图1 包装工艺流程示意
1.水泥仓(Φ8m×16m)；2、9.螺旋闸板；3.气动流量控制阀；4.电动流量控制阀；5.空气斜槽；6.斗式提升机；7.振动筛；8.缓冲仓(3.5m×3.5m，V有效=23m3)；10.圆盘给料机；11.包装机(BHYW-8，生产能力110t/h)；12.皮带输送机；13.回灰拉链机；14.斜槽风机
在正常工作时，开动振动筛→启动斗提机→开回灰拉链机→开斜槽风机→打开气动流量控制阀→电动流量控制阀调节斜槽料层厚度(当调整好后，固定不动)→加料入缓冲仓。当物料达到最高设定值时，关闭气动流量控制阀，而振动筛、斗提机、回灰拉链机、斜槽风机保持运行。当物料下降到最低设定值时，打开气动流量控制阀，向缓冲仓入料。螺旋闸板2保持常开状态，作为检修下游设备时使用。同时，圆盘给料机与包装机采用联锁控制，用音叉料位发讯器(UZK型，220V，50Hz，4VA)设定高料位(2t值)和低料位(1t值)来控制包装机仓内料位。当仓内料位低于设定下限时，启动圆盘给料机，往仓内供料；当仓内物料达到设定上限时，圆盘给料机停止供料，从而使包装机内物料高度保持在设定的上下限之间。由于破包或其他原因流出的水泥，通过集灰斗入回灰拉链机，再进入斗提机，完成水泥的重收。
为了满足工艺要求，使得缓冲仓保持一定的料位，既不能使物料溢出缓冲仓，又不能使缓冲仓内物料清空，在控制设计上我们对下面几种控制方法进行了对比:
1)应用2个料位开关，分别设定高料位开关和低料位开关，能达到设计要求，但料位开关可靠性差，易产生误操作，如需再重新调整料位，不方便。
2)料位计亦可满足要求，能够反映出具体料位的变化，但只能间断测量某一点垂直高度变化，如用重锤式料位计在进料时测量料位，则测量头会被物料冲击掩埋损坏，若测量头脱落进入圆盘给料机，就损坏设备，直接影响包装机工作，而且目前重锤式料位计多采用单片机控制，由于工况恶劣，国产重锤式料位机的单片机抗干扰能力差，经常出现“死机”现象，而进口设备价格又太高。
3)用压力传感器通过称重的方法进行料位控制，具有安全可靠、使用方便、静态测量、不存在运动部件、无磨损、精度高、传力途径短、结构紧凑等优点，它不仅能够达到反映料位的要求，而且能够按实际需要进行调整。
综上所述，我们选定压力传感器作为检测元件，将缓冲仓设计成通过称重来进行料位的控制。
缓冲仓装料按快装-停止间歇(此时气动流量阀开的最大)进行，间歇时间大小取决于设备的喂料能力(圆盘给料机)，单位时间内由圆盘给料机卸出物料(缓冲仓失去的重量)为测量重量，它不断和设定值相比较，其差值作为向缓冲仓调节入料的依据。缓冲仓料位始终控制在上限(85%～90%)和下限(1/3左右)之间，当缓冲仓内物料量减少至下限时，料仓开始快速装料，直到上限为止。正常工作时快速装料时间约为30min左右，间歇时间约为10min左右。也可通过电动流量控制阀来控制入料料层的厚度，从而调整快装-停止时间的大小。当电动流量控制阀开度为44%时，在低料位与高料位之间，快装-停止间歇喂料转变为连续喂料。
采用压力传感器进行称重来测量料位时，一般均采用3个传感器共同支撑来进行。我们在设计该结构时，采用2个刚性支承和1个传感器支撑，缓冲仓在2个刚性支撑下，重心产生一定的偏移，并保证料仓能够围绕ab轴线自由的转动，在缓冲仓中心线的另一侧安装传感器(具体布置如图2所示)。假设该传感器所受力为G传，缓冲仓与水泥总重为G总，则:
G传×(950+1900)=G总×950
G传=1/3G总
可见，在采用这种结构时，并未增加传感器的承载负荷。由于缓冲仓绕ab轴作微小转动，故缓冲仓在传感器支撑处除了产生向下的位移外，还会产生一定的水平方向的位移，但可忽略不计，不会影响料位控制。称重仓与其他辅助设备均为软连接且灵活，以免影响称重传感器的准确性。
在结构设计上，为了防止缓冲仓整体水平移动，并保证能够以ab为轴自由转动，我们采取了将刚性支承处设计成槽型结构，槽内壁与圆钢支承(圆钢与支座焊接)有一定的间隙，大小约为2～4mm，其结构如图3所示，同时在安装时，在槽内加一些润滑脂，以增加其转动的灵活性，来提高称量的准确性。
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