粉体物料动态计量设备浅析_杨瑞姣

2010年第

卷第期

3911[文章编号]1003-5729（2010）11-0037-02

1引言

受国家刺激消费的宏观经济影响，国家加大了对建材、化工、电力等行业的投资力度。建材、电力、煤炭等行业以其特有粉体原料、定量给料配料的生产方式，使其与计量行业特别是粉体物料动态计量有着密不可分的联系。近年来随着国外动态计量设备的引进、国内动态计量行业的发展以及现代测量技术与现代科学技术相互渗透，粉体物料动态计量技术也得到了很大发展。

2动态计量与粉体物料

目前国际上的称重计量方式一般分为静态计量和动态计量。在现代工业中静态计量的方式要求有一个专门的称重工序，使物料在处于静态的情况下进行称重。但是，对于大规模连续生产要求连续运行的工艺过程来说，固体物料的分批称重破坏了过程的连续性，这往往是不允许的，所以动态计量应运而生。

动态计量顾名思义就是在动态的输送过程中进行重量计量。一般分为动态称量和类似静态称量两种。是与现代电子传感器技术相结合的新型计量技术，可以在物料输送过程中将输送的传感器信号进行收集和处理，转换成物料的重量和累计重量数据。

动态计量可以适用于块状和粉体物料，在计

量行业粉体物料一般是指物料颗粒直径（也叫细度）不大于40目的物料。粉体物料的计量及输送有其显著的特殊性，主要表现在：1、通过研磨后的粉体物料与它在块状或散粒状态下的物理特性有着很大的不同。对于防爆、环保防尘方面都有较高要求；2、在生产中，粉体物料常是贮存在料仓或料库中，粉体物料在料仓中的贮存和卸出，都会导致粒子与粒子之间、粒子与仓壁材料之间的摩擦行为，从而构成力学现象。3、粉体物料作为初加工后的原材料，对于计量精度的要求更高；4、粉体物料的计量和输送过程易产生扬尘，尽可能在密闭环境下进行；5、粉体物料的计量和输送过程常常会有一定的压力。因此对于粉体物料需要选用合适的动态计量设备以及输送设备进行精确计量和安全输送。

3粉体物料计量设备简介

目前用于粉体物料动态计量的设备主要分为：常压动态计量设备和承压动态计量设备。其中常压动态计量设备主要以失重秤、螺旋计量秤和科里奥利秤为代表；承压动态计量主要以转子秤为代表。

3.1常压粉体动态计量设备3.1.1螺旋计量秤

螺旋计量秤（又叫螺旋绞刀）是一种传统的粉体物料动态计量设备，该螺旋计量秤一般有单

粉体物料动态计量设备浅析

河南丰博自动化有限公司

杨瑞姣

[摘要]现代建材、电力和煤炭行业的原材料主要以粉体物料形态为主。对于粉体

物料的精确计量输送直接影响到产品的配比和能源的利用率。本文针对粉状物料的主要特点，从使用工况是否耐压角度汇总了目前粉体物料计量输送的主要设备。对各设备的性能和特点进行对比介绍。对于不同工况下生产设备选型提供了一些参考。

[关键词]

粉体物料；动态计量；常压；承压[中图分类号]

TH715.1

[文献标识码]

B

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管单层和双管双层两种结构形式，单管单层同时完成计量和输送；双管双层结构，有上层完成稳流和输送，下层实现计量和输送。螺旋计量称因为采用叶轮输送，不能实现密封，所以不能承受较大压力，一般在常压环境使用较多。

螺旋计量秤的工作原理是：粉体物料由进料口经叶轮螺旋输送，电子称重装置上的称重传感器检测到物料的重量并产生以正比于称重载荷的电压信号。同时，测速传感器检测到螺旋输送机主轴的速度信号，重量信号与速度信号被控制器接收，经控制器运算后，得出瞬时流量和累计重量值。控制系统将实际流量信号和设定流量信号进行比较，通过PID 调节输出控制信号给变频器，动态调节喂料铰刀的速度，从而实现定量给料。

螺旋计量秤的最大特点是螺旋给料机的长度可由现场实际情况确定。可以实现粉体物料的动态计量，但是该控制方式和调节装置决定了稳料性能一般较差，往往导致调节时非线性；流态化较强的粉体物料可能出现调节失控现象。

3.1.2连续式失重喂料机

连续式失重喂料机简称失重秤。是一种利用单位时间内物料减少速率来计算物料流量的定量给料设备。该设备计量原理近似静态称重的方式，所以计量的精度较高，是对传统粉体动态计量设备的一次改进。而且结合现代电子控制技术的发展，对于失重秤的控制可以采用PLC+智能仪表控制，秤体的运行状态可以在仪表上实时显示。便于操作人员的操作和监控。

失重秤的最大特点是可以有效防止充料时物料冲击，保证储料仓内物料流动性。虽然对比传统的粉体物料动态计量设备，失重秤在结构、操作和性能方面都有了较大的改进，但是该测量模型一样建立于杠杆原理之上，都是建立在静力平衡的基础之上，其实际上只能测量物料流的载荷密度。在实际工业生产中，我们遇到的大多数的过程计量都是在物料运动过程中实现的。采用这种以静代动的测量方法虽然可以解决大多工业过程计量问题，但从根本上说它无法解决动摩擦、本机谐振及其他振动问题对于测量的影响。

3.1.3科里奥利秤科里奥利秤（简称科氏秤）应用了质点在均匀转动参照系中作相对运动时受到科里奥利力作用的力学原理，通过测量物料受到的科里奥利力的量值大小来获得物料的质量流量。该设备现在一般以系统形式配合出现。科氏秤系统包括预给料设备、动态计量设备、锁风输送设备和控制系统组成。

预给料设备主要包括螺旋闸门、钢性（或弹性）叶轮机给料机、管式螺旋给料机、稳流给料机等。作为系统的预给设备，保证物料均匀的料流输送，物料不会在仓内结拱，不会出现涌料现象，是后面粉体高精度动态计量的基础。计量设备采用科里奥利粉体流量计，计量原理不同于传统的溜槽式和冲击式流量计，也不同于失重秤，及皮带秤。所以该结构配套预给料和锁风输送能够保证稳定给料，精确计量和连续输送。

随着对科氏秤系统的不断完善，科氏秤系统的适用范围已经扩展到一些一定压力环境的环境下。3.2承压粉体动态计量设备

承压粉体计量设备以转子秤为代表。转子秤是采用重力计量的水平转子的操作原理。散状物料由转子直接从仓内卸出，带入称重区，计量后直接进入气力输送管路，然后由风机提供的输送空气输送到工艺过程中去。而且称量轴跨越物料卸出点，气力管道和转子的活络接头，这意味着它可以使压力波动造成的任何二次受力反应充分得到补偿，并使物料的计量结果不受影响。无论什么时候通过转子称重区的物料重量都由称重装置计量。物料重量及其所在的位置都储存在转子秤的电子系统内，也就是说，在物料卸出之前即已知道转子各部位的荷重情况。为了使预先确定的设定值和储存在存储器内的物料量相适应，在卸料点处要求的转子角速度也预先计算出来，并由转子驱动装置来完成。通过这种先期控制原理，转子秤可对任何波动给予校正，给出很高的精确度。由于每次称量所需的停顿时间很短，所以给人的感觉是此设备在连续工作，但是实际上它仍然是以类似静态称量的方式进行计量的，所以称量精度很高。目前被广泛应用于电力、煤炭、制药等高精度配料给料行业。

4结论

随着国外先进动态计量技术的引进以及国内计量设备技术的发展，对粉体物料的动态计量已

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