[其他]攪拌機(jī)液流作用力的測(cè)量并從對(duì)液流力的響應(yīng)實(shí)施攪拌設(shè)備的控制

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85104425
• 申請(qǐng)日: 1985-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85104425A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅納爾德·J·威特曼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用信號(hào)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/26
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/26;G01D5/04;B01F9/08
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 陳申賢,劉征

本發(fā)明與攪拌系統(tǒng)有關(guān)，特別是與作用于攪拌系統(tǒng)的葉和攪拌軸上的液流力的測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法有關(guān)，以及根據(jù)這種液流力的響應(yīng)對(duì)攪拌系統(tǒng)實(shí)施控制有關(guān)。

這項(xiàng)發(fā)明特別適用于那些對(duì)大液流作用力敏感的攪拌系統(tǒng)，大的液流力會(huì)使攪拌軸永久變形甚至斷裂，尤其是在抽排時(shí)或漿葉接近液面運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這種情況更易發(fā)生。

液流力是攪拌軸所承受的主要機(jī)械力，該力作用在葉上並垂直于葉軸線，使軸的頂端和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（尤其是裝有減速齒輪並驅(qū)動(dòng)攪拌軸運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪箱）發(fā)生很大的彎曲變形（撓度）。但對(duì)于全封閉的攪拌箱來(lái)說(shuō)，攪拌軸穿過(guò)箱蓋處裝有密封裝置，力的作用可能會(huì)破壞密封。在1983年J。OLdSue，MCGraW-HiLL所寫(xiě)“液流攪拌技術(shù)”一文的第十七章中詳細(xì)地討論了有關(guān)液流力的問(wèn)題。在1981年6月R.J.Weetman和R.И.SaLzman所著的“化學(xué)工程的進(jìn)展”第71～75頁(yè)中也有敘述。

測(cè)量液流力需要實(shí)驗(yàn)室測(cè)試設(shè)備如應(yīng)變儀，應(yīng)變片電橋等，它們裝在攪拌軸上，應(yīng)變片和應(yīng)變儀的聯(lián)結(jié)電路需通過(guò)回轉(zhuǎn)集流環(huán)從攪拌系統(tǒng)中傳輸出來(lái)。

用光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)攪拌軸上的反射光線，也可以測(cè)量攪拌軸的撓度，而撓度就能反應(yīng)出液流作用力的大小。由于浸沒(méi)在所攪拌的液體中的槳葉附近液流力最大，所以光學(xué)裝置必須安裝在所攪拌的拌料液面上方，並盡量靠近液面的攪拌軸上。可是在該位置上軸的撓度往往很小，故對(duì)光學(xué)裝置的靈敏度必須較高。相應(yīng)必須使用回轉(zhuǎn)集流環(huán)和高靈敏度光學(xué)

在前面所提到的參考文獻(xiàn)中，都詳盡地?cái)⑹隽藴y(cè)量上述液流力的各種儀器。曾意外地發(fā)現(xiàn)和本發(fā)明內(nèi)容相一致的是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位移量的測(cè)量，特別是驅(qū)動(dòng)和支承攪拌軸的齒輪箱的位移量的測(cè)量，它和作用在槳葉上的液流力有直接的關(guān)系。這項(xiàng)發(fā)明之所以是意外就在于攪拌系統(tǒng)是一種復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)並具有復(fù)合的頻率響應(yīng)，我們並不認(rèn)為系統(tǒng)的非回轉(zhuǎn)部件：即傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與液流力有直接的關(guān)系。此外以往測(cè)量液流力時(shí)是使用連接在攪拌軸上並隨攪拌軸一起旋轉(zhuǎn)的儀器。甚至用這些儀器測(cè)量時(shí)也是很困難的，因?yàn)樵诳蛰d條件下攪拌軸的徑向跳動(dòng)量也可能大于由液流力所引起的撓曲變形量，相應(yīng)地根據(jù)支承在攪拌箱上的不回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移以測(cè)量液流力是一種具有重大意義的改進(jìn)和簡(jiǎn)化，測(cè)量是在遠(yuǎn)離于所攪拌液體的地方進(jìn)行的，測(cè)量?jī)x器可以裝在封閉式拌料箱的上方，這樣就可以防止被拌料污染。測(cè)量?jī)x器所測(cè)量出來(lái)的輸出量可有效地控制攪拌系統(tǒng)，可以防止因液流力過(guò)大而引起的不安全和損壞。例如，當(dāng)檢測(cè)到液流力超限時(shí)可使槳葉的轉(zhuǎn)速降低，從而使液流力下降並防止了攪拌系統(tǒng)可能因液流力過(guò)大而引起的損壞。

因此本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種改進(jìn)的攪拌系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出了一種用于測(cè)量液流力的改進(jìn)了的測(cè)量方法和測(cè)量系統(tǒng)。

本發(fā)明的更深一層的目的是提供了根據(jù)液流作用力來(lái)控制攪拌系統(tǒng)的一種改進(jìn)了的控制方法和控制系統(tǒng)。

簡(jiǎn)述之，本發(fā)明的攪拌系統(tǒng)具有以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、裝有槳葉的攪拌軸。軸配置在攪拌箱內(nèi)以攪拌液體拌料。該系統(tǒng)根據(jù)作用在槳葉上並使攪拌軸變形的液流力對(duì)攪拌系統(tǒng)實(shí)施控制。液流力是通過(guò)檢測(cè)非回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移得到的，檢測(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移時(shí)最好使用配置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪箱近處的位移傳感器。所得到的信號(hào)代表了與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位移有關(guān)的液流力。就用這些信號(hào)來(lái)控制傳動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)。當(dāng)液流力開(kāi)始超限時(shí)，就控制電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至停止運(yùn)動(dòng)。這樣，就防止了由于液流力超限而引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的損壞，並保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

本發(fā)明的上述目的和其他目的，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，以及即將提到的具體的實(shí)現(xiàn)方法和現(xiàn)今所知的最好實(shí)例，通過(guò)閱讀下述說(shuō)明並參考插圖就會(huì)更加清楚。

圖1表示能體現(xiàn)出本發(fā)明的一個(gè)攪拌系統(tǒng)剖面圖，這個(gè)剖面圖就是圖2的1-1剖面。

圖2是圖1所示裝置的局部俯視圖。用與攪拌系統(tǒng)槳葉所承受的作用力相一致的信號(hào)來(lái)控制圖1圖2中所示攪拌系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)，其控制電路方框圖見(jiàn)圖3。

從圖1和圖2所示系統(tǒng)的位移傳感器中所得到的信號(hào)曲線如圖4所示。

圖5是描繪在圖4中所示信號(hào)的頻率響應(yīng)曲線。

更多的內(nèi)容是和圖1圖2有關(guān)，圖中攪拌箱10中裝有液體12，它由裝在攪拌軸16上的槳葉14所攪拌，槳葉由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18由驅(qū)動(dòng)電機(jī)20和裝在齒輪箱22內(nèi)的齒輪減速機(jī)構(gòu)組成。電動(dòng)機(jī)安裝在槽鋼24內(nèi)，槽鋼24前端固定一塊前板26，前板與齒輪箱22連接。