粉体计量及自动配料系统必须具有计量准确、给料速度稳定可调、响应快速的功能，而这些功能的实现首先必须以计量准确为基础。配料给料机是该系统的关键设备，是通过自主创新研发的粉体物料计量装置。配料给料机是本研究项目的技术核心。

自动配料系统是基于粉料在匀速旋转参照系中运动时配料转速的作用，内部有一个螺旋盘，其上径向排列若干个螺旋叶片，螺旋盘在电机主轴的带动下高速旋转。被测物料落到螺旋盘的中心，通过分配锥改变流向，被叶片捕获，在离心力的作用下径向向外运动。在运动过程中，材料受到径向摩擦力Fr、反向离心力Fx和切向力Fc的作用，产生反作用力矩M，而Fr和Fx在传动轴上不产生反作用力矩。通过螺旋螺旋盘上的配料转速Fc的扭矩，可以获得材料的质量流量。

研究与创新

自动配料系统应用配料转速率学原理计量粉体物料，首先是以物料在均匀转动参照系中径向运动为条件。因此，在理论上要符合下面两个基本条件：

（1）螺旋盘转速必须是恒定的；

(2)物料必须从螺旋盘的中心向外径向运动。确定螺旋盘的有效转速范围，从有效转速范围中优选理想转速;必须确定理想的螺旋盘半径，以及设置螺旋叶片的数量和尺寸等许多相关的技术参数。本研究在理论的指导下，根据计算公式，通过大量的实验研究，得出经验公式来指导尺度的结构设计。

螺旋盘理想转速的研究

配料控制系统螺旋盘的转速与物料的流量、流量、量值有关。螺旋盘转速的研究是本课题的重要内容之一，是结构设计的重要技术参数。

确定了螺旋盘的有效转速范围。然而，对有效转速的研究只解决了角速度的取值范围，无法为设计提供具体的参数和依据。为了获得理想转速参数，在半工业试验中取样分析的基础上得到螺旋盘的理想转速，通过实验样机对粉体、碳酸钙、钛白粉分别进行物理测量。

螺旋盘理想半径的研究

给料系统质点在螺旋盘上运动的相对位置不同，量值不同，因此螺旋盘的半径与Fc的量值有关。螺旋盘理想半径的研究涉及到结构的合理尺寸、测量能力、传感器量程、功率配置、结构优化、串联设计等。理论公式不可能提供理想的螺旋盘半径，只有通过实验研究才能建立配合优化设计的经验公式。

如前所述，螺旋盘装有径向螺旋叶片，落在螺旋盘中心的物料在锥的作用下向叶片分布，物料被叶片捕获后，沿叶片向外径向运动，并受到叶片的作用。鉴于物料是被叶片捕获而受到作用的，所以从受力的角度来看，螺旋盘应分为有效螺旋区和无效螺旋区，其中螺旋叶片部分为有效螺旋区。物料在无效螺旋区域不受作用影响，也可称为螺旋盲区。因此，螺旋盘的半径应分为有效半径和无效半径两部分，有效半径与叶片长度相等。这使得螺旋盘理想半径的研究更加复杂，因为理想半径由合理有效半径和无效半径两部分组成。在反复试验的基础上，得到了修正系数，推导并建立了经验公式，指导不同规格螺旋盘的优化设计。

配料给料装置的研制

可调的给料量是新型干配料生产线给料系统的基本要求。本项目将稳定进料技术及装置的发展放在重要位置，摒弃了以往重视计量技术而忽视进料装置的观念。首先，分析了物料特性和工艺条件对给料机性能的影响和要求。进料装置位于粉仓底部，粉仓内物料液位的变化和进料流的冲击力都会影响进料稳定性。粉料细度、水分低、体积重量小、流动性好，特别是无烟物料混合过程中，粉料细度通常小于1%，使得稳定进料更加困难。粉末的水分对饲料的稳定性有一定的影响。水分过多会导致粉拱、浸渍、喂料不良等问题。特别是在雨季，或回转窑点火加热期间，许多粉体含水率不符合工艺条件的要求。因此，自动配料系统的结构设计应考虑水分高时的适应性。混粉系统的压力变化也会间接影响给料机的给料稳定性。当系统工作状态不正常时，进料管道压力有时会出现波动，导致称量配料系统进料不畅或无法运行。

配料给料机结构研究及工作原理

通过对物料特性和工艺条件的研究和分析，采用了与传统给料装置完全不同的设计方案，研制出一种结构新颖的给料装置-WD卧式旋转配料系统。

自动喂料系统由减粉仓、均衡仓和分配仓组成。所述减压仓设有减压装置，使进入均压仓的物料不受所述均压仓压力的影响。均料仓内设有混合器，使物料充分活化，避免物料拱起，粘壁，消除物料死区。由于物料在均仓内的压力是均匀的，为物料在相同的容重条件下进入转子腔创造了条件。配料室设有水平旋转分度轮，每转一圈输送相同体积的物料。称重配料由轴装式减速器和电机驱动，电机转速由变频器调节，PLC控制。PLC根据瞬时流量检测值与流量设定值的比较，实时调节给料机的速度，使瞬时流量始终跟踪设定流量，实现定量给料的目的。

减压仓、均衡仓和加药室的进出口呈180°错位布置，物料只能通过内部的迷宫式流动离开给料机。此外，在转子腔内水平旋转光栅的叶片上采用弹性密封材料，实现零间隙。因此，它可以有效地解决物料压力和自重力变化下的物料运行和冲孔问题。

技术性能

给料均匀稳定，不受仓压，物料特性影响；

适应工艺系统压力变化能力强；

给料量稳定可调；

结构合理，性能可靠，维护简单。

新型螺旋泵的研制

1、螺旋泵在配料系统中的作用

螺杆泵在配料系统中起到输送和风锁的作用，在有效克服输送管道系统压力的前提下，将计量好的粉料快速均匀地送入输送管道。当管道内压力变化或输送空气压力波动时，螺杆泵必须能有效地阻断粉末返窜和排出不畅的性能，并为计量设备提供正常的工作条件。

2、新型螺旋泵技术特点

新型螺杆泵采用简单的传动结构、变螺距螺杆设计和喷射器原理，使泵出料端的工作气氛基本处于负压状态，有效解决了输送管道系统中压力变化对螺杆泵出料的影响；轴端密封采用气封、油封和机械密封相结合的技术方案，满足耐油、耐高温、耐磨的要求，密封性能优异；将具有自主知识产权的耐磨材料技术应用于泵的设计和制造过程中，使螺旋叶片的使用寿命在相同输送量下比“富乐泵”堆焊技术高2倍以上；使用外置可调配重，阻尼阀的受力可以根据不同工况而变化，很好地解决了物料螺栓的合理密度问题；配备手动黄油泵，便于对运动部件进行润滑和加油。新型螺杆泵采用简单的传动结构、变螺距螺杆设计和喷射器原理，使泵出料端的工作气氛基本处于负压状态，有效解决了输送管道系统中压力变化对螺杆泵出料的影响；轴端密封采用气封、油封和机械密封相结合的技术方案，满足耐油、耐高温、耐磨的要求，密封性能优异；将具有自主知识产权的耐磨材料技术应用于泵的设计和制造过程中，使螺旋叶片的使用寿命在相同输送量下比“富乐泵”堆焊技术高2倍以上；使用外置可调配重，阻尼阀的受力可以根据不同工况而变化，很好地解决了物料螺栓的合理密度问题；配备手动黄色油泵，便于对运动部件进行润滑和加油。