定量皮带秤的选型要点

  电子皮带秤只是测量物料的流量，而定量皮带秤一方面测量物料的流量，另一方面具备自动恒定给料量的功能，现以拖料式定量皮带秤为例介绍定量皮带秤的工作原理图。图1为一条短皮带输送机直接安放在进料斗之下，以拖料的方式从进料斗中拖出物料。短皮带输送机上装有可称量物料流量的秤架，控制器根据物料流量与设定流量的差值调整电机的转速，使物料流量等于设定流量。

图1 定量皮带秤工作原理图

  1-进料斗；2-给料闸板；3-裙边皮带；4-电动机；5-减速机

  在定量皮带秤选型时，应关注一下选型要点：工作方式、控制器、进料斗、量程、皮带宽度、皮带速度、秤架结构和皮带。

  应用场合

  定量皮带秤的应用场合如下：

  以预先设定的流量完成定量给料；控制多台定量皮带秤完成恒定的混合配料，其中每一种物料的配料量都是恒定的，因此混合配料流的总流量保持恒定；控制多台定量皮带秤完成波动的混合配料，指定其中一种物料为主物料，由皮带秤进行计量，该皮带秤的瞬时流量信号作为其它一种或多种辅助物料定量皮带秤的流量设定值，所以主物料和辅助物料之间保持恒定的重量配料比，但混合配料流的总重量是随主物料量的波动而变化；在磨机等设备上使用的定量皮带秤，为了实现过程的优化，定量皮带秤的流量设定值往往根据工艺过程的一些检测参数的变化而变化，如球磨机的磨音传感器、球磨机的粗料返回量等参数。

  选型要点

  工作方式。定量皮带秤通常有3种工作方式：恒速皮带秤、拖料皮带秤、双调速皮带秤。

  恒速皮带秤指的是给料机调速、皮带机恒速方式的定量皮带秤，适用于流量设定值变化范围小的定量皮带秤。

  拖料皮带秤指的是无给料机、皮带机调速方式的定量皮带秤，这种配料方式目前应用最多。无给料机，拖料皮带秤系统构成最简单，设备投资最省、经营费最省、性能最好。例如一台给料量为数百吨的圆盘给料机价格达数十万元，年耗电费用多达到数万元。无给料机降低了配料系统的高差，对新建系统来说可节省投资，对老系统来说，增加配料皮带秤的方案更容易实施。拖料皮带秤用于流动性能较好、湿度适中、较适合于皮带给料机给料的物料。

  双调速皮带秤指的是给料机、皮带机均为调速方式的定量皮带秤，适用于配料精确度要求高、流量设定值变化范围大的定量皮带秤。

  控制器。定量皮带秤的控制器一般采用两种模式：单机控制器、PLC型控制器。单机控制器其结构简单、配置灵活，与定量皮带秤一对一使用，但它带有4~20mA输出或各类通信接口，如RS-485、Profibus-DP、DeviceNet等； PLC型控制器是以PLC这类在生产的过程中广泛使用控制设备为硬件，通过软件组态实现配料功能，其硬件可靠性高、组态方式灵活，通信方式多样，具有很高的性价比，特别适合于与大型PLC、DCS系统无缝连接，例如它可以采用像Profibus-DP、DeviceNet之类现场总线与上位机连接。

  进料斗。进料斗大体有4种：普通进料斗适合于自由流动的块、粒、粉状物料；带仓壁振动器的振动料斗适用于出料不畅的黏湿性物料；带预给料器的导流料斗适用于流态化的倾泻性物料；不带预给料器的加长导流料斗，也可用于流态化的倾泻性物料。作者最近在某个现场的技术改造中应用了最后一种进料斗，物料为流动性好的倾泻性物料——焙砂焙尘，但由于物料中残留除尘用的钢球，不允许采用预给料机，只有在加长导流料斗中采用多组链条以减缓物料下料过程的冲击力，起稳定物料流的作用，使用效果较好。

  量程。定量皮带秤的量程上限可以达到1000t/h以上，只要用户有需求，制造厂生产应该没有技术上的问题。下限近年来也向微量程方面扩展，国内外厂家均有50kg/h左右量程的产品，再小一点也应该是可以做到的。

  作为用户来说，量程选择不应过大过小。由于生产过程的物料量往往有增大的趋势，过小的量程对此无能为力；但量程过大，实际配料时往往造成料层厚度太薄或变频器工作频率过低等问题。

  在保持恒定料层厚度的条件下，定量皮带秤通常可在10：1的电机变频调速范围内保证配料的准确度。设计选用时，尽量让实际使用配料量在20%~80%量程范围，保持皮带速度还可以再加大20%左右的余量；应该注意的是，还应该使皮带上现有料层厚度加厚20%~50%的余量。这样万不得已时，还可通过加大给料量（如双调速皮带秤方式）或通过抬高给料闸板（如拖料式皮带秤方式）使量程范围扩展。

  皮带宽度。通常用户根据最大配料物料体积（m3/h）或流量（t/h、kg/h）来确定定量皮带秤的皮带宽度，根据用户的条件如果有宽窄两种规格可选时，通常应选较宽的规格，与选较窄规格相比，宽皮带运行时速度较低，有利于提高配料精确度。

  皮带速度。无论定量皮带秤的工作方式是那一种，定量皮带秤的最大给料量度取决于最大皮带速度和皮带可容纳的最大物料断面。

  对恒速皮带秤来说，皮带速度不能调整，这里就不讨论了。对拖料皮带秤和双调速皮带秤来说，皮带速度都是变化的，也由此决定了最大给料量的调整范围。只不过拖料皮带秤上料量的多少取决于皮带速度和出料口闸门的高度，而双调速皮带秤上料量的多少取决于前级给料机的给料量，其前提是前级给料机在某一给料量时，定量皮带秤能将其运走。所以，对一台新设计的定量皮带秤来说，皮带速度一定要留有20%~50%的余地，以满足量程有可能加大的要求。作者在某个拖料式皮带秤的现场发现由于工艺条件中的物料堆比重为1.45g/mm3，现场实际测试时仅为1.0g/mm3，致使在闸板最大高度的条件下，最大料量少了1/3，而原设计皮带速度又没有任何余量，设备刚到现场就准备换减速机了。

  秤架结构。由于尺寸所限，秤架的结构形式有单托辊直接承重式，单托辊单杠杆式、双托辊双杠杆式、双托辊悬浮式等几种形式，而且托辊间距很短，通常只有300mm~500mm。由于定量皮带秤的皮带速度通常较慢，料层相对较厚，秤架上皮重与料重之比小，所以采用直接承重式结构优点更为突出。

  滑床式秤架属于直接承重的悬浮式秤架，其优点是：称量长度长，所承受的物料重量相当于双称量托辊组成的悬浮式秤架，性能优于普通的杠杆式秤架、单托辊直接承重的悬浮式秤架；由于皮带与滑床之间的接触面是一整个平面，接触面积大，再加上皮带速度慢，传力充分，受力方式接近平台型的静态秤；对于粉尘状物料来说，滑床式秤架能最大限度地保证皮带的水平轨迹，而不致像托辊支承的皮带在托辊间距的中部会出现明显的下垂从而导致物料的泄漏发生。

  滑床式秤架的发展趋势是用于中给料量范围，如西门子公司WW200定量皮带秤已经可以用到36t/h。

  皮带。应选专用环形皮带，要求无接头、尺寸准确、单位长度重量恒定、皮带两侧边长相等。在满足抗张和耐磨的前提下，皮带应薄、轻，柔性好。

  皮带有普通平皮带和带裙边皮带（挡边带），安息角很小的物料宜用带裙边皮带，以防止物料撒落，但带裙边皮带刚度大，不利于称重，价格也高，只在必要场合使用。裙边皮带的裙边高度不宜大于80mm。安息角很小的物料还可采用普通平皮带与附皮带密封加长导流料斗的组合方式，以解决物料撒落的问题。

  物料温度超过80℃（但不超过200℃）时，应选用耐热皮带。

  物料对皮带磨损量很大时应选用耐磨皮带。

  定量皮带秤能够准确控制物料的流量和物料的配比，因而在冶金、化工、水泥、等传统行业应用广泛，而在一些新的行业应用也逐步取得成功，如食品、日用化工等。我们可以期待，定量皮带秤可以在各个行业生产过程自动化发挥更大的作用。