Дозатор сыпучих материалов

 

ДОЗАТОР СЬШУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий установленный на силоизмерительный преобразователь бункер с питателем, привод которого через усилитель подключен к выходу первого сумматора, загрузчик с приводом, ;3адатчик расхода массы, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, а через первый коммутатор - к интегратору, второй и третий входы сумматора подключены соответственно к выходам блока коррекции и фильтра низких частот с долговременной памятью, входы-которых объединены и подключены к выходу элемента сравнения, один из входов которого через первый коммутатор соединен с выходом задатчика контролируемой максимальной массы материала в бункере дозатора и вторым входом первого блока сравнения,сигналов , а другой вход элемента сравнения через первый коммутатор соединен с выходом второго сумматора, один из входов которого соединен с выходом интегратора, первьш управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первого блока сравнения сигналов, а второй его управляющий вход соединен с выходом второго блока сравнения сигналов, один из входом которого соединен с выходом задатчика контролируемой минимальной массы материала.в бункере дозатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности процесса непрерывного дозирования за счет уменьшения влияния ошибок дозирования в период загрузки бункера материалом, в него введены установленный на до§ полнительный силоизмерительный преобразователь дополнительный бункер с (Л заслонкой с приводом и датчиком положения , второй и третий коммутаторы, задатчик контролируемой минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, задатчик контролируемой максимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, третий и четвертый блоки сравнения сигналов и третий сумматор, причем один из входов третьего сумматора подключен к выходу силоизмерительного оо преобразователя, а другой вход через 4 второй коммутатор соединен с выходом дополнительного силоизмерительного преобразователя и с одним из входов третьего и четвертого блоков сравнения сигналов, другие входы которых подключены соответственно к выходам задатчиков контролируемой максимальной и минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, выход третьего сумматора подключен к второму входу второго : сумматора и к одному из входов пер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G 01 С 11/08

{, .,;{Д/ г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHO!VIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583989/18-10 (22) 26.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. Ф 32 (72) А.С. Ерошкин, Ю.A. Трещев и А.С. Кузнецов (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (53) 681.269(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР гг- 777464, кл. G 01 G 11/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3434471/18-10, кл. G 01 G 11/08, 1982 (прототип). (54)(57) ДОЗАТОР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий установленный на силоизмерительный преобразователь бункер с питателем, привод которого через усилитель подключен к выходу первого сумматора, загрузчик с приводом, задатчик расхода массы, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, а через первый коммутатор — к интегратору, второй и третий входы сумматора подключены .соответственно к выходам блока коррекции и фильтра низких частот с долговременной памятью, входы. которых объединены и подключены к выходу элемента сравнения, один из входов которого через первый коммутатор соединен с выходом задатчика контролируемой максимальной массы материала в бункере дозатора и вторым входом первого блока сравнения. сигналов, а другой вход элемента сравнения через первый коммутатор соединен с выходом второго сумматора, один иэ входов которого соединен с

„„SU„„111034 А выходом интегратора, первым управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первого блока сравнения сигналов, а второй его управляющий вход соединен с выходом второго блока сравнения сигналов, один иэ входов которого соединен с выходом задатчика контролируемой минимальной массы материала. в бункере доэатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности процесса непрерывного дозирования за счет уменьшения влияния ошибок доэирования в период загрузки бункера материалом, в него введены установленный на дополнительный силоизмерительный преобразователь дополнительный бункер с заслонкой с приводом и датчиком положения, второй и третий коммутаторы, эадатчик контролируемой минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, задатчик контролируемой максимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, р третий и четвертый блоки сравнения сигналов и третий сумматор, причем один из входов третьего сумматора подключен к выходу силоизмерительного преобразователя, а другой вход через второй коммутатор соединен с выходом дополнительного силоизмерительного преобразователя и с одним из входов третьего и четвертого блоков сравнения сигналов, другие входы ко- ф> торых подключены соответственно к выходам задатчиков контролируемой максимальной и минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, выход третьего сумматора

{ подключен к второму входу второго: сумматора и к одному иэ входов пер1 11034 вого и второго блоков сравнения сигналов, выход второго блока сравнения сигналов подключен к управляющему входу интегратора, к первому управляющему входу второго коммутатора и к первому входу привода заслонки дополнительного бункера, выход четвертого блока сравнения сигналов подключен к второму управляющему входу

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для весового непрерывного дозирования сыпучих материалов в химической, пищевой и других отрас- 5 лях промьппленности.

Известен весовой дозатор непрерывного действия, содержащий расходную емкость с распределителем и питателем, установленным на весоизмерители, 1О подключенные к вторичному прибору, выход которого через блок дифференцирования соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком про- 15 изводительности, а выход регулятора через усилитель, мощности подключен к приводу питателя f! l.

Такое техническое решение не обеспечивает высокой точности дозирова- 20 ния во время загрузки емкости материалом, поскольку элемент памяти, запоминающий выходной сигнал регулятора до момента загрузки емкости, может запомнить и "всплеск" выход- 25

moro сигнала регулятора при мгновенных изменениях нагрузки.

Наиболее близким по технической ! сущности к изобретению является дозатор сыпучих материалов, содержа- 30 щий установленный на силоизмерительный преобразователь бункер с питатеМем, привод которого через усилитель подключен к выходу первого сумматора, загрузчик с приводом, задатчик рас- З5 . хода массы, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, а через первый коммутатор — к интегратору, второй и третий входы сумматора подключены соответственно к 40 выходам блока коррекции и фильтра низких частот с долговременной павторого коммутатора, второму входу привода заслонки н входу третьего коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу датчика положения, а выход -, к одному входу привода загрузчика, .другой вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения с игналов. мятью, входы которых объединены и подключены к выходу элемента сравнения, один из входов которого через первый коммутатор соединен с выходом эадатчика контролируемой максимальной массы материалов в бункере дозатора и вторым входом первого блока сравнения сигналов, а другой вход элемента сравнения через первый коммутатор соединен с выходом второго сумматора, один из входов которого соединен с выходом интегратора, первый управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первого блока сравнения сигналов, а второй его управляющий вход соединен с выходом второго блока сравнения сигналов, один из входов которого соединен с выходом задатчика контролируемой минимальной массы материала в бункере дозатора (23.

Недостатком известного доватора является низкая точность процесса непрерывного дозирования в период загрузки бункера материалом, поскольку в этот игтервал времени дозатор не управляется.

Цель изобретения — повышение точности процесса непрерывного дозирования за счет сокращения времени неуправляемой работы дозатора в период загрузки бункера материалом.

Поставленная цель достигается тем, что в дозатор сыпучих материалов, содержащий установленный на силоизмерительный преобразователь бункер с питателем, привод которого через усилитель подключен к выходу первого сумматора, загрузчик с приводом,задатчик расхода массы, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, а через первый коммутатор — к интегра1111034 тору, второй и третий входы сумматора подключены соответственно к выходам блока коррекции и фильтра ниэких частот с долговременной памятью, входы которых объединены и подключе,ны к выходу элемента сравнения, один из входов которого через первый коммутатор соединен с выходом задатчика контролируемой максимальной массы материала в бункере дозатора и вторым входом первого блока срав нения сигналов, а другой вход эле- мента сравнения через первый коммутатор соединен с выходом второго сумматора, один из входов которого . соединен с выходом интегратора, первый управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первого блока сравнения сигналов, а второй его управляющий вход соединен с выходом второго блока сравнения сигна.— лов, один из входов которого соединен с выходом задатчика контролируемой минимальной массы материала в бункере дозатора, введены установленный на дополнительный силоиэмерительный преобразователь дополнительный бункер с заслонкой с приводом и датчиФ ком положения, второй и третий коммутаторы, задатчик контролируемой минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, задатчик контролируемой максимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, третий и четвертый. блоки сравнения.сигналов.и третий сумматор, причем один из входов третьего сумматора подключен к выходу силоизмерительного преобразователя, а другой вход через второй коммутатор соединен с выходом дополнительного силоизмерительного преобразователя и с одним из входов третьего и четвертого блоков сравнения сигналов, другие входы которых подключены соответственно к выходам задатчиков контролируемой максимальной и минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, выход третьего сумматора подключен к второму входу второго сумматора и к одному из входов, первого и второго блоков сравнения сигналов, выход второго блока сравнения сигналов подключен к -управляющему входу интегратора, к первому управляющему входу второго коммутатора и к первому входу привода заслонки дополнительного бункера, выход четвертого блока сравнения сигналов подключен к второму управ- ляющему входу второго коммутатора, второму входу привода заслонки и входу третьего коммутатора, управля5 ющий вход которого подключен к выходу датчика положения, а выход . — к одному входу привода загрузчика, другой вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения сигналов.

На чертеже показана функциональная схема дозатора сыпучих материалов.

Дозатор сыпучих материалов имеет бункер 1 с питателем 2, установлен- ный на силоизмерительный преобразо15 ватель 3, выход которого соединен с одним их входов сумматора 4, другой вход которого через коммутатор 5 соединен с выходом силоизмерительного преобразователя 6, на который уста20 новлен дополнительный бункер 7 с приводом 8, и с одним из входов блоков 9 и 10 сравнения сигналов, другие входы которых соединены соответственно с задатчиками 11, 12

25 контролируемой минимальной и максимальной массы материала в дополнительном бункере 7. Выход задатчика

13 расхода массы соединен с первым входом сумматора 14 и через комму30 татор 15 — с входом интегратора 16, выход которого соединен с одним из входов сумматора 17, другой вход которого соединен с выходом сумматора 4 и с первыми входами блоков 18

З5 и 19 сравнения. сигналов, другие входы которых соединены соответственно с выходами задатчиков 20 и 21 контролируемой максимальной и минимальной массы материала в бункере 1 до4п затора. Кроме того, выход задатчика

20 подключен через коммутатор .15 к одному из входов элемента сравнения

22, другой вход которого через коммутатор соединен с -выходом сумматора

g5 17. Выход элемента сравнения 22 подключен к входам блока 23 коррекции и фильтра 24 низких частот с долговременной памятью, выходы которых подключены соответственно к второму

5б и третьему входам сумматора 14, выход которого соединен через усилитель

25 с питателем 2. Выход блока 19 сравнения сигналов соединен с одним из управляющих входов коммутатора 15, другой управляющий вход которого объединен с одним из управляющих входов коммутатора 5, управляющим входом интегратора 16 и первым входом привода 8 дополнительного бунS 111 кера 7 и подключен к выходу блока 18 сравнения сигналов. Выход блока 9 сравнения сигналов подключен к второму управляющему входу коммутатора

5, к второму входу привода 8 дополнительного бункера 7 и через коммутатор 26 — к одному из входов привода 27 загрузочного устройства 28, другой вход которого соединен с выходом блока 10 сравнения сигналов.

Выход датчика 29 положения соединен с управляющим входом коммутатора 26.

Привод 8 соединен с заслонкой 30.

Дозатор работает следующим образом.

Сыпучий материал из бункера 1 подается питателем 2 в технологическую линию производства.

Текущее значение массы материала, находящегося в бункере 1 и на питателе 2, измеряется силоизмерительным преобразователем 3, выходной сигнал которого, пропорциональный измеренной массе материала, поступает через сумматор 4 на один из входов сумматора 17 и первый вход блоков 18 и 19 сравнения сигналов, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов эадатчиков 21 и 20 контролируемой массы материала, в бункере 1. На другой вход сумматора 17 поступает сигнал с выхода интегратора 16, вход "которого подключен через коммутатор 15 к выходу эадатчика 13 расхода массы. Таким образом в сумматоре 17 происходит сложение сигналов, пропорциональных соответственно количеству материала, которое должно было бы находиться в бункере 1 и на питателе 2, и количеству материала, оставшегося в бункере 1 и на питателе 2.

В установившемся режиме работы дозатора, если заданный расход материала равен текущему значению выходной величины расхода на выходе элемента 22 сравнения сигналов сумматора 17 и задатчика 20 контролируемой массы материала, сигнал ошиб-ки дозирования равен нулю.

В случае появления отклонения измеренной величины расхода материала от заданной на выходе элемента

22 сравнения сигналов сумматора 17 и эадатчика 20 контролируемой массы вырабатывается сигнал ошибки дозиро.— вания, который поступает на входы корректирующего блока 23 и фильтра

24 низких частот с долговременной

1034

55 памятью. При этом мгновенные отклонения расхода на выходе питателя 2 от заданной величины устраняются эа счет управляющего воздействия,снимаемого с выхода корректирующего блока 23 через сумматор 14 и усилитель 25 мощности на питатель 2. В результате фильтрации текущего значения ошибки дозирования фильтром 24 низких частот с долговременной памятью на его выходе вырабатывается величина управляющего воздействия, которая в сумме с величиной сигнала, снимаемого с выхода задатчика 13 расхода массы, подается на вход питателя 2 через усилитель мощности 25, что обеспечивает равенство среднего значения величины расхода на выходе питателя 2 заданной величине расхоца, снимаемой с выхода задатчика 13 расхода массы.

В процессе разгрузки бункера 1 при достижении количества материала в нем, равного контролируемой минимальной величине, заданной в блоке 18 сравнения сигналов задатчиком 21, с

его выхода поступает командный сигнал на управляющий вход коммутатора 15, который, срабатывая, разрывает связи задатчика 13 с интегратором

16, задатчика 20 с элементом сравнения 22 и сумматора 17 с элементом сравнения 22.

Сигнал ошибки, снимаемый с выхода элемента сравнения 22, становится равным нулю. При этом на выходе корректирующего блока 23 сигнал становится равным нулю, а на выходе фильтра

24 низких частот с долговременной памятью — величине, которая будучи просуммированной в сумматоре 14 с величиной сигнала, снимаемого с выхода задатчика 13 расхода массы, обеспечивает равенство средней величины расхода на выходе питателя 2 заданной величине расхода, заданной задатчиком 13 расхода массы.

Одновременно командный сигнал с выхода блока 18 сравнения сигналов поступает на управляющий вход интегратора 16, обнуляя его выходной сигнал, а также на вход привода 8, открывающего заслонку 30 дополнительного бункера ?, и на управляющий вход коммутатора 5, который, срабатывая, подключает выход силоиэмерительного преобразователя 6 к входу сумматора

4. На выходе сумматора 4 вырабатывается сигнал, пропорциональный сум1111034

20

2S

30 ме сигналов силоизмерительных преобразователей 3 и 6, т.е. сигнал, пропорциональный измеряемой массе материала в бункере 1, на питателе 2 и дополнительном бункере 7, который поступает на вход блока 19 сравнения сигналов, и при достижении суммарным сигналом величины, равной контролируемой максимальной величине, заданной задатчиком 20, с выхода блока 19 сравнения сигналов поступает командный сигнал на управляющий вход коммутатора 15, которьпТ,, срабатывая, соединяет выход задатчика 13 расхода массы с входом интегратора

16, выход задатчика 20 контролируемой массы материала с одним из входов элемента сравнения 22 и выход сумматора 17 с другим входом элемента сравнения 22. При этом в сум маторе 17 происходит сложение сигналов, пропорциональных соответственно количеству материала, которое должно было бы находиться в бункере 1, на питателе 2 и дополнительном бункере ?, и количеству материала, оставшегося в бункере i, на питателе 2 и дополнительном бункере 7.

Далее работа системы управления дозатором аналогична ее работе в период разгрузки бункера 1, т.е. при расходе массы на выходе питателя 2, равном заданному, сигнал на выходе сумматора 17 равен сигналу на выходе задатчика 20 контролируемсф массы, а сигнал на выходе элемента сравнения 22 равен нулю.

В случае появления отклонения измеренной величины расхода материала от заданной с выхода элемента сравнения 22 поступает сигнал ошибки дозирования на входы корректирующего блока 23 и фильтра 24 низких частот с долговременной памятью.

При этом мгновенные значения отклонения расхода на выходе питателя 2 от заданной величины расхода устраняются за счет управляющего воздействия, вырабатываемого блоком 23, коррекции. В результате фильтрации текущего значения ошибки дозирования фильтром 24 низких частот с долговременной памятью íà его выходе формируется управляющее воздействие, которое в сумме с величиной сигнала, снимаемого с выхода эадатчика 13 расхода массы, обеспечивает равенство среднего значения величины рас35

SS хода на выходе питателя 2 заданной . величине расхода.

Таким образом, от начала периода загрузки бункера 1 материалом до момента достижения суммарным сигналом, снимаемым с выхода сумматора 4, пропорциональным измеренной массе материала в бункере 1, на питателе 2 и дополнительном бункере 7, величины, равной контролируемой максимальной величине, заданной задатчиком 20, дозатор работает от сигналов, определяемых задатчиком 13 расхода массы.и фильтра 24 низких частот с дол- говременной памятью, т.е. в этот интервал времени дозатор неуправляется.

Время неуправляемой работы дозатора в основном определяется темпом загрузки и отличием массы порции материала, подготовленной в дополнительном бункере 7, от заданной задатчиком 11 массы порции и в сравнении с длительностью всего периода "агрузки оно незначительно. Основное же время загрузки бункера 1 материалом дозатор управляется от текущего сигнала ошибки дозированйя и сигнала задатчика 13 расхода массы.

При опорожнении дополнительного бункера 7 сигнал, снимаемый с выхода силоизмерительного преобразо! вателя б, становится равным нулю„ т.е. контролируемой минимальной величине, заданной в блоке 9 сравнения сигналов задатчиком 12, и с выхода блока 9 сравнения сигналов поступает командный сигнал на вход привода 8, закрывающего заслонку 30 дополнительного бункера 7, и на выключение коммутатора 5, при этом разрывается связь между силоизмерительным преобразователем б и сумматором 4.

Сигнал, вырабатываемый датчиком положения при условии закрытия заслонки дополнительного бункера 7, поступает на управляющий вход коммутатора 26, который, срабатывая, пропускает командный сигнал блока 9 сравнения сигналов на включение привода 27 загрузочного устройства 28.

Процесс загрузки дополнительного бункера 7 прекращается при достижении количества материала в нем, равного контролируемой максимальной ве личине, заданной s блоке 10 сравнения сигналов задатчиком 11 °

Применение предложенного дозатора сыпучих материалов позволяет надежно повысить точность процесса непре1034

Составитель В. Ширшов

Редактор М. Дылын Техред Л.Коцюбняк Корректор А. Обручар

Заказ 6298/33 Тираж 609 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 111

Г рывного дозирования за счет исключения влияния ошибок дозирования в период загрузки материала в бункер и снизить погрешность дозирования до

0,257, а также позволяет уменьшить расход дорогостоящих материалов при их дозировании и обеспечить высокое .качество продукта.