簡（jiǎn）述螺旋秤的設計和選用其三

3 螺旋秤的局限（xiàn）和對策（cè）

3．1速度（dù）測量影響

螺旋秤與其它連續（xù）給料計量設備類似，其瞬時給料量Qt的準確度完全取決於gt和物料流速vt的測量精度。但是，物料的流速vtΦ無法直接（jiē）準確測量，而是采用測量螺旋(或電動機)轉數n來替代，可螺旋轉數n與物料流速vt在許多正（zhèng）常工作條件下沒有穩定的固定線性關係。物料實際的運動軌跡是（shì）既有縱向速度又有橫向速度的螺旋形前進（jìn）的運行軌跡，並且其（qí）縱向和橫向速度不僅僅簡單的（de）取決於螺旋轉速，還與（yǔ）物料的濕度、粒度、黏滯（zhì）性、流動性以及填充（chōng）量、壓力變化等因（yīn）素密切相（xiàng）關（guān）。在實際工業生產中，這些因素（sù）常常（cháng）隨著時間、工況不同而變（biàn）化，因此造成物料縱向流速與螺旋轉速不可能長時間保持恒（héng）定的（de）同步關係，即在同一個螺旋轉速狀態下，物料的實際流速有時是（shì）不相同的。所以，測得的螺旋轉數常常不能（néng）代表物料真實流速，有隨機性，從（cóng）而造成不可忽略的（de）速（sù）度測量誤差，可（kě）以說這是螺旋秤的（de）“先天不足”，因此（cǐ）盡量（liàng）保持物性、倉壓和料流均衡穩定，定期經常標定校驗是保證較高計量（liàng）精度的必要措施。

另外，由於螺旋葉與管壁之間的螺旋間隙，造成靠近管（guǎn）壁（bì）間隙中產生“不（bú）動層”物料。而不動層與流動層實際並沒有清晰固定的界麵（miàn），即隨著物料的粒度、黏著性、流動性和工況變化，不動層厚度會隨機變（biàn）化。在不動層與流動（dòng）層之間的所謂“緩動層（céng）”的流速也是不（bú）穩定的，並且由於橫向速度的存在，造成無規（guī）律的竄料回流，從（cóng）而促成物料總（zǒng）體流速的（de）不穩定（dìng）性。這種流速不穩定性除與物料性質（zhì）、生產工（gōng）況變化有關外（wài），與螺旋間隙的大（dà）小有更（gèng）直接關係。尤其目前許多螺旋秤的技術和加工手段水（shuǐ）平有限，且螺旋軸、葉片的加工和（hé）螺旋間隙的控製確有一定技術難度，因此造（zào）成國產螺旋秤多數螺旋間隙過大（dà），不能適應使用（yòng）要求，這是特別值得重視的問題。如德國布拉本德(Brabender Technologie)公司介紹：對於螺旋葉徑為250mm的螺旋秤（chèng），當螺旋間隙達到4mm時，造（zào）成的（de）測量不確定度會超（chāo）過6％。

再有，螺旋秤的稱重螺旋一般采用恒速運（yùn）行，並把螺旋轉速（sù）視為恒定的常數。但實際由於電網頻率、電壓和負荷變化，螺旋轉速並非恒定不（bú）變。如：網頻（pín）變化l Hz，速度就產生2％的誤差。可見，在（zài）精（jīng）度要求較高的（de）場合，應設測速或速度補償環節，以克服速度（dù）變化影（yǐng）響（xiǎng）。
3．2負（fù）荷測量影響

螺（luó）旋秤的物料負荷雖然可直接測量，由於螺旋軸和葉片粘附物料、螺旋內不動層物料厚度隨（suí）機變化以及物料（liào）竄料回流等，都不可避免的直接影（yǐng）響負荷測量精度，尤其粘附物料和竄料影響十（shí）分顯著。所以（yǐ），螺旋秤不適用於黏滯性水分較大的（de）物料，不適（shì）用磨蝕強的物料（liào）。

3．3進料口入料偏析和波動影響

進料口縱向進料量不均衡也會造（zào）成負荷（hé）測量（liàng）誤差，圖（tú）4所示，螺旋秤進料口部皮重和物料（liào）由（yóu）支點R承受，以進料（liào）口中心線（xiàn）為（wéi）界（jiè），左（zuǒ）邊瞬時進（jìn）料量為Pl，右邊進料量為P2。根據（jù）力平衡原理，當Pl=P2時，即進料口左右兩（liǎng）邊負荷平衡，全部重量由支點R承受，對負荷測量沒有影響。但當Pl≠P2時，即對秤產生一個（gè）不穩定的附加負荷：Pl-P2，從而造成秤零點變化，導致（zhì）負荷測量誤差。實際上，大多數情況下Pl≠P2，尤其當進料口較大、入料不穩定、脈動衝（chōng）擊進料時影（yǐng）響更為明顯（xiǎn）。因此，在工藝係統方麵力應求入料比較均衡穩定，在秤體支點結構方麵應（yīng）盡量使之對此不很敏（mǐn）感。比如。我們設計LGC型螺旋秤就采用了新型結構簧片支承，比較好的克服了偏重影（yǐng）響。

3．4 軟連（lián）接狀態影響

圖4 支點受（shòu）力示意圖

無論懸臂結構還是簡（jiǎn）梁結構的（de）計量螺旋秤體，運行期間*********必須保持良好的軟連（lián）接狀態。但是，目前一般的螺旋秤大多數是進出料口直（zhí）徑（jìng）相（xiàng）等，軟（ruǎn）接頭過短，結構簡單（dān），並往往采用帆布等材（cái）料簡單粗糙包紮而成（chéng），鬆緊不當，影響上下（xià）方向自由度，產生（shēng）附加負荷。尤其（qí）經過一段運行時間後常常造成軟（ruǎn）接頭處積料，並（bìng）逐漸變成半硬或硬連接，失去軟連接功能，自然使（shǐ）計量不（bú）準。所以，科學合理的（de）軟連接結（jié）構和確保足夠的軟連接長度十分重要。筆（bǐ）者設計帶套管的新型（xíng）軟接頭（tóu）結構(專利200820034896．5號)，很好的解決這一（yī）難題，確保長（zhǎng）期良好的軟連接功能。

3．5 嚴（yán）防和及時清除積灰積料

不（bú）論哪種螺旋秤體，一（yī）經調整（zhěng）好就應盡量保持皮重不變，以保持係（xì）統零點穩定。所以，從秤（chèng）體結構設計方麵應力求積灰積料麵小，各部（bù）位重量穩定；從維護方麵應經常及時清除積灰積料等外加負荷變化。為此經（jīng）常定期檢測調整，這也是保（bǎo）證良好（hǎo）計量（liàng）精度的重要手段。

4 選用中（zhōng）應注意的技術問題（tí）

(1)根據物料實（shí）際流量和特性恰當選擇螺旋秤的規格。代表螺旋秤規格尺寸是螺（luó）旋葉徑（jìng）和進出（chū）料口尺寸（cùn），螺旋葉徑按實際較大體積流量選（xuǎn）取，進出料口長度應確保不（bú）衝跑料、不堵卡料和足夠的瞬時測量負荷，以（yǐ）利（lì）采樣測量（liàng）比較穩定，過長過短都（dōu）會（huì）產出不利（lì）影響。筆者（zhě）推（tuī）薦螺旋*********長度L=(8～12)D(D為螺（luó）旋（xuán）直徑)左右。對於流（liú）動性很好的物料和D較小時可適（shì）當長一點；反之（zhī），對於流動性差（chà）和D較大時可相對短一些。如果由於工藝布置要求需要加長，一般先（xiān）考慮加長給料螺旋；反之，如果要求縮短（duǎn）尺寸，應首先考慮（lǜ）縮短稱重（chóng）螺旋尺寸，但均需在合理範圍內。

(2)根據（jù）物料特性（xìng）選擇螺旋結構（gòu）。一（yī）般國產螺旋（xuán）秤的螺旋結構（gòu）尺寸是固定的，這對不同的（de）工藝條件不同的物料特性適應性（xìng）較差。筆者認為要根據物料的流動、粘滯、容重（chóng）等特性和螺旋管的長短，選用螺旋結構和尺寸。螺旋葉分為（wéi）等螺距、變螺距、變葉徑、變軸徑和雙螺葉等結構方（fāng）式，采用（yòng）哪（nǎ）種結構方（fāng）式應根據具體物料特性和條件要求確定，切不可千（qiān）篇一律，更不能（néng）把采用變螺距等（děng）就視為“先進”，應因“地”製宜。如對於（yú）流動性很好的瀉性粉（fěn）料，又沒有（yǒu）明顯（xiǎn）反風問（wèn）題就不需采用變螺距。

(3)如前述，短螺旋秤應予淘汰。長螺旋秤又分（fèn）為懸吊或下支（zhī）結構的“全荷式”和“懸臂式支承結構”。筆者認為彈性（xìng）簧片支承懸臂結構螺旋秤更穩定可靠（kào），適應性強，計量（liàng）精度較好，應優先選用。

(4)粉體物料的流動狀態受物料性質和係統工藝環境及其變化影響（xiǎng）很大（dà），因此力求工藝係統各環（huán）節下料連續均衡、穩定、防止塌倉衝料十分重要。對於要求計量精度較高的使用環節（jiē），除（chú）了螺旋秤特殊加（jiā）工製作外，係統設有“在線”稱（chēng）重校正倉或“離線”校（xiào）驗裝置，以備經常定（dìng）期校驗（yàn）和調整螺旋秤精度狀態。

5 結語

(1)基於螺旋秤的結構和工作（zuò）原理的局限性（xìng），尤其物料流速與（yǔ）螺（luó）旋轉速常常沒有穩定的線性關係，又沒有辦法直接測出料流實際流速，加上電源頻率、電樂等條件變化，往（wǎng）往導致不（bú）可（kě）忽視的速度誤差。國產（chǎn）無縫鋼管內徑（jìng）和厚度誤差較大，大直徑螺旋加工（gōng）有（yǒu）一（yī）定難度，常（cháng）常導致螺旋（xuán）間隙偏大。另外，有些（xiē）物料在（zài）螺（luó）旋管內容易粘附或竄料等都會造成不可忽略的誤差，所以，螺旋秤計量控製精度不高，一般誤差值為l．0％～3．0％左右（yòu），有時更大。因此，不宜（yí）用於要（yào）求計量精度很高的重（chóng）要場合，但必要時可設速度補償環（huán）節和配（pèi）置在線稱重校正倉，以保證較高計量（liàng）精度。

(2)粉體物料的料流連續性、流動性、均勻（yún）穩（wěn）定性和粘附性對計量精度和穩定正常（cháng）運行影響明（míng）顯，因（yīn）此應保證物性（xìng）和倉壓比較穩定，料倉出料均勻順暢，防（fáng）止塌倉衝料或起（qǐ）拱堵料。另外，電網電壓頻率比較穩定，秤體上無明顯積灰積料，保持秤體各部分重量不（bú）變，對保證計量（liàng）精（jīng）度至關重（chóng）要，必（bì）須給（gěi）予足夠保障。

(3)螺旋秤係統雖不算複雜，但各家技術和產品質量水平差異較大，比較科學、完善的設計不（bú）多，特（tè）別在（zài）螺旋結構、軟連接和間隙控（kòng）製方麵至關重要，應選擇有技術（shù）實力和設計******、製（zhì）造精良的（de）產品。這樣雖然設備（bèi）成本（běn）可能（néng）偏高，但從長期使用考慮（lǜ）應是經濟、實效的方法。

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