[發(fā)明專利]散狀物料高精度皮帶稱重陣列系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710025317.0
• 申請日: 2007-07-23
• 公開（公告）號: CN101113923A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁延強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京三埃測控有限公司
• 主分類號: G01G11/00
• 分類號: G01G11/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 何朝旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種稱重設(shè)施，尤其是一種計量輸送過程中散狀物料重量的皮帶稱重陣列系統(tǒng)，屬于計量稱重裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

皮帶秤是最常用的計量輸送過程中散狀物料重量的設(shè)施，目前對皮帶運輸?shù)纳钗锪线M(jìn)行連續(xù)計量98％都使用重力檢測原理的皮帶秤來完成。本專利申請人在長期實踐研究中，將與皮帶秤相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)歸納如下：

1.皮帶秤使用現(xiàn)狀

皮帶秤用于計量所通過的物料重量，通常在運輸皮帶機(jī)的某位置段上安裝秤重平臺，其運輸機(jī)架及托輥都是原運輸機(jī)所有，稱重平臺之后配套加入。

皮帶秤共同的特點是物料在皮帶之上，稱重平臺在皮帶之下，皮帶夾在物料與稱重平臺之間，因而皮帶的狀態(tài)對計量精度產(chǎn)生較大影響。由于皮帶狀態(tài)等因素影響致使精度不穩(wěn)定，無法用于貿(mào)易結(jié)算，因此迄今為止，大量的散狀物料貿(mào)易計量只能采用古老的測吃水線(水運)方法或采用成本極高的汽車秤方法，急需高精度的皮帶稱重設(shè)施。

2.現(xiàn)有常見皮帶秤的結(jié)構(gòu)型式與優(yōu)缺點如下：

A.多托輥雙杠桿皮帶秤(參見圖1)

這種結(jié)構(gòu)的皮帶秤稱重單元由兩組相向布置的杠桿組成。每組杠桿由支點1(常見方式有軸承、橡膠軸承、刀口、簧片支點等)、秤框2(多用槽鋼、C型鋼構(gòu)成)、稱重托輥3(通常有兩組、四組之分)、稱重傳感器1組成。主要優(yōu)點是兩組相向布置的杠桿可將皮帶運行時作用于秤框上的水平方向力轉(zhuǎn)換成大小相等方向相反的旋轉(zhuǎn)力矩，從而抵消水平力的影響。其主要缺點是結(jié)構(gòu)笨重，通常重量為400-800Kg；支點會產(chǎn)生附加誤差；支點容易因鋼結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生移位，使穩(wěn)定性變劣；稱量范圍短(僅限于二或四組托輥范圍)。

B.全懸浮多托輥皮帶秤(參見圖2)

這種結(jié)構(gòu)的皮帶秤稱重單元由三或四只傳感器1將一稱重平臺托起，平臺上安裝二到四組稱重托輥3。其優(yōu)點是消除了機(jī)械鉸鏈支點產(chǎn)生的誤差，結(jié)構(gòu)相對簡單，穩(wěn)定性有所提高。其缺點是傳感器用量增大；四只傳感器參數(shù)配對要求高(如參數(shù)不配，在物料偏載時會產(chǎn)生誤差)；四只傳感器支承基礎(chǔ)鋼構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致各傳感器相互干涉，故傳感器與秤架連接需要采用軸向和橫向鉸鏈5、6構(gòu)成的懸掛鉸鏈；秤架鋼構(gòu)較重(總重為200-500Kg)；稱量段不長(增加長度后，結(jié)構(gòu)重量猛增)。

C.單輥懸浮式

這種結(jié)構(gòu)的皮帶秤稱重單元用兩只傳感器支承一只托輥。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單重量輕，沒有機(jī)械鉸鏈支點帶來的問題，缺點是傳感器配置不經(jīng)濟(jì)(兩只傳感器僅一組稱重輥)；傳感器參數(shù)配對要求高；傳感器支點變化時會相互干涉故需采用具有一定柔性的連接方式；多組串聯(lián)系統(tǒng)太龐大。

以上三種為最為普遍使用的方式，其它方式都是在此原理上的變化，優(yōu)缺點基本相同。

總之，現(xiàn)有皮帶秤結(jié)構(gòu)由于存在影響計量精度及其穩(wěn)定性的因素，因此均無法滿足貿(mào)易結(jié)算的計量要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，通過對影響皮帶秤計量精度及穩(wěn)定性因素的理論研究，提出一種計量精度高、性能穩(wěn)定、并且結(jié)構(gòu)簡單的散狀物料高精度皮帶稱重陣列系統(tǒng)，從而切實滿足貿(mào)易結(jié)算的計量要求。

為了解決以上技術(shù)問題，申請人對造成皮帶秤誤差的主要原因進(jìn)行了全面分析，歸納出皮帶秤的誤差主要來自如下三個方面：

A.稱重傳感器及計算機(jī)儀表

由于傳感器儀表技術(shù)的發(fā)展，誤差已很小，在皮帶秤的允許誤差中只占5％-10％，基本可以忽略。一個稱重單元采用多傳感器時，參數(shù)不匹配會使物料偏載時發(fā)生誤差。

B.秤架產(chǎn)生的誤差

秤架結(jié)構(gòu)與計量誤差有很大關(guān)系。由于秤架多為鋼結(jié)構(gòu)件，因焊接應(yīng)力及支承機(jī)架本身的變形都會使秤架受力狀態(tài)發(fā)生變化，造成各鉸鏈支點間的相互干涉，最終使稱重結(jié)果產(chǎn)生誤差。這是皮帶秤長期穩(wěn)定性不好的重要原因。

C.皮帶張力的影響

皮帶張力是皮帶機(jī)為拉動皮帶運行時所產(chǎn)生的，這種力的大小隨著物料的多少而改變，這也是皮帶秤誤差的主要來源。

對此，可以簡化如圖3所示，其中3’是固定托輥，1是傳感器，3是稱重托輥，7是皮帶，8是物料，其力學(xué)分析如圖4所示，圖中Fw為物料重力，F(xiàn)_C為傳感器所受物料重力，F(xiàn)_P為皮帶張力，α為因重力作用稱重托輥下沉造成的皮帶張力與水平方向的夾角。顯然有以下公式：

Fw-Fc＝2F_P×sinα