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本文主要內容是介紹了失重秤的原理，優(yōu)缺點和在水泥熟料計量配料系統(tǒng)中應用。
在水泥生產過程中，水泥熟料計量配料系統(tǒng)是制約水泥成品質量和產量的重要環(huán)節(jié)之一。水泥熟料配料系統(tǒng)承擔著計量和按照配比控制給料量的任務，使得磨制水泥所需的三種物料：水泥熟料、礦渣、石膏，按照一定比例和一定速度喂入水泥磨中。通過控制各種物料的比例，可以達到控制水泥產品質量的目的，通過控制物料的入磨速度，即給料量，可以使得水泥磨機運行在最佳的工作狀態(tài)，最大地發(fā)揮水泥磨機的生產能力，使之既不過負荷運行，也不欠負荷運行，從而防止“悶磨”事故的發(fā)生，達到提高產能降低電耗的目的。

以前水泥熟料計量配料系統(tǒng)常用的計量控制設備主要有三種：一是調速電子皮帶秤，二是懸臂式電子皮帶秤加上電磁振動給料機，三是圓盤喂料機。其中第3種配料裝置最原始，通過人工撥動圓盤喂料機上下料擋板的位置，粗略地控制下料量，沒有任何計量手段，水泥產品質量和水泥磨機的臺時產能均難以得到有效的保障。前兩種配料裝置雖然在配料計量控制精度上較圓盤喂料機明顯有所提高，但是也難以避免地存在著零點漂移、皮帶跑偏等諸多干擾因素，造成計量不準；并且其故障率較高，比如皮帶秤上的皮帶就很容易損壞，需要經常更換皮帶，這既增加了維護費用，也增加了工人的勞動強度，更主要的是影響生產；尤其在水泥熟料磨頭稱重配料系統(tǒng)中，由于生產的連續(xù)性強，往往吊車從聯(lián)合儲庫中抓出的水泥熟料尚未經過充分冷卻，經常出現(xiàn)溫度過高的情況，皮帶秤上的皮帶很容易被燙壞。因此，在這種場合皮帶秤配料系統(tǒng)根本無法使用。

經過近幾年的實際應用表明，國產失重秤的確為水泥熟料配料系統(tǒng)提供了一個比較理想的計量控制手段。它不僅價格低，而且在工作原理上，突破了傳統(tǒng)的連續(xù)稱重設備所采用的動態(tài)計量方式，采用靜態(tài)稱量原理，使之工作穩(wěn)定可靠，計量準確度高；并且可以解決水泥熟料磨頭配料方式中熟料溫度高的問題。下面，從幾個方面進一步介紹國產失重秤。

1　系統(tǒng)組成和工作原理
失重秤可以分成設備系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大部分。
設備系統(tǒng)組成如圖1所示，主要包括一個計量倉、一臺上料電磁振動給料機、一臺下料給料機、6個懸吊裝置以及軟接口等5個部分。其中，上料電磁振動給料機靠上部的3只懸吊裝置懸掛在料倉上，它與計量倉采用防塵軟連接，在重量上與計量倉分離；下料電磁振動給料機靠下部的3只懸吊裝置懸掛在計量倉上，它與計量倉通過計量倉內的料注連接，在重量上與計量倉成為一體，并一起由3只拉力傳感器懸掛在料倉上，下料電磁振動給料機和計量倉及計量倉內的料一起作為稱量對象。失重秤的安裝高度H是由水泥磨機的臺時產能來決定，一般為2m左右；水平安裝距離L也與水泥磨機的臺時產能有關，一般可以限制在1.3～1.6m。

　　控制系統(tǒng)主要包括：拉力傳感器、信號放大器、輸入接口、輸出接口、主機、可控硅電源、顯示器、鍵盤、打印機等9個部分。其中輸入接口可以同時接收16個信號放大器送來的16路輸入信號；輸出接口也可以同時輸出16路由主機發(fā)出的控制信號，同時驅動16臺上料電磁振動給料機和16臺下料電磁振動給料機工作。也就是說，該控制系統(tǒng)可以最多控制16種物料按照預先設定的比例配料。

　失重秤系統(tǒng)工作過程如下：首先通過鍵盤向主機輸入一個系統(tǒng)開始運行的命令，主機將通過輸出接口向上料電磁振動給料機的可控硅電源發(fā)出控制信號，控制該可控硅電源向上料電磁振動給料機送電，于是上料電磁振動給料機開始振動，并向計量倉給料；同時3只拉力傳感器開始連續(xù)地檢測重量信號，送入信號放大器，放大后的重量信號經輸入接口送入主機，當計量倉內的料重量達到預先設定的上限值時，主機將立即發(fā)出控制信號，經輸出接口控制上料電磁振動給料機的可控硅電源，使上料電磁振動給料機停止向計量倉給料。接著主機計時，同時做第1次靜態(tài)稱量。間隔瞬間之后，主機再次發(fā)出控制信號，經輸出接口及下料電磁給料機的可控硅電源，控制下料電磁振動給料機開始卸料，當卸料至計量倉內料的重量達到預先設定的下限值時，主機立即控制下料電磁振動給料機停止卸料。主機再計時，并做第2次靜態(tài)稱量。又間隔瞬間之后，主機再次控制上料電磁振動給料機向計量倉給料。至此，一個工作周期完成，如此循環(huán)往復，周期運行。

　　設失重秤的一個工作周期為T，第1次靜態(tài)稱重得到的重量為Gmax，第2次靜態(tài)稱量得到的重量為Gmin，那么可以計算出物料的瞬時流量為：q＝（Gmax－Gmin）／T，以及在時間t內物料的累計流量為：q′＝Ft／T，這就是失重秤的基本工作原理。

由于物料的流量是通過測量計量倉內物料失去的多少來確定的，因此叫失重秤，也稱減量法計量。這種計量采用斷續(xù)進料，斷續(xù)出料，靜態(tài)測量的工作方式。上料后一次測量，下料后一次測量，這二次測量都是靜態(tài)測量，并且這兩次測量是在幾分鐘內完成的，所以不存在傳感器的零點漂移問題，因此可獲得相當高的計量精度。

每完成一次上料、一次下料為一個周期，周期長短是根據工藝要求的物料流量的大小來確定的，一般為幾分鐘。通常上料電磁振動給料機選得大，下料電磁振動給料機選得小，這樣上料時間較下料時間就會小得多。T＝t1＋t2＋2.Δt，其中上料（下料）間隔Δt是一定的，上料時間t1越小，則下料時間t2就越接近周期T，相鄰二次下料的時間間隔就越小，下料就越接近于連續(xù)。而下料的連續(xù)性對生產是有利的。

2　主要性能參數(shù)
適合計量的物料：塊狀或棵粒狀物料
給料能力：最大為25t／h，最小為1t／h
系統(tǒng)計量精度：±0.5％
系統(tǒng)配比精度：±0.5％
配料點數(shù)：最多16路物料
周期／斗：60～240s
顯示：瞬時流量、累積流量、模擬工藝流程圖、漢字顯示、彩色顯示器。
打印：80列行式打印機，漢字報表，包括下料次數(shù)、流量、產量、時間等。
保護功能：全部數(shù)據均有掉電保護，機內配有進口電池供電。
標定：實物標定、在線標定。
電源：220V，a.c.±10％，50Hz±4％
環(huán)境：溫度為－10～＋40℃；濕度：＜85％

3　優(yōu)缺點
3.1　優(yōu)點
①基于失重秤的工作原理，既象其它動態(tài)給料秤那樣，能夠連續(xù)、自動地顯示物料的瞬時流量和累計流量以及定量控制；又能采用料倉秤那樣的靜態(tài)稱重原理，從而工作穩(wěn)定、可靠。
②由于它采用減量法計量，以靜態(tài)稱重方式為基礎，所以計量準確度不受零點和皮重變化的影響，可以有較高的計量精度，尤其是用于小流量物料時，容易獲得較高的計量精度。
③設備系統(tǒng)全部為鋼質，適用環(huán)境條件較差的場合，并且堅固耐用，維護量小，不怕物料高溫等。
④它不僅可以進行實物標定，而且可以在生產運行中進行在線標定。即根據計量倉內物料的上、下限重量之差和失重秤流量顯示值比較計算準確度，這種標定簡單、方便易行，不需要增加輔助標定設備，省錢省力。
3.2　缺點
①由于失重秤設備系統(tǒng)是由二臺電磁振動給料機及一個計量倉上下排列組成，所以與其它計量稱重設備相比占用高度空間較大，一般在2m左右。這就要求其上面的料倉底部抬高，從而增加了相關專業(yè)的建設成本。如果是舊設備改造，可能會因原有高度空間不夠而無法使用失重秤，從而使失重秤的應用范圍受到限制。
②傳感器的吊裝方法、設備安裝高度等也是需要進一步改進和完善的問題。
 

4　應用注意事項
①在高度允許的情況下，盡量使用大功率的電振機，這樣可以使上料時間縮短，相對的下料時間加長，使物料流量接近連續(xù)。
②庫（倉）底留出的高度要適當。要根據物料的最大流量準確計算失重秤安裝高度，既要滿足失重秤安裝要求，又要盡量壓縮高度空間，以減少相關專業(yè)的建設投資。
③失重秤是與工藝系統(tǒng)配性較強的計量裝置，關于工藝系統(tǒng)的料倉下料口開口大小，料倉下部收縮角度，以及放料閥門等，都必須與工藝專業(yè)協(xié)商，進行合理設計，既要保證物料流動暢通、穩(wěn)定，又要盡量減少倉內物料對上料電磁振動給料機的壓強。
④設備安裝時應注意計量倉與進料電磁振動給料機的連接應采用軟連接，各連接處應有足夠大的間隙。一是防塵，二是以免相互間碰撞，引起計量不準。
⑤拉力傳感器是易損部件，應注意保護，以免過載或因其它原因損壞。
⑥控制系統(tǒng)主機應放置在良好的工作環(huán)境中，避免較強大磁場及振動，主機電源應加磁飽和交流穩(wěn)壓器，并應與可控硅源等大的負荷設備分開供電，以防電磁干擾。系統(tǒng)接地應單獨設置，不得與電氣接地共用。拉力傳感器輸出信號也應單獨穿管或架空走線，不得與強電混行敷設。
⑦由于熟料水泥配料系統(tǒng)的工作環(huán)境，一般都有粉塵大、振動大和噪聲大等特點，因此應加日常維護、保養(yǎng)，以保證計量系統(tǒng)正常運行。

5　應用前景
失重秤不僅適合于水泥生產中熟料配料系統(tǒng)，也適用于水泥生料配料系統(tǒng)，同時它在玻璃、化工、塑料、糧食加工等許多行業(yè)中都有廣泛的應用。但是，對進口產品來講，由于它價格太高，系統(tǒng)又較為復雜，使其應用范圍大大受到了限制。而對于國產失重秤，由于在產品設計時對它的系統(tǒng)結構進行了簡化，特別是全部采用了國產設備、元器件、材料制造，使價格為國外同類產品的1／10左右，一般水泥廠等行業(yè)完全可以接受。而且，到目前為止，失重秤投放市場，已經有近十年時間，不僅設備制造技術本身日趨成熟，且經過近年來在水泥及其它行業(yè)中的實際應用，基本上運行可靠、精度上也基本能夠滿足生產工藝的要求。

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