一种耐火材料均匀性配料装置及方法与流程

1.本发明属于耐火材料技术领域，更具体地说，涉及一种耐火材料均匀性配料装置及方法。


背景技术：

2.耐火材料广泛应用于耐火砖、隔热板等的制造中。耐火材料一般由多种骨料或集料通过一定的配比配制混合后进行使用，耐火材料配制的是否均匀对其使用质量具有直接的影响，配制的越均匀，耐火产品质量越好，反之则耐火产品质量参差不齐。目前的耐火材料的配制和搅拌主要依靠传统的搅拌机进行搅拌，往往简单完成搅拌后就开始后续工序的制作，缺少搅拌均匀性的反馈，所以耐火材料的搅拌均匀性很难统一。因此有必要设计一种耐火材料的均匀性配料方法和装置，使耐火材料中的不同骨料能够按照实际需求进行自动配制并完成均匀性搅拌，以提高耐火产品的质量。
3.以下为经检索相关的专利文献：
4.专利文献1：专利公开号为cn105347060a，公开日为2016年2月24日，公开了一种耐火材料配料料仓装置，包括破碎机、第一皮带输送机、提升斗、第二皮带输送机、料仓平台、第三皮带输送机、第一加料仓、第二加料仓、第三加料仓、第四加料仓、过渡斗、混合机、混合加料仓、混料平台、混料包装秤包装线和提升机，破碎机的输出端设有第一皮带输送机，第一皮带输送机的输出端设有提升斗，提升斗的输出端设有第三皮带输送机，第三皮带输送机下端设有料仓平台，料仓平台上依次设有两排配料仓。
5.专利文献2：专利公开号为cn111347563a，公开日为2020年6月30日，公开了一种用于耐火材料生产的自动配料系统，包括工业控制器、加料装置和混料装置，工业控制器与加料装置和所述混料装置连接，加料装置设置有多个进料口，每个进料口都设置有称重装置，称重装置上方设置有与称料装置连通的储料罐，加料装置的加料口设置有快速切断阀。
6.专利文献3：专利公开号为cn203781396u，公开日为2014年8月20日，公开了一种耐火材料配料系统，其包括螺旋配料系统、电震配料系统以及设置于配料系统下方的可移动的计量小车，螺旋配料系统包括料仓和螺旋输送装置，料仓的下料口与螺旋输送装置的进料口连接，料仓的下料口处设置有气动插板阀；电震配料系统包括料仓和电震输送装置，料仓的下料口与电震输送装置的进料口连接，料仓的下料口处设置有气动插板阀。
7.专利文献4：专利公开号为cn215139540u，公开日为2021年12月14日，公开了一种耐火材料自动配料装置，包括安装架、存放仓、出料口、开关阀、传送装置、配料盒和探测器。使用时，通过探测器来确定通过传送装置传送的配料盒配置，当配料盒达到预设范围时，将收集到的信息发送给开关阀，此时存放仓内的物料下落一种的数量后，开关阀自动关闭，配料盒继续通过传送装置的带动达到下一个存放仓的出料口下方位置，配料盒能够收集所有存放于存放仓内的物料。


技术实现要素：

8.1.要解决的问题
9.针对现有耐火材料混合均匀性不易控制的问题，本发明提供一种耐火材料均匀性配料装置，实现配制均匀性，保证耐火材料的质量稳定性。
10.本发明提供一种基于上述装置的耐火材料均匀性配料方法。
11.2.技术方案
12.为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
13.本发明的耐火材料均匀性配料装置，包括：
14.a)支撑架，在所述支撑架的内侧设置有支撑板；
15.b)安装在所述支撑架上的入料斗，所述入料斗配置有称重部件；
16.c)置于所述支撑板上且位于所述入料斗下方的搅拌池，所述搅拌池配置有搅拌部件和物料检测部件；
17.d)置于所述搅拌池下方的第一输送单元；
18.e)置于所示第一输送单元的头部或尾部的第二输送单元，用于承接由所述第一输送单元输送的混合均匀的耐火材料，并传输至下一工序进行后续加工；
19.f)及控制单元，电连接称重部件、搅拌部件、物料检测部件、第一输送单元和第二输送单元，用于收集称重部件、搅拌部件和物料检测部件中的数据，并控制入料斗和搅拌池的工作。
20.于本发明的一种实施方式中，所述物料检测部件包括至少一工业相机，所述工业相机置于搅拌池的上方，且与支撑架固定。
21.于本发明的一种实施方式中，所述工业相机外置有壳体，所述壳体内呈正压状态。
22.于本发明的一种实施方式中，所述物料检测部件包括至少一体积检测模块和质量检测模块，所述体积检测模块用于检测搅拌池内耐火材料的混合体积。
23.于本发明的一种实施方式中，所述称重部件包括安装有用于控制耐火材料下落的第一电动阀和用于称量入料斗中耐火材料重量的电子秤，所述入料斗中的入料口用于倒入不同成分的耐火材料，所述第一电动阀用于控制第一落料口的开和关。
24.于本发明的一种实施方式中，所述搅拌部件包括伺服电机、第二电动阀和搅拌轴，所述伺服电机与搅拌轴相连，所述第二电动阀用于控制第二落料口的开和关。
25.于本发明的一种实施方式中，所述第一输送单元为皮带输送机、链板输送机、小车输送机或拖斗输送机。
26.于本发明的一种实施方式中，所述第二输送单元为螺旋输送机、斗式提升机或小车输送机。
27.本发明还提供了一种基于上述装置的配料方法，包括以下步骤：
28.步骤s101、待混合的不同耐火材料从入料口处倒入到入料斗中，称量不同耐火材料在入料斗中的重量并传输到控制单元中，控制单元根据设定耐火材料的配比计算一个搅拌周期中不同耐火材料的质量；
29.步骤s102、通过称重部件的第一电动阀控制第一落料口打开，随后不同材料和质量的耐火材料通过不同的入料斗落入到搅拌池中，待达到所需的耐火材料质量时，称重部件的电子秤将信息传输到控制单元中，控制单元通过第一电动阀控制第一落料口关闭，完
成耐火材料的配比和下落；
30.步骤s103、搅拌部件的伺服电机带动搅拌轴转动，使耐火材料进行充分搅拌，同时物料检测部件实时检测搅拌池中的耐火材料状态，并反馈至控制单元与标准混合状态对比，待对比接近一致时或一致时，通过控制单元控制搅拌部件的第二电动阀打开第二落料口，使混合均匀的耐火材料下落到第一输送单元，并通过第二输送单元输送到下一工序进行后续加工。
31.3.有益效果
32.相比于现有技术，本发明的有益效果为：
33.(1)本发明利用控制单元结合物料检测部件实现耐火材料的快速、均匀性配制和搅拌，不受人为操作误差影响，可进行自动化精准控制，能够实现配制均匀性的统一，有助于提高耐火产品质量的均匀性；
34.(2)本发明的装置，只需加装相关控制单元和物料检测部件即可实现耐火材料的均匀性配制，结构简单，易于实现操作。
附图说明
35.图1为本发明实施例1耐火材料均匀性配料装置的结构示意图；
36.图2为本发明实施例1耐火材料均匀性配料装置的入料斗底部示意图；
37.图3为本发明实施例1耐火材料均匀性配料装置的搅拌池顶部示意图；
38.图4为本发明实施例1耐火材料均匀性配料装置的搅拌池底部示意图；
39.图5为本发明实施例1耐火材料均匀性配料装置的工业相机示意图；
40.图6为本发明实施例2耐火材料均匀性配料装置的工作流程图。
41.附图标记说明：
42.100、支撑架；110、支撑板；
43.200、入料斗；210、称重部件；211、第一电动阀；212、电子秤；220、第一落料口；
44.300、搅拌池；310、搅拌部件；311、伺服电机；312、第二电动阀；313、搅拌轴；320、物料检测部件；321a、工业相机；321b、体积检测模块；321c、质量检测模块；322、壳体；330、第二落料口；
45.400、第一输送单元；410、皮带输送机；
46.500、第二输送单元；510、螺旋输送机；
47.600、控制单元。
具体实施方式
48.下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
49.实施例1
50.如图1至图5所示，本实施例的耐火材料均匀性配料装置，包括：
51.a)由合金钢制作而成的支撑架100，合金钢可以包括不锈钢、45#钢等耐腐蚀材质，
在所述支撑架100的内侧设置有支撑板110；支撑板110的材质与所述支撑架100相一致，采用焊接、铆接等方式固定。
52.b)安装在所述支撑架100上的入料斗200，由图1中可以看出，支撑架100上端面设置成镂空状，入料斗200的下端可以直接深入支撑架100内部，所述入料斗200配置有称重部件210。在本发明的一些实施例中，所述称重部件210包括安装有用于控制耐火材料下落的第一电动阀210和用于称量入料斗200中耐火材料重量的电子秤212，所述入料斗200中的入料口用于倒入不同成分的耐火材料，所述第一电动阀210用于控制第一落料口220的开和关，所述第一电动阀210可以采用气动电磁闸板阀等。此外，在本发明的一些实施例中，入料斗200配置有振动电机，可以加速物料的下落。
53.c)置于所述支撑板110上且位于所述入料斗200下方的搅拌池300，所述搅拌池300配置有搅拌部件310和物料检测部件320，
54.在本发明的一些实施例中，优选的，所述搅拌部件310包括伺服电机311、第二电动阀312和搅拌轴313，所述伺服电机311与搅拌轴313相连，所述第二电动阀312用于控制第二落料口330的开和关。
55.此外，所述搅拌部件310还可以采用气动马达驱动，对应的搅拌轴313更换为搅拌桨，同时配合有高压吹气部件。
56.d)置于所述搅拌池300下方的第一输送单元400；所述第一输送单元400为皮带输送机410、链板输送机、小车输送机或拖斗输送机。优选的，所述第一输送单元400为皮带输送机410，由搅拌池300落下的物料直接被皮带输送机承接，然后输送。
57.e)置于所示第一输送单元400的头部或尾部的第二输送单元500，用于承接由所述第一输送单元400输送的混合均匀的耐火材料，并传输至下一工序进行后续加工；所述第二输送单元500为螺旋输送机510、斗式提升机或小车输送机。优选的，所述第二输送单元500为螺旋输送机510，螺旋输送机510相对密封，可以减少扬尘可能。
58.f)及控制单元600(pc控制端，例如台式电脑)，电连接称重部件210、搅拌部件310、物料检测部件320、第一输送单元400和第二输送单元500，用于收集称重部件210、搅拌部件310和物料检测部件320中的数据，并控制入料斗200和搅拌池300的工作。
59.在本发明一些实施例中，如图5所示，所述物料检测部件320包括至少一工业相机321a(例如ccd视觉相机)，所述工业相机321a置于搅拌池300的上方，且与所述支撑架100固定。在实际使用过程，所述工业相机321a基本处于粉尘较大的环境中，尤其是粉尘易沾附在相机的镜头上，影响相机的正常工作，因此，所述工业相机321a外置有壳体322，所述壳体322内呈正压状态，一方面减少粉尘进入壳体322，另一方面正压一般采用高压气体来实现，高压气体可以对相机的镜头进行喷吹，尽可能地保障镜头的洁净，利于拍摄照片的清晰度。此外，工业相机321a配合有光源，可以在相对较暗的环境中提供光。
60.其中工业相机321a对拌合后耐火材料进行拍摄，控制单元600可以存储相应的软件程序(pc控制端，例如台式电脑，该软件程序基于matlab软件，将均匀系数和面积比系数算法汇编成系统语言，结合数字图像处理技术和四边静矩理论，建立耐火材料混合拌合均匀性分析模型，开发出的耐火材料混合拌合均匀性评价系统)；具体的工作分析过程描述：
61.(1)运用数字图像处理技术，对拌合后耐火材料混合图像进行图像复原、灰度转换、直方图均衡化、二值转换和形态学等分析和处理，并对图像进行集料的识别和分类，使
得经过处理和分析后的图像，能够较好地反映出各档集料颗粒的分布情况；
62.(2)通过对图像中集料颗粒的面积和集料颗粒到四边距离的分析计算，得到能够反映集料分布情况的均匀系数和面积比系数；经过对图像均匀系数和面积比系数的分析，得到了图像中集颗粒分布较为均匀时均匀系数和面积比系数的区间范围；
63.(3)对得出的均匀系数和集料面积比系数的区间范围进行了验证。
64.实施例2
65.本实施例的基本结构与实施例1相同，不同之处在于，如图6所示，所述物料检测部件320包括至少一体积检测模块321b和质量检测模块321c，所述体积检测模块321b用于检测搅拌池300内耐火材料的混合体积；所述质量检测模块321c用于检测搅拌池300内耐火材料的混合质量。
66.具体的流程为：体积检测模块321b检测搅拌池300输出的混合料体积，并将混合料的体积值和质量值传送到控制单元600(pc控制端)，控制单元600(pc控制端)将混合料质量值除以混合料体积，得到的商作为混合料密度，从而与标准混合密度值比对，初步判断搅拌的程度。
67.实施例3
68.基于上述实施1或实施2装置的配料方法，包括以下步骤：
69.步骤s101、待混合的不同耐火材料从入料口处倒入到入料斗200中，称量不同耐火材料在入料斗200中的重量并传输到控制单元600中，控制单元600根据设定耐火材料的配比计算一个搅拌周期中不同耐火材料的质量；
70.步骤s102、通过称重部件210的第一电动阀210控制第一落料口220打开，随后不同材料和质量的耐火材料通过不同的入料斗200落入到搅拌池300中，待达到所需的耐火材料质量时，称重部件210的电子秤212将信息传输到控制单元600中，控制单元600通过第一电动阀210控制第一落料口220关闭，完成耐火材料的配比和下落；
71.步骤s103、搅拌部件310的伺服电机311带动搅拌轴313转动，使耐火材料进行充分搅拌，同时物料检测部件320实时检测搅拌池300中的耐火材料状态，并反馈至控制单元600与标准混合状态对比，待对比接近一致时或一致时，通过控制单元600控制搅拌部件310的第二电动阀312打开第二落料口330，使混合均匀的耐火材料下落到第一输送单元400，并通过第二输送单元500输送到下一工序进行后续加工。
72.以钢包下水口砖耐火材料为例进行说明。
73.钢包下水口砖的骨料的原料包含有：废重质莫来石砖再生颗粒30～40wt％、铝矾土颗粒20～30wt％、生石英砂颗粒1～10wt％；共磨粉的原料包含有：2～18wt％的废重质莫来石砖再生细粉、电熔刚玉细粉10～20wt％、α-al2o3微粉1～10wt％、硅微粉0.5～3.0wt％、纯铝酸钙水泥3～8wt％；各原料重量百分比之和为100％。
74.将上述的原料分别倒入入料斗200中，按照配比称取各原料的重量，然后搅拌，与标准混合状态对比，待对比接近一致时或一致时，输送至后续工序处理。

技术特征：
1.一种耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，包括：a)支撑架(100)，在所述支撑架(100)的内侧设置有支撑板(110)；b)安装在所述支撑架(100)上的入料斗(200)，所述入料斗(200)配置有称重部件(210)；c)置于所述支撑板(110)上且位于所述入料斗(200)下方的搅拌池(300)，所述搅拌池(300)配置有搅拌部件(310)和物料检测部件(320)；d)置于所述搅拌池(300)下方的第一输送单元(400)；e)置于所示第一输送单元(400)的头部或尾部的第二输送单元(500)，用于承接由所述第一输送单元(400)输送的混合均匀的耐火材料，并传输至下一工序进行后续加工；f)及控制单元(600)，电连接所述称重部件(210)、搅拌部件(310)、物料检测部件(320)、第一输送单元(400)和第二输送单元(500)，用于收集称重部件(210)、搅拌部件(310)和物料检测部件(320)中的数据，并控制入料斗(200)和搅拌池(300)的工作。2.根据权利要求1所述的耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，所述物料检测部件(320)包括至少一工业相机(321a)，所述工业相机(321a)置于搅拌池(300)的上方，且与支撑架(100)固定。3.根据权利要求2所述的耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，所述工业相机(321a)外置有壳体(322)，所述壳体(322)内呈正压状态。4.根据权利要求1所述的耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，所述物料检测部件(320)包括至少一体积检测模块(321b)和质量检测模块(321c)，所述体积检测模块(321b)用于检测搅拌池(300)内耐火材料的混合体积。5.根据权利要求1所述的耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，所述称重部件(210)包括安装有用于控制耐火材料下落的第一电动阀(211)和用于称量入料斗(200)中耐火材料重量的电子秤(212)，所述入料斗(200)中的入料口用于倒入不同成分的耐火材料，所述第一电动阀(211)用于控制第一落料口(220)的开和关。6.根据权利要求1所述的耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，所述搅拌部件(310)包括伺服电机(311)、第二电动阀(312)和搅拌轴(313)，所述伺服电机(311)与搅拌轴(313)相连，所述第二电动阀(312)用于控制第二落料口(330)的开和关。7.根据权利要求1至6任一项所述的耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，所述第一输送单元(400)为皮带输送机(410)、链板输送机、小车输送机或拖斗输送机。8.根据权利要求7所述的耐火材料均匀性配料装置，其特征在于，所述第二输送单元(500)为螺旋输送机(510)、斗式提升机或小车输送机。9.一种基于权利要求1至8任一项所述装置的配料方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s101、待混合的不同耐火材料从入料口处倒入到入料斗(200)中，称量不同耐火材料在入料斗(200)中的重量并传输到控制单元(600)中，控制单元(600)根据设定耐火材料的配比计算一个搅拌周期中不同耐火材料的质量；步骤s102、通过称重部件(210)的第一电动阀(211)控制第一落料口(220)打开，随后不同材料和质量的耐火材料通过不同的入料斗(200)落入到搅拌池(300)中，待达到所需的耐火材料质量时，称重部件(210)的电子秤(212)将信息传输到控制单元(600)中，控制单元(600)通过第一电动阀(211)控制第一落料口(220)关闭，完成耐火材料的配比和下落；
步骤s103、搅拌部件(310)的伺服电机(311)带动搅拌轴(313)转动，使耐火材料进行充分搅拌，同时物料检测部件(320)实时检测搅拌池(300)中的耐火材料状态，并反馈至控制单元(600)与标准混合状态对比，待对比接近一致时或一致时，通过控制单元(600)控制搅拌部件(310)的第二电动阀(312)打开第二落料口(330)，使混合均匀的耐火材料下落到第一输送单元(400)，并通过第二输送单元(500)输送到下一工序进行后续加工。

技术总结
本发明公开了一种耐火材料均匀性配料装置及方法，属于耐火材料技术领域。该装置包括：a)支撑架，在支撑架的内侧设置有支撑板；b)入料斗，入料斗配置有称重部件；c)搅拌池，搅拌池内配置有搅拌部件和物料检测部件；d)第一输送单元；e)第二输送单元，用于承接由第一输送单元输送的混合均匀的耐火材料，并传输至下一工序进行后续加工；f)及控制单元，电连接称重部件、搅拌部件、物料检测部件、第一输送单元和第二输送单元，用于收集称重部件、搅拌部件和物料检测部件中的数据，并控制入料斗和搅拌池的工作。利用控制单元结合物料检测部件实现耐火材料的快速、均匀性配制和搅拌，有助于提高耐火产品质量的均匀性。火产品质量的均匀性。火产品质量的均匀性。


技术研发人员：余西平 姜迪 赵锋 冉松林 邓先功 丁祥
受保护的技术使用者：马鞍山利尔开元新材料有限公司
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/5/25