所属领域

工程机械

技术成熟度

产业化

应用行业

合作方式

技术转让、技术开发

成果概况

工农业中有大量粉粒物料需要不连续定量生产。粉粒物料传统不连续定量方法有加料、计量和投料三部分组成，结构复杂、协调困难、粉粒易吸附飞溅，导致定量损耗大、准确性差、效率低，引起尘肺、中毒等职业病严重。不连续定量是粉粒物料生产长久以来未彻底解决难题之一。针对粉粒定量生产中诸多问题，结合螺旋式加料具有密封性强、流量控制方便等优点，提出通过螺旋不连续加料方法解决粉粒物料不连续定量难题的新方法，综合实验观测、理论分析、数值模拟和试验研究方法，系统研究粉粒物料螺旋不连续定量加料技术，开发不连续定量加料装置。

关键技术

(1)  应用质点动力学、颗粒群接触力学和颗粒间细观力链分析方法，建立颗粒流动力学模型，对螺旋不连续加料颗粒气固两相流动力学分析，获得了颗粒流存在平推流动、绕轴翻转流动以及颗粒之间相对附加流动三种形式，揭示了螺旋不连续定量加料颗粒流运动规律和稳定高效输送力学机理；

(2)  基于离散元数值模拟方法，对颗粒接触力、颗粒群力链分析，螺旋内径、螺距、转速和出料结构等主要因素对加料量影响仿真试验，建立了加料量预测模型，揭示了加料量变化规律；

(3)通过螺旋加料装置优化，对颗粒运动状态检测与加料量智能预测控制，研发试验装置和系统，开展不连续定量加料性能试验研究，建立了基于最小二乘支持向量机不连续定量加料旋转角度智能预测模型，揭示了螺旋不连续定量加料机理。

在转速60r/min 时，3mm 颗粒加料量相对误差达到±0.3%；通过对颗粒填充率和密度定量检测，不连续定量加料性能得到明显提高。

应用领域和市场前景

研究成果充实了螺旋加料理论，完善了颗粒流动力学分析方法，可以广泛应用于种类众多的粉粒物料稳定高效不连续定量输送、定量配料、定量包装等领域实际生产中，对促进工农业粉粒安全高效生产具有重要指导意义和推广价值。