如何提高粉体给料技术的控制精度

作者:陈立明 时间:2013-01-30 20:05:59

    螺旋机的工作原理是基于满填充的单位螺距定容积物料输送。由于粉体流动性随机变化造成的密度变化将导致单位容积质量的不同,加上粉体压力增大时会造成超越螺旋运动速度的随机流动性前窜,如果螺旋叶壳间隙大时更加剧了前窜流动性的发展,最终就导致每旋转周期螺距给出的粉体质量随机不同。一般情况下,螺旋正向升程加速时因流动性处于增大过程,其特性处于低端,但反向回程减速时流动性已大不可遏,其特性就必然上移,呈现明显的滞环效应,而且工作点越高,滞环效应越大,用军事术语叫“跳动”严重,其控制特性图呈胖头大棒状。

    当采用密封型皮带机给料时,由于其直通料路的流动性锁止结构力弱,其特性比普通螺旋更差。

    圆盘式转子给料机,由于不存在直通料路,流动性前窜的因素较小,但问题出在含气粉体对定容积储料分格的填充密度变化上,一但粉体含气量发生变化,同容积的粉体质量必然变化,结果也好不到那里去。

    普通螺旋机实际的控制特性数学模型是:

Y=K*r(P(Y))* X+ R(P(Y)-F(Y))

    其中,r是最后出料单位工作腔的供料填充系数,值域0~1,它是填充压力P(主要由卸料仓的工作结构和仓口压力决定)的正函数;P往往又随工作流量Y的增加而增加。

R是干扰量,值域0~100%Y满程,一般<50% Y满程,它是最后出料单位工作腔的进料填充压力P和前窜锁止力F(主要由给料装置的工作结构决定)之差的函数。当P>F时随机产生R,当P<F时R=0,而其中F往往又随工作流量Y的增加而减少,而P往往又随工作流量Y的增加而增加。

    R在时域变化呈现的最快频率或最小周期tr很重要,如果tr较大,干扰过程缓慢,则有机会进行闭环修正。

    正是由于供料填充系数r和干扰量R的存在,造成同一控制量X下会出现不同的Y,使Y与X之间失去一一对应的重复性,这种Y的开环随机波动幅度与频率决定了控制装置的最终精度。

    当前端的料仓内崩塌形成高流态含气高压粉体进入给料装置时,而给料装置的工作结构不能吸收释放其压力和流动性,锁止力又弱,就会造成粉体沿料路通道强行前窜形成自流,装置停机后还持续冲出粉料,直到仓内粉体高压动能释放完毕或出料堆积阻力高于料压后才停顿。用军事术语叫“走火”,常见于螺旋机、皮带机和叶轮机,表现为冲料自流的控制特性显示如下:

X=0

P(Y)>>F(Y)

Y= R(P(Y)-F(Y))

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