一種新型骨料倉料位指示儀的研制與使用

王 鵬

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

1 概 述

水電工程中常用的拌和樓骨料倉分為大、中、小、特大、砂1、砂2等六個(gè)料倉，料倉內(nèi)的料位指示選用的傳感器一般分為兩種：一種是模擬量信號(hào)的傳感器，如超聲波、雷達(dá)、電容等料位器；一種是開關(guān)量信號(hào)傳感器，如限位開關(guān)料位器。在實(shí)際運(yùn)用中，模擬量傳感器造價(jià)高，誤判斷頻率高；而開關(guān)量信號(hào)傳感器的工作穩(wěn)定性較差。故現(xiàn)在在拌和樓運(yùn)行時(shí)對(duì)料位進(jìn)行觀察仍基本靠人工實(shí)現(xiàn)。

水電工程中常用的拌和系統(tǒng)基本上均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，但料倉內(nèi)的骨料補(bǔ)給仍然依靠人工進(jìn)行觀察判斷。因此，若要實(shí)現(xiàn)骨料倉內(nèi)骨料的自動(dòng)補(bǔ)給，準(zhǔn)確、及時(shí)地反饋料倉內(nèi)的料位情況就顯得尤為重要。筆者對(duì)傳統(tǒng)骨料倉料位儀存在的弊端進(jìn)行了分析，并對(duì)所參與設(shè)計(jì)發(fā)明的一種新型骨料倉料位指示儀的情況進(jìn)行了闡述。

2 傳統(tǒng)骨料倉料位指標(biāo)儀存在的弊端

拌和樓骨料倉裝設(shè)料位儀的主要作用有兩個(gè)：一是判斷骨料倉淺、倉滿情況；二是控制骨料輸送自動(dòng)上料系統(tǒng)運(yùn)行。在這種目的下模擬量料位器最大的優(yōu)勢(shì)——判斷骨料倉具體料位的功能就顯得沒有必要，在實(shí)際運(yùn)行中亦沒有使用。同時(shí)，由于模擬量料位器造價(jià)過高，對(duì)工作環(huán)境要求較高，而拌和樓料倉內(nèi)的環(huán)境惡劣導(dǎo)致其經(jīng)常出現(xiàn)誤判斷甚至不工作，在實(shí)際生產(chǎn)過程中既使料倉內(nèi)安裝有模擬量料位器但也很少能正常使用。

另一種傳統(tǒng)的開關(guān)量料位儀一般采用機(jī)械式觸點(diǎn)，這類料位儀價(jià)格便宜，所具有的功能已經(jīng)能滿足拌和樓骨料倉料位指示要求。但是，這種料位儀在骨料倉這種惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定性太差，在實(shí)際生產(chǎn)中人們也對(duì)其幾乎棄之不用，仍基本靠人工觀察拌和樓運(yùn)行時(shí)的料位情況，這樣簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也加大了生產(chǎn)成本。

筆者參與設(shè)計(jì)、發(fā)明的一種新型骨料倉料位指示儀(發(fā)明專利號(hào)：ZL2008100455995)克服了傳統(tǒng)骨料倉料位指示儀的不足，提供了一種可靠性高、能適應(yīng)骨料倉惡劣環(huán)境的料位指示儀。

3 新型料位指示儀技術(shù)方案

該骨料倉料位指示儀包括倉淺料位指示儀和倉滿料位指示儀。倉淺料位指示儀包括開關(guān)和支承座，在壓力開關(guān)的兩側(cè)分別設(shè)緩沖塊，其中一側(cè)的緩沖塊固定在支承座上，另一側(cè)的緩沖塊固定于受壓薄板。倉滿料位指示儀在透明容器的內(nèi)壁安裝有光電開關(guān)，在骨料倉上開設(shè)有觀察孔，在觀察孔內(nèi)設(shè)有外接光源。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明專利具有以下效果：

(1)該料位指示儀在倉淺部位采用受壓薄板承受骨料的壓力，在骨料倉壁與受壓薄板間產(chǎn)生壓力差，利用該壓力差、通過壓力開關(guān)并發(fā)出倉淺信號(hào)；在倉滿部位則采用光電開關(guān)對(duì)所處環(huán)境的改變發(fā)出倉滿信號(hào)。具有這種結(jié)構(gòu)的料位指示儀大大提高了料位指示的可靠性，完全能適應(yīng)骨料倉惡劣的環(huán)境。

(2)不需要由人工觀察拌和樓運(yùn)行時(shí)骨料倉內(nèi)的料位情況，避免了工人簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了生產(chǎn)運(yùn)行成本。

3.1 工作原理及結(jié)構(gòu)

該新型拌和樓骨料倉料位指示儀分為兩種：(1)倉淺料位。主要為壓力開關(guān)料位，其結(jié)構(gòu)包括支承底座、緩沖塊、壓力開關(guān)、受壓薄板、定位螺栓、壓力調(diào)節(jié)螺栓及倉淺信號(hào)燈；(2)倉滿料位。其結(jié)構(gòu)包括透明材料外殼、光電開關(guān)、緩沖塊、外照光源及倉滿信號(hào)燈。倉淺料位指示儀安裝在骨料倉下部，倉滿料位指示儀安裝在骨料倉上部。當(dāng)骨料倉內(nèi)的骨料上升到倉淺位置時(shí)，由于料倉倉壁與受壓薄板厚度不同，在骨料對(duì)倉壁的側(cè)壓力下造成變形不同、進(jìn)而產(chǎn)生壓力差，利用該壓力差壓、通過壓力開關(guān)并發(fā)出倉淺信號(hào)。當(dāng)料位上升到倉滿位置時(shí)，骨料擋住外照光源，使倉滿料位的光電開關(guān)接通，發(fā)出倉滿信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)料位指示功能。

該指示儀的具體結(jié)構(gòu)及安裝情況見圖1。

1.光電開關(guān);2.支承角鐵;3.緩沖橡膠;4.1.5 mm受壓薄板;5.定位螺栓;6.壓力調(diào)節(jié)螺栓;7.倉淺信號(hào)燈;8.倉滿信號(hào)燈;9.壓力開關(guān);10.緩沖海綿;11.透明材料外殼;12.外接光源圖1 料倉結(jié)構(gòu)及料位指示儀安裝示意圖

3.2 實(shí)施方式

如圖1所示，倉淺料位指示儀具體的實(shí)施方法是先將緩沖橡膠固定在∠75 mm×5 mm的支承角鐵上，在支承角鐵上兩頭開φ14孔并安裝2個(gè)φ12螺栓作為壓力開關(guān)位置用于調(diào)節(jié)和固定用，中間開兩個(gè)φ12孔，安裝2個(gè)φ10的螺栓用于調(diào)節(jié)壓力開關(guān)的最大受壓壓力。將壓力開關(guān)固定在緩沖橡膠上，同時(shí)在壓力開關(guān)上再固定一層緩沖橡膠，形成倉淺料位儀。在料倉底部2 m處開一個(gè)300 mm×300 mm的孔，先將尺寸為400 mm×400 mm的受壓薄板固定在所開的300 mm×300 mm的孔上，再將支承角鐵與倉壁、薄板連接在一起。當(dāng)骨料上升到薄板時(shí)，通過壓力開關(guān)動(dòng)作發(fā)出倉淺信號(hào)，提示供料系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)料。倉滿料位指標(biāo)儀具體的實(shí)施方法是將光電開關(guān)放在透明容器中，在容器中空余位置填充緩沖海綿，將透明容器固定在2.2 m長(zhǎng)的鍍鋅管上，將導(dǎo)線從鍍鋅管中穿出，再將鍍鋅管安放在料倉不易受到?jīng)_擊的部位，將外接電源放在料倉觀察孔中。當(dāng)骨料上升到透明容器的位置擋住外接電源光線時(shí)，光電開關(guān)導(dǎo)通，發(fā)出倉滿信號(hào)并予以提示。

4 結(jié) 語

該新型骨料倉料位指示儀在倉淺部位采用受壓薄板承受骨料的壓力，在倉壁與受壓薄板之間產(chǎn)生壓力差，利用該壓力差通過壓力開關(guān)動(dòng)作并發(fā)出倉淺信號(hào)；在倉滿部位根據(jù)光電開關(guān)所處環(huán)境的改變動(dòng)作并發(fā)出倉滿信號(hào)。這種結(jié)構(gòu)的料位指示儀大大提高了拌和樓骨料倉料位指示的可靠性，完全能適應(yīng)骨料倉惡劣的環(huán)境。該骨料倉料位指示儀已經(jīng)取得國家發(fā)明專利證書并成功應(yīng)用到工程實(shí)踐中，不再需要由人工觀察拌和樓運(yùn)行時(shí)各骨料倉的料位情況，既避免了操作工人簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。