一种物料自动称量装置、其应用及物料自动称量方法

摘要

本发明属于炼胶技术领域，尤其涉及一种物料自动称量装置、其应用及物料自动称量方法。其包括进料装置、称量装置及电气控制系统，进料装置包括快速给料装置、送料板、挡料板、筛板、振动给料器，称量装置包括称量钢架、称重传感器、称量斗、排料密封罩、料斗门组件和接料桶，能够快速准确的按配方重量自动完成橡胶块的称量并自动排放到备好的料桶中，同时整个称量过程均有可靠的密封和除尘方案。

说明书

技术领域

本发明属于炼胶技术领域，尤其涉及一种物料自动称量装置、其应用及 物料自动称量方法。

背景技术

在炼胶过程中，将生胶大胶块切割成碎块后进行密炼可有效降低能耗， 大幅节约能源；将多个批次的天然胶切碎后进行混合拌匀，然后投入混炼， 可有效提升混炼胶的性能稳定性，提高橡胶产品的质量。

目前比较高效的生胶破碎方式是采用生胶破碎机，每小时碎胶量可达8 吨，可将标准生胶破碎成平均60～100克的橡胶块，但也有相当比例(超过 10％)的橡胶块重量超过200克。同时为防止破碎后的橡胶块沾粘在一起， 破碎过程中需加入一定比例的白炭黑作为隔离剂。

传统密炼工艺是靠人工或借助一些自动工具将标准生胶块搬运到密炼 机前的称量皮带上，为达配方要求还需人工切胶进行配重。采用生胶破碎工 艺后，也基本沿用了传统密炼工艺的操作模式，即将破碎后的橡胶块通过人 工或皮带输送至密炼机前，通过人工控制投入称量皮带的胶料重量来完成配 料。

由于人为因素多，称量精度的稳定性得不到保证，同时由于隔离剂的问 题，需要有可靠的除尘系统，否则现场环境将恶化，威胁操作人员健康。因 为每个机台都需要有上述的胶料输送装置或存储装置、皮带秤、除尘装置等， 现场会比较拥挤，设备布局困难。

为解决上述问题，可采用一种新的配料工艺，即在密炼车间之外根据生 产计划和配方要求通过计算机控制系统自动完成胶料的称量和配料，然后通 过物流系统送至各个密炼机台进行重量校验和投料操作。该工艺流程在申请 号为201110148674.2的发明专利中已有类似的描述，不再累述。要实现上述 工艺，一个关键的问题是橡胶的自动称量，要满足密炼机3分钟左右一车的 生产节拍，称量速度一定要快；要满足工艺配方要求，称量精度一定要够高， 对于经常有橡胶块重量超过200克的胶料，要使称量精度控制在±200克， 甚至更高，是很难实现的，同时还需综合考虑除尘等问题。包括上述专利在 内的现有技术均没有成熟的橡胶块自动称量解决方案。

发明内容

为解决现有技术的不足本发明提供了一种物料自动称量装置，能够快速 准确的按配方重量自动完成物料的称量并自动排放到备好的料桶中，同时整 个称量过程均有可靠的密封和除尘方案。

一种物料自动称量装置，包括进料装置，称量装置及电气控制系统，所 述进料装置包括快速给料装置和设置在防尘室内的、送料板、挡料板、筛板、 振动给料器，所述快速给料装置的入料端设置于所述防尘室外，所述快速给 料装置的出料端设置在所述防尘室的室内或室外的上部，在所述快速给料装 置的出料端的下方设置有所述称量装置，在所述快速给料装置的出料端的下 前方设置有向所述称量装置投料的所述振动给料器。

在所述快速给料装置的出料端的下方设置有所述送料板，在所述送料板 靠近所述快速给料装置的出料端的一端设置有可驱动所述送料板轴转动的 送料板驱动机构，在所述振动给料器的上方设置有所述筛板，在所述筛板远 离所述振动给料器的一端设置可驱动所述筛板轴转动的筛板驱动机构，在所 述送料板和所述筛板之间的上方设置有所述挡料板，在所述挡料板远离所述 送料板驱动机构和所述筛板驱动机构的一端设置有可驱动所述挡料板转轴 动的挡料板驱动机构。

所述物料自动称量装置还包括电气控制系统，所述电气控制系统连接所 述快速给料装置、所述振动给料器、所述送料板驱动机构、所述筛板驱动机 构及所述挡料板驱动机构，由所述电气控制系统执行的称量过程包括下列步 骤：

S20、控制所述送料板转向所述快速给料装置的一侧以让出进料空间， 控制所述挡料板转向所述快速给料装置以防止进料落入所述振动给料器，然 后启动所述快速给料装置向所述称量装置投料；

S30、在所述快速给料装置向所述称量装置投料至需要量的给定比例后， 控制所述送料板转动至能够将胶料导向所述振动给料器，控制所述挡料板转 向所述振动给料器一侧以让出进料空间，控制所述筛板转向所述快速给料装 置的一侧，同时，控制所述快速给料装置驱动机构延时停机；

S40、启动所述振动给料器向所述称量装置补充进料，在补充进料至需 要量后控制所述振动给料器停机。

在以上方案中，所述快速给料装置通过进料口接受胶料向前输送投入称 量装置，待胶料重量达到所述电气控制系统设定重量的一定比例后，所述送 料板将所述快速给料装置送来的胶料导入所述振动给料器，所述快速给料装 置延时停止，所述振动给料器通过振动向所述称量装置补充胶料，直至设定 重量后停止。所述挡料板防止过多胶料进入振动给料器，所述筛板限制过大 胶料进入振动给料器。

所述送料板、挡料板和筛板均的驱动机构均可使其旋转一定角度。所述 筛板在所述送料板向振动给料器送料时转向所述进料皮带一侧时，只允许尺 寸小于筛孔的胶料进入振动给料器，保证称量精度。所述筛板可根据称量精 度要求的变化进行更换，精度要求越高，筛板筛孔越小，进入振荡给料器中 的胶块相应变小，称量精度越高。

优选的，在所述称量装置的正上方的所述防尘室的顶板上设置有吸尘口， 在称量和排料的全过程中一直吸尘，防止外部出现扬尘。

优选的，在所述电气控制系统执行步骤S20时，所述电气控制系统还控 制所述筛板转向所述振动给料器，同时启动所述振动给料器以清空所述筛板 和所述振动给料器上的胶料，可防止筛板上的筛孔堵住以及振动给料器中胶 料累积，来保证每次称量的准确性。所述筛板运动至与振动给料器接触时， 可通过振动给料器的震动，将筛板网眼中的残留物料震落。

优选的，在所述步骤S30中，所述快速给料装置向所述称量装置投料至 需要量的给定比例为1％～99％，在所述步骤S40中，所述振动给料器向所 述称量装置补充进料的量为剩下的1％～99％。

在以上方案中，所述快速给料装置向所述称量斗送料可称为快称，所述 振动给料器向所述称量斗送料可称为慢称，所述快称重量一般为设定重量的 90％～95％，根据设定重量大小进行微调。

具体的，所述称量装置包括称量钢架、称重传感器、称量斗、排料密封 罩和接料桶，所述称重传感器固定在所述称量钢架的水平段上，在所述称重 传感器上固定有所述称量斗，所述称量斗具有上下开口的中空斗状结构，在 所述称量斗的下开口端处设置有料斗门组件，在所述称量斗的下方设置所述 接料桶，在所述称量钢架上还设置有用于在所述称量斗和所述接料桶之间建 立排料密封通道的所述排料密封罩，其中，所述料斗门组件包括两扇对开的 铲形门，且所述铲形门分别设置有铲形门驱动机构，所述排料密封罩包括伸 缩罩和驱动所述伸缩罩开关的罩体驱动机构；

所述电气控制系统还连接所述称重传感器、所述铲形门驱动机构和所述 罩体驱动机构，由所述电气控制系统执行的称量过程还包括下列步骤：

在执行步骤S20前的步骤S10、控制所述料斗门组件的两扇铲形门闭合；

在步骤S10到步骤S40的执行过程中的任意时间段内，控制所述排料密 封罩关闭以建立所述的排料密封通道；

在执行步骤S40之后的步骤S50、经由所述称重传感器监测到所述称量 斗内称量的进料达到需要值后，控制所述料斗门组件的所两扇对开的所述铲 形门打开向所述接料桶排料，经由所述称重传感器监测到所述称量斗内胶料 排空后，控制所述料斗门组件的所两扇对开的所述铲形门关闭。

在以上方案中，在称量完成并且称量斗下方接料料桶就位后所述电气控 制系统根据需要发出排料信号，所述料斗门组件根据所述电气控制系统排料 信号打开料斗门进行排料，所述排料密封罩在排料前在称量斗和接料料桶间 建立排料密封通道防止排料时出现扬尘。所述料斗门组件在排料完成后关闭 同时所述排料密封罩收回即可开始下一次称量。

更优选的，所述物料自动称量装置还包括防尘迷宫，所述防尘迷宫由固 定在所述称量斗的外壁上的第一密封板和固定在所述排料密封罩上的第二 密封板组成，所述第一密封板的远离所述称量斗的一端和所述第二密封板的 远离所述排料密封罩的一端贴近，并且，所述第一密封板的远离所述称量斗 的一端折向所述第二密封板，所述第二密封板的远离所述排料密封罩的一端 折向所述第一密封板，在所述第一密封板和所述第二密封板的贴近端构成间 隙。

更优选的，所述排料密封罩还包括水平设置的环状的密封海绵，所述伸 缩罩具有筒状的可轴向伸缩的结构，所述伸缩罩的固定端固定在所述称量钢 架上，所述伸缩罩的伸缩端固定在所述密封海绵的环状主体上，并且，所述 伸缩罩的伸缩端全部落在所述密封海绵的环形的上表面上。

更优选的，所述铲形门包括矩形的底板、竖向的固定在所述底板左右两 侧的梯形的左侧板和梯形的右侧板、以及竖向的设置在所述左侧板和所述右 侧板之间且固定在所述底板后侧的后挡板，在所述左侧板和所述右侧板上对 应的设置有转轴通孔。

其中，所述铲形门采用气缸、油缸等方式驱动。所述铲形门的侧面和后 面设置的挡板可防止隔离剂泄漏。

更优选的，由所述电气控制系统执行的称量过程还包括步骤S50之后的 步骤S60、控制所述排料密封罩垂直伸缩运动，以使排料密封罩连接或脱离 接料桶。

在以上方案中，两部分密封板前端弯折形成迷宫状的小间隙，在所述吸 尘口的作用下，所述排料密封罩内形成负压，气流通过间隙下排料密封罩内 流动，防止扬尘。所述防尘室与所述称量装置间的密封也可采用同样结构。

本发明所提供的物料自动称量装置的应用，称量的物料为粉状和/或固体 状结构物体，且特别适于有不同粒径的粉状和/或固体状结构物体。

本发明的有益效果是：

1、物料自动称量装置，通过快速给料装置向称量斗快速送料的“快称” 来保证称量速度，通过振动给料器向称量斗送料的“慢称”保证称量精度， 快慢结合，能够快速准确的按配方重量自动完成物料的称量。

2、作为优选方案，通过筛板控制进入振动给料器不同粒径物料的大小， 消除物料大小不一对称量精度的影响，巧妙解决了高精度称量要求难以实现 的难题。

3、作为优选方案，可伸缩的排料密封罩通过建立一个密闭的排料通道， 形成一个内部环境，配合吸尘装置可有效解决排料过程中容易出现扬尘这一 难题。

4、作为优选方案，料斗门的侧面和后面均有挡板，对称量斗的排料口 进行了周密的防护，可有效防止胶料中隔离剂的泄漏。

附图说明

图1为本发明所提供的物料自动称量装置的整体结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本发明所提供的物料自动称量装置的称量装置的料斗门组件处 于关闭状态的结构示意图。

图4为本发明所提供的物料自动称量装置的称量装置的料斗门组件处于 打开状态的结构示意图。

图5为图4的局部放大图。

图6为本发明所提供的物料自动称量装置的铲形门的结构示意图。

附图1、2、3、4、5、6中，各标号所代表的部件列表如下：

1、进料装置，2、称量装置，3、吸尘口，4、接料桶，11、快速给料装 置，12、振动给料器，13、送料板，14、挡料板，15、筛板，21、称量钢架， 22、称重传感器，23、称量斗，24、料斗门组件，25、排料密封罩，26、 防尘迷宫，241、铲形门，251、伸缩罩，252、密封海绵，261、第一密封 板，262、第二密封板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释 本发明，并非用于限定本发明的范围。

在一个具体的实施方式中，一种物料自动称量装置，如图1、2所示， 包括进料装置1、称量装置2，所述进料装置1包括快速给料装置11、振动 给料器12、送料板13、挡料板14、筛板15，在所述快速给料装置11的出 料端的最下方设置有所述称量装置2，在所述快速给料装置11的出料端的下 前方设置有可向所述称量装置2投料的所述振动给料器12；

在所述快速给料装置11的出料端的下方设置有所述送料板13，所述送 料板13可水平运动或水平轴向转动，以使胶料可以直接通过快速给料装置 11的出料端，落入称量装置2；或使物料从快速给料装置11的出料端经过 送料板13输送至振动给料器12，由振动给料器12将物料送入称量装置2。

进一步：在所述振动给料器12的上方还设置有筛板15，在所述送料板 13和筛板15之间的上方还设置有挡料板14；所述挡料板14、筛板15均可 水平运动或水平轴向转动，以使胶料可以通过快速给料装置11的出料端， 直接落入称量装置2/或经挡料板14落入称量装置2；或使物料从快速给料装 置11的出料端经过送料板13至筛板15后，落入振动给料器12，由振动给 料器12将物料送入称量装置2。

进一步：在所述送料板13靠近所述快速给料装置11的出料端的一端设 置有可驱动所述送料板13轴转动的送料板驱动机构，在所述振动给料器12 的上方设置有所述筛板15，在所述筛板15远离所述振动给料器12的一端设 置可驱动所述筛板15轴转动的筛板驱动机构，在所述送料板13和所述筛板 15的之间的上方设置有所述挡料板14，在所述挡料板14远离所述送料板驱 动机构和所述筛板驱动机构的一端设置有可驱动所述挡料板14轴转动的挡 料板驱动机构。

进一步：所述筛板15运动至与振动给料器12接触时，可通过振动给料 器12的震动，将筛板15网眼中的残留物料震落。

如图3、4、5所示，所述称量装置2包括称量钢架21、称重传感器22、 称量斗23，所述称重传感器22固定在所述称量钢架21的水平段上，在所述 称重传感器22上固定有所述称量斗23，所述称量斗23具有上下开口的中空 斗状结构，所述称量斗23的下开口端处设置有料斗门组件24，料斗门组件 24可以打开及闭合，以使称量斗23可卸除或存储物料。

进一步：如图6所示，所述料斗门组件24包括两扇对开的对称式可轴 向转动铲形门241，铲形门241包括矩形的底板、竖向的固定在所述底板左 右两侧的梯形的左侧板和梯形的右侧板、以及竖向的设置在所述左侧板和所 述右侧板之间且固定在所述底板后侧的后挡板，在所述左侧板和所述右侧板 上对应的设置有转轴通孔。

进一步：在所述称量装置2的上方还设置有防尘室，所述送料板13、挡 料板14、筛板15、振动给料器12设置在防尘室内，所述快速给料装置11 的入料端设置于所述防尘室外，所述快速给料装置11的出料端设置在所述 防尘室的室内或室外的上部，所述振动给料器12部分或全部设置在防尘室 内。

进一步：在所述防尘室的上部设置有吸尘口3。

进一步：在所述称量斗23的下方设置有接料桶4，在所述称量装置2 的称量钢架21上还设置有用于在所述称量斗23和所述接料桶4之间建立排 料密封通道的所述排料密封罩25，所述排料密封罩25包括至少部分为可轴 向伸缩结构的伸缩罩251，和驱动所述伸缩罩251伸缩的罩体驱动机构。所 述伸缩罩251的可拆卸固定在所述称量钢架21上，所述伸缩罩251的伸缩 端可与接料桶4可拆卸密封连接。

进一步：所述物料自动称量装置还包括电气控制系统，所述电气控制系 统连接所述快速给料装置11、所述振动给料器12、所述送料板驱动机构、 所述筛板驱动机构及所述挡料板驱动机构，由所述电气控制系统执行的称量 过程包括下列步骤：

S20、控制所述送料板13转向所述快速给料装置11的一侧以让出进料 空间所述，控制所述挡料板14转向所述快速给料装置11以防止进料落入所 述振动给料器12，然后启动所述快速给料装置11向所述称量装置2投料；

S30、在所述快速给料装置11向所述称量装置2投料至需要量的给定比 例后，控制所述送料板13转动至能够将胶料导向所述振动给料器12，控制 所述挡料板14转向所述振动给料器12一侧以让出进料空间，控制所述筛板 15转向所述快速给料装置11的一侧，同时，控制所述快速给料装置11驱动 机构延时停机；

S40、启动所述振动给料器12向所述称量装置2补充进料，在补充进料 至需要量后控制所述振动给料器12停机。

在所述称量装置2的正上方的所述防尘室的顶板上设置有吸尘口3。

在所述电气控制系统执行步骤S20时，所述电气控制系统还控制所述筛 板15转向所述振动给料器12，同时启动所述振动给料器12以清空所述筛板 15和所述振动给料器12上的胶料。

在所述步骤S30中，所述快速给料装置11向所述称量装置2投料至需 要量的给定比例为1％～99％，在所述步骤S40中，所述振动给料器12向所 述称量装置2补充进料的量为剩下的1％～99％。

进一步：所述电气控制系统还连接所述称重传感器22、所述铲形门241 驱动机构和所述罩体驱动机构，由所述电气控制系统执行的称量过程还包括 下列步骤：

在执行步骤S20前的步骤S10、控制所述料斗门组件24的两扇铲形门 241闭合；

在步骤S10到步骤S40的执行过程中的任意时间段内，控制所述排料密 封罩25关闭以建立所述的排料密封通道；

在执行步骤S40之后的步骤S50、经由所述称重传感器22监测到所述 称量斗23内称量的进料达到需要值后，控制所述料斗门组件24的所两扇对 开的所述铲形门241打开向所述接料桶4排料，经由所述称重传感器22监 测到所述称量斗23内胶料排空后，控制所述料斗门组件24的所两扇对开的 所述铲形门241关闭。

由所述电气控制系统执行的称量过程还包括步骤S50之后的步骤S60、 控制所述排料密封罩25垂直伸缩运动，以连接或脱离接料桶4。

所述的物料自动称量装置，可称量的物料为粉状和/或固体状结构物体， 特别适于有不同粒径的粉状和/或固体状结构物体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。