散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型控制方案：散裝水泥運(yùn)輸車在水泥庫裝料控制裝置，顛覆了已往料位計直接接觸料面的觀念，巧妙利用空氣壓力傳感器，安裝在下料申縮管或柔性套管的頂部，利用空氣壓力在同一有限容器內(nèi)的壓力處處相等的道理，以探測物料裝滿時的負(fù)壓參數(shù)信號到達(dá)及時自動控制關(guān)閉各下料口閘板及其各電控設(shè)備，達(dá)到控制裝車滿料不泄露不溢出的目的。此技術(shù)裝置體積小價格低，好安裝，易維護(hù)，傳感器位置不移動(傳感器的位置還可安裝在附近墻上)，不怕溫度，不怕水泥粉塵，不怕震動。控制效果超乎想象，從60噸～90噸水泥罐車控制效果一樣好。而不需更改任何參數(shù)。證明這種創(chuàng)新空氣壓力傳感控制理念和方式非常有效。新穎、簡單、實用、可靠?？删幊炭刂破鱌LC，觸摸屏顯示控制狀況一攬無佘。
【專利說明】散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型控制系統(tǒng):涉及“散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制裝置”，有圖15、16控制柜，圖6、8可編程PLC控制器，圖14、22、23、24、25、26、27、28觸摸屏，圖5、18、壓力傳感器。是一種應(yīng)用大型散裝運(yùn)輸車裝車裝滿時及時準(zhǔn)確判斷滿載時刻停止灌裝，達(dá)到及時防止物料溢出泄漏的電氣自動控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在2011年8月之前，廣州市珠江水泥有限公司的散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料設(shè)備原為全套進(jìn)口丹麥斯密史公司，將近二十多年進(jìn)行多次改進(jìn)改造，ZCP的散裝水泥運(yùn)輸車在水泥庫裝料過程中控制不當(dāng)，還是有比較多的水泥粉塵外泄，對環(huán)境的污染也比較大，根據(jù)現(xiàn)場的觀察每次大約:絕大多數(shù)水泥廠都是憑眼睛看人工判定，控制不好最少的都有100多公斤、多的有幾噸到幾十噸，時有像大土包把裝車道堵得連大罐車都進(jìn)不去，水泥粉塵空中彌漫而且嗆人使人難受。根據(jù)現(xiàn)場的如此計算每裝一次車漏掉的平均100公斤，每天平均40輛，就浪費(fèi)4000公斤=4噸，每月30天就浪費(fèi)120噸，一年算300天，1200噸。如華潤水泥集團(tuán)100家水泥廠就有12萬噸落地水泥灰,一噸三百多元,就有3600多萬元。廣州地區(qū)就有大小上百家水泥廠，全國幾千上萬家大小水泥廠就有幾億至十幾億元人民幣。造成的浪費(fèi)與損失和環(huán)境污染及危害是巨大的、驚人的。最大的危害是給員工的造成的水泥粉塵危害健康，呼吸到彌漫在大氣中懸浮超細(xì)微水泥粉塵顆粒(PM2.5)，達(dá)一定量使人得水泥塵肺的矽肺病，輕者為眼疾、慢性鼻炎，慢性咽喉炎、中耳炎、重者肺功能低下等疾患危害了人的健康。根據(jù)現(xiàn)場的觀察及交流，現(xiàn)有的裝車機(jī)構(gòu)與除塵系統(tǒng)存在如下兩大個問題:
[0003]1、裝車過程裝車下料口跑料漏灰
[0004]最大的問題也是關(guān)鍵點問題是:裝車過程中從裝車下料口停機(jī)時跑料漏灰現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因其中是料位信號失效(在2012年6月之前還沒有較穩(wěn)定的類似設(shè)備來實現(xiàn))，導(dǎo)致運(yùn)輸車放滿水泥還沒有輸出關(guān)閉的信號(其他絕大多數(shù)水泥廠是靠人工判定是否滿料來實現(xiàn)的，差I(lǐng)秒就差幾百公斤，甚至幾噸、傾泄而下，象顆小炸彈一樣，炸得漫天塵霧，彌漫的水泥塵埃非常嗆人)。另外，卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)故障比較多，因為限位開關(guān)信號不準(zhǔn)確，有時放下時不到位，有時上升時沖頂，拉斷鋼絲繩。經(jīng)十一二年不間斷的努力的改進(jìn)、改造，電器經(jīng)多次、多方面的；如圖7音叉料位計，電容式料位計，微風(fēng)電機(jī)微壓料位控制等等，進(jìn)行無數(shù)次的改進(jìn)。最大的缺點，就是在所有的傳感器測量的位置都在伸縮管底部內(nèi)圖1-15、圖2-9。因水泥溫度高、水泥是水硬性粉塵、粘附性強(qiáng)、多水泥粉塵造成料位傳感器測量結(jié)塊封堵失靈，傳感器測量位置還圖2、圖4、-3-4-5-6-隨柔性伸縮管上下移動，外部信號電源線伸縮很容易折斷與拉斷線。
[0005]2、裝車電氣現(xiàn)場控制箱潛在問題與改進(jìn)
[0006](I)原電氣控制為繼電器接觸器控制，控制線路較繁雜，繼電器、接觸器較多，線路多，多粉塵故障率較高。
[0007](2)控制箱內(nèi)電路經(jīng)多年使用改動，造成柜內(nèi)接線混亂，圖紙未詳，增大排除故障的難度和時間。
[0008](3)原控制箱為老式的控制柜圖11、圖12、圖13，電線電纜未走線槽，而是敷設(shè)在控制箱背后隔板層，造成查找故障時比較難跟線。
[0009](4)現(xiàn)場下降限位現(xiàn)為圖12電磁感應(yīng)繼電器，故障率較高，如改成位置開關(guān)，可應(yīng)付惡劣的環(huán)境。
[0010](5)原電控箱安裝位置不利于維護(hù)，難于判斷故障及更換，且機(jī)械部分的鋼索挨近限位，常造成鋼索勒壞限位的現(xiàn)象。
[0011](6)現(xiàn)場條件較差，灰塵較大，較容易出現(xiàn)故障。如改成先進(jìn)的非常穩(wěn)定高可靠圖
6、圖8、圖9、圖10、圖11、可編程PLC控制器+觸摸屏無電觸點防塵，故障率極少裝置設(shè)計，能很好的解決以上問題。
實用新型內(nèi)容
[0012]再換思路再找其他控制方法，最后想到用圖4-9、圖5-12空氣壓力傳感器，改裝在圖3-15、圖4-2、圖5-2、下料申縮管或柔性套管圖5-3的頂部以探測物料裝滿時的負(fù)壓，利用空氣壓力在同一有限容器內(nèi)的壓力處處相等的道理。安裝在柔性伸縮管的頂部圖4-2、圖5-2，連德國(世界最大的水泥集團(tuán))海德堡，(世界水泥工藝制造行家)丹麥斯密史公司也都沒有此項應(yīng)用技術(shù)，越德(越秀-海德堡)管理公司技術(shù)部的技術(shù)人員來檢查驗收時都問是什么原理，什么方法。此技術(shù)裝置體積小價格低，好安裝，易維護(hù)，傳感器位置不移動(傳感器的位置還可安裝在附近墻上)，不怕溫度，不怕水泥粉塵，不怕震動。我們查過目前國內(nèi)也沒有此項技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)專利。位置安裝在收塵風(fēng)道上可任選最佳點。停裝點從-1?-19mbar任選，目前最佳點為_4mbar?_5mbar (負(fù)4毫巴?負(fù)5毫巴)剛好裝滿，能做到想裝多少就能裝多少。從目前60噸?90噸的大小水泥灌車都能裝。頂部有翻蓋圖20和旋轉(zhuǎn)蓋圖21，兩種蓋板方式，翻蓋板是標(biāo)準(zhǔn)圓，裝車下料口剛好能密封蓋住，控制效果很好。而旋轉(zhuǎn)蓋板周邊有兩個十幾公分的鋼剁，裝車下料口不能被蓋住，下料口周邊就有很大的縫隙，原以為很難達(dá)到所需的控制效果，需要另行改進(jìn)。后來用旋轉(zhuǎn)蓋板車實際操作，超乎想象，同翻蓋板車控制效果一樣好。而不需更改任何參數(shù)。證明巧用收塵負(fù)壓這種空氣壓力傳感控制理念和方式非常有效。而新穎、創(chuàng)新、簡單、實用、可靠。圖14、圖15可編程控制器PLC，觸摸屏控制操作狀況顯示一攬無余圖22?28。圖5改造后傳感器位置工作原理示意圖。
[0013]一種散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制裝置，由機(jī)械部分和電器部分組成，機(jī)械部分:是由水泥通過投料閥、空氣斜槽、落料直槽、手動閥、閘閥、振動篩、的傳送到達(dá)伸縮柔性下料管、由布袋收塵器、收塵風(fēng)道、螺旋輸送機(jī)、伸縮柔性下料管、組成物料粉塵回收裝置；
[0014]電器部分是由:電源?220V/+24V/+5V供工作電源、PLC S7-214:數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出；觸摸屏，上位機(jī)組成，由觸摸屏操作，傳感器獲取裝滿信號。散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制裝置，其特征在于:所述傳感器位置檢查口可安裝在任意風(fēng)道上固定不動的位置，只要傳感器不倒立進(jìn)粉塵就行；電氣傳感器以探測物料裝滿時的負(fù)壓。
[0015]檢測方法是采用模擬信號傳感器，價格還較高，采用壓力開關(guān)數(shù)字信號傳感器(或自制空氣壓力開關(guān))，價格就非常低，還省去模擬信號模塊和模擬信號傳輸設(shè)計傳送。
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】，對本實用新型進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為原散裝水泥裝車機(jī)構(gòu)示意圖的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖1包刮:1)斜槽投料閥2)斜槽風(fēng)機(jī)3)直槽投料閥4)空氣斜槽5)落料直槽6)手動閥7)電動調(diào)節(jié)閥8)振動篩9)升降卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)10)布袋收塵器11)收塵風(fēng)機(jī)12)收塵風(fēng)道13)螺旋輸送機(jī)14)伸縮柔性下料管15)原電氣傳感器安裝位置16)裝車口 ；
[0019]圖2為圖1中原傳感器位置示意圖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2包刮:1)收塵風(fēng)道2)下料管頂部3)下料伸縮柔性管套4)伸縮柔性管套風(fēng)道5)伸縮柔性管套內(nèi)管6)伸縮柔性管套外管7)倒錐型下料口收塵風(fēng)道8)倒錐型下料口下料管低部9)原傳感器位置安裝圖10)裝水泥下料通道
[0021]圖3為圖1中改造后散裝水泥裝車機(jī)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2包刮:1)收塵風(fēng)道2)下料管頂部3)下料伸縮柔性管套4)伸縮柔性管套風(fēng)道5)伸縮柔性管套內(nèi)管6)伸縮柔性管套外管7)倒錐型下料口收塵風(fēng)道8)倒錐型下料口下料管低部9)電器傳感器是安裝在下料伸縮柔性管套的頂部位置以探測物料裝滿時的負(fù)壓10)裝水泥下料通道
[0023]圖4為圖3中改造后傳感器位直不意圖結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖4包刮:1)收塵風(fēng)道2)下料管頂部3)下料伸縮柔性管套4)伸縮柔性管套風(fēng)道5)伸縮柔性管套內(nèi)管6)伸縮柔性管套外管7)倒錐型下料口收塵風(fēng)道8)倒錐型下料口下料管低部9)電器傳感器是安裝在下料伸縮柔性管套的頂部位置以探測物料裝滿時的負(fù)壓10)裝水泥下料通道
[0025]圖5為圖3的改造后下料伸縮柔性管套的頂部傳感器位置工作原理剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]I)收塵風(fēng)道2)下料管頂部3)下料伸縮柔性管套4)伸縮柔性管套風(fēng)道5)伸縮柔性管套內(nèi)管6)伸縮柔性管套外管8)倒錐型下料口下料管低部9)電器傳感器是安裝在下料伸縮柔性管套的頂部位置以探測物料裝滿時的負(fù)壓10)裝水泥下料通道11)壓力傳感器及模擬傳感器數(shù)字傳感器壓力開關(guān)12)收塵通道空氣流動抽空形成負(fù)壓就不會有水泥粉塵堵住傳感器影響測量13)負(fù)壓風(fēng)向
[0027]圖6.散裝水泥庫裝料可編程PLC控制器與HMI觸摸屏顯示控制系統(tǒng)圖；
[0028]1.電源?220V/+24V/+5V 2.觸摸屏3.PLC S 7-214 4.上位機(jī)5.數(shù)字量輸入，(壓力開關(guān))6.數(shù)字量輸出7。模擬壓力傳感器
[0029]圖7.散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料電氣控制裝置測量設(shè)備對比；
[0030]圖8.可編程PLC控制器及I/O信號接線原理圖；
[0031]圖9.散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料各電機(jī)繼電保護(hù)原理圖；
[0032]圖10.散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料各電機(jī)及繼電保護(hù)接線圖；
[0033]圖11 1989年?2011年前的控制柜外表圖；
[0034]圖12 1989年?2011年前的控制柜內(nèi)部圖；
[0035]圖13 2011年六月改造后觸摸屏控制操作面板圖；
[0036]圖14 2011年六月改造后的觸摸屏控制顯示器
[0037]圖14 2011年六月改造后的控制柜；
[0038]圖15 2011年六月改造后控制柜內(nèi)部圖；
[0039]圖16 2011年六月改造后的控制柜；
[0040]圖17散裝水泥罐車正在裝車；
[0041]圖18 2011年8月后壓力傳感器的安裝位置在頂部；
[0042]圖19 2011年六月后散裝裝車正在給水泥罐車裝散裝水泥I ;
[0043]圖20散裝裝車正在給水泥罐車裝散裝水泥2 ；
[0044]圖21旋轉(zhuǎn)蓋板周邊有兩個十幾公分高的鋼剁軸和扣勾；
[0045]圖22觸摸屏工藝控制操作狀況部分顯示；
[0046]圖23觸摸屏對位控制操作狀況部分顯示；
[0047]圖24觸摸屏裝車控制操作狀況部分顯示；
[0048]圖25觸摸屏控制狀態(tài)、故障部分顯示；
[0049]圖26觸摸屏設(shè)定控制操作狀況部分顯示；
[0050]圖27觸摸屏控制操作說明顯示；
[0051]圖28觸摸屏傳感器顯示狀況部分；

【具體實施方式】
[0052]在2011年11月前時有如下:
[0053]1、圖1-10、11散裝水泥裝車收塵裝置系統(tǒng)的改進(jìn)方案
[0054]1.1、水泥裝車機(jī)構(gòu)的改進(jìn)
[0055]水泥裝車機(jī)構(gòu)原采用圖1所示的結(jié)構(gòu)，圖2、原傳感器位置示意圖，該裝置由下面幾部分組成:
[0056](I)增加電動流量控制調(diào)節(jié)閥圖1-7，以便現(xiàn)場操作員判斷裝車差不多滿時，采用流量閥減少水泥流量來繼續(xù)裝車，防止在大流量裝車時，水泥突然滿大量溢出。
[0057](2)卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)圖1-9:改進(jìn)為小型的固定式電動葫蘆圖2-9。
[0058](3)其中原來的部分設(shè)備經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)后繼續(xù)采用。
[0059](4)微風(fēng)機(jī)抽微壓測量法的裝置經(jīng)常堵塞圖1-15，不能用。
[0060]在2012年6月后有如下問題:
[0061]1.震動篩圖1-8后的電動調(diào)節(jié)閥圖1-7，價格貴機(jī)構(gòu)復(fù)雜，(據(jù)說是外單位的好經(jīng)驗)起不到作用，還浪費(fèi)資源，白占位置，除第一次能用，從此失靈。大罐車裝滿準(zhǔn)確停機(jī)后，各斜槽管道的剩料，延時下來落一地。及算能用質(zhì)量好，能用也速度太慢，不能及時關(guān)閉。
[0062]2.改裝的聲波振動傳感器圖1-15、圖2-9沒一個好位置安裝，信號不理想。
[0063]3.升級卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)啟停機(jī)構(gòu):停止裝置時而失靈。
[0064]根據(jù)以上問題提出改進(jìn):圖3、改造后散裝水泥裝車機(jī)構(gòu)示意圖
[0065]1.)震動篩后的電動調(diào)節(jié)閥取消。安裝閘閥圖3-7。大罐車裝滿準(zhǔn)確停機(jī)后，閘閥圖1-1、-3圖3-1、-3、-7及時關(guān)閉，各斜槽直槽管道圖1-4、-5圖3_4、-5的剩料，無一落地。
[0066]2.)升級后卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)改為電動吊葫蘆圖3-9，啟停機(jī)構(gòu)自帶，單輪改雙輪升降更平穩(wěn)。停止裝置很靈。
[0067]3.)最關(guān)鍵是改裝的料滿信號圖3-15圖5傳感器及位置。打破以往概念只能在下料口內(nèi)安裝與物料相碰撞傳感器的思維方式，如旋轉(zhuǎn)料位計，水銀料位計，音叉料位計，電容式料位計，微風(fēng)電機(jī)微壓料位控制等形式，因埋在高溫，高粉塵里，還要拉長線上下來回移動很容易弄斷電源信號線。改換思路用其他控制方式，如聲波振動傳感器靠物料在流動的振動幅度和物流與外壁的摩擦振動的頻率大小，來判斷物料在流動還是不動流動。在下料口底部外或管道轉(zhuǎn)彎處外部安裝聲波振動傳感器，體積小不怕高溫，不怕粉塵。只是安裝位置及其有限，因其最好的位置被振動篩站住，沒有好的位置，最后還是取不得到理想的信號而放棄。圖4、改造后傳感器位置示意圖。
[0068]通過以上不間斷的努力，終于解決了二十來年散裝車不能穩(wěn)定自動裝滿車而不泄漏不溢出的歷史。而且我們現(xiàn)在的成果是經(jīng)過一年的運(yùn)行考驗是成功的。
[0069]這是一個能減少或杜絕水泥粉塵環(huán)境污染，減少或杜絕浪費(fèi)水泥，節(jié)約能源，節(jié)約資源，提高效益的綠色環(huán)保措施。散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制系統(tǒng)，是一項值得在華潤水泥集團(tuán)內(nèi)推廣的項目，值得在全國水泥行業(yè)推存的項目，同時也蘊(yùn)藏著一個良好的商機(jī)，一個控制裝置幾萬元，一個廠6臺，就十幾二十萬元，100個廠家就一，二百萬。附加柔性伸縮管，收塵，絞刀，閘板等等，幾萬到十幾萬，6臺就幾十上百萬元，100個廠家就上千萬元。全國水泥行業(yè)10?20%應(yīng)用，就是上億元的商機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制裝置，由機(jī)械部分和電器部分組成，機(jī)械部分:是由水泥通過投料閥、空氣斜槽、落料直槽、手動閥、閘閥、振動篩、的傳送到達(dá)伸縮柔性下料管、由布袋收塵器、收塵風(fēng)道、螺旋輸送機(jī)、伸縮柔性下料管、組成物料粉塵回收裝置； 電器部分是由:電源?220V/+24V/+5V供工作電源、PLC S7-214:數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出；觸摸屏，上位機(jī)組成，由觸摸屏操作，傳感器獲取裝滿信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散裝水泥運(yùn)輸車水泥庫裝料控制裝置，其特征在于:所述傳感器位置檢查口可安裝在任意風(fēng)道上固定不動的位置，只要傳感器不倒立進(jìn)粉塵就行；電氣傳感器以探測物料裝滿時的負(fù)壓。
【文檔編號】G05B19/05GK203965878SQ201320641737
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】余建華 申請人:余建華