Весоизмерительное устройство

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, преимущественно к устройствам для измерения и дозирования твердых тел и сыпучих материалов. Сущность полезной модели состоит в том, что питатель-накопитель размещен от грузоприемного бункера автономно, при этом грузоприемный бункер установлен вертикально, а его задвижка жестко закреплена на двух штангах, установленных с возможностью поворота относительно бункера, причем и заглушка и выходной люк смещены относительно оси симметрии грузоподъемного бункера на угол =15-20°. Полезная модель значительно упрощает весоизмерительное устройство, удешевляет его изготовление ввиду применения в качестве комплектующих широко известных деталей и изделий.

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, преимущественно к устройствам для измерения и дозирования веса твердых тел и сыпучих материалов с использованием тензоматрических датчиков и предназначено, в частности, для взвешивания и учета сахарной свеклы, поступающей на перерабатывающие заводы непрерывным потоком.

Известно весоизмерительное устройство, предназначенное для взвешивания и учета сахарной свеклы, которое содержит раму с воронкой, грузоприемный бункер, рычажную систему открытия и закрытия бункера, гиредержатель, питатель, а также счетчик взвешиваемой свеклы. Данное весоизмерительное устройство имеет значительные габариты, в мм: 2530-1800-3040 с массой вместе с гирями 2520 кг, электропитание устройства производится от сети переменного тока с частотой 50Гц и напряжением 380 вольт. Счетчик устройства - механический двухрядный, причем нижний ряд суммирует отвешиваемые порции свеклы, а верхний ряд определяет суммарный ее избыток.

Автоматизация работы дозирующего весоизмерительного устройства осуществляется с помощью многодетальной рычажной системы (см. Дозатор весовой автоматический для свеклы ДС-800. Паспорт 189 ПС. Киевское ПО «Веда», г.Киев, ул.Смоленская, 31/33. 1981 г, с.36. Приложение 1).

Главным недостатком этого весоизмерительного устройства является его громоздкость и сложность, поскольку только рычажная состема представляет собой многоузловую и многодетальную кинематическую схему.

Известны и весоизмерительные устройства с использованием тензометрических датчиков, в основе действия которых лежит принцип изменения деформации датчиков от воздействия силы, которая преобразуется в электрический сигнал, измеряемый и выводимый затем известным образом на информационный индикатор (см., например, авторское свидетельство СССР №1318797 G 01 G 3/12, «Устройство тензометрических весов», опубликованное 23.06.1987 г. Бюл. №23 и патент №2044293 G 01 G 3/14, 3/10 Российской Федерации «Электронные тензовесы», опубликованный 20.09.95 г., Бюл. №26).

Однако они предназначены в основном, в первом случае для стабильного измерения веса транспортных средств в статистическом состоянии, а во втором случае преследуется цель создания весов очень точного измерения грузов, преимущественно незначительных размеров, и поэтому использовать их в силу особенностей конструктивного исполнения для дозирования и определения веса в непрерывном потоке не представляется возможным.

Наиболее близким по технической сущности решаемой задаче и достигаемому полученному результату является весоизмерительное устройство, содержащее питатель-накопитель, грузоприемный бункер с выходными люками и задвижками, которые имеют пневматический привод, связанный с блоком управления и силоизмерительные датчики, также связанные с блоком управления. При этом питатель-накопитель размещен непосредственно на корпусе весоизмерительного устройства и снабжен двумя задвижками, а грузоприемный бункер выполнен прямоугольной формы с двумя боковыми выходами, перекрываемыми соответственно двумя задвижками, имеющими свой пневмопривод (см. «Весы бункерные, предназначенные для взвешивания свеклы в потоке. Научно-производственное предприятие «Мехатрон». Украина, 18006, г.Черкассы-6, а/я 1159. Приложение 2).

Однако и это весоизмерительное устройство не лишено недостатков. Во-первых, наличие 4х задвижек в устройстве требует их синхронного срабатывания, что усложняет пневматическую систему, а плотность его упаковки обуславливает неудобство в проведении ремонтных работ.

Во-вторых, в грузоприемном бункере прямоугольной формы, расположенном горизонтально с выгрузкой по боковым его стенкам образуются застойные зоны, а если взвешивают сахарную свеклу, то в застойных зонах происходит ее залипание к стенкам, что требует постоянного удаления остатков из бункера вручную.

Решить задачу по устранению отмеченных недостатков прототипа стало возможным путем создания новой компановки весоизмерительного устройства и принципиально иной конструкции грузоприемного бункера.

Технический результат - упрощение конструкции весоизмерительного устройства достигается за счет того, что его питатель-накопитель размещен от грузоприемного бункера автономно, причем грузоприемный бункер установлен имеющимися на его поверхности скосами к выходному люку с задвижкой вертикально, а последняя жестко закреплена на штангах, установленных с возможностью поворота на бункере. При этом штанги с задвижкой и выходной люк смещены относительно вертикальной оси симметрии грузоприемного бункера на угол равный 15-20°.

Отличительной особенностью устройства является то, что силоизмерительные датчики выполнены тензометрическими, а в качестве блока управления использован весовой терминал. Получить оптимально технический эффект позволило и то, что грузоподъемный бункер выполнен по форме цилиндрическим с двумя скосами в сторону выходного люка с задвижкой, которая выполнена дугообразной формы. Упрощению устройства служит и то, что пневмоцилиндры размещены непосредственно на самом грузоприемном бункере.

На чертежах изображены функциональная схема весоизмерительного устройства, где на фиг.1 показан его общий вид и вид сверху с системой управления работой, а на фиг.2 изображена пневматическая схема его функционирования.

Весоизмерительное устройство содержит питатель-накопитель 1 с задвижкой 2, установленный автономно от грузоприемного бункера 3, который снабжен дугообразной задвижкой 4, жестко закрепленной на штангах 5 и 6, имеющих возможность поворота с помощью подшипникового узла на оси 7, смонтированной на грузоприемном бункере 3. При этом штанги 5 и 6 и задвижка 4 смещены относительно оси симметрии грузоприемного бункера 3 на угол =15-20°, подобранного экспериментально. Отклонение на угол больше 15-20° нецелесообразно из-за возможного их заклинивания.

Грузоприемный бункер 3 опорами 8 смонтирован на силоизмерительных датчикам 9, в частности тензометрических, которые размещены на стойках 10, неподвижно закрепленных на опорной площадке 11. Каждая из задвижек 2 и 4 соединены с пневмоцилиндрами 12, 13 и 14, закрепленными неподвижно на грузоприемном бункере 3, причем пневмоцилиндры 13 и 14 работают вместе синхронно.

В целом последовательность работы задвижек 2 и 4 осуществляется с помощью пневмосистемы 15, предусматривающей наличие трубопровода 16 для подачи сжатого воздуха давлением от 4 до 10 кгс/см ², вентиля 17, пневмофильтра 18, редуктора давления 19, манометра 20 и электро-пневмораспределителей 21 и 22, соединенных с пневмоцилиндрами 12, 13 и 14. Имеющийся в устройстве блок управления 23 связан электрически через электромагнитные катушки 24 с электро-пневмораспределителя и 21 и 22 и тензометрическими датчиками 9. (фиг.2)

Блок управления 23 выполнен в виде терминала весового электронного ТВ-009 с программным обеспечением. Блок снабжен клавиатурой управления 31, индикатором текущего веса 32, индикатором нарастающего итога 33 и щитовым кнопочным постом 34: «пуск-стоп» при этом кнопочный пост 34 продублирован аналогичным постом 35, находящемся в зоне обслуживания устройства. В соответствии с заложенной программой и настройками терминал весовой выдает управляющие воздействия через пневматическую систему на пневмоцилиндры задвижек 2,4 загрузки и выгрузки.

Тензометрические датчики 9 имеют номинальное значение в 2000 Кгс и категорию точности по ГОСТ 28836. Допускаемая перегрузка от номинала составляет 25%.

Конструкция весоизмерительного устройства предусматривает:

- индикацию взвешиваемой массы в грузоприемном бункере;

- индикацию накопительного итога;

- непрерывное перевешивание потока взвешиваемой массы, поступающей в производство;

- статистическую тарировку устройства по контрольным грузам;

- контроль массы пустого бункера;

- работу в автоматическом режиме.

Весовое устройство работает следующим образом.

Для обеспечения функционирования весоизмерительного устройства первоначально открывают вентиль 17 магистрали сжатого воздуха 16, который очищается в пневмофильтре 18 и под давлением в 4-10 кгс/см², установленным редуктором 19 по манометру 20 через электропневмораспределители 21 и 22 подается на пневмоцилиндры 12, 13 и 14 в зависимости от требуемого положения задвижек 2 и 4 «открыто-закрыто» в процессе взвешивания груза.

При первоначальном поступлении взвешиваемой массы, например свеклы, картофеля или любого сыпучего материала в питатель-накопитель 1, задвижка 2 находится в закрытом положении до его наполнения. Затем с весового терминала 23 по заданной программе поступает команда через электро-пневмораспределитель 21, и сжатый воздух подается в полость 26, пневмоцилиндра 12, шток 25 которого открывает задвижку 2 на выгрузку взвешиваемой массы в грузоприемный бункер 3. В это время его задвижка 4 находится в исходном закрытом состоянии, обеспеченном за счет подачи воздуха электро-пневмораспределителем 27 в полость 29 пневмоцилиндров 13 и 14, переместив таким образом шток 28 влево. Положение дугообразной задвижки 4 с выходным люком 36 относительно оси симметрии грузоприемного бункера 3 на угол =15-20° позволяет снизить усилие, необходимое для ее закрытия и открытия особенно в заполненном состоянии бункера 3. По мере заполнения грузоприемного бункера 3 взвешиваемым веществом происходит нагрузка на тензометрические датчики 9, деформация которых пропорциональна приложенной доле нагрузки и изменяет их сопротивление, которое регистрируется весовым терминалом 23 и отражается на его индикаторе 32 текущего веса. По достижении заполнения грузоприемного бункера 3 сигнал с тензометрических датчиков 9 также поступает (фиг.2 по стрелке А) в весовой терминал 23, который через электромагнитные катушки 24 формирует сигнал на электрические пневмораспределители 27 и 22, обеспечивающие подачу воздуха в полости 27 и 30 пневмоцилиндров 12, 13 и 14, открывая таким образом задвижку 4, одновременно с этим закрывая задвижку 2 питателя-накопителя 1.

После завершения разгрузки грузоприемного бункера 3 на индикаторе 33 весового терминала 23 появляется результат проведенного взвешивания. Сигнал от освободившихся от нагрузки тензометрических датчиков 9 поступает на весовой терминал 23, который подает команду на закрытие задвижки 4 и открытие задвижки 2 путем подачи сжатого воздуха в полость 26 пневмоцилиндра 12 и в полость 29 пневмоцилиндров 13 и 14.

И этот цикл повторяется вновь до полного завершения взвешивания заданного объема груза с выводом конечного его суммарного результата на индикатор 33.

Предложенное весоизмерительное устройство обладает простым конструктивным исполнением, удобно в обслуживании, поскольку имеет два пульта 34 и 35 его пуска и остановки, удобно в ремонте и не представляет проблемы в изготовлении.

1. Весоизмерительное устройство, содержащее питатель-накопитель, грузоприемный бункер с выходными люками и задвижками, которые имеют пневматический привод, связанный с блоком управления, а также силоизмерительные датчики тоже соединенные с блоком управления, отличающееся тем, что питатель-накопитель размещен от грузоприемного бункера автономно, а последний установлен вертикально имеющимся скосами на его поверхности к выходному люку с задвижкой, при этом задвижка жестко закреплена на штангах, установленных с возможностью поворота на бункере, причем штанги с задвижкой и выходной люк смещены относительно вертикальной оси симметрии грузоприемного бункера на угол равный =15-20°.

2. Весоизмерительное устройство по п.1, отличающееся тем, что силоизмерительные датчики выполнены тензометрическими.

3. Весоизмерительное устройство по п.1, отличающееся тем, что грузоприемный бункер имеет одну задвижку, которая выполнена дугообразной формы.

4. Весоизмерительное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве блока управления использован весовой терминал ТВ-009.

5. Весоизмерительное устройство по п.1, отличающееся тем, что пневмоцилиндры пневмопривода установлены непосредственно на грузоприемном бункере.

6. Весоизмерительное устройство по п.1, отличающееся тем, что грузоприемный бункер выполнен по форме цилиндрическим с двумя скосами в сторону выходного люка с задвижкой.