[發明專利]一種泥漿調理劑精準添加系統

有效

• 申請號: 202210143665.2
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN114455215B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 劉功勛;田久輝;劉若元;張晴波;方榮;洪國軍;程華強;鄭世華;江帥;鐘煌亮;梁鑫;王費新;尹紀富;馮光寶;劉奎龍;戴泓博
• 申請（專利權）人: 中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司;武漢市橋梁工程有限公司
• 主分類號: B65D88/70
• 分類號: B65D88/70;B65D88/66;B65G47/18;B65G33/14;B65G33/26;B65G53/16;B65G53/52;B65G53/36;B01F27/90;B01F35/71;B01F35/82
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種泥漿調理劑精準添加系統，其特征在于，包括：數據采集系統、遠程自動控制系統和執行系統；

所述執行系統具有破拱功能以確保泥漿調理劑精準添加，包括：給料裝置(3)、破拱裝置(2)和配套工作裝置；

所述配套工作裝置包括調理劑儲料裝置(1)、螺旋輸送機(6)、攪拌裝置(8)和泥漿輸送管(7)；螺旋輸送機(6)、泥漿輸送管(7)的輸出端連接于攪拌裝置(8)；

其中，所述調理劑儲料裝置(1)作為調理劑供源，其下方輸出端依次連接破拱裝置(2)和給料裝置(3)；

所述給料裝置通過螺旋輸送機(6)連接于攪拌裝置(8)，調理劑被送入攪拌裝置(8)內并與泥漿進行攪拌混合；

所述給料裝置(3)連接調理劑儲料裝置(1)、螺旋輸送機(6)起始端，所述破拱裝置(2)設置于給料裝置(3)底部，促使調理劑下料流暢，以確保泥漿調理劑精準添加；

所述遠程自動控制系統分別與數據采集系統和執行系統連接，根據數據采集系統提供的泥漿輸送管道內泥漿濃度及流量、調理劑用量數據，所述遠程自動控制系統用于協調和管理所述執行系統的工作，以確保泥漿調理劑精準添加；

所述的破拱裝置(2)包括承托板(202)、變頻電機(203)、第一減速器(204)、轉動軸(206)、條板(205)，其中：所述變頻電機安裝于承托板上，變頻電機連接于第一減速器(204)，第一減速器(204)帶動轉動軸，轉動軸上安裝條板；所述的條板置于料倉的倒三角錐型底部；所述變頻電機、第一減速器(204)和條板(205)分別與轉動軸的中心線在一條直線上并固定于承托板上；所述的條板(205)設計呈柵狀，垂直焊接于轉動軸上，各柵長度從中間往兩邊逐漸遞減，形狀與漏斗(104)底部相互契合；所述的條板(205)設置于調理劑儲料裝置(1)的漏斗(104)底部，設計呈柵狀，垂直焊接于驅動轉動軸上，各柵外輪廓形狀與漏斗(104)周向和底部接觸面相契合，即無死角、但不實際接觸；

調理劑調添加過程中，調理劑從所述調理劑儲料裝置(1)的料倉(102)中卸出時，由于顆粒間和顆粒與料倉內壁之間存在摩擦力和粘結力，導致在出料口處形成穹拱，稱為“一次橋拱”結構；在外部振動下促使顆粒間相互作用加強，在所述漏斗(104)出料口處由于調理劑的壓密效果，該結構的存在會導致調理劑結塊而引起下料不暢，從而影響給料的均勻性；所述破拱裝置(2)柵狀攪拌下，既不阻擋調理劑顆粒下流，又能無死角地擾動“一次橋拱”結構，同時能借外部振協助攪拌效果，而不是形成反作用；破拱裝置(2)可破除“一次橋拱”，使調理劑順利下落至給料裝置(3)內，以確保泥漿調理劑精準添加；同時也保障調理劑測量儀采集數據更為準確；

所述執行系統還包括高壓氣體噴吹裝置(5)，用于與破拱裝置(2)配合構成了破拱及高壓噴吹聯合裝備，進一步確保泥漿調理劑精準添加；所述高壓氣體噴吹裝置(5)包括空壓機(501)、噴嘴(507)，所述空壓機(501)制備高壓氣體；所述噴嘴有若干個，沿周向布置于調理劑儲料裝置(1)中漏斗(104)腰部，來自空壓機的高壓氣體由噴嘴噴射，與條板(205)工作相配合，消除調理劑出現橋拱結構，防止堵塞；所述高壓氣體噴吹裝置(5)還包括高壓氣體輸送管(502)、儲氣罐(503)、橡膠管(506)、氣壓調節電磁閥(504)，其中：所述的空壓機通過高壓氣體輸送管連接于儲氣罐，高壓氣體通過空壓機(501)制備，并通過高壓氣體輸送管(502)輸送至儲氣罐(503)內備用，在儲氣罐的出口端設置氣壓調節電磁閥(504)后連接橡膠管，接著橡膠管末端連接噴嘴；

給料過程中，由于調理劑顆粒間和顆粒與料倉內壁之間存在摩擦力和粘結力，以及由于調理劑儲料裝置(1)儲存了較多調理劑從而造成對調理劑的壓硬作用，破拱裝置(2)上方的料堆中央由此形成中間拱起的結構，稱為“二次橋拱”，該結構的存在同樣會導致調理劑結塊而引起下料不暢，影響給料的均勻性；

系統判定“二次橋拱”出現時，自動開啟氣壓調節電磁閥(504)，脈沖式高壓氣體通過橡膠管(506)輸送至噴嘴(507)處，對破拱裝置(2)上方出現的二次橋拱結構進行噴吹，迅速將其破除；

進一步地，沿周向布置于調理劑儲料裝置(1)漏斗(104)腰部的各個噴嘴(507)，噴嘴(507)朝上，與水平面呈15-60度夾角；所述的高壓氣體噴吹裝置(5)為脈沖式，消除調理劑出現橋拱結構，防止堵塞；

根據調理劑添加比例自動計算所需添加的調理劑用量m_c＝β·m_d，β為調理劑摻加百分比，給料裝置(3)將調理劑按設定量進行添加；

在調理劑添加過程中，通過料位計(1001)對儲料罐內各處位置料位實時動態測量，可編程邏輯控制器(901)調用程序，通過公式計算得到實際添加的調理劑用量，其中ρ_c為調理劑的堆積密度，ΔV(t)為t時刻的體積變化值；

遠程自動控制系統將上述計算得到的所需添加的調理劑用量m_c與調理劑實際添加量m'_c進行比對，通過變頻電動機遠程控制連接線(303)來控制變頻電動機(301)的轉速來調整給料機轉子葉輪(305)的轉動速度，確保各個時刻m'_c無限接近m_c，實現反饋控制；

調理劑添加過程中，為了避免給料系統上方出現一次橋拱，遠程自動控制子系統在給料裝置(3)運行時，同時開啟破拱裝置；

如果可編程邏輯控制器檢測到實測調理劑添加量未達到預期計算添加量，遠程自動控制子系統會自動報警，并自動啟動脈沖式高壓氣體噴吹裝置(5)，對破拱裝置上方的二次橋拱結構進行迅速、持續性的破除，以應對出現調理劑下料不暢情況；具體如下：

如果在Δt時間內出現m_c-m'_c≥X的情況，Δt可根據需要進行設定，X可根據給料精度進行設定，則遠程自動控制子系統(9)會自動報警，并自動開啟氣壓調節電磁閥(504)，脈沖式高壓氣體通過高強加筋橡膠管(506)輸送至噴嘴(507)處，對破拱裝置(2)上方出現的二次橋拱結構進行噴吹，迅速將其破除，電磁閥的開度根據m_c-m'_c差值自動進行調節；調理劑通過螺旋輸送機輸送到攪拌裝置，遠程自動控制系統會根據下料量的多少自動調整螺旋輸送機的轉速。