Устройство для порционного взвешивания сыпучих продуктов в потоке

Авторы патента:

G01G13/04 - с управляемыми взвешивающим механизмом устройствами для подачи груза дискретными порциями для наполнения приемников до установленного веса

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для дозирования сыпучих материалов и порционного взвешивания больших масс сыпучих продуктов, например, зерна в элеваторе. Целью изобретения является обеспечение максимальной производительности дозирования при сохранении точности дозирования. Устройство содержит последовательно установленные буферную емкость с выходным затвором и весовой дозатор с выходным затвором и тензометрическим преобразователем силы, выход которого подключен ко входу вычислителя, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам выходных затворов предварительного и весового дозаторов, выходной затвор буферной емкости выполнен регулируемым, буферная емкость выполнена в виде прямой призмы, сечение которой составляет 0,8-1,2 площади сечения приемного отверстия весового дозатора, а высота прямой призмы определяется по формуле: Н>1,11 M/rS;

где Н - высота прямой призмы, m

М - масса порции продукта, kg

r - минимальная плотность взвешиваемого материала, kg/m³

S - площадь сечения прямой призмы буферной емкости.

Известен способ весового дозирования сыпучих материалов с предварительным дозированием, что повышает точность взвешивания (см., напр., Авт. свид. СССР №81051 Мкл. G 01 G 13/04, заявл. 15.04.49 г.) По существу любое взвешивающее устройство, имеющее питатель порционного действия, напр., ковшовый транспортер, осуществляет предварительное объемное дозирование.

Известен способ весового порционного дозирования, по которому непрерывно измеряют плотность потока материала и скорость измерения этой величины, по которым измеряют массу материала в падающем столбе потока материала, а затем суммируют с сигналом, пропорциональным массе материала в грузоприемном узле, по результату суммирования определяют вес дозируемой порции (См., напр., Авт. свид. СССР №1755058 Мкл. G 01 G 13 / 04, заявл. 20.07.90 г.)

Недостатками этого технического решения являются сложность и малая производительность, что обусловлено наличием двух последовательно работающих дозаторов.

Известен также способ весового автоматического дозирования сыпучих материалов, по которому определяют силу воздействия падающего потока материала на весоприемное устройство, а массу материала, поступающего на весоизмерительное устройство, вычисляют как разность фактической силы давления потока на весоприемное

устройство и сигнала коррекции, уровень которого устанавливается задатчиком уровня динамического давления. (см., напр., авт. Свид. СССР №1527511 Мкл. G 01 G 13/04 заявл. 29.03.88). Естественно, что этот способ не предусматривает автоматической коррекции дозирования, которая бы учитывала изменения физических параметров материала. По этому способу требуемая точность достигается применением основного и досыпочного питателей. Последний работает медленно, что увеличивает время дозирования. Это обстоятельство отмечено в описании изобретения.

Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство для взвешивания сыпучих продуктов, содержащее последовательно установленные буферную емкость с выходным затвором и весовой дозатор с выходным затвором и тензометрическим преобразователем давления, выход которого подключен ко входу вычислителя, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам выходных затворов предварительного и весового дозаторов (СМ., напр., ранее поданную заявку того же заявителя №2004120468 от 06.07.04)

Однако и это техническое решение не обеспечивает достижения максимально высокой производительности дозирования при сохранении точности дозирования.

Целью изобретения является обеспечение максимальной производительности дозирования при сохранении точности дозирования.

С этой целью в устройство для взвешивания сыпучих продуктов, содержащее последовательно установленные буферную емкость с выходным затвором и весовой дозатор с выходным затвором и тензометрическим преобразователем силы, выход которого подключен ко входу вычислителя, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам выходных затворов буферной емкости и весового дозатора, выходной затвор буферной емкости выполнен регулируемым, буферная емкость выполнена в виде прямой призмы, сечение которой составляет 0,8-1,2 площади сечения приемного отверстия весового дозатора, а высота прямой призмы определяется по формуле: Н>1,11 M/rS; где Н - высота прямой призмы, m; M - масса

порции продукта, kg; r - минимальная плотность взвешиваемого материала, kg/m³, S - площадь сечения прямой призмы буферной емкости.

Проведенные патентные исследования не выявили идентичных и сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения. Предлагаемое устройство для порционного взвешивания сыпучих продуктов в потоке может быть изготовлено в промышленных масштабах и пригодно для использования в различных отраслях промышленности. Заявляемое устройство для взвешивания сыпучих продуктов в потоке успешно прошло испытания. Совокупность существенных признаков заявляемого устройства для порционного взвешивания сыпучих продуктов в потоке не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Поэтому заявитель считает, что заявляемое устройство соответствует критерию «новизна» и имеет изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показана временная диаграмма силы давления продукта на тензометрический преобразователь силы весового дозатора при его загрузке взвешиваемым продуктом, на фиг.2 показан пример реализации предлагаемого устройства.

На временной диаграмме силы давления продукта на тензометрический преобразователь силы весового дозатора при его загрузке взвешиваемым продуктом обозначены: текущее время Т от момента начала загрузки весового дозатора, выходной сигнал U тензометрического преобразователя, ожидаемый вес «В» порции продукта.

Устройство для порционного взвешивания содержит установленные последовательно питатель 1, буферную емкость 2 с регулируемым выходным затвором 3 и весовой дозатор 4 с выходным затвором 5 и тензометрическим преобразователем 6 силы, выход которого подключен ко входу вычислителя 7, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам выходных затворов 3 и 5 буферной емкости 2 и весового дозатора 4, буферная емкость 2 выполнена в виде прямой призмы, высота которой определяется по формуле: Н>1,11 M/rS; где Н - высота прямой призмы, m; M - масса

порции продукта, kg; r - минимальная плотность взвешиваемого материала, kg/m³, S - площадь сечения прямой призмы буферной емкости 2.

Устройство предназначено для перевешивания больших масс продукта и работает следующим образом:

В исходном состоянии выходные затворы 3, 5 буферной емкости 2 и весового дозатора 4 закрыты, и при начале работы питатель 1 заполняет сыпучим продуктом буферную емкость 2, объем которой определяется по формуле: Н>1,11 M/rS; где Н - высота прямой призмы, m, M - масса порции продукта, kg; r - минимальная плотность взвешиваемого материала, kg/m³ , S - площадь сечения прямой призмы буферной емкости 2, что обеспечивает возможность накопления в буферной емкости 2 количества продукта, превосходящего массу взвешиваемой порции сыпучего продукта.

При подаче сигнала с выхода вычислителя 7 на управляющий вход выходного затвора 3 он открывается и находящийся в буферной емкости 2 сыпучий продукт поступает в весовой дозатор 4. Так как, в соответствии с изобретением, буферная емкость выполнена в виде прямой призмы, сечение которой составляет 0,8-1,2 площади сечения приемного отверстия весового дозатора 4, процесс перемещения сыпучего продукта из буферной емкости 2 в весовой дозатор 4 происходит быстро, что приводит к быстрому нарастанию выходного сигнала тензометрического преобразователя 6 силы, выход которого подключен ко входу вычислителя 7. Вычислитель 7 измеряет скорость нарастания сигнала во время падения сыпучего продукта из буферной емкости 2 в весовой дозатор 4. (Участок «А» на фиг 1) Очевидно, что скорость нарастания сигнала прямо зависит от величины раскрытия регулируемого выходного затвора 3 буферной емкости 2. По сигналу с соответствующего выхода вычислителя 7 в каждом цикле регулируется величина раскрытия выходного затвора 3 до получения заранее известной максимально возможной скорости нарастания сигнала на участке «А» фиг.1, при которой сохраняется точность измерения веса. При достижении выходным сигналом значения «В» затвор 3 закрывают сигналом вычислителя 7. Это обеспечивает максимальную производительность устройства. Вычислитель 7 производит точное

измерение веса порции продукта, после чего по команде вычислителя 7 выходной затвор 5 весового бункера 4 открывается, отмеренная порция продукта удаляется из устройства, выходной затвор 5 весового бункера 4 закрывается и процесс повторяется вновь. Производительность питателя 1 регулируется в необходимых пределах для выбора желаемого режима работы и исключения переполнения буферной емкости 2.

Если производительность питателя 1 такова, что количество продукта, скопившегося в буферной емкости 2 меньше порции, отвешиваемой устройством, которая устанавливается в вычислителе 7, то команда от вычислителя 7 на закрытие выходного затвора 3 не поступает до тех пор, пока в весовом дозаторе 4 не накопится требуемая порция продукта и питатель 1 обеспечивает требуемую досыпку продукта. В этот момент по сигналу вычислителя 7 закрывается выходной затвор 3, а затем выходной затвор 5 весового бункера 4 открывается и отмеренная порция продукта удаляется из устройства. Одновременно после закрытия выходного затвора 3 происходит накопление новой порции продукта.

Если производительность питателя 1 такова, что количество продукта, скопившегося в буферной емкости 2 больше порции, отвешиваемой устройством, то команда от вычислителя 7 на закрытие выходного затвора 3 поступает в момент достижения сигналом с выхода тензометрического преобразователя 6 давления предварительно заданного уровня «В».

Следует заметить, что выполнение буферной емкости 2 в виде прямой призмы, сечение которой соответствует сечению приемного отверстия весового дозатора, обеспечивает не только наиболее быстрое поступление продукта из буферной емкости 2 в весовой дозатор 4, но и практически одинаковое ударное воздействие падающего продукта на весовой дозатор 4 при одинаковой массе порций, что обеспечивает не только максимально быстрое наполнение дозатора 4, но также быстрое и точное определение веса порции.

Производительность питателя 1 регулируется в необходимых пределах для выбора желаемого режима работы и исключения переполнения буферной емкости 2.

Устройство для взвешивания сыпучих продуктов в потоке, содержащее последовательно установленные питатель, буферную емкость с выходным затвором и весовой дозатор с выходным затвором и тензометрическим преобразователем силы, выход которого подключен ко входу вычислителя, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам выходных затворов буферной емкости и весового дозатора, отличающееся тем, что выходной затвор буферной емкости выполнен регулируемым, буферная емкость выполнена в виде прямой призмы, сечение которой составляет 0,8-1,2 площади сечения приемного отверстия весового дозатора, а высота прямой призмы определяется по формуле

Н>1,11 M/rS,

где Н - высота прямой призмы, m;

М - масса порции продукта, kg;

r - минимальная плотность взвешиваемого материала, kg/m³ ;

S - площадь сечения прямой призмы буферной емкости.