太钢东山水泥厂的水泥包装设备为BL-4/2型双螺旋四嘴二交叉包装机。由于该设备无包装计量系统,长期以来一直依靠人工操作控制水泥袋重,袋重合格率较低,不仅使产品的信誉受到影响,而且也给用户的配比使用造成困难。为了改善水泥包装系统的计量效果,我们于1999年3月对原包装设备进行了计量系统的技术改造。

1国内水泥包装计量系统概况国内袋装水泥包装设备品种繁多,但计量系统大致可分为两类:

1.1普通机械式计量系统

普通机械式计量系统采用杠杆原理,以刀口!为支点,一端加配重砝码,另一端为计量件。在包装量达到规定量值后,通过机械传动关闭出料口。

机械式计量系统的主要优点是:①机构简单、易操作;②维修量小、设备使用费用较低。主要缺点是:①计量速度慢。以LB-II型双嘴包装机为例,包装计量速度为30t/h;②计量精度差,计量误差在5%左右,不能满足国家标准对水泥包装计量的精度要求;③刀口磨损较快,标定次数较多,零点漂移频繁。

1.2气动式包装计量系统

气动式计量系统以感应元件、气动元件、电磁阀为主要一次元件,以智能表为控制元件,是目前使用较普遍的包装计量系统。

该计量系统一般采用压力(或拉力)传感器作为一次承力元件,通过电磁换向阀、气缸元件控制推袋机构、压秤架机构和出料口的开闭。全部计量过程由智能化计量仪表统一控制。

气动式包装计量系统的优点是:①计量速度快。以BGY-2JA型双嘴包装机为例,包装量为60t/h;②计量精度高,能够满足国家标准对水泥包装计量的要求。存在的主要缺点是:①环境适应性差,在包装车间高粉尘的情况下,电磁换向阀故障率高。另一方面,由于压缩空气湿度大,冬季电磁换向阀不容易启动;②由气缸控制的出料闸板容易磨损,易引起包装口前端漏灰,从而影响包装车间的工作环境。③系统必须配备专用气源(一般配用3W-0.6/7型空压机1台),增加了使用成本。

2新配计量系统的方案设计

我们通过对多种水泥包装设备和计量系统的优劣分析,本着实用、准确、成本低、不更换现有包装设备的原则,设计、制作并调试了本包装设备的计量系统。设计要点如下:

(1)为减少盘面积灰引起的计量误差,计量底盘的结构件采用“∧”型结构;

(2)计量底盘下采用了滑动柱销,一方面保证底盘仅可上下移动,另一方面在传感器载荷接近极限时,实现机械支承保护;

(3)系统设计中摒弃了杠杆式、气动式两种计量方式的缺点,综合了二者的结构优点;

(4)称重仪表采用峰值保持功能。即第二嘴开始包装、第一嘴的足量袋尚未推下底盘时,称重仪表保持第一嘴足量袋的量值数秒钟,直至第一嘴足量袋推下底盘,才开始计量第二嘴包装物的袋重量。这样既可避免足量袋推下底盘时因冲击引起的误计量,同时也避免了双嘴交叉包装时引起的计量混淆,实现了“交错包装,顺序计量”;

(5)为消除秤架积灰引起的计量误差,称重仪表采用了“自动/手动去皮”功能;

(6)选用较高精度的计量元件来保证计量系统的精度要求,其中拉力传感器采用CL-YB-2A/1kN型,计量误差<0.025%;称重仪表选用XK3190-A型,计量误差<0.2%。

3新配计量系统的应用效果

3.1新配计量系统的技术性能

(1)由于系统未采用通常使用的气动系统,使计量系统大为简化,避免了电磁换向阀环境适应性差的缺陷;

(2)计量底盘采用了倾斜底面,有利于足量袋从底盘上推下;

(3)在称重仪表控制关闭电磁阀门的同时,提示峰鸣器能提示操作工按要求操作;

(4)实现了智能仪表与包装设备的分置安装(相距220m),保证了称重仪表的使用环境;

(5)包装设备未作改动,操作人员容易掌握设备操作技术。

3.2改善了包装系统的管理

由于系统采用远距离信号传送,使智能称重仪表置于厂统计员的办公室内。统计员随时能了解到包装设备的运行状况,可随时掌握累计包装数量,从硬件上杜绝了水泥包装过程的管理漏洞。从2000年3月改装本系统后,未发生过丢失水泥的现象。

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