電子螺旋秤(即螺旋稱重給料機，簡稱“螺旋秤”)，是在管螺旋給料機的基礎(chǔ)上基于懸臂式恒速定量給料秤工作原理，設(shè)計開發(fā)的集給料輸送、稱重計量和定量控制為一體的連續(xù)給料計量設(shè)備。螺旋秤具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、操作維護簡單方便、系統(tǒng)密閉性好，對物料和生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)性強、設(shè)備高度小、價格便宜等優(yōu)點。它可廣泛地用于建材、冶金、化工、電力等工業(yè)生產(chǎn)部門的非粘滯性粉料、粒狀物料的流量計量、定量給料和配料控制系統(tǒng)；尤其在預(yù)加水成球系統(tǒng)、煤粉定量給料控制系統(tǒng)等普遍采用；近年在粉煤灰、物料添加劑、助磨劑、脫硫劑等粉粒狀物料計量和定量控制系統(tǒng)也有較多應(yīng)用。本文就螺旋秤的設(shè)計和選用作一總結(jié)介紹，供參考。

1 系統(tǒng)組成和工作原理

螺旋秤主要由預(yù)給料螺旋給料機(或密封葉輪給料機等)、稱重螺旋機、稱重傳感器、變頻調(diào)速器、稱重控制器和電氣控制柜等組成(見圖1)。其中，預(yù)給料螺旋給料機是系統(tǒng)被控的執(zhí)行機構(gòu)，通過變頻調(diào)速調(diào)節(jié)控制給料螺旋轉(zhuǎn)速來調(diào)控物料流量；稱重螺旋機恒速運行，通過支點和測重點支承。當(dāng)系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，測重點的稱重傳感器把物料負荷連續(xù)以電量輸出給稱重控制器，其瞬時給料量即為：

Qt=Ktgtvt

式中：Kt—稱重系數(shù)(調(diào)試時確定的常數(shù))；gt—稱重螺旋內(nèi)物料的線負荷；vt—料流流速，以螺旋轉(zhuǎn)速代表(視為常數(shù))。

1-給料螺旋機；2-稱重螺旋機；3-軟連接；4-稱重螺旋支點

圖1 螺旋秤系統(tǒng)示意

由于式中Kt，vt均為常數(shù)，稱重傳感器的輸出信號即可代表螺旋秤的瞬時給料量。所以，t0到t1時間的累計給料量即為：
(其中K=Kt·Vt)

Qt (即gt)值作為測量值輸入稱重控制器，經(jīng)過與設(shè)定值的比較運算，控制器根據(jù)運算偏差大小和方向自動調(diào)節(jié)給料螺旋的轉(zhuǎn)速，從而改變給料速率并趨近和達到設(shè)定的瞬時給料量，實現(xiàn)定量給料控制。

值得注意的是有的給料和稱重計量采用同一管螺旋，即通過調(diào)節(jié)稱重螺旋轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)控制瞬時給料量。但從實踐證明，由于物料物性和工況等變化，螺旋轉(zhuǎn)數(shù)與其物料料流速度沒有穩(wěn)定線性關(guān)系，此時螺旋轉(zhuǎn)數(shù)(n)往往不能代表料流速度(v)。這種方案雖然簡單，但難以保證足夠的計量精度和料流穩(wěn)定，一般不宜采用。

2 螺旋秤的分類和技術(shù)特點

2．1螺旋秤的分類

螺旋秤的控制器等電氣系統(tǒng)雖然多種多樣，但其均可適應(yīng)各種螺旋秤體，而且與定量給料秤的電氣檢測控制系統(tǒng)基本類似或通用。所以，本節(jié)主要討論介紹二類螺旋秤體。

(1)第一類是上世紀70～80年代研發(fā)應(yīng)用的自重平衡懸臂式結(jié)構(gòu)秤體。其進出料口距離長度一般僅1. 2 m左右，螺旋葉徑多為Φ250mm和Φ300mm，可稱為“短螺旋秤”。由于螺旋管過短，被檢測的瞬時物料量過少，螺旋間隙又往往不會太小，所以受倉壓、物性變化影響較大，往往料流不穩(wěn)定，易產(chǎn)生沖料、跑料。其中，對于流動性好的粉體物料，更難以控制，甚至跑料自流，不能正常運行。因此，從90年代中期以后。逐步被螺旋管較長的吊掛或支承的非白重平衡結(jié)構(gòu)秤體取代，即所謂“長螺旋秤”，其中包括在進料口和出料口側(cè)測重點處全懸浮吊掛簡梁式的“全荷式螺旋秤”。所謂全荷式螺旋秤就是螺旋秤體質(zhì)量(皮重)和螺旋管內(nèi)被測物料質(zhì)量全部由稱重傳感器承受；并且全荷式螺旋秤大多數(shù)采用全懸浮吊掛支承方式(見圖2)，也有采用支座支承方式。

1-減速電機；2，3，4-稱重傳感器；5-螺旋秤體

圖2 全荷式螺旋秤懸掛支承方式

為了保證螺旋秤體橫向位置穩(wěn)定，一般采用前1點后2點的3只稱重傳感器吊掛支承；而且后2點大多數(shù)設(shè)置在進料口中心的兩側(cè)，如圖2(a)，但也有設(shè)置在進料口后邊減速電機的兩側(cè)，如圖2(b)。顯然，前一種懸吊點設(shè)置更為合理。因為進料口中心以后全部是設(shè)備部分自重，在生產(chǎn)運行時基本沒有負荷變化，根據(jù)杠桿平衡原理，后端2只稱重傳感器承受大部分皮重和物料進入進料口時的擾動，少量的物料負荷(與前測重點位置有關(guān))，物料流量負荷及其變化主要反應(yīng)在前端稱重傳感器。