[发明专利]料仓-螺旋给料机内粉体受力的测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种料仓‑螺旋给料机内粉体受力的测量系统及方法，系统包括料仓、套筒、绞龙螺旋、以及吊具；套筒水平设置于料仓底部与料仓固定连接；绞龙螺旋位于套筒内部与套筒同轴设置，绞龙螺旋通过其暴露在料仓中的部分将料仓内的粉体沿套筒轴向输送；吊具用于悬吊套筒及料仓，使套筒与绞龙螺旋之间不接触，以保证套筒轴向所受驱动力仅来自粉体轴向输送对其产生的摩擦力；还包括轴向阻力传感器，用于测量输送过程中套筒沿轴向所受的驱动力即剪切面及套筒面上粉体所受的轴向阻力。本发明的测量方法通过轴向阻力传感器测量套筒所受的轴向驱动力，即为粉体在剪切面及套筒面上所受的轴向阻力，测量方法简单、高效且准确。

技术领域

本发明涉及粉体受力测量技术领域，尤其是一种料仓-螺旋给料机内粉体受力的测量系统及方法。

背景技术

生物质材料通常被加工成颗粒状或粉状以利于后续的输送和利用。料仓-螺旋给料系统因结构简单，便于调节和工作可靠的特点在生物质粉输送过程中被广泛的使用。料仓-螺旋给料机在粉体输送的过程中通常需要控制连续、均匀、稳定的流量，来确保工业生产的正常进行。粉体是一种以颗粒集群形式存在的散装固体。稳定的粉体输送与粉体物性、受力及料仓-螺旋给料系统的设计有关。粉体既具有像普通固体抵抗部分剪切力的能力，在将其自然堆放时可形成一个有固定锥角的堆，同时也具有像液体一样的流动性，粉体可以使用螺旋给料机或气力输送的方式进行高效率，高精度的输送。此外，部分粉体具有可压缩的特性，粉体在受到很小外力的作用下，其体积和密度变化明显，粉体内部的受力特性也会随之发生改变，增加了粉体输送过程中的不确定性。一些粉体还具有粘性，粉体和粉体之间存在很明显的作用力。粉体粘性在粉体流动的过程中起到了决定性的作用。由于粘性力的存在会导致粉体输送过程中结团、桥接和形成鼠洞，导致粉体输送稳定性降低。

料仓-螺旋给料系统的结构和设计参数是给料系统最重要的一环，直接决定了输送的稳定性。粉体在料仓中的受力由于粉体能抗剪切力和壁面效应的存在，并不是像液体一样压力大小与液位高度成线性关系，且在同一水平面上不同半径处其受力状态也不同。粉体在螺旋内的受力与运动受到螺距，螺旋半径、螺距与螺旋半径的比值、螺旋与套筒间距等参数的影响。螺旋对粉体流态影响因素众多，且在具体的物料输送中与物料的特性也有一定关系。所以在设计螺旋的过程中，重要参数的确定均是通过经验公式计算得到，与实际情况与设计指标有一定的偏差。

为了优化料仓-螺旋给料机中螺旋的设计，降低螺旋内粉体结团率，减小喷粉波动性，需要了解和掌握螺旋内粉体的受力压缩特性。现有技术中，对于粉体受力状态的测量与分析，受装置的限制而基于测量螺旋扭矩并进一步积分计算得到粉体所受到的应力，即采用间接测量方式获得应力，这导致计算工作复杂，且间接造成了误差的产生。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种料仓-螺旋给料机内粉体受力的测量系统及方法，目的是简化测量方法、提高测量精度。

本发明采用的技术方案如下：

一种料仓-螺旋给料机内粉体受力的测量系统，包括料仓、套筒、由动力装置驱动的绞龙螺旋、以及吊具；

所述套筒水平设置于料仓底部、与料仓固定连接；

所述绞龙螺旋位于套筒的内部，并与套筒同轴设置，绞龙螺旋通过其暴露在料仓中的部分将料仓内的粉体沿套筒轴向进行输送；

所述吊具，用于悬吊套筒及料仓，使料仓相对于地面保持垂直、套筒相对于地面保持水平，并使套筒与绞龙螺旋之间不接触，以保证套筒轴向所受驱动力仅来自粉体轴向输送对其产生的摩擦力；还包括轴向阻力传感器，所述轴向阻力传感器用于测量输送过程中套筒沿轴向所受的驱动力即剪切面及套筒面上粉体所受的轴向阻力。

进一步技术方案为：

还包括固定机架，其上安装有挡板，所述挡板平行于套筒的端面，所述轴向阻力传感器安装于挡板上并与套筒的端面相贴合。

所述挡板与所述固定机架活动连接。