進料口下端，下端為縮口;空氣混合室也是一種收縮結構，其出口通過收縮減小而變為輸送管道內徑。為了方便調節噴嘴進入混合室的長度，將噴嘴與法蘭板用螺紋連接。另外，噴嘴直徑可以通過改變噴嘴來調節，使氣力輸送系統在吹制時可以快速調整物料，從而達到最佳的吹制效果。

 輸送線

對于密相氣力輸送系統，物料在管道中的吹入是物料螺栓和氣體螺栓兩種不同的狀態。材料螺栓由管道內的靜壓驅動，阻力主要由材料與管壁的摩擦產生。因此，管道的材質和粗糙度對氣力輸送系統有很大的影響。不同的管道材料對輸送系統能耗的影響不同，因此有必要根據材料對輸送壓力損失的影響，選擇適合系統的輸送管道。研究表明，隨著物料摩擦因數的增加，摩擦阻力相應增大，系統所需輸送壓力越高，輸送過程中管道磨損和能耗損失越大，在相同條件下輸送距離將受到限制。

分析表明，超高分子量PVC管材的摩擦因數小，能有效地降低摩擦阻力引起的壓力損失和輸送過程中的能量損失。另外，超高分子量PVC管材的磨損率最小，其耐磨性好，便于管道的長期使用。因此，最終采用超高分子量聚乙烯（uhmwpe）作為133mm智能給料機密相氣力輸送系統的輸送管道。

控制系統

制備系統（含料倉、喂料螺桿）、計量袋、稱重傳感器、氣力輸送系統（含喂料氣動蝶閥、喂料機、高壓風機、管道）、喂料系統（含澆鑄室）、喂料機，上料氣動蝶閥）和自動控制系統（包括PLC控制器、觸摸屏人機界面、數字稱重變送器、變頻器）四部分。

自動控制系統以PLC控制為核心，控制系統的整體邏輯。PLC控制器與人機交互界面通訊，可設定各智能喂料機的喂料質量、氣動蝶閥開啟時間等參數，觀察喂料機的運行情況。智能送料機參數設定后，由PLC根據參數控制送料螺桿、高壓風機啟停、氣動蝶閥開關、電子秤稱重數據和系統運行狀態。PLC控制器通過MODBUS協議與抗風電子稱重裝置相連，通過對物料進行實時稱重，調整送料螺桿的工作頻率，實現物料的精確稱重。

原型試驗

智能上料機根據實際使用環境確定樣機試驗方案，搭建試驗平臺，將線高參考攪拌罐的高度設定為8米，分別使用樣機瓦夫10、15、20、25公斤的物料，保證物料質量，通過交互式觸摸屏設置測試單個晶片材料質量和晶片時間，采用多重平均法確定平均質量和平均晶片時間，確定樣機電子稱重精度和晶片效果。

根據吹煉質量和實際稱量質量，吹煉誤差小于1%，滿足設計要求。

吹氣時間表示為多次算術平均值的四舍五入。據了解，25KG物料的吹制時間為36s，滿足1000-5000個攪拌站1分鐘的實際攪拌周期要求。

結論

本文采用氣力輸送系統設計了一種智能加料機，可滿足瀝青拌和站摻加顆粒外加劑的要求。首先，通過功能分析完成了該機的設計，確定了物料輸送、精確稱重、PLC智能控制和HM1可視化交互等功能。并對智能送料機氣力輸送系統進行了詳細的設計，用回風方式減少風的干擾，實現了添加劑的精確計量，壓縮式空氣混合加速室結構設計，實現了物料的快速飄移，采用了PLC邏輯控制方法實現了喂料機的智能化工作，實現了與攪拌站的聯動工作，根據設計要求是旋轉喂料機、風機、傳輸線等主要部件的參數；結果表明，智能喂料機的稱重誤差小于1%，且時間短吹25KG物料