Автоматический оптимизатор процесса сепарации
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
268881
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 26.V111.1968 (№ 1269387/30-15) с присоединением заявки ¹â€”
Приоритет
Опубликовано IО.IV.1970. Бюллетень № 14
Дата опубликования описания 4Х1П1.1970
Кл. 50cI, 3/70
МПК В 07b I/42
G 05b 13/00
УДК 631.362:633.1(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
В. Д. Шеповалов
Заявитель
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ
ЗЕРНОВЫХ СМЕСЕЙ
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и предназначено для управления режимами работы зерноочистительных машин на пунктах послеуборочной обработки зерна. Оно может быть также использовано для управления сепараторами различных зерновых смесей и продуктов их переработки на предприятиях мукомольной и элеваторной промышленности.
Известны устройства для автоматической оптимизации процесса сепарации зерновых смесей на плоских решетах, состоящие из вариаторного привода колебательного вала сепаратора, датчика текущих значений величины прохода зерновой фракции через решето и универсального экстремального регулятора, воздействующего на электродвигатель управления вариатором.
Поскольку статические характеристики решетных сепараторов в большинстве случаев отличаются своей пологостью, то замерять величину прохода зерновой фракции необходимо с высокой точностью (около 0,5% ) в широком диапазоне изменения величины прохода фракции. Применение различных расходомеров в сочетании с универсальными экстремальными регуляторами не обеспечивает желаемой точности поддержания оптимального режима.
Целью изобретения является повышение точности поддержания оптимального кннематического режима процесса сепарации и упрощение конструкции системы управления.
5 Согласно изобретению эта цель достигается тем, что в предлагаемом оптимизаторе датчик величины расхода выполнен в виде порционных весов, снабженных пневматическим устройством, обеспечивающим пробное возмуще10 ние процесса сепарации, измерение, запоминание и сравнение длительности срабатывания порционных весов при пробно-возмущенном и невозмущенном состоянии процесса сепарации и воздействующим после указанного сравне15 ния посредством логического устройства на бесступенчатый привод сепарнрующего органа.
Устройство для измерения и запоминания времени срабатывания порционных весов в
20 предлагаемом оптимизаторе выполнено в виде двух пневматических емкостей, связанных через пневматические реле с камерами элемента сравнения и магистралями нагнетания и слива. Эта связь осуществляется с помощью IloIII25 ционного пневмопереключателя, управляемого рычажно-храповым механизмом, соединенным с бункером порционных весов. Поворот сопла пневмопереключателя в новос положение происходит при каждом отвесе порции фракции
30 порционными весами.
268881
Логическое устройство в предлагаемом оптимизаторе содер>кит реле запоминания выходного давления, поступающего к механизму бесступенчатого привода, в течение времени осуществления пробного возмущения и выполнения операции сравнения давлений, управляемое от пневмопереключателя через обратный клапан и элемент «ИЛИ».
С целью обеспечения работы сепаратора с некоторым недоходом до экстремума в слив-. ную магистраль одной из камер измерения длительности набора порции может быть включен дроссель с большим сопротивлением, чем в сливную магистраль другой камеры измерения длительности набора порции.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого оптимизатора.
Оптимизатор включает порционные весы с подви>кным бункером 1, являющиеся датчиком величины расхода отводимой от сепаратора фракции. Бункер весов оборудован дном 2, кинематически связанным с поворотным лотком 3. Пневматическое устройство предлагаемого оптимизатора включает пятипозиционный переключатель, образованный поворотным соплом 4 и сооощающейся с атмосферой гильзой 5, имеющей пять отводных окон. Поворот сопла 4 переключателя осуществляется с помощью рычажно-храпового механизма б, связанного с бункером весов. Подвод давления питания из магистрали питания к переключателю осуществляется с помощью индикатора 7 положения дна. Если дно бункера открыто, то весь воздух из магистрали питания сбрасывается в атмосферу и давление не подается к соплу 4. Только в период взвешивания, когда дно бункера закрыто, давление будет подводиться к соплу переключателя.
Пневматическое устройство включает также емкости 8 и 9 измерения длительности набора порции в бункере весов, обратные клапаны 10 и 11, пневматические реле 12 — lб и логическое устройство, содержащее реле 17 и 18, обратный клапан 19 и элемент «ИЛИ» (двухвходовый клапан) 20. Кроме того, пневматическое устройство содержит элемент сравнения 21, повторитель 22 и исполнительный механизм
23, воздействующий на вариатор 24 привода колебательного вала 25 решетного сепарирующего органа 2б.
Рычажно-храповой механизм б в предлагаемом оптимизаторе обеспечивает шаговое движение сопла 4 переключателя. При каждом опускании бункера он переводит переключатель из одного положения в другое по ходу часовой стрелки. Эти положения обозначены на чертеже буквами а, б, 6, г и д. Кроме того, при опускании бункера рычажный механизм перебрасывает лоток 3, по которому проходовая фракция поступает в бункер весов при закрытом дне, а при открытом дне лоток 3 поворачивается так, что проходовая фракция направляется мимо весов.
На чертеже показано исходное состояние устройства к моменту включения. Работа уст5
63
65 ройства происходит циклами, каждый из которых состоит из пяти тактов, что соответствует пяти отвесам порционных весов.
Та к т 1. При включении решетного сепаратора одна из выделенных фракций, например проходовая, поступает llo поворотному лотку в бункер 1, дно 2 которого закрыто. При закрытом дне бункера сопло индикатора 7 закрыто и давление питания подводится к посаженному жестко на общий с храповым колесом вал поворотному соплу 4 переключателя. которое занимает положение а, и поэтому давление питания подводится к камере управл»ния реле 12, сопло которого (пневмоконтакт нормально размокнутый) открывается и в емкости 8 и 9 поступает давление питания. Камеры управления остальных пневматически: реле сообщены с атмосферой.
Когда бункер 1 наполнится, происходит его опускание и опоро>кнение, при этом рычажнохраповой механизм б поворачивает сопло 4 переключателя в положение б. Камера управления реле 12 сообщается с атмосферой и мембранный блок этого реле закрывает свое сопло 27, зафиксировав в камерах 8 и 9 давление питания. В процессе опорожнения бункера дно его открыто и сопло индикатора 7 сообщено с атмосферой. Пока дно не закроется, к переключателю давление не подводится, а поворотный лоток 3 направляет поток материала мимо весов. При возвращении бункера в исходное верхнее положение дно закрывается, поворотный лоток направляет материал в бункер, а сопло индикатора 7 закрывается.
Таким образом подача давления питания к соплу 4 переключателя соответствует моменту начала взвешивания.
Та кт II. Поворотное сопло 4 переключателя находится в положении б. Давление питания подается в камеру управления реле 13, его сопло открывается и сообщает емкость 8 через дроссель 28 с атмосферой. Камеры управления остальных реле сообщены с атмосферой. Как только бункер наполнится, происходит его опускание и переброс сопла переключателя в положение в. Реле 13 закрывает свое сопло и таким образом в емкости 8 зафиксируется давление Р,, пропорциональное времени набора порции. При возвращении бункера в исходное верхнее положение давление питания в момент начала взвешивания подведено к переключателю.
Т а кт III. Поворотное сопло переключателя находится в положении в. Давление питания через клапан 19 и элемент «ИЛИ» 20 подается к камере управления реле 14 и в камеру А элемента сравнения 21. Камеры управления всех остальных реле сообщены с атмосферой, Верхнее сопло 29 реле 17 открывается, а ниж»ее сопло 30 закрывается. Давление F „оо(I) ратной связи в камере Б элемента сравнения, равное давлению на выходе оптимизатора (в камере исполнительного механизма 23) в конце предыдущего цикла работы, заперто, а на повторитель 22 подается давление из камеры
268881
Е элемента сравнения. В результате того, гг", в камеру А элемента сравнения 21 подастся давление пробного возмущения Р„р, являющееся частью давления питания, давление в камере Е элемента сравнения равно давлeiiiïo ооратной связи F „, увеличенному на вели) (1) чину, пропорциональную эффективной площ"ди мембраны камеры А элемента сравнения 21 и давлению пробного возмущения, т. е. где а коэффициент пропорционаlьности.
Это давление через повторитель 22 передается в исполнительный механизм, который
rIePeiiicI1IaeT I!ORB»2I(IlbIÉ UII Лп„р. Таким образом, осуществляется пробное возмущение режима сепарации. Как только бункер наполнится, происходит его опускание и переброс сопла псреклю кителя в положение г. Поскольку давление питания ранее (в положении в) подводилось к камере управления реле 1Т и камере А элемента сравнения 21 через обратный клапан 19 и элемент 20, то оно оказывается запертым в этих камерах на момент переброса сопла перекл очателя в полохкенис г и отсутствия подачи к нему давления питания во время опоро)кпсния бункера. T а к т IV. Поворотное сопло пнсвмоперекл)очателя находится в положении г. С момента начала взвешивания четвертой порции к соплу 4 переключателя поступает из магистрали нагнетания давление питания, которое далее подается в камеру управления реле 14 через обратный клапан 19 и элемент 20, выполняющие логическую операцию «ИЛИ», к реле и элементу сравнения 21. Камеры управления остальных реле сообщены с атмосферой. При подаче давления к камере управления реле 14 оно открывает свое сопло и сообщает емкость 9 через дроссель 81 со сливной магистралью, связанной с атмосферой. Как только бункер наполнится, происходит его опускание и переброс переключателя в положение д. Реле 14 закрывает свое сопло и таким образом в емкости 9 зафиксируется давление Р2, пропорциональное времени набора пробы при измененном значении оборотов колебательного вала сепаратора на Хп„р, т. с. при удобно возмущенном режиме сепарации. В результате переброски сопла переключателя в положение д камеры всех пневматических реле сообщаются с атмосферой. Реле 17 закрывает свое верхнее сопло, и на повторитель 22 поступает давление P,„ . Давление Р„р равно атмосферному, и исполнительный механизм 28 возвращает вариатор 24 в прежнее положение (в котором он находился до нанесения пробного возмущения). Та кт V. Поворотное сопло пневмопереключателя находится в положении д. С момента начала взвешивания к переключателю посту.5 65 пает давление питания, которое дялсс направляется в камеры управления рслс 15, 16 и 18. Камеры управлен!!!! остальных реле сообщены прп этом с атмосферой. Рслс 16 и 16 при подаче давления к камерам x правлс1-;11я 33крыва!от cBoii всрхнпс сон;13 и давления Р, и Р2 от емкостей 8 и 9 подаются соответственно в камеры В и Г элемента сравнения и па выходе его создается давление () Р„„.=Р„+Р,— Р„ которое, через повторитель 22 подается к исBo.! I! IITe lbHo.;I,: !Сх311нз !1) 28. Поскольк B Камеру управле)пгя реле 18 подается давление питания, его верхнее сопло открыто и магистраль 82 обратной связи Р„разобщена с магистралью 88 выхода опг11мпзатора. Если Р2)Р! (проход g увели швался прп пробном возмуп(сипи), то давление на выходе оптимизатора увеличивается и исполнительный механизм перемещает подви>кный диск вариатора в ту же сторону, что при пробном возмущении, н обороты колсоятсльного вала 26 возрастают, т. с. режим работы сепаратора приближается к экстремальному значению. Если P:(Р1 (проход о умснь!пплс11 IIpi1 пробном возмущешги), то давление íà выходе оптимизатора умень(пастся и исполнительный ме анизм соответственно уменьшает обороты колебательного вяла. Таким образом, режим работы сепаратора приолижастся к оптпмa,lüíoму значению. После отвеса порции и возврата бункера в исходное положение сопло переключателя устанав IHBacTcH в положение а. Камеры управления всех реле сообщаются с атмосферой. Реле 18 закрIявает свое вс1)хнсс сопло, сообщив канал обратной связи с камерой повторителя, прп этом в камере Б элемента сравнения 21 запоминается новое значение давления ооратной связи. РОС вЂ” ОС + Я вЂ” Р1 (г) (!) которое через повторитель поддерживается в камере исполнительного механизма. Следующий цикл работы оптимизатора начинается (2) при давлении ооратнои связи Рос. Итак, в результате цикла поиска оптимизатор приближает режим работы решетного сепаратора к точке максимального прохода g.„„,, т. е. делает рабочий шаг в сторону экстремума. Величина этого шага зависит от удаленности процесса от экстремума. Если обозначить через О отсутствие давления, а через 1 наличие давления в камера.; управления пневмореле, то пх состояние можно представить в виде следующей таблицы. Лл>1 некоторых сельскохозяйственных зерноочистительных машин недопустим переход режима их работы за точку g„„, в сторону повышенных оборотов. В этих случаях сопротивление дросселя 81, через который выпускается воздух из камеры 9, устанавливается меньшего "íà÷åíèÿ,,чем сопротивление дросселя 28, и автоматический оптимизатор работает с не268881 Положение пневиопереключателя Реле 1б 17 . 18 (12 И lo (0 1 | 0 0 0 0 0 0 0 1 а б в г д Предмет изобретения Составптель И. Зайцев Техред Л. Я. Левина Корректоры: И. С. Хлыстова и Л. Б. Бацылама Редактор E. П. Хорина Заказ 2126/15 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытии при Совете Министров СССР Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 доходом до экстремума, так как в этом случае истечение воздуха из камеры 9 при срабатывании реле 14 больше и неравенство Р (Р может быть осуществлено до прохода процессом сепарации своего экстремального режима. 1. Лвтоматический оптимизатор процесса сепарации зерновых смесей, содержащий датчик величины расхода отводимой от сепаратора фракции и бесступенчатый привод сепарирующего органа, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения точности поддержания оптимального кинематического режима процесса сепарации и упрощения конструкции системы управления, в нем датчик величины расхода выполнен в виде порционных весов, снабженных пневматическим устройством, обеспечивающим пробное возмущение процесса сепарации, измерение, запоминание и сравнение длительности срабатывания порционпых весов при пробно-возмущенном и невозмушенном состоянии процесса сепарации и воздействующим после указанного сравнения посредством логического устройства на бесступенчатый привод колебательного вала сепаратора. 2. Оптимизатор по п. 1, отличающийся тем, 5 что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, устройство для измерения и запоминания времени сраоатывания порционных весов выполнено в виде двух пневма- тических емкостей, связанных через пневма1р тические реле с магистралями нагнетания н слива и камерами элемента сравнения с помощью позиционного пневмопереключателя, связанного рычажно-храповым механизмом с бунксром порционных весов и перебрасывае15 мого в новое положение при каждом отвесе порции фракции, отводимой от сепаратора. 3. Оптимизатор по пп. 1 и 2, or тичаю(((ийся тем, что, с целью уменьшения зоны рыскания относительно точки оптимального режима, 20 пневматическое логическое устройство содержит реле запоминания выходного давле.н|я, поступающего к механизму бесступенчатого привода, в течение времени осуществления r робного возмущения и выполнения операции 25 сравнения давлений, управляемое от пневмопереключателя через обратный клапан и элемент «ИЛИ» 4. Оптимизатор по пп. 1 — 3, от.тичаюи((и1ся тем, <то, с целью обеспечения работы сепаратора с некоторым недоходом до экстремума, в сливную магистраль одной из камер измерения длительности набора порции включен дроссель с большим сопротивлением, чем в сливную магистраль другой камеры измере35 ния длительности набора порции.
