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粉体计量电子秤在化工粉体工程中的最新应用

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1  概述

我国加入 WTO 以后, 为提高我国化工产品的国际竞争能力。粉体物料计量的电子衡器及其称量系统在化工行业粉体工程中的应用尤显重要 。顾名思义 ,“粉体”既包括了粉状 颗粒状物料, 也涵盖了各类散装的块状物料 。如何对上述各种物料实现高准确度、 高速度以及高可靠性的计量,已成为我国化工行业粉体工程中亟待解决的问题 。现就此问题的最新应用, 并结合以工业衡器称量技术驰名世界的Yamato 衡器,在散状粉料自动称量灌包 、定量自动配料以及化工粉体物料的特性与供料装置的选择等方面的情况作一介绍

2  自动定量装料称量系统

自动定量装料秤( 俗名包装秤 , 下同) 的应用面甚广 。按被计量物料的形状, 可用于计量粉状 颗粒状、 不规则蓬松块状和条棒状物料; 就包装袋容量 ,有可称量小至数十克的小包装秤、近 100 kg 的中袋包装秤,直到 1 000 kg 的大袋包装秤; 从产品的秤斗结构分类 ,有单秤斗、双秤斗 4 秤斗 10 秤斗, 乃至32 秤斗组合而成的电脑智能组合包装秤 ; 按产品的动态包装速度 , 又有每分钟可包装 4 10 包、20包、 40 包、60 包和每分钟最多可包装 140 包的包装秤。目前, 我国自动定量装料秤产品的准确度等级已达到国际法制计量组织 OIML R61 检定规程中 X( 0. 2) 直至 X( 0. 1) 级的要求

为了进一步分析研究包装计量的物料特性, 工程师们在物料试验室中, 对各种物料的物理、化学特性以及加料机构进行了测试分析, 在物料包装动态试验室中对各种不同规格的包装秤按照 OIML 标准进行出厂前的试验考核 OIML R61 规定, 新生产的自动定量装料秤在投入运行前必须进行连续的实际物料动态试验 。为此 ,一种大型包装秤物料自动循环输送装置应运而生 ,为提高我国包装秤制造业出厂前的动态物料测试水平创造了条件

值得一提的是被誉为包装秤顶尖产品的多头电脑智能组合包装秤, 它以高速度( 60 140 /) 、高准确度[ X( 0. 1, 0 . 2) ] 与可计量粒度不均匀的物料而风靡全球。

山梨酸粉料的粒度小、黏性大,研制用于这种粉料的自动包装秤难度大。一种用于该粉料的 AD-WO 102R 1 千克/包的自动包 装秤, 应用了Yamato 最新开发的 FEC -700 型高速智能化称量仪表 , 其采样速度高达 500 / ; 螺旋加料采用了智能化无级伺服变频调速技术, 其包装准确度达到OIML R61 中的 X( 0 . 2)

一种基于翻板原理的振动式廉价粉料包装秤,其供料采用了多级振动方式 ,包装速度可达 40 / ,准确度可达OIML R61 中的 X( 0. 5) ,有极高的性能价格比。

另外, 目前一种以 Yamato 技术为代表的加料伺服控制技术已应用于化工包装称量行业 ,使得散状物料称量技术又迈上了一个新的台阶。现就采用Yamato 技术开发的 ADW -S1H01S 型自动定量装料秤的特点说明如下。

1)、该产品在螺旋进料机构中除了采用国内常规快 慢两段加料的方法外,又采用了无级伺服变频调速加料机构,其适用的包装物料范围更宽、 包装速度高,系统准确度高达 Ref( 0 . 1) X( 0. 2) 级。

2)、 根据国内目前化工行业粉体包装秤的使用现状,发现常规的夹袋装置由于长期使用或更换包装袋材料后夹紧力需经常调整, 因而该产品采用了国际上最新流行的鸭嘴颚板式夹袋机构, 比国内常规腰鼓形刹车带夹袋机械的夹紧力更稳定可靠, 长期使用无须调整, 更能适应不同的包装袋材料。

3)、根据国内目前化工行业粉体包装秤使用现状,发现不少包装秤计量斗闸门经常由于温度改变引起物料特性变化而堵料、结拱或物料卸不净等现象,还有用户反映单闸门开闭经常出现漏料的现象 。为此 ,该秤在计量斗出料闸门处采用了单、 双弧面双气缸结构 。此项与众不同的结构通过实践证明对解决上述问题是十分有效的

4)、 称量仪表具有配方存储功能, 当更换称量规格时 ,所有设定参数可自动调出。

5)、 为方便用户初始调秤, 系统具有手动卸料、手动松包功能。

6)、 具有与物料提升机联锁功能

该设备系统性能先进、功能完善、操作简单 、配置灵活、 稳定可靠、 称量准确度高、速度快,具有很高的性能价格比。

3  自动连续累计称量配料系统

自动连续累计秤是各种大宗散状物料通过胶带输送时的自动连续累计称重设备。该产品按承载器可分为包含部分输送机( 即称量传感器 承载器支承部分输送机) 和包含全部输送机( 即称量传感器 、承载器支承全部输送机) 两种 。按胶带速度则可分为单速电子皮带秤和变速电子皮带秤。目前, 国际上自动连续累计秤可分为以下三大类

第一类是单速、包含部分输送机的皮带秤 ,即我们通常所说的只有称量功能的通过式电子皮带秤 。此类皮带秤在国内使用最为广泛 ,主要应用在化工行业粉体工程对大宗散状物料的连续动态计量。

第二类是变速的包含部分输送机的电子皮带秤,亦即我们通常所称的兼具称量与定量功能的定量电子皮带秤( 亦称配料皮带秤 、定量给料秤等) 。此类电子皮带秤主要用在化工行业粉体工程中需要定量配料的散状物料的连续动态计量。例如在水泥生产线上对各种原料的配料称量 ,在磷复肥生产线上对硫酸铵、 尿素、氯化钾等原料的配料; 在合成洗涤剂生产线上对原料的定量配料, 等等

上述两类秤的主要区别是前者的物料瞬时输送量是变量,而后者的物料瞬时输送量可定量控制

第三类是包含输送机全部质量的电子皮带秤,是用于散状物料通过胶带输送、自动连续累计称量的小型设备。此类设备既可单速又可变频调速, 目前国内用得较少, 主要用在如橡胶轮胎生产线上为控制橡胶胎面厚度的连续动态计量等

目前国内以 Yamato 的自动连续累计秤产品最为典型。按被计量物料的控制方式,有第一类的 CS-EC8-U2 系列 CS -EC8- S2 系列电子皮带秤和第二类的 GM -BSC -S26 系列定量电子皮带秤。按秤的密封方式有 GM -BSC -S26 系列开放式定量给料秤与 GM -BSC22 -26 -10 系列 GM -BSC22-36-10 系列的耐压式计量给煤机 。还有第三类的 SCS -30/50TM 系列带式连续动态台面秤。

目前,国内的第一类通过式电子皮带秤产品 ,分为下置式 、悬浮式 CS -EC8 -U2 系列、上置式 CS-EC8- S2 系列等。根据用户需要按秤台结构又可分为单托辊与双托辊两种 ,其中单托辊的称量准确度可达到 OIML R50 中的 X( 1. 0) ,而双托辊与上置式、悬浮式的称量准确度可达到 OIML R50 中的X( 0. 5) 。目前国内用于物料输送量最大为6 000 t/h 系统的该种电子皮带秤已在上海宝钢原料码头投入运行。

目前国内的第二类变速电子皮带秤产品中的耐压式计量给煤机, 可分为进料口口径为 660 mm GM -BSC22 -26 -10 系列与进料口口径为 915mm GM -BSC22 -36 -10 系列两种, 这类电子皮带秤由于与处于压力状态的磨碎机相接 ,因此须全密封并内接压缩空气 。主要应用于电厂磨煤机前对原料煤进行定量连续动态计量, 以及用于水泥厂的回转窑前对原料进行定量连续动态计量 。现就第二类GM -BSC-S26 系列的定量电子皮带秤作一介绍。

该秤是 Yamato 2000 年开发的新一代智能化系列调速定量电子皮带配料秤产品, 除具有一般电子皮带秤功能外, 还增加了一套使给料速率恒定的装置与控制系统 。其实际给料速率与设定给料速率的差值由控制器控制胶带运行速度, 获得所需的给料量

该秤适用的输送量范围为 0. 2 1000t/h, 胶带宽度从 500 1 800mm , 变速器调速范围为 10 1,动态准确度等级可达到国际法制计量组织 OIML R50中的 X( 0. 5) ( 1. 0) 级。其主要功能和特点如下:

1 采用变频测速( VVVF 调速) ,与常规测速装置相比可大大提高可靠性与准确度 ;

2 具有故障诊断和超流量 断料报警功能 ;

3 具有 PIO 调速功能, 提高系统自适应控制能力;

4 具有检锤标定装置 ,方便日常检测;

5 可根据用户要求增加清扫链装置 ;

6 系统可采用微机控制, 实现一机多控, 系统各回路按计算机存储的配方进行自动配料 ;

7、具有与上位计算机联网、系统数据库管理等功能。

4  粉体物料特性与称量供料装置的关系

在化工粉体工程中 ,正确选用称量供料装置与粉体物料的特性有关 , 它将直接关系到称量设备的计量准确度。一旦选错了供料装置, 将无法保证称量设备的计量准确度。现将 Yamato 衡器对化工粉体物料的特性与供料装置的选用列于表 1
粉体计量系统

5  结束语

目前我国粉体物料计量的电子衡器及其称量系统在化工行业粉体工程中已得到越来越广泛地应用。遗憾的是不少生产厂和包装秤制造厂对于粉体物料的特性缺乏足够的重视, 也缺乏必要的试验和测试手段 。因此产品在高可靠性、高适用性、高准确度以及高速度计量方面缺乏竞争力 。物料特性的科学试验 产品结构标准的适用性、结构模块的优化 、控制微机网络化以及产品与 OIML 标准接轨是我国粉体物料计量的电子衡器及其称量系统产品的真正发展方向。我们坚信 , 随着世界经济一体化进程的加快 ,实现与国际先进工业技术的交流与合作 ,都为带动我国化工粉体工程中衡器产品技术的发展起着推波助澜的作用

 

作者简介: 陈日兴( 1946- ) , , 广东新会人, 高级工程师, 上海大和衡器有限公司技术部副部长, 现任中国衡器技术专家委员会委员、中国计量测试学会测力称重技术委员会委员、全国质量计量技术委员会委员、全国衡器标准化技术委员会委员, 享受政府特殊津贴。

( 收稿日期:2002-03-28)

 

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