新型暖氣爐、鍋爐控溫自動(dòng)送料器

簡介

巴彥淖爾市盛產(chǎn)葵花，所以有許多專營葵花籽剝皮的加工企業(yè)。剝下的葵花籽皮很多，可以替代煤炭作燃料。我首先設(shè)計(jì)了一種簡單的可以燒葵花籽皮的暖氣爐。在冬天用它來取暖，可以節(jié)約煤資源。這種暖氣爐是在普通水暖新型暖氣爐的加料口的上方，安裝了1個(gè)由幾塊薄鐵皮卷制成的可儲(chǔ)存葵花籽皮的送料裝置，這個(gè)裝置為漏斗形，直接通向水暖鍋爐加料的爐門上面。由于這個(gè)裝置漏斗下面的細(xì)送料管道豎直向下通入爐內(nèi)，葵花籽皮從上面垂直流入爐內(nèi)時(shí)，有時(shí)會(huì)造成阻塞；由于送料管道離爐門距離近，還可能引起葵花籽皮向上燃燒，使上面的送料裝置內(nèi)葵花籽皮燃燒，造成一氧化碳中毒或火災(zāi)。如何能避免這些情況的發(fā)生呢？我想到了設(shè)計(jì)一個(gè)“自動(dòng)送料器”，這樣就確立了選題。經(jīng)過1個(gè)月的時(shí)間，我終于設(shè)計(jì)出了“自動(dòng)送料器”的圖紙。后來又請(qǐng)教了輔導(dǎo)教師，思路更拓寬了：我的設(shè)計(jì)還可應(yīng)用于大型企業(yè)或熱力公司的水暖鍋爐的自動(dòng)送燃料，而且北方地區(qū)葵花籽皮數(shù)量多而且廉價(jià)，用它替代煤用于供暖，省錢省工。同時(shí)我在送料器的設(shè)計(jì)中又增加了控溫裝置。這樣，通過監(jiān)控鍋爐內(nèi)的水溫，自動(dòng)控溫送料器可以按需輸送燃料，提高了產(chǎn)品科技含量。

設(shè)計(jì)與制作

設(shè)計(jì)圖紙，確定原材料。自動(dòng)送料器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖見圖1。實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)使用的材料有：電磁繼電器、熱敏電阻、螺旋送料軸、電動(dòng)機(jī)等。

工作原理說明與制作。首先加工制作的部分是最上面的儲(chǔ)存、輸送燃料裝置（即用鐵皮制作成的漏斗形狀的裝置），其上口大、下口小。原料由上口加入后，豎直向下由下面的小口流出，小口流出的原料由與小口垂直的水平輸送原料的螺旋送料管輸送，使原料輸送方向發(fā)生90度的改變。提供水平動(dòng)力輸出的是從廢舊洗衣機(jī)中拆卸下來的電動(dòng)機(jī)，其工作電壓為220伏。這種電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過快，如果直接使用，會(huì)使原料流進(jìn)火爐的流量過大，進(jìn)而堵塞火爐，影響加熱。經(jīng)過上網(wǎng)查找，并請(qǐng)教輔導(dǎo)老師，我最后決定用減速器與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸連接來減少電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過快所造成的麻煩。所以在最終產(chǎn)品中，動(dòng)力轉(zhuǎn)軸上安裝了減速器，通過減速器使轉(zhuǎn)速減慢到計(jì)算好的均勻速度。在減速器的另一端再接1根轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上焊接了鐵制螺旋式的送料凹槽，就像絞肉機(jī)一樣，原料只要進(jìn)入螺旋凹槽，只會(huì)向前輸送，而不會(huì)后退。這樣，作為燃料的葵花籽皮不會(huì)在水平螺旋凹槽內(nèi)燃燒，避免了火災(zāi)的發(fā)生。電動(dòng)機(jī)、減速器和配電箱實(shí)物照片見圖2。

如何實(shí)現(xiàn)根據(jù)鍋爐內(nèi)水溫的高低來控制燃料的輸送量？我想到了利用熱敏電阻。把它接在水暖鍋爐上，再和電磁繼電器串聯(lián)，加1個(gè)低壓電源，就組成了低壓控制電路。在電磁繼電器高壓工作電路中接入220V電壓的電源和水平輸送原料的電動(dòng)機(jī)。當(dāng)鍋爐水溫小于85℃時(shí)，熱敏電阻的電阻值減小，通過它的電流就增大，通過電磁繼電器中電磁鐵的電流增大，此時(shí)高壓工作電路接通，電動(dòng)機(jī)開始工作，燃料源源不斷地輸入鍋爐燃燒。當(dāng)鍋爐水溫達(dá)到或超過85℃時(shí)，熱敏電阻受熱，電阻值增大，通過它的電流就減小，使高壓工作電路斷開，電動(dòng)機(jī)停止工作，燃料停止輸送。當(dāng)鍋爐水溫低于85℃時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)輸送原料、再加溫。實(shí)現(xiàn)了溫控自動(dòng)送料。另外，在爐子上還安裝1個(gè)小送料器，和前述大送料器一起向爐內(nèi)送料。小送料器上不安裝溫控電路，只有控制燃料流量的滑動(dòng)變阻器開關(guān)。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器開關(guān)，可以控制燃料的流量正好維持在使?fàn)t內(nèi)燃料不會(huì)熄滅的程度。當(dāng)大送料器由于鍋爐水溫大干85℃而停止工作時(shí)，小送料器可以一直持續(xù)送料，使?fàn)t子保持燃燒，不會(huì)熄滅。

最終完成的送料器成品見圖3。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

為了在實(shí)踐中檢驗(yàn)我的發(fā)明是否可行，我經(jīng)過說服動(dòng)員，并且承諾提供機(jī)器，使一家私人洗澡堂同意使用葵花籽皮燃料替代煤，并試用我發(fā)明的送料器。這家澡堂使用了2臺(tái)新型暖氣爐和鍋爐控溫自動(dòng)送料器。1臺(tái)和1個(gè)家用的小水暖氣爐組合，提供一段走廊的自動(dòng)供暖；另一臺(tái)和提供澡堂洗澡熱水的大暖氣鍋爐組合提供洗澡熱水。經(jīng)過冬天3個(gè)月的試用，澡堂老板對(duì)新型暖氣爐和鍋爐控溫自動(dòng)送料器的使用效果非常滿意。由于用了這2臺(tái)新型暖氣爐和鍋爐控溫自動(dòng)送料器，澡堂節(jié)省了燃料支出，還減少了雇傭工人，省錢省工，提高了工作效率。最終澡堂老板決定買下我這2臺(tái)新型暖氣爐和鍋爐控溫自動(dòng)送料器。我的實(shí)驗(yàn)獲得了巨大的成功！

進(jìn)一步完善的構(gòu)思

如果將這套設(shè)備應(yīng)用在大型企業(yè)或熱力公司的水暖供應(yīng)鍋爐上，無論是用葵花籽皮作燃料替代煤，或者直接在燃煤鍋爐上使用，我認(rèn)為它都能發(fā)揮更大的作用。

如果在大型水暖鍋爐上使用，我想讓燃料進(jìn)入最上面的儲(chǔ)存、輸送燃料裝置的過程也實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。所以就應(yīng)該在儲(chǔ)存、輸送燃料裝置上安裝1個(gè)壓力敏感電阻。壓力敏感電阻與低壓電源和電磁繼電器組成低壓控制電路；電磁繼電器另一端與燃料傳送帶的電動(dòng)機(jī)、高壓電源組成高壓工作電路。當(dāng)儲(chǔ)存、輸送燃料裝置中燃料向下輸出到一定程度的時(shí)候，燃料的重量減少，燃料對(duì)裝置內(nèi)的壓力敏感電阻的壓力減輕，壓力敏感電阻的電阻減小，通過它的電流增大，電磁繼電器將吸引銜鐵閉合高壓工作電路，這樣傳送帶將自動(dòng)工作送料。當(dāng)儲(chǔ)存裝置中燃料重量增加到一定程度的時(shí)候，燃料對(duì)安裝在裝置內(nèi)的壓力敏感電阻的壓力加大，壓力敏感電阻的電阻增大，通過電磁繼電器中的電流減小，電磁繼電器中的銜鐵將分離彈起，高壓工作電路斷路而停止工作，傳送帶將停止送料。這樣備料箱內(nèi)的燃料就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)壓力控制送料，節(jié)省人力，提高效率。如果在大型企業(yè)中應(yīng)用，我的送料裝置不僅可以運(yùn)送葵花籽皮，還可以運(yùn)送農(nóng)田秸稈粉末和煤等其他燃料。

小結(jié)

用葵花籽皮和農(nóng)田秸稈粉末替代煤，可以節(jié)約能源，低碳環(huán)保，省錢省工。自動(dòng)控制溫度送料以及自動(dòng)壓力控制送料就是我的新型暖氣爐和鍋爐控溫自動(dòng)送料器的創(chuàng)新點(diǎn)。使用這個(gè)技術(shù)不僅可以保護(hù)地球的資源而且還能提高工作效率。

專家評(píng)語

該項(xiàng)目送料器的應(yīng)用不僅變工農(nóng)業(yè)加工下腳料為燃料，而且還節(jié)省了人工，水溫控制也較人工控制精確。這一項(xiàng)目成果還可推廣到農(nóng)田秸稈，谷殼及其他可燃的工業(yè)下腳料的應(yīng)用中，用途很廣。