一种新型散状固体物料动态计量装置的研究与设计

论文摘要

计量在科研、生产和经营活动中起着非常重要的作用,是国民经济的基础技术工作之一。工业生产中的散状固体物料,种类繁多,物理特性差别较大,在加工、储存、运输和配料时的计量,尤其在连续动态情况下的计量比较困难。目前,对散状固体物料的动态计量所采用电子皮带秤、核子秤和冲板流量计三种计量方式均存在一些不足,直接影响计量的准确度和稳定性。相对而言,冲板流量计具有抗冲击、过载能力强、抗粉尘、下料连续等优点,用其计量散状固体物料是很理想的选择。论文在现有的传统型冲板流量计的研制基础上,应用机械设计理论及测量技术的相关原理,从计量装置的整体设计和系统配套入手,进行研究和设计。首先,介绍了计量装置在工业化生产中的重要作用和国内外固体物料计量装置研究概况,分析了电子皮带秤、核子秤和冲板流量计的使用现状、计量原理及存在的问题,提出了本文研究的主要内容和研究方向。接着,对散状固体物料智能计量装置的设计理论进行了分析,比较了计量装置的基本数值换算原理、计量误差等关键因素,论述了冲板测量计的适用性、解决现有问题的关键技术和设计原理,提出了一种新型散状固体物料动态计量装置的设计方案。然后按照设计方案,对装置和性能参数两部分做了研发设计。通过秤架的结构分析,对影响计量精度较大的秤架结构进行了合理的创新设计,使物料的下落曲线形状更有利于测量,简化了原有装置复杂的秤架结构,减轻了整体结构重量,同时阐明了以新结构秤架为核心的整体装置所具有的明显技术优势。通过性能参数的设计,对称重传感器、变送器和积算仪等测量仪器的工作原理及适用工况进行了分析,确定了更加先进、更加可靠的测量仪表。最后,按照设计规范的要求,制作了实验样机,并根据校验原理及方法,设计了校验装置,模拟实际工况进行了静态校验、动态累计误差的校验和稳定度的校验并讨论了其稳定性。通过对校验所得的数据与某企业使用中的传统型设备相关数据的图表对比,本设计符合预期目标且性能优于同类设备,同时解决了现有散装固体物料在动态计量过程中普遍存在的计量精度不高、结构复杂、维修工作量大等问题。设计成果——新型散状固体物料动态计量装置是一种精度高、测量范围广、结构合理、过载能力强的计量设备。本新型的散状固体物料动态计量装置可广泛适用于煤矿、码头、电厂等连续动态散状固体物料计量,替代传统的电子皮带秤和核子秤,即使在不能使用皮带秤送料的条件下,如链板、刮板、螺旋等多种物料输送机和料仓出料口,也可选用该计量装置。该装置已由国家知识产权局于2008年通过为发明专利予以公开,即将获得发明专利授权。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的提出及研究意义
• 1.2 计量装置在工业化生产中的重要作用
• 1.3 国内外固体物料计量装置研究概况
• 1.3.1 电子皮带秤使用现状、计量原理及存在的问题
• 1.3.2 核子秤使用现状、计量原理及存在的问题
• 1.3.3 冲板流量计使用现状、计量原理及存在的问题
• 1.4 本文研究的主要内容和研究方向
• 1.5 本章小结
• 第二章 散状固体物料智能计量装置的理论分析与设计原理
• 2.1 三种常用固体物料计量装置理论分析
• 2.1.1 基本数值换算原理比较
• 2.1.2 测量误差分析与比较
• 2.1.3 设计方案的提出
• 2.2 冲板流量计的理论分析
• 2.2.1 冲板测量计的适用性
• 2.2.2 解决冲板式流量计现有问题的关键技术分析
• 2.3 冲板流量计的设计原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 新型冲板流量计式散状固体物料智能计量装置的设计
• 3.1 新型散状固体物料智能计量装置整体结构、工作原理及计算方法
• 3.2 新型散状固体物料智能计量装置设计
• 3.2.1 智能计量装置的结构设计
• 3.2.2 称重传感器
• 3.2.3 变送器
• 3.2.4 积算仪
• 3.3 新型散状固体物料智能计量装置的主要性能参数设计
• 3.3.1 新型散状固体物料智能计量装置整体性能指标
• 3.3.2 秤架的性能指标
• 3.3.3 称重传感器的性能指标
• 3.3.4 变送器的性能指标
• 3.3.5 积算仪的性能指标
• 3.4 本章小结
• 第四章 新型散状固体物料智能计量装置的实验
• 4.1 新型散状固体物料智能计量装置的实验装置的必要性
• 4.2 校验装置的校验原理及方法
• 4.3 校验装置的结构形式
• 4.4 校验装置设计
• 4.5 新型散状固体物料智能计量装置的标定
• 4.6 新型散状固体物料智能计量装置的校验
• 4.6.1 校验原理
• 4.6.2 静态校验
• 4.6.3 动态累计误差的校验
• 4.6.4 稳定度的校验
• 4.6.5 维护性
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文及科研情况说明
• 致谢