顆粒物料的自動上料系統設計

楊曉宇，李星海，曹磊

(內蒙古化工職業學院，內蒙古 呼和浩特 010070)

在化工、塑料加工等行業的生產過程中，需要將顆粒物料加入到設備內。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，且操作者須接近設備，存在安全隱患；上料方式等機械操作以往采用斗式、螺旋、皮帶，存在占地面積大、設備用料浪費等缺陷，且設備運行過程中能耗大、噪音高，不符合節能減排、低碳經濟的理念[1-5]。為解決上述問題，設計了一套自動上料系統，滿足了顆粒物料連續生產的工況需求。該系統結構緊湊、成本較低，采用垂直上料的方式使得設備占地面積小、自動化程度高、維護成本低、維修保養容易。

1 自動上料系統的設計及工作流程

自動上料系統結構如圖1所示，系統由儲料箱、電氣控制系統、動力系統、輸送料管四部分構成[6]。

圖1 自動上料系統示意

1)儲料箱。儲料箱設計一斜面，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(或車間集中氣源)，既能為氣動系統提供清潔干燥的氣源，同時也能保證氣源壓力穩定。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路進空氣震動器，1路進輸送料管?？諝庹饎悠饔糜谡饘崈α舷渲械念w粒物料，有助于順利上料。

2)電氣控制系統。電氣控制系統包括物位計、電氣控制器、氣動電磁閥。物位計安裝于目標設備的料斗或進料裝置處，用于檢測目標設備料斗中物料的物位，當物位降到下限的時候，輸出信號去觸發氣動電磁閥使其打開，使氣流依次流經氣動電磁閥、空氣震動器和輸送料管。當設備料斗中的物位到達上限時，輸出信號去觸發氣動電磁閥使其關閉，停止上料。

3)動力系統。動力系統包括空氣壓縮機(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設備的料斗中，并設有排氣裝置；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構如圖2所示。

圖2 自動上料系統的垂直段結構示意

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，形成進料空間。進氣部件內設單向通氣部件，兩端均設有凸緣管狀結構，凸緣的最大外徑和進氣口部件的內徑恰好吻合，且上側凸緣上有若干通氣孔，使得進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。

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

2 結束語

該系統完成自動上料，節省了大量的人力、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，并已經應用于生產實踐，有效地提高了生產效率，取得了較好的效果。

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