Мехатронное устройство для виброэкстрации пектиновых веществ

Использование: экстракция пектиновых веществ из растительного сырья. Задача: повышение эффективности работы устройства. Сущность полезной модели: Устройство состоит из экстракционной камеры 1, на которой установлен корпус 2, содержащий электромагнитный вибропривод, включающий в себя оппозитно установленные электромагниты, каждый из которых состоит из катушек 3 и 4, установленных в корпусе 2 и подвижных якорей 5 и 6. Якори 5 и 6 установлены с возможностью поворота вокруг осей 7 и 8 и связаны при помощи упругих элементов 9, 10 и 11 с рабочим органом, состоящим из штока 12, с закрепленными на нем перфорированными дисками 13. Для регулировки амплитуды колебаний якорей 5 и 6, в корпусе 2 установлены упругие ограничители 14 и 15.Система управления 16 электрически связывает между собой усилитель 18, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 19, блока интегрирования 20, вычитатель 21, корректор ошибок (КО) 22, сумматор 23, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 24, управляемый возбудитель (УВ) 26, электромагнитный вибропривод и датчик (акселерометр) 17 установленный на рабочем органе. Положительный эффект: возможность поддержания параметров вибрации в заданных пределах, что позволяет повысить эффективность работы устройства и улучшить процесс извлечения пектиновых веществ из растительного сырья.

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть использована при получении пектина из растительного сырья.

Известно устройство для экстракции пектиновых веществ, содержащее электромагнитный вибропривод, экстракционную камеру и рабочий орган, привод состоит из двух последовательно установленных электромагнитов, причем катушки электромагнитов закреплены в корпусе вибровозбудителя, а подвижные якори жестко связаны с рабочим органом, состоящим из штока, с укрепленными на нем перфорированными дисками с отверстиями конической формы (см. свидетельство на полезную модель N17532, Кл. С 08 В 37/06, БИ №10, 10.04.2001).

Недостатком данного устройства является низкий уровень вибрации, из-за малой амплитуды перемещения якоря.

Наиболее близким заявляемому устройству по совокупности признаков является устройство для экстракции пектиновых веществ, содержащее электромагнитный вибропривод, состоящий из электромагнитов, катушки которых закреплены в корпусе вибровозбудителя, экстракционную камеру и рабочий орган, состоящий из штока, с укрепленными на нем перфорированными дисками с отверстиями конической формы, привод состоит из оппозитно установленных электромагнитов, а якори электромагнитов совершают угловое перемещение и упруго связаны с рабочим органом (см. патент на полезную модель N35334, Кл. С 08 В 37/06, БИ №1, 10.01.2004).

Недостатком данного устройства является невозможность регулирования параметров вибрации при изменении технологической нагрузки, что влияет на эффективность работы устройства.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства.

Поставленная задача достигается тем, что известное устройство, содержащее электромагнитный вибропривод, состоящий из электромагнитов, катушки которых закреплены в корпусе вибровозбудителя, экстракционную камеру и рабочий орган, состоящий из штока, с укрепленными на нем перфорированными дисками с отверстиями конической формы, привод состоит из оппозитно установленных электромагнитов, а якори электромагнитов совершают угловое перемещение и упруго связаны с рабочим органом, снабжено системой управления электрически связанной с электромагнитным виброприводом и датчиком установленным на рабочем органе, а система управления состоит из последовательно соединенных усилителя, аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), блока интегрирования,

вычитателя, корректора ошибок (КО), сумматора, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), усилителя и управляемого возбудителя (УВ).

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что устройство снабжено системой управления электрически связанной с электромагнитным виброприводом и датчиком, установленным на рабочем органе, кроме этого система управления состоит из последовательно соединенных усилителя, аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), блока интегрирования, вычитателя, корректора ошибок (КО), сумматора, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), усилителя и управляемого возбудителя (УВ).

Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.

Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели - повышение эффективности работы устройства.

На фиг.1 показана схема устройства, на фиг.2 - схема системы управления.

Устройство состоит из экстракционной камеры 1, на которой установлен корпус 2, содержащий электромагнитный вибропривод, включающий в себя оппозитно установленные электромагниты, каждый из которых состоит из катушек 3 и 4, установленных в корпусе 2 и подвижных якорей 5 и 6. Якори 5 и 6 установлены с возможностью поворота вокруг осей 7 и 8 и связаны при помощи упругих элементов 9, 10 и 11 с рабочим органом, состоящим из штока 12, с закрепленными на нем перфорированными дисками 13. Для регулировки амплитуды колебаний якорей 5 и 6, в корпусе 2 установлены упругие ограничители 14 и 15.Система управления 16 электрически связывает между собой электромагнитный вибропривод и датчик (акселерометр) 17 установленный на рабочем органе.

Система управления 16 состоит из усилителей 18 и 25, аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) 19, блока интегрирования 20, вычитателя 21, корректора ошибок (КО) 22, сумматора 23, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 24, управляемого возбудителя (УВ) 26.

Устройство работает следующим образом.

В экстракционную камеру 1 подают смесь из экстрагента и мелкодисперсного растительного сырья (напр. свекловичного жома). При подаче напряжения на катушки 3 и 4, якори 5 и 6 притягиваются к ним, при этом упругий элемент 11 деформируется и стремится возвратить якори 5 и 6 в исходное положение. При снятии напряжения упругий элемент 11 возвращает якори 5 и 6 в исходное положение. В результате шток 12 рабочего органа совершает возвратно-поступательное движение и происходит процесс экстракции. Сигнал с датчика (акселерометра) 17 поступает в систему управления 16, на усилитель 18, далее в аналогово-цифровой преобразователь 19, где происходит его преобразование в цифровую форму, затем отсчеты выходного сигнала дважды интегрируются в блоке интегрирования 20. Проинтегрированные отсчеты (представляющие собой перемещение) поступают в вычитатель 21, в котором производится операция вычитания

эталонного перемещения и реального. Полученный сигнал ошибки корректируется в корректоре ошибок 22, откорректированная ошибка поступает на сумматор 23, в котором производится операция суммирования ошибки и эталонного перемещения (получаем амплитуду колебаний). Затем отсчеты преобразуются в цифро-аналоговый преобразователь 24 в аналоговую форму с последующим усилением в усилителе 25. Усиленный сигнал поступает в управляемый возбудитель 26, далее переменное напряжение заданной амплитуды и частоты поступает на электромагниты.

Таким образом поддерживаются параметры вибрации в заданных пределах в зависимости от технологической нагрузки (например вязкости смеси и т.п.). Возможность поддержания параметров вибрации в заданных пределах позволяет повысить эффективность работы устройства, что улучшает процесс извлечения пектиновых веществ из растительного сырья.

1. Мехатронное устройство для виброэкстракции пектиновых веществ, содержащее электромагнитный вибропривод, состоящий из электромагнитов, катушки которых закреплены в корпусе вибровозбудителя, экстракционную камеру и рабочий орган, состоящий из штока с укрепленными на нем перфорированными дисками с отверстиями конической формы, привод состоит из оппозитно установленных электромагнитов, якори электромагнитов совершают угловое перемещение и упруго связаны с рабочим органом, отличающееся тем, что устройство снабжено системой управления, электрически связанной с электромагнитным виброприводом и датчиком, установленным на рабочем органе.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система управления состоит из последовательно соединенных усилителя, аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), блока интегрирования, вычитателя, корректора ошибок (КО), сумматора, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), усилителя и управляемого возбудителя (УВ).