一种卧式强力混合机及其混合方法与流程

1.本技术涉及强力混合机技术，尤其涉及一种卧式强力混合机及其混合方法。


背景技术：

2.卧式强力混合机是进行固体物料混合搅拌作业时的常用机器，在冶金、建材和肥料生产等行业都有广泛的运用。
3.图1是传统卧式强力混合机结构示意图，如图1所示，卧式强力混合机由混合机主体1组成，混合机主体1包括筒体11和物料搅拌装置12。物料搅拌装置12排布在混合机主体1中间，物料混合搅拌装置12包括转轴121和搅拌组件122。工作时，转轴121转动，进而带动搅拌组件122转动，搅拌组件将从进料口进入筒体11的物料，按对流形式，进行强力抛洒、剪切、打撒、交换等，使得物料在筒体11内进行充分掺混，并向混合机主体1的出料口移动。
4.在卧式强力混合机进行混合作业时，物料在卧式强力混合机的筒体内的混合时间对混合物料的最终实际混合效果有着至关重要的影响，混合时间过长，则会造成物料混合过度而浪费能源的问题，混合时间过短，则可能会出现混合不均匀的问题。而传统卧式强力混合机无法准确调节物料在筒体内的混合时间，造成浪费资源或混合不均匀的问题。


技术实现要素：

5.本技术提供一种卧式强力混合机及其混合方法，通过控制物料调配运输装置的运输速率，准确调节物料在筒体内混合时间，达到物料混合均匀的目的。
6.根据本技术实施例的第一方面，提供一种卧式强力混合机，所述混合机包括混合机主体、物料调配运输装置和控制器；
7.所述混合机主体包括筒体，所述筒体上设置有进料口和出料口；所述物料调配运输装置用于传送从进料口进入筒体内部的物料，所述物料在筒体内部混合；所述物料调配运输装置中与所述物料接触的区域，设置在所述混合机主体的内部下端；所述物料调配运输装置与所述控制器连接，所述控制器用于根据混合后物料的混合度与预设混合度，调节物料调配运输装置的运输速率。
8.在一些实施例中，所述物料调配运输装置包括多个传送带和与传送带连接的驱动装置；多个所述传送带沿筒体周向方向依次设置，所述传送带与物料接触的区域紧贴在所述筒体底部内壁；所述驱动装置与所述控制器连接。
9.在一些实施例中，所述混合机主体还包括物料槽道，所述物料槽道与所述筒体通过连接件连接；所述物料槽道的数量和传送带的数量相同，且所述物料槽道和传送带一一对应；所述物料槽道穿过所述进料口，且所述物料槽道的出料端设置在对应的所述传送带的上方。
10.在一些实施例中，所述混合机主体还包括筒体支撑块；所述筒体支撑块与所述筒体下端连接；所述筒体支撑块上设置有容纳槽，所述传送带贯穿所述容纳槽。
11.在一些实施例中，所述混合机还包括取样装置、第一输送物料装置和第二输送物
料装置；
12.所述取样装置设置在出料口的下方；所述取样装置包括取样装置本体和上盖，所述上盖活动设置在取样装置本体的上端，所述上盖和传感部件分别与所述控制器连接；所述第一输送物料装置设置在取样装置的下方，用于盛接并传送从所述取样装置中落下的混合后物料；所述第二输送物料装置上设置有传感部件，所述第二输送物料装置设置在所述出料口的下方。
13.第二方面，本技术实施例提供一种卧式强力混合机的混合方法，应用于所述混合机，包括：
14.获取混合后物料的混合度；
15.根据所述混合度和预设混合度，调节物料调配运输装置的运输速率。
16.在一些实施例中，所述根据混合度和预设混合度，调节物料调配运输装置的运输速率的步骤包括：
17.判断所述混合度是否与预设混合度相等，其中所述混合度包括混合后物料中各种物料占总物料的占比；
18.如果所述混合度与预设混合度相等，则继续获取混合后物料的混合度；如果所述混合度与预设混合度不相等，则计算每个物料的占比与预设混合度中对应物料的预设占比的差值，筛选出最大差值；判断所述最大差值是否在预设范围之内；
19.如果不在预设范围之内，则调节物料调配运输装置的整体速率至预设整体速率；如果在预设范围之内，则调节具有所述最大差值物料对应传送带的传送速率至预设传送速率。
20.在一些实施例中，确定所述预设整体速率和预设传送速率的步骤包括：
21.获取预设混合度物料配比、填充率、物料含水量、转轴的转速和预设混合度；
22.将所述预设混合度物料配比、填充率、物料含水量、转轴的转速和预设混合度，输入到预设模型中，输出整体速率和传送带的传送速率，将输出的整体速率作为预设整体速率，将输出的传送速率作为预设传送速率。
23.在一些实施例中，所述预设模型包括径向基神经网络；所述径向基神经网络包括依次连接的输入层，隐含层和输出层其中，确定所述预测模型的步骤包括：
24.利用样本训练初始模型，所述样本包括物料的填充量、配比、含水量、转轴的转速、传送带转速、整体速率和传送速率，其中物料的填充量、配比、含水量、转轴的转速和传送带转速为输入数据，整体速率和传送速率为输出数据。
25.在一些实施例中，在所述获取混合后物料的混合度之前，还包括：当接收到传感部件测得的传感信号时，控制上盖每间隔预设时间开启一次。
26.由以上技术可知，本技术实施例提供一种卧式强力混合机及其混合方法，所述混合机包括混合机主体、物料调配运输装置和控制器；所述混合机主体包括筒体，所述筒体上设置有进料口和出料口；所述物料调配运输装置用于传送从进料口进入筒体内部的物料，所述物料在筒体内部混合；所述物料调配运输装置中与所述物料接触的区域，设置在所述混合机主体的内部下端；所述物料调配运输装置与所述控制器连接，所述控制器用于根据混合后物料的混合度与预设混合度，调节物料调配运输装置的运输速。本技术实施例通过控制物料调配运输装置的运输速率，准确调节物料在筒体内混合时间，达到快速将物料混
合均匀的目的。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，这些介绍并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
28.图1是传统卧式强力混合机结构示意图；
29.图2是根据本技术一示例性实施例示出的一种卧式强力混合机的结构示意图；
30.图3是根据本技术一示例性实施例示出的搅拌组件的结构示意图；
31.图4是根据本技术一示例性实施例示出的筒体、传送带和筒体支撑块的侧视图；
32.图5是根据本技术一示例性实施例示出的筒体和传送带的俯视图；
33.图6是根据本技术一示例性实施例示出的取样装置和第一输送物料装置的结构示意图；
34.图7是根据本技术一示例性实施例示出的一种卧式强力混合机的混合方法的流程图；
35.图8是根据本技术一示例性实施例示出的又一种卧式强力混合机的混合方法的流程图；
36.图9是根据本技术一示例性实施例示出的预设模型的网络结构图；
37.图10是相关技术中的混合机采用前后布料的方式混合物料的效果图；
38.图11是根据本技术一示例性实施例示出的混合机中混合物料的效果图。
39.图示说明：1
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混合机主体、11
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筒体、111
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进料口、112
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出料口、113
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连接件、12
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物料混合搅拌装置、121
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转轴、122
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搅拌组件、13
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物料槽道、14
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筒体支撑块、141
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容纳槽、2
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物料调配运输装置、211
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传送带、212
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驱动装置、、3
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取样装置、31
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取样装置本体、32
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上盖、4
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第一输送物料装置、5
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第二输送物料装置、51
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传感部件。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
42.为了解决相关技术中卧式强力混合机无法准确控制物料的混合时间，造成物料混合过度或混合不均匀的问题。
43.本技术实施例中提供一种卧式强力混合机，如图2所示，所述混合机包括混合机主体1、物料调配运输装置2和控制器。
44.所述混合机主体1包括筒体11，所述筒体11用于容纳物料。所述混合体主体还包括
物料混合搅拌装置12，所述物料混合搅拌装置12位于筒体11的内部。所述筒体11内的物料通过物料混合搅拌装置12混合。
45.一些实施例中，所述物料混合搅拌装置12包括转轴121和搅拌组件122。所述转轴121与筒体11同心安装，所述转轴121由第一电机驱动旋转，并由减速器实现减速增扭的作用。本技术实施例中，所述搅拌组件122的数量为多个，多个所述搅拌组件122呈螺旋状分布在转轴121上。
46.所述转轴121可以通过多种方式与筒体11连接。一些实施例中，所述转轴121的一端与所述筒体11连接。另一些实施例中，所述转轴121的两端分别与所述筒体11连接。具体的，所述转轴121与筒体11可以通过轴承连接。
47.如图3所示，所述搅拌组件122包括依次连接的犁刀基座1221、犁臂1222和犁刀1223，所述犁刀基座1221与所述转轴121固定装配。在混合机工作时，转轴121旋转的同时带动设置在转轴121上的搅拌组件122旋转，搅拌组件122上的犁刀1223将物料推动，实现物料混合。另外，需要说明的是，本技术实施例中，在混合机执行混合作业时，所述筒体11不旋转。
48.本技术实施例中，所述筒体11上设置有进料口111和出料口112，物料从进料口111进入筒体11的内部，在混合后从出料口112中排出。一些实施例中，所述筒体11上端设置有进料口111，所述筒体11远离所述进料口111的侧壁上设置有出料口112。
49.所述物料调配运输装置2用于传送从进料口111进入筒体11内部的物料。所述物料调配运输装置2中的与所述物料接触的区域，设置在所述混合机主体1的内部下端。所述物料调配运输装置2与所述控制器连接，所述控制器用于根据混合后物料的混合度与预设混合度，调节物料调配运输装置2的运输速率。本技术实施例中，所述预设混合度为多种物料混合的最佳混合度，多种物料混合后作为原料进入其他工艺流程中，该最佳混合度可以通过其他工艺流程对原料的要求设定。
50.一些实施例中，所述控制器为可编程逻辑控制器plc,主要包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等功能。在实际混合作业过程中，控制器接收混合后物料的混合度，将混合后物料的混合度与预设混合度比较，控制物料调配运输装置2的运输速率。
51.相关技术中，在使用现有混合机时，进入混合机内部的物料利用物料混合搅拌装置被推动并混合。物料的混合时间通过物料混合搅拌装置的转轴速率确定，物料的混合时间无法被准确操控。本技术实施例中，影响混合时间的因素除了物料混合搅拌装置的运行速率，还包括调配运输装置2的运输速率，通过将混合后物料的混合度与预设混合度比较，调节所述调配运输装置2的运输速率，进而更精准调节物料在筒体11内混合时间，达到快速将物料混合均匀的目的，避免了过度混合或者混合不均匀的问题。
52.一些实施例中，所述物料调配运输装置2包括多个传送带211和与传送带211连接的驱动装置212，每个驱动装置212驱动对应的传送带211运行。如图4所示，多个所述传送带211沿筒体11周向方向依次设置。本技术实施例中，为了使传送带211不占用过多的筒体11内的空间，所述传送带211与物料接触的区域紧贴在所述筒体11底部内壁。所述驱动装置212与所述控制器连接，控制器可以通过控制驱动装置212调节对应传送带211的传送速率，如图5所示，物料a对应传送带的传送速率为v1，物料b对应传送带的传送速率为v2。
53.本技术实施例中，不同的传送带211用于传送不同物料。相关技术中，利用现有混
合机混合物料时，将待混合的多种物料按照顺序依次投入到筒体内，物料混合搅拌装置将依次投入的物料推动并混合。经研究发现，多种物料采用依次投入的方式，会在筒体11中的布料呈现前后布料的形态。大量的试验及仿真数据证明，在前后布料的情况下，物料需要相当长的一段时间才能达到较为理想的混合效果，造成卧式强力混合机的混合效率低下。本技术实施例中利用物料调配运输装置2，改变物料在筒体11内被推动的速率，同时还可以改变布料的形态。具体的，不同传送带211通过进料口111同一时间被放入物料，此时不同物料不再采用前后布料的方式，而是沿筒体11周向并列布料。当传送带211运行时，不同物料在对应传送带211的布料形态如图5所示，这样有利于加快物料的混合，缩短物料混合均匀的时间。
54.一些实施例中，所述驱动装置212包括第二电机、无极变速器和电机支座；所述第二电机与传送带211连接，为传送带211提供动力。所述无极变速器通过所述第二电机与所述电机支座连接；所述无极变速器和第二电机分别与所述控制器连接。本技术实施例中，所述无级变速器可以使得传送带211的传送速率调节得更加精细。
55.一些实施例中，再次参阅图4，所述混合机主体1还包括筒体支撑块14；所述筒体支撑块14与所述筒体11下端连接；所述筒体支撑块14上设置有容纳槽141，所述传送带211贯穿所述容纳槽141。本技术实施例中，通过筒体支撑块14支撑所述筒体11。为了使传送带211与物料接触区域可以紧贴在筒体11底部内壁上，将传送带211中非与物料接触的区域，可以设置在容纳槽141内。
56.为了使不同物料可以准确的被放置在对应的传送带211上，所述混合机主体1还包括物料槽道13，所述物料槽道13与所述筒体11通过连接件113连接。所述物料槽道13的数量和传送带211的数量相同，且所述物料槽道13和传送带211一一对应；所述物料槽道13穿过所述进料口111，且所述物料槽道13的出料端设置在对应的所述传送带211的上方。这样，物料通过物料槽道13可以准确的滑入对应的传送带211上。
57.一些实施例中，所述混合机还包括取样装置3、第一输送物料装置4和第二输送物料装置5。所述取样装置3设置在出料口112的下方；所述取样装置3包括取样装置本体31和上盖32，所述上盖32活动设置在取样装置本体31的上端；如图6所示，所述第一输送物料装置4设置在取样装置3的下方，用于盛接并传送从所述取样装置3中落下的混合后物料。如图2所示，所述第二输送物料装置5上设置有传感部件51，所述第二输送物料装置5设置在所述出料口112的下方；所述上盖32和传感部件51分别与所述控制器连接。
58.本技术实施例中，第二输送物料装置5为用于传送混合后物料的设备，通过该设备可以将混合后物料传送到存储混合后物料的位置，或者将混合后物料直接传送到将其作为原料的工艺设备中。为了避免操作人员直接在第二输送物料装置5中取待测混合度的物料，可能出现危险。本技术实施例中，利用物料装置3取样，并将取到的样品通过第一输送物料装置4传送到操作人员处，以使操作人员检测混合后物料的混合度，这样可以保证操作人员的安全。所述混合度是指混合后物料中各种物料占总物料的占比。示例性的，所述占比为重量占比。操作人员可以将混合后物料中各种物料挑拣出，并称重，根据物料对应的密度，计算出每种物料的重量占总重量的比例，得到混合度，将混合度输入到控制器中。
59.一些实施例中，可以将第一输送物料装置4与水平面设置一定夹角，利用重力，加快混合后物料在第一输送物料装置4中的运动速率。
60.另外，本技术实施例中通过控制器控制取样装置3的上盖32的开启，当设置在第二输送物料装置5上的传感部件51接收到传感信号，控制器控制上盖32开启，在上盖32开启预设时间后自动关闭，所述预设时间具体可以根据操作人员可以检测出物料的混合度的物料质量设定，示例性的，将可以检测出混合度的最小物料质量对应的取样装置上盖的开启时间作为预设时间。
61.本技术实施例中所述传感部件51可以为压力传感器或称重传感器等传感器，当传感部件为压力传感器时，当压力传感器检测到压力信号时，控制上盖32开启。本技术实施例中，当控制器持续接收到传感信号后，上盖32可以周期性开启，这样可以节约检测资源。
62.一些实施例中，混合后物料的混合度可以自动测出，当物料的粒径差别较大时，通过过筛将物料挑拣出，并进行自动称重，称重后计算各个物料占比，确定混合度，发送混合度到控制器。
63.本技术实施例中还提供一种卧式强力混合机的混合方法，应用于所述混合机，如图7所示，所述方法包括：s100、获取混合后物料的混合度。所述混合度的确定过程在上文已经详细描述，在此不再赘述。s200、根据所述混合度和预设混合度，调节物料调配运输装置的运输速率。
64.一些实施例中，如图8所示，所述根据混合度和预设混合度，调节物料调配运输装置的运输速率的步骤包括：
65.s201、判断所述混合度是否与预设混合度相等，所述混合度是指混合后物料中各种物料占总物料的占比；
66.s202、如果所述混合度与预设混合度相等，则继续获取混合后物料的混合度；s203、如果所述混合度与预设混合度不相等，则计算每个物料的占比与预设混合度中对应物料的预设占比的差值，筛选出最大差值；s204、判断所述最大差值是否在预设范围之内。s205、如果不在预设范围之内，则调节物料调配运输装置的整体速率至预设整体速率；s206、如果在预设范围之内，则调节具有所述最大差值物料对应传送带的传送速率至预设传送速率。
67.示例性的，混合度中物料a对应占比为20％，物料b对应占比为30％，物料c对应占比为50％。预设混合度中物料a对应占比为15％，物料b对应占比为25％，物料c对应占比为60％。计算物料a、物料b和物料c对应的差值，该差值分别为5％，5％和10％。判断最大差值10％是否在预设范围之内，示例性的，预设范围为0
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5％，由于10％大于5％，所以不在预设范围之内，则调节物料调配运输装置的整体速率，示例性的，预设整体速率为0.4m/s，调节每个传送带的传送速率到0.4m/s。又如，预设范围为0
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10％，此时最大差值10％在预设范围之内，则调节物料c对应传送带的传送速率至预设传送速率，示例性的，预设传送速率为0.3m/s，则调节物料c对应传送带的传送速率至预设传送速率。
68.本技术实施例采用粗调和细调相结合的方式，将混合后物料的混合度调节到预设混合度。当混合度与预设混合度差距较大时，则总体调节传送带的速率。当差距较小时，调节单独的传送带速率。
69.一些实施例中，确定所述预设整体速率和预设传送速率的步骤包括：
70.获取物料配比、填充率、物料含水量、转轴的转速和预设混合度。所述物料配比、填充率、物料含水量、转轴的转速和预设混合度，为本次混合任务对应的参数。
71.将所述物料配比、填充率、物料含水量、转轴的转速和预设混合度，输入到预设模型中，输出整体速率和传送带的传送速率，将输出的整体速率作为预设整体速率，将输出的传送速率作为预设传送速率。
72.一些实施例中，所述预设模型包括径向基神经网络，如图9所示，所述径向基神经网络包括依次连接的输入层，隐含层和输出层其中，确定所述预测模型的步骤包括：
73.利用样本训练初始模型，所述样本的数量为多个，所述样本包括物料的填充量、配比、含水量、转轴的转速、传送带转速、整体速率和传送速率，其中物料的填充量、配比、含水量、转轴的转速和传送带转速为输入数据，整体速率和传送速率为输出数据。
74.一些实施例中，在所述获取混合后物料的混合度之前，还包括：当接收到传感部件测得的传感信号时，控制上盖每间隔预设时间开启一次。本技术实施例中，为了保证操作人员安全，还设置有取样装置3。在利用取样装置3取样时，由于不断取样，取得的混合后物料的混合度可能会相同，为了节约检测资源，在持续检测到传感信号时，使上盖每间隔预设时间开启一次。
75.为了说明本技术实施例的效果，图10是相关技术中的混合机采用前后布料的方式混合物料的效果图，图11是根据本技术一示例性实施例示出的混合机中混合物料的效果图。通过比较，可以看出图10的参考区域中的物质d和物质e并未混合均匀，图11的参考区域中物质d和物质e混合物料更易混合均匀。
76.由以上技术可知，本技术实施例提供一种卧式强力混合机及其混合方法，所述混合机包括混合机主体、物料调配运输装置和控制器；所述混合机主体包括筒体，所述筒体上设置有进料口和出料口；所述物料调配运输装置用于传送从进料口进入筒体内部的物料，所述物料在筒体内部混合；所述物料调配运输装置中与所述物料接触的区域，设置在所述混合机主体的内部下端；所述物料调配运输装置与所述控制器连接，所述控制器用于根据混合后物料的混合度与预设混合度，调节物料调配运输装置的运输速。本技术实施例通过控制物料调配运输装置的运输速率，准确调节物料在筒体内混合时间，达到快速将物料混合均匀的目的。
77.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
78.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。