半封闭式皮带秤替代螺旋秤的应用

　　1前言

　　我公司在长期使用螺旋秤 (用于生石灰配料)的过程中，发现由于其工作原理和结构的限制，往往零点变化较大、计量控制精度较低、稳定性差、称重传感器损坏率高，常常不能满足生产工艺要求。现采用一种半封闭式皮带秤替代其应用。

　　2 在实际使用中螺旋秤存在的主要问题

　　2.1 刚性秤体对计量准确性和稳定性的影响

　　由于螺旋秤本身的工作原理及结构特点，从上方给料机落下物料的冲击，将直接通过刚性秤体传递到称重传感器上，影响称重信号的真实性，降低计量精度。虽然将秤体支点设置在星型给料机正下方，以及在秤体一端增加配重 (如图1 所示)，可以减少一部分通过刚性秤体传递到称重传感器上的冲击震动，但仍不能很好满足实际生产的需要。

　　2.2无规律的窜料回流

　　以我厂的生石灰配料螺旋秤为例。由于烧结矿生产工艺方面的需要，进入消化器中的生石灰需要加入适当的水。一方面，通过水与生石灰反应的生成物熟石灰来帮助提高烧结矿在烧制过程中的造球率，进而提高烧结矿的质量和产量;另一方面，反应产生的热量可以提高料温。但由于螺旋叶片与桶壁之间存在间隙，通过图2 所示过程，使靠近桶壁的间隙中产生“不动层”物料。而不动层与流动层实际并没有清晰固定的界面，随着物料流动性和工况的变化，不动层厚度随机变化;同时，在不动层与流动层之间的所谓“缓动层”也由于横向速度的存在，形成无规律的窜料回流。从而，一方面导致螺旋秤“皮重值” (即零点值) 随机变化，影响计量的准确性;另一方面，螺旋秤瞬时流量变化率突变，对称重控制仪表的控制精度影响很大。因此，这种流量不稳定性除与物料性质、生产工况变化有关外，还与螺旋间隙的大小有直接关系。如德国布拉本德(Brabender Technologie)公司介绍：对于螺旋叶径为250mm的螺旋秤，当螺旋间隙达到4mm时，造成的测量不确定度会超过6%。

　　2.3测速精度不高 导致计量准确度不高

　　由于螺旋秤内的物料是沿着螺旋形的运动轨迹运行的，既有横向速度又有纵向速度，所以只能采用测量螺旋(或电动机)转数来替代流速的测量。但其纵向和横向速度不仅仅取决于螺旋转速，而且与物料的湿度、粒度、粘性流动性以及填充量、压力变化等因素密切相关。还以我公司生石灰配料螺旋秤为例，测速传感器安装在螺旋叶片纵向轴的顶端(靠出料口一侧)，由于蒸汽的影响，螺旋桶内此处生石灰粘度很大，从而导致其纵向流速与螺旋转速不能长期保持恒定的同步关系，使螺旋转速与生石灰的实际流速产生偏差，而且这种偏差不是恒定的，而是随机的。这使得螺旋秤在其计量过程中产生了不可忽略的速度测量误差，此种缺陷对于螺旋秤这种计量形式是不可避免的。而与此同时，螺旋秤又与其它连续给料计量设备类似，其瞬时给料量Qt由下式决定：