多管推進式塔爐進出料循環落料裝置改進

張杰

（金堆城鉬業股份有限公司金屬分公司，西安 710077）

1 多管推進式塔爐進出料循環系統簡介

多管推進式塔爐（以下簡稱多管爐）是2005 年引進的進口設備，主要用于鉬粉的二次還原生產中，爐管中的料舟進出、卸料、運輸、加料的循環由進出料循環系統完成。進出料循環系統由出料舟機構、翻轉倒料清舟機構、空料舟輸送步伐器、空料舟升降機構、落料機構、稱重加料機構、進料舟機構等組成。控制部分主要由空氣開關、中間繼電器、電源開關、電源指示燈、信號指示燈、位置傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電磁閥、變頻器、一次/二次電氣設備、PLC 控制器（西門子S7-400）、通訊模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、直流電源、ProfiBUS 總線和上位操作員站組成。

落料機構完成稱重加料機構上部周轉料倉的卸料工作，通過周轉料倉下部輸送到加料機構，它由料倉、錐形漏斗、電機、葉片及電氣控制單元組成，具有輸送速度可調、工作參數可選擇的功能。運行時，料倉閥門打開，料倉內物料靠自重落入錐形漏斗內，電機帶動葉片旋轉將物料輸送至加料機構中，輸送物料量達到設置值時，電機停轉，停止卸料。圖1為原落料機構結構示意圖。

圖1 原落料機構結構示意圖

2 落料機構存在的問題

（1）葉片磨損嚴重。電機帶動葉片在物料中旋轉，葉片磨損嚴重，更換葉片費時、費力，設備維護困難，影響生產正常運行。

（2）物料出現篷料、堆積。運行過程中，周轉料倉中物料落料時，物料出現篷料、堆積，導致電機空轉，加料機構箱體內無料可加。

3 解決方案

根據落料機構基本功能及相關機械結構，結合生產工藝基本要求，改造原落料結構和周轉料倉。

落料機構改為頂升落料機構（如圖2 所示），它由底座、稱重傳感器、落料基座、氣囊式頂升增力氣缸、鎖緊氣缸、增壓閥、儲氣罐、氣動振動器、真空吸盤氣動振動器等設備組成，取代原來的電機、葉片式落料機構。控制部分由鎖緊氣缸位置傳感器、氣囊式氣缸位置傳感器、控制電磁閥、稱重傳感器等組成。

改造后的周轉料倉倉口選裝錐形閥（如圖3 所示）取代原有的蝶閥。錐形閥由閥體、隔離環、密封氣囊［1］、彈簧、密封套、活動法蘭、梯形螺栓、扭轉鎖套、保護環組成。

圖2 改進后的落料機構結構示意圖

其各部件的動作過程為：（1）將裝有料的料倉裝在落料機構上。（2）將選擇開關1 旋在鎖倉位，鎖緊氣缸鎖住料倉，同時密封氣囊充氣密封，擺桿氣缸將料倉振動機構置于工作位置使真空吸盤緊貼料倉。（3）增壓閥給儲氣罐充氣到設置壓力，當周轉料倉下部的加料機構內物料低于最小設定值時，需要啟動落料裝置，先將選擇開關2 旋在落料位，然后給觸發信號，頂料機構開始工作，錐形漏斗小振動器振動，粉料徐徐流下落入加料機構箱體內，達到加料機構最大設定值。信號取消后，頂料氣缸停止加料，同時小振動器停振。頂料氣缸在加料中是按照頂起5s 和下落5s的周期運行加料，加料信號取消后，頂料氣缸立即下落。（4）如果料倉內原料下料不暢，將選擇開關3 旋在振動位，真空吸盤機構將吸住中轉倉壁，同時料倉振動機構啟動輔助下料，輔助下料結束后，將選擇開關3 旋在停振位，真空吸盤機構解除吸附和料倉振動機構停止。（5）如果通過稱重儀表發現料倉中原料用完后，將選擇開關1 旋在解鎖位，料倉解除栓鎖，同時密封氣囊解除密封，擺桿氣缸退回，可以將空倉換下，裝滿物料后重復以上操作。

圖3 錐形閥結構示意圖

4 參數的確定

4.1 周轉料倉錐閥閥體的尺寸

每個周轉料倉的裝料量為1.2t，為了保證物料下落量能夠滿足加料機構的要求，周轉料倉內的錐閥閥體和支撐密封罐體尺寸必須確定好。錐閥閥體的尺寸直接決定物料下落量和支撐密封罐體尺寸，如果尺寸不合適，錐閥閥體與料倉開啟間隙調整起來比較困難，物料下落量也難以控制。把錐閥閥體尺寸定為高h=380mm、直徑D=446mm，錐閥閥體開啟間隙易控制，從而較好地保證了物料下落量的要求。

4.2 氣囊式頂升增力氣缸和增壓閥、儲氣罐的選擇

頂升壓力的大小是一個非常關鍵的尺寸，它的大小決定了錐閥組件的開啟速度和高度，根據料倉內物料和錐閥閥體組件的重量，可以計算出頂升壓力的大小P=800kg，根據工作要求和條件限制，選擇無沖擊現象和無撞擊噪聲的帶緩沖的FESTO 氣囊式頂升增力氣缸［2］，型號EB-165-125，在工作壓力為P=0.075MPa，氣缸的推力F=3.5～9.8kN，再確定雙倍帶減壓閥的增壓閥型號DPA-100-10，輸入壓力P1=0.2～0.8MPa，輸出壓力P2=0.4～1MPa，確定儲氣罐的壓力P=1MPa。

4.3 氣囊式頂升增力氣缸頂升壓力和行程的調節

氣囊式頂升增力氣缸的頂升力大小，可通過調節系統供氣壓力和調節錐閥上的梯形螺紋螺栓而改變預緊壓縮彈簧的預緊力，在行程不變時，供氣壓力越大頂升力越大，根據所需頂升壓力調節系統供氣壓力；錐閥上的梯形螺紋螺栓的調節，可以改變預緊壓縮彈簧的預緊密封力，螺栓擰進越多、彈簧壓縮越多、錐閥的自然密封壓力越大;反之，彈簧擰出越多、彈簧壓縮越少、錐閥的自然密封壓力越小，可在工作現場調節到最佳狀態;氣囊式頂升增力氣缸的行程可通過行程限位螺栓進行調節，根據錐形閥開啟大小，調節限位螺栓，控制落料量。

5 結語

落料機構和周轉料倉改進后，解決了葉片磨損問題及料倉物料篷空堆積問題。

［1］張洪雁，曹壽德，王景鶴.高性能橡膠密封材料［M］.北京：化學工業出版社，2007.