一种节能热风炉及智能控制系统的制作方法

    技术2025-07-07  9


    本发明涉及热风炉,尤其涉及一种节能热风炉及智能控制系统。


    背景技术:

    1、热风炉是一种热动力机械,主要用于将冷空气加热到所需温度,并通过热风的形式进行能量传递,其能够广泛应用于多个行业,作为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品,热风炉是一种通过燃烧燃料产生高温热风,并将这些热风用于加热、干燥、供暖等目的的设备;

    2、现有技术中,如公告号为cn206160470u的一种热风炉装置,具体公开了:包括炉体,炉体内底部设置炉排、炉体顶部设置烟囱、送风管、灰渣口、炉体内胆,还设有热风加热管、风道连接口、出风口,解决了目前技术中的热风炉的空气加热时间短,热交换效率低,烟气排放温度高,热量损失大,重量重,安装、操作繁琐,不便于移动的问题,然而,上述技术中,该热风炉不便于自动化对燃料进行上料处理,需由人员手动对燃料进行添加上料,进而增加了人员的劳动强度,因此,本发明提出一种节能热风炉及智能控制系统以解决现有技术中存在的问题。


    技术实现思路

    1、针对上述问题,本发明提出一种节能热风炉及智能控制系统,该节能热风炉及智能控制系统不仅能够自动化将燃料输送上料至燃烧机箱中,以降低人员的劳动强度,还提高了燃烧机箱内部燃料的燃烧效率,保障了热风炉使用时对物料的烘干效果,且提升了燃料灰烬清理时的便捷性。

    2、为实现本发明的目的,本发明通过以下技术方案实现:一种节能热风炉,包括燃烧机箱,所述燃烧机箱的顶端设有炉座,所述炉座的顶端设有热风炉体,所述热风炉体顶部的中心位置处设有排气口,所述燃烧机箱表面的两侧皆通过合页安装有箱门,所述燃烧机箱的内部设有传送架,所述传送架的内侧设有链式传送带;

    3、所述燃烧机箱一侧的外壁上设有第一承载板,所述第一承载板的顶端通过支架设有螺旋输送机体,所述螺旋输送机体的一端与燃烧机箱的外壁相连通,所述螺旋输送机体的另一端设有进料箱,所述进料箱的顶端设有进料口,所述进料箱远离螺旋输送机体一侧的外壁上设有传动机体,所述传动机体的内部设有链条传动机构,所述螺旋输送机体的内部安装有螺旋辊,所述螺旋辊的一端延伸至传动机体的内部并与链条传动机构上端的内壁相连接,所述炉座表面的中心位置处安装有控制面板。

    4、进一步改进在于:所述燃烧机箱远离第一承载板一侧的外壁上设有第二承载板,所述第二承载板的顶端通过支架安装有送风机,所述送风机的一端设有送风管道,所述送风管道远离送风机的一端延伸至燃烧机箱的内部。

    5、进一步改进在于:所述送风机一侧的第二承载板顶端设有皮带传动机构,所述皮带传动机构上端的内壁通过转轴与送风机的一端相连接。

    6、进一步改进在于:所述皮带传动机构一侧的第二承载板顶端通过支架安装有第一电机,所述第一电机的输入端与控制面板内部单片机的输出端电性连接,所述第一电机的一端与皮带传动机构下端的内壁相连接。

    7、进一步改进在于:所述进料箱下方的传动机体外壁上安装有第二电机,所述第二电机的输入端与控制面板内部单片机的输出端电性连接,所述第二电机的一端延伸至传动机体的内部并与链条传动机构下端的内壁相连接。

    8、一种节能热风炉的智能控制系统,包括数据传感采集模块、计算补偿模块和执行模块,所述数据传感采集模块基于传感单元,用于采集实时热风炉体(3)内部物料的重量、螺旋输送机体(12)输送燃料的重量、送风机(9)送风的流量;

    9、所述计算补偿模块用于构建算法控制模型,根据当前热风炉体(3)内部物料的重量,计算充分加热烘干需要的燃料的重量和送风的流量,并通过执行模块进行执行,所述计算补偿模块还用于在执行n个流程后,将每次实际充分加热烘干物料所需要的燃料的重量和送风的流量与每次计算出的数据进行对比验证,获取补偿值,修正计算的数据。

    10、进一步改进在于:所述传感单元包括物料重量传感器、燃料重量传感器和风量传感器,所述物料重量传感器设在热风炉体(3),用于实时感应热风炉体(3)内物料的重量,所述燃料重量传感器设在进料箱(13)处,用于实时感应进料箱(13)内部燃料的变量,从而获取输送燃料的重量,所述风量传感器设在送风机(9)的出口处,用于感应送风的流量。

    11、进一步改进在于:所述计算补偿模块包括计算模块和补偿模块,所述计算模块根据当前热风炉体(3)内部物料的重量,计算充分加热烘干需要的燃料的重量和送风的流量,具体包括以下步骤:

    12、定义变量:物料重量(wmaterial)、物料比热容(cmaterial)、物料初始温度(tinitial)和目标温度(ttarget)、燃料热值(qfuel)、热风炉热效率(ηfurnace)、送风系统效率(ηair)、所需热量(qrequired)、燃料重量(wfuel)、送风流量(vair);

    13、计算所需热量:qrequired=wmaterial×cmaterial×(ttarget-tinitial);

    14、计算燃料重量:wfuel=qrequired÷(ηfurnace×qfuel);

    15、利用热平衡模型计算送风流量:qair=qrequired÷(δt×ηair),其中,qair是单位时间内通过送风系统传递的热量,δt是加热时间,设一个平均送风温度tair和空气的比热容cair,计算:vair=qair÷(cair×ρair×δtair),其中,ρair是空气的密度,δtair是空气在热风炉中的温升。

    16、进一步改进在于:所述补偿模块用于采集执行n个流程后,每次实际充分加热烘干物料所需要的燃料的重量和送风的流量,该数据通过人工手动输入,接着将采集的实际数据输入到神经网络模型中,与每个流程中计算模块计算的数据进行对比训练,计算出燃料的重量和送风的流量补偿值,并基于该补偿值调整执行模块执行的参数。

    17、进一步改进在于:所述执行模块接入计算补偿模块,获取计算的数据和补偿值,将上述数据转化为控制指令,配合燃料重量传感器和风量传感器的实时感应校准,控制螺旋输送机体(12)输送燃料的重量、送风机(9)送风的流量。

    18、本发明的有益效果为:

    19、1、本发明通过将燃料注入至进料口的内部,使得燃料因重力因素落入至进料箱中,第二电机驱动链条传动机构进行运转,使得链条传动机构带动螺旋辊进行转动,以使螺旋辊将燃料螺旋式向右输送,以自动化将燃料输送上料至燃烧机箱中,相较于传统人员手动上料的方式,从而大大降低了人员的劳动强度。

    20、2、本发明通过控制面板驱动第一电机进行运转,使得第一电机经皮带传动机构驱动送风机进行运转,以将外界空气经送风管道吹送至燃烧机箱中,从而提高了燃烧机箱内部燃料的燃烧效率。

    21、3、本发明通过将燃料移送至传送架的顶端进行燃烧加热,当传送架缓慢运转时,可驱动燃烧中的燃料位于燃烧机箱的内部进行移送,即可对热风炉体内部的物料进行均匀加热烘干,而当燃料燃烧完毕后,传送架将燃料灰烬向右移送,以将燃料灰烬移送至燃烧机箱的底部,打开箱门即可对燃烧机箱底部的燃料灰烬进行清理,从而保障了热风炉使用时对物料的烘干效果,且提升了燃料灰烬清理时的便捷性。

    22、4、本发明构建算法控制模型并采集相应数据,根据热风炉体内部物料的重量,计算充分加热烘干需要的燃料的重量和送风的流量,由此进行执行,做到智能化控制变量,避免浪费,充分利用燃料,且在执行n个流程后,采集每次实际充分加热烘干物料所需要的燃料的重量和送风的流量,由此利用神经网络模型与每次计算出的数据进行对比训练验证,获取补偿值,修正计算的数据和执行的指令,使得计算执行更加准确,最大化提高燃料的利用率。


    技术特征:

    1.一种节能热风炉,包括燃烧机箱(1),其特征在于:所述燃烧机箱(1)的顶端设有炉座(2),所述炉座(2)的顶端设有热风炉体(3),所述热风炉体(3)顶部的中心位置处设有排气口(11),所述燃烧机箱(1)表面的两侧皆通过合页安装有箱门(4),所述燃烧机箱(1)的内部设有传送架(17),所述传送架(17)的内侧设有链式传送带(18);

    2.根据权利要求1所述的一种节能热风炉,其特征在于:所述燃烧机箱(1)远离第一承载板(5)一侧的外壁上设有第二承载板(6),所述第二承载板(6)的顶端通过支架安装有送风机(9),所述送风机(9)的一端设有送风管道(10),所述送风管道(10)远离送风机(9)的一端延伸至燃烧机箱(1)的内部。

    3.根据权利要求2所述的一种节能热风炉,其特征在于:所述送风机(9)一侧的第二承载板(6)顶端设有皮带传动机构(8),所述皮带传动机构(8)上端的内壁通过转轴与送风机(9)的一端相连接。

    4.根据权利要求3所述的一种节能热风炉,其特征在于:所述皮带传动机构(8)一侧的第二承载板(6)顶端通过支架安装有第一电机(7),所述第一电机(7)的输入端与控制面板(201)内部单片机的输出端电性连接,所述第一电机(7)的一端与皮带传动机构(8)下端的内壁相连接。

    5.根据权利要求1所述的一种节能热风炉,其特征在于:所述进料箱(13)下方的传动机体(15)外壁上安装有第二电机(16),所述第二电机(16)的输入端与控制面板(201)内部单片机的输出端电性连接,所述第二电机(16)的一端延伸至传动机体(15)的内部并与链条传动机构(19)下端的内壁相连接。

    6.一种节能热风炉的智能控制系统,应用于上述权利要求1-5中任意一项所述的一种节能热风炉,其特征在于:包括数据传感采集模块、计算补偿模块和执行模块,所述数据传感采集模块基于传感单元,用于采集实时热风炉体(3)内部物料的重量、螺旋输送机体(12)输送燃料的重量、送风机(9)送风的流量;

    7.根据权利要求6所述的一种节能热风炉的智能控制系统,其特征在于:所述传感单元包括物料重量传感器、燃料重量传感器和风量传感器,所述物料重量传感器设在热风炉体(3),用于实时感应热风炉体(3)内物料的重量,所述燃料重量传感器设在进料箱(13)处,用于实时感应进料箱(13)内部燃料的变量,从而获取输送燃料的重量,所述风量传感器设在送风机(9)的出口处,用于感应送风的流量。

    8.根据权利要求7所述的一种节能热风炉的智能控制系统,其特征在于:所述计算补偿模块包括计算模块和补偿模块,所述计算模块根据当前热风炉体(3)内部物料的重量,计算充分加热烘干需要的燃料的重量和送风的流量,具体包括以下步骤:

    9.根据权利要求8所述的一种节能热风炉的智能控制系统,其特征在于:所述补偿模块用于采集执行n个流程后,每次实际充分加热烘干物料所需要的燃料的重量和送风的流量,该数据通过人工手动输入,接着将采集的实际数据输入到神经网络模型中,与每个流程中计算模块计算的数据进行对比训练,计算出燃料的重量和送风的流量补偿值,并基于该补偿值调整执行模块执行的参数。

    10.根据权利要求9所述的一种节能热风炉的智能控制系统,其特征在于:所述执行模块接入计算补偿模块,获取计算的数据和补偿值,将上述数据转化为控制指令,配合燃料重量传感器和风量传感器的实时感应校准,控制螺旋输送机体(12)输送燃料的重量、送风机(9)送风的流量。


    技术总结
    本发明提供了一种节能热风炉及智能控制系统,涉及热风炉技术领域,包括燃烧机箱,燃烧机箱的顶端设有炉座,炉座的顶端设有热风炉体,热风炉体顶部的中心位置处设有排气口,燃烧机箱表面的两侧皆通过合页安装有箱门,燃烧机箱的内部设有传送架,传送架的内侧设有链式传送带,燃烧机箱一侧的外壁上设有第一承载板,第一承载板的顶端通过支架设有螺旋输送机体,螺旋输送机体的另一端设有进料箱,进料箱的顶端设有进料口;本发明不仅能够自动化将燃料输送上料至燃烧机箱中,以降低人员的劳动强度,还提高了燃烧机箱内部燃料的燃烧效率,而且保障了热风炉使用时对物料的烘干效果,且提升了燃料灰烬清理时的便捷性。

    技术研发人员:王宏斌,潘华彬,徐家平,胡春华,甘秋凤
    受保护的技术使用者:广西双柳美琪生物科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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