一种配米装置及配米方法

摘要

本发明公开了一种配米装置及配米方法，装置包括机架、一级计量斗、二级计量斗和供米组件，一级计量斗的出料口设有卸料门，二级计量斗的出料口设有开度自动控制阀门，一级计量斗的出料口位于二级计量斗的进料口上方或者伸入二级计量斗内用于将大米卸放到二级计量斗中。方法包括供米组件向一级计量斗供给大米，将一级计量斗中的大米卸放到二级计量斗中，每间隔一个固定时间段计量一次二级计量斗中大米的重量，并计算出实际流量与预设流量进行比较，依据比较结果调节大米的流量大小向预设流量靠近的步骤。本发明具有结构简单、成本低、工作稳定可靠、利于提高配米精度和混合均匀性等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及大米加工处理装备技术领域，具体涉及一种配米装置及配米方法。

背景技术

随着人们的生活质量的提高，现在人们食用的大米通常是由多种米相互配制而成的混合米，使食用的米饭营养价值增高，并且能提升口感。

目前能够自动调节流量的配米装置，都是采用具有出口的料斗，料斗的出口设有可控制开度的开度自动控制阀门，工作时间歇的向料斗内装入大米，每次向料斗内装入大米的重量一致，通过调整开度自动控制阀门的开度来控制大米从料斗流出的流量。自动调节流量的方式是，在料斗上设置在预定高度检测大米的料位开关，料斗卸出大米的过程中当料斗内大米的余量达到预定重量时，正好对应该预定高度，此时料位开关检测并反馈信号，即进行一次向料斗内装入大米，同时根据上一次向料斗装入大米的时间和料位开关检测到的时间之差，以及每次装入大米的重量和预定重量之差，计算出大米卸出的实际流量，将实际流量与设计流量进行对比，再调节开度自动控制阀门的开度，使实际流量接近设计流量。这种配米装置及调节方法存在以下缺陷：

1、每向料斗装入一次大米，只能调节一次，调整到设计流量所需的时间长；

2、料位开关的检测精度很差，由于料斗中物料常有堆积角、物料流动差别等因素，料位开关实际检测时，料斗中的物料重量可能大于预定重量，也可能小于预定重量，导致获得实际流量不准确，进而影响后续对开度自动控制阀门的调节控制，存在控制精度低的问题，最终会导致配米精度低、混合均匀性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、成本低、工作稳定可靠、利于提高配米精度和混合均匀性的配米装置，还相应提供一种该配米装置的配米方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种配米装置，包括机架、一级计量斗、二级计量斗和用于向一级计量斗供给大米的供米组件，所述一级计量斗通过第一称重机构安装在所述机架上，所述二级计量斗通过第二称重机构安装在所述机架上，所述一级计量斗和二级计量斗均设有进料口和出料口，所述一级计量斗的出料口设有卸料门，所述二级计量斗的出料口设有开度自动控制阀门，所述一级计量斗的出料口位于二级计量斗的进料口上方或者伸入二级计量斗内用于将大米卸放到二级计量斗中。

上述的配米装置，优选的，所述供米组件包括安装在机架上的加料槽，所述加料槽的出口端设有可控开度的调节阀门。

上述的配米装置，优选的，所述调节阀门为由伺服电机或步进电机控制开度的弧形门。

上述的配米装置，优选的，所述开度自动控制阀门为由伺服电机或步进电机控制开度的阀门。

上述的配米装置，优选的，所述第一称重机构和第二称重机构均包括一个以上称重传感器。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述配米装置的配米方法，包括以下步骤：

(S1)供米组件向一级计量斗供给大米，利用第一称重机构对一级计量斗中的大米重量进行计量，在一级计量斗中的大米重量达到第一预设重量时，供米组件停止向一级计量斗供给大米；

(S2)打开一级计量斗的卸料门，将一级计量斗中的大米卸放到二级计量斗中，一级计量斗中的大米卸放完成后，关闭一级计量斗的卸料门，重复步骤(S1)，并同时进入步骤(S3)；

(S3)二级计量斗的开度自动控制阀门开启至设定开度，利用第二称重机构每间隔一个固定时间段计量一次二级计量斗中大米的重量，并计算出从二级计量斗卸出的大米的实际流量，同时将所述实际流量与预设流量进行比较，在实际流量与预设流量存在偏差时，调节开度自动控制阀门的开度使大米从二级计量斗卸出的流量大小向所述预设流量靠近；

(S4)在二级计量斗中大米的重量达到第二预设重量时，重复步骤(S2)～步骤(S3)。

上述的配米方法，优选的，所述固定时间段小于一秒。

上述的配米方法，优选的，调节开度自动控制阀门的开度使大米从二级计量斗卸出的流量大小向所述预设流量靠近，具体是依据实际流量与预设流量的偏差，采用PID算法进行调节。

上述的配米方法，优选的，所述第二预设重量根据第一预设重量、二级计量斗的容量、预设流量以及一级计量斗卸放第一预设重量的大米所需时间进行设定，保证二级计量斗中始终有大米且大米不会从二级计量斗溢出。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的配米装置，可利用供米组件向一级计量斗内供给大米，通过第一称重机构计量使供米组件每次向一级计量斗内供给的大米重量为预定重量，再将一级计量斗内预定重量的大米卸放到二级计量斗内，通过调节开度自动控制阀门的开度，来调节出米的流量，其结构简单、成本低、工作稳定可靠。由于一级计量斗和二级计量斗均具有称重功能，采用该配米装置进行配米时，可通过第二称重机构实时计量获得二级计量斗中大米的实时重量，根据一级计量斗卸放的预定重量和实时重量之差，以及一级计量斗卸放大米的时间和二级计量斗计量获得实时重量的时间之差，计算获得二级计量斗卸放大米的实际流量，并参照该实际流量和设计流量的偏差来调控开度自动控制阀门的开度，使二级计量斗卸放大米的流量接近设计流量。这种直接采用称重方式获取二级计量斗内大米重量的方式，所获得的检测数据精准，从而能够精确的计算得到卸放大米的实际流量，进而大大提升控制精度，提高配米精度和混合均匀性。同时，由于可以在任意时刻获得二级计量斗中大米的实时重量，在不改变配米装置结构和装配的情况下，预设重量可以任意设置和动态选择调整，便于进行预设重量的调整以保证二级计量斗中的大米不断流且不溢出。

本发明的配米方法，实现了配米过程中动态调整卸放大米的流量，利用第二称重机构每间隔一个固定时间段计量一次二级计量斗中大米的重量，并计算出从二级计量斗卸出的大米的实际流量，并依据实际流量和预设流量的比较结果，调节开度自动控制阀门的开度使大米从二级计量斗卸出的流量大小向预设流量靠近，该配米方法获得的检测数据精准，能够精确的计算得到卸放大米的实际流量，进而利于精确控制开度自动控制阀门的开度，提升配米精度和混合均匀性。

附图说明

图1为配米装置的结构示意简图。

图例说明：

1、机架；2、一级计量斗；3、二级计量斗；4、供米组件；41、加料槽；42、调节阀门；5、卸料门；6、开度自动控制阀门；101、第一称重机构；102、第二称重机构。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的配米装置，包括机架1、一级计量斗2、二级计量斗3和用于向一级计量斗2供给大米的供米组件4，一级计量斗2通过第一称重机构101安装在机架1上，二级计量斗3通过第二称重机构102安装在机架1上，一级计量斗2和二级计量斗3均设有进料口和出料口，一级计量斗2的出料口设有卸料门5，二级计量斗3的出料口设有开度自动控制阀门6，一级计量斗2的出料口位于二级计量斗3的进料口上方或者伸入二级计量斗3内用于将大米卸放到二级计量斗3中。

该配米装置，可利用供米组件4向一级计量斗2内供给大米，通过第一称重机构101计量使供米组件4每次向一级计量斗2内供给的大米重量为预定重量，再将一级计量斗2内预定重量的大米卸放到二级计量斗3内，通过调节开度自动控制阀门6的开度，来调节出米的流量，其结构简单、成本低、工作稳定可靠。由于一级计量斗2和二级计量斗3均具有称重功能，采用该配米装置进行配米时，可通过第二称重机构102实时计量获得二级计量斗3中大米的实时重量，根据一级计量斗2卸放的预定重量和实时重量之差，以及一级计量斗2卸放大米的时间和二级计量斗3计量获得实时重量的时间之差，计算获得二级计量斗3卸放大米的实际流量，并参照该实际流量和设计流量的偏差来调控开度自动控制阀门6的开度，使二级计量斗3卸放大米的流量接近设计流量。这种直接采用称重方式获取二级计量斗3内大米重量的方式，所获得的检测数据精准，从而能够精确的计算得到卸放大米的实际流量，进而大大提升控制精度，提高配米精度和混合均匀性。同时，由于可以在任意时刻获得二级计量斗3中大米的实时重量，在不改变配米装置结构和装配的情况下，预设重量可以任意设置和动态选择调整，便于进行预设重量的调整以保证二级计量斗3中的大米不断流且不溢出。

本实施例中，供米组件4包括安装在机架1上的加料槽41，加料槽41的出口端设有可控开度的调节阀门42，可实现自动向一级计量斗2内加料以及控制加料速度。

本实施例中，调节阀门42为由伺服电机或步进电机控制开度的弧形门。

本实施例中，开度自动控制阀门6为由伺服电机或步进电机控制开度的阀门。

本实施例中，第一称重机构101和第二称重机构102均包括一个以上称重传感器。

上述调节阀门42、开度自动控制阀门6、第一称重机构101和第二称重机构102均可参考现有技术进行设置。

实施例2：

一种实施例1中配米装置的配米方法，包括以下步骤：

(S1)供米组件4向一级计量斗2供给大米，利用第一称重机构101对一级计量斗2中的大米重量进行计量，在一级计量斗2中的大米重量达到第一预设重量时，供米组件4停止向一级计量斗2供给大米；

(S2)打开一级计量斗2的卸料门5，将一级计量斗2中的大米卸放到二级计量斗3中，一级计量斗2中的大米卸放完成后，关闭一级计量斗2的卸料门5，重复步骤(S1)，并同时进入步骤(S3)；

(S3)二级计量斗3的开度自动控制阀门6开启至设定开度，利用第二称重机构102每间隔一个固定时间段计量一次二级计量斗3中大米的重量，并计算出从二级计量斗3卸出的大米的实际流量，同时将实际流量与预设流量进行比较，在实际流量与预设流量存在偏差时，调节开度自动控制阀门6的开度使大米从二级计量斗3卸出的流量大小向预设流量靠近；

(S4)在二级计量斗3中大米的重量达到第二预设重量时，重复步骤(S2)～步骤(S3)。

该配米方法采用实施例1中的配米装置，实现了配米过程中动态调整卸放大米的流量，利用第二称重机构102每间隔一个固定时间段计量一次二级计量斗3中大米的重量，并计算出从二级计量斗3卸出的大米的实际流量，并依据实际流量和预设流量的比较结果，调节开度自动控制阀门6的开度使大米从二级计量斗3卸出的流量大小向预设流量靠近，该配米方法获得的检测数据精准，能够精确的计算得到卸放大米的实际流量，进而利于精确控制开度自动控制阀门6的开度，使大米卸放的流量与预设流量基本一致，提升配米精度和混合均匀性。

本实施例中，固定时间段小于一秒，也即第二称重机构102是每间隔一个毫秒级的固定时间段检测获得一次大米重量，并调整一次开度自动控制阀门6，利于保证大米卸放时流量稳定。

本实施例中，调节开度自动控制阀门6的开度使大米从二级计量斗3卸出的流量大小向预设流量靠近，具体是依据实际流量与预设流量的偏差，采用PID算法进行调节。具体是，根据采集到的实际流量与预设的预设流量进行比较，获取每次的误差，然后采用增量式PID算法计算当前需要调整的开度自动控制阀门6开度。

本实施例中，第二预设重量根据第一预设重量、二级计量斗3的容量、预设流量以及一级计量斗2卸放第一预设重量的大米所需时间进行设定，保证二级计量斗3中始终有大米且大米不会从二级计量斗3溢出。这样可保证大米持续、稳定、精准的卸放。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。