[發明專利]直落式多組份物料下料裝置及其控制器

有效

• 申請號: 201710895674.6
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107572016B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 鄒細勇;徐偉;陳亮
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: B65B1/32
• 分類號: B65B1/32;B65B1/10;B65B57/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了直落式多組份物料下料裝置及其控制器，所述下料裝置包括機架、多組下料倉和下料閥、計量斗、稱重模塊、落料閥、混料斗和控制器；在計量斗的上部有一個沙漏形分料器，在下料倉側壁上安裝有距離傳感器和攪拌器；混料斗內有料位傳感器和混料器。控制器基于當前和累積下料誤差，對下料閥進行迭代預測控制，各下料閥輪流下料，在混料斗中將物料混合均勻。本發明采用距離傳感器和攪拌器對下料倉內的物料堆積進行檢測和調節，保證落料形態穩定，又通過分料器來減小物料空中落差與沖擊量的變化，使得迭代預測更快收斂。與現有技術相比，本裝置在迭代學習過程中的落料能被有效利用，防止了物料的浪費，并且可應用于小批量快速配料。

技術領域

本發明涉及定量下料領域，具體涉及一種直落式多組份物料下料裝置及其控制器。

背景技術

在工農業制造和商品包裝中，有大量的粉粒物料，如鐵精礦、煤粉等煉鐵原料，聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、輕甲基纖維素、聚丙烯睛、環氧樹脂粉末涂料等化工原料，石英砂、水泥等建材原料，洗衣粉等日用化工產品，小米、大豆等谷物豆類農產品，或粉、渣、粒狀加工食品，飼料、化肥、農藥等農業生產物料，以及粉粒狀的保健品、中西藥劑、調味品等均需要自動定量包裝或者配料制造。

目前我國有很多企業仍然采用手工定量配料或者包裝，一方面勞動強度大，速率慢，經濟效益差；另一方面，食品、藥品等手工定量往往不能滿足衛生要求，有毒有害的物料，人工參與定量容易對人體造成傷害。因此對生產企業來說，急需提供價廉的具有較高速率和準確度的多組份自動定量下料設備或者裝置，滿足大量的物料定量包裝或者配料制造要求。

目前國內外粉粒物料自動定量下料裝置常用方法有兩種，容積式和稱重式。容積式定量依據物料容積進行計量充填或者投料，定量投料迅速，但定量物料質量受到物料密度變化而變化。如申請號為200920248298.2的中國專利考慮到快速下料時難以控制定量而通過先快后慢的方法來減小供料落差的影響，但其下料終值只能接近期望值，準確度不高。

稱重式定量依據物料質量進行計量充填或者投料，需要在下料過程中不斷稱重，根據稱重結果反饋控制下料量，由于稱重受到下料沖擊和空中滯后物料影響較大，下料速度和精度都面臨很多困難。為了補償空中物料對計量精度的干擾，很多方案采用提前關閉閥門的技術，如申請號為201410230888.8的中國專利將配料稱重過程劃分為三個階段，并在最后一個階段采用迭代學習控制方式來計算關閉提前控制量，但該方案僅能提高學習完成后的下料精度，在學習過程中的累積下料精度則無法保證。

發明內容

由于下料過程中的空中落料量受到輸送裝置關閉速度、下料口到秤斗料面間落差大小、物料下落形態流率等因素影響，提前關閉輸送裝置的時間難以通過離線實驗一次性確定。為此，本發明通過對下料裝置的下料倉和計量斗進行改進，減小物料的空中落差及形態變化，同時通過在迭代預測中將累積誤差作為被控量，從而實現高精度連續下料，并能適用于小批量快速配料下料。

本發明的技術解決方案是，提供一種以下結構的直落式多組份物料下料裝置，包括：機架、下料倉、下料閥、計量斗、稱重模塊、落料閥、混料斗和控制器；

所述下料閥位于下料倉的底部開口處，所述下料倉和下料閥為2～6組，

位于下料閥下方的所述計量斗，安裝在固定于機架的稱重模塊上，且其底部開口受落料閥控制；所述計量斗的上部有一個分料器；

所述混料斗位于落料閥下方，且其底部有一個推板；

所述控制器通過對各個下料閥的打開時間控制和對稱重模塊的傳感數據讀取，分別進行各組份物料的下料標定，對其下料的空中量進行迭代預測；并基于累積下料量與配方數據的對比對下料閥的關閉時間進行調節；控制器依次控制各下料閥動作，在完成一次配方量下料后，打開落料閥，然后在檢測到混料斗中的物料累積到設定值后，打開推板，將混合均勻的物料排出。