Устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения из влажности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗМЕРЕНИЯ ; ИХ ВЛАЖНОСТИ, включающее диск, снабженный приводом, с окнами в центре и с установленным на ним сбрасывателем и датчиком влагомера, подключенным через преобразователь к вторичному прибору, от л и ча ющ ее с я тем, что,с цепью повышения представительности проб и продолжительности безотказной работы влагомера , оно снабжено демпфирующим бун кером с боковым сбросным отверстием переменного сечения и фильерой с неподвижной нижней губой и рехулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, вьтодной воррнкой , установленной под диском,и системой блокировок включения и вык- . лючения привода диска, датчика влагомера , преобразователя и вторичного (/} прибора влагомера.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 1/20

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3701742/23-26 (22) 16.02.84. (46) 15.12.87, Бюл. У 46 (71) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт. химико-фотографической промышленности (72) Ю.А.Красовский, В.Г.Леонтьев, В.Г.Пучинин и В.Е.Шелковой (53) 543.053 (088.8); (56) Авторское свидетельство СССР

У 430305, кл. С 01 N 1/20, 1972.

Авторское свидетельство СССР

9 403990, кл. G 01 Н i/20, 1 968. (54)(57) . .. УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ

ПРОБ СЫПУЧИХ MATEPHAJIOE И ИЗМЕРЕНИЯ

ИХ ВЛАЖНОСТИ, включающее диск, снаб жейный приводом, с окнами- в центре,.SU„„1200656 A и с установленным на ним сбрасывателем и датчиком влагомера, подключенным через преобразователь к вторичному прибору, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что,с целью повышения представительности проб и продолжи тельности .безотказной работы влагомера, оно снабжено демпфирующим бункером с боковым сбросным отверстием переменного сечения и фильерой с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, выводной воронкой, установленной под диском, и системой блокировок включения и вык- . лючения привода диска, датчика вла- Я гомера преобразователя и вторичного

1 прибора влагомера.

Укаэанные недостатки не позволяют использовать информацию о влажности материала, получаемую с помощью влагомера, в качестве текущих значений величины влажности в системах автоматического контроля, регулирования и управления процессами сушки сыпучих материалов в связи с малой достоверностью этой информации.

Целью изобретения является повышение представительности проб и

5Р

1 12006

Изобретение относится к устройствам для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности преиму1щественно инфракрасным влагомером.

Известно устройство для взятия проб сыпучих материалов, включающее последовательно расположенные бункер с соплами для подачи очищающего агента, распределитель с приводом и распределительный диск с восходящим конусом, под которым установлен пробоотборочный нож, выполненный в виде патрубка, и наклонную регулируемую заслонку, расположенную между диском и верхним концом ножа.

Недостаток этого устройства заключается в низкой представительности отбираемых проб материала.-.

Наиболее близким по технической 2р сущности к изобретению является устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности, содержащее диск, снабженный приводом, с окнами в центре и с установленным 25 над ним сбрасывателем и датчиком влажности пробы, а также преобразователь и вторичный прибор инфракрасного влагомера.

Недостатками известного устройства 3р являются невысокая представительность отбираемых проб материала, обусловленная измерением влажности небольшого количества материала (5-107. от общего объема материала), проходящего под датчиком влагомера„ а также частые отказы инфракрасного влагомера из-за выхода из строя усилителя преобразователя прибора при отсутствии сыпучего материала на диске уст- 4р ройства, когда вся энергия излучателя датчика попадает в его фотопри-, емник, не поглощаясь частично в слое сыпучего материала, что имеет место при отсутствии подачи материала и 45 при неравномерностях его подачи из материалопровода на диск устройства.

56 2 продолжительности безотказной работы влагомера., Указанная цель достигается тем, что известное устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности, включающее диск, снабженный приводом, с окнами в центре и с установленными над ним сбрасывателем и датчиком влагомера, подключенным через преобразователь к вто- ричному прибору, снабжено демпфирующим бункерам с боковым сбросным отверстием переменного сечения и фильерой с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, вывод- . ной воронкой, установленной под диском, и системой блокировок включения и выключения привода диска, датчика влагомера преобразователя и вторичного прибора влагомера.

Снабжение устройства демпфирующим бункером с боковым сбросным отверс-.— тием переменного сечения (например, в виде равнобедренного треугольника, расположенного основанием вверх, а вершиной вниз; равнобокой трапеции с большим основанием наверху или другой аналогичной формы) и фильерой с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, позволяет сгладить неизбежные колебания подачи сыпучего материала и создать запас определенного объема материала перед подачей его через щель фильеры на диск устройства, что повышает равномерность и однородность плотности наноса материала на диск.

Боковое сбросное отверстие переменного сечения, например, в виде равнобедренного треугольника, расположенного основанием вверх, позволяет сбрасывать излишки материала, при неравномерной его подаче, из демпфирующего бункера и выводную воронку.

Форма сбросного отверстия обеспечивает сброс незначительного количества материала при увеличениях его подачи в бункер от номинального значения (сечение отверстия внизу гораздо меньше, чем наверху), что дает возможность уменьшить количество сбрасываемого из бункера материала при колебаниях его подачи в бункер и тем самым увеличить количество материала от общего его объема, поступающего через щель фильеры на диск устройст00656 3 ва, по сравнению, например, со сбросным отверстием прямоугольного сечения.. В данном устройстве на его диск поступает 90-957. от общего количества сыпучего материала.

Обычно сбросные отверстия выпол-. няют с нижней горизонтальной кромкой максимально возможной длины, например прямоугольного сечения, что обеспечивает минимальное время сброса излишков материала и стабилизирует уровень материала в бункере. Площадь же отверстия выбирается такой, чтобы отверстие обеспечивало сбросвсего количества материала, поступающего в бункер при его максимальной-подаче и При закрытом снизу бункере, Однако при использовании сбросных бтверстий такой формы приходится устанавливать расход материала из нижней части бункера меньше самого.низкого значения подачи материала в бункер, т.е. в любой момент времени подача материала должна превышать его выход из нижней части бункера, что .;создает условия, при которых-через сбросное отверстие сбрасывается значительное количество материала.

Один из путей повышения представительности пробы — увеличение количества материала, подвергаемого анализу с помощью соответствующих при: боров, поэтому при неизбежных колебаниях подачи материала в бункер желательно до минимума свести сброс материала через сбросное отверстие.

Сбросное отверстие, например, в виде равнобедренного треугольника, . расположенного основанием вверх, поз воляет сбрасывать интегрально меньшее количество материала при колебаниях его подачи в бункер, что увеличивает . долю материала, проходящего через фильеру на диск устройства и далее

1 .под датчик влагомера, до 90-95Х от общеI, го объема сыпучего материала. При этом измерение влажности .производится для

85-907 от общего объема материала.

Наблюдающиеся при этом незначительные колебания уровня материала в бункере не влияют на расход материала через щель фильеры на диск устройства, который зависит от геометрии щели фильеры и скорости вращения диска.

Кроме того, сбросное отверстие такой формы почти не уменьшает жесткость конструкции по сравнению с отверстием того же назначения, но, например, прямоугольной формы.

Фильера с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенная радиально над диском, является формирователем слоя материала на диске и обеспечивает равномерность наноса сыпучего материала на диск по ширине и высоте; регулируемая верхняя губа фильеры позволяет при необходимости перенастраивать фильеру на новые значения высоты слоя.

Выводная воронка, установленная. под диском, обеспечивает сбор излишков сыпучего материала, удаляемых из бункера через его сбросное отверстие, а также материала, прошедшего под датчиком влагомера и удаляемого сбрасывателем с диска через его край и окна в центре, и последующий вывод материала из устройства в материалопровод..

Снабжение устройства системой бло25 кировок включения и выключения привода диска, преобразователя, вторич,ного прибора влагомера и датчика . влагомера позволяет увеличить продолжительность безотказной работы

З0 влагомера и устройства в целом за счет уменьшения длительности его работы вхолостую и отключения датчика при ненормальных режимах работы.

Блокировка включения и выключения привода диска, преобразователя и вторичного прибора влагомера по подаче сыпучего материала обеспечивает включение указанных, элементов устройства в работу только при включении транс4р портера подачи сыпучего материала на вход заявленного устройства, и выключение указанных элементов при отключении транспортера. Таким . образом, устройство работает синхронно

45 с транспортером, что устраняет его холостые пробеги.

Блокировка. включения и выключения

:датчика влагомера по подаче сыпучего

;материала и по высоте слоя материала

gp- на диске с выдержками по времени обеспечивает включение датчика влагомера спустя определенное время после включения транспортера, за которое сыпучий материал должен пройти к устройс55 тву для отбора проб и сформироваться в.нем на диске в виде слоя заданной ширины и высоты.

Если во время работы устройства высота слоя материала значительно

12006 уменьшается, вплоть до отсутствия материала на диске, и это уменьшение не имеет случайный и кратковременный характер то датчик влагомера автомаФ

5 тически выключается.

Транспортер перед остановом некоторое время обычно работает вхолостую для продувки материалопровода, и подача материала на диск прекращается.

Указанная блокировка в этом случае также выключает датчик влагомера, предохраняя усилитель преобразователя и усилитель вторичного прибора от перегрева, чем способствует повышению продолжительности безотказной работы влагомера.

Приборы световой и звуковой сигнализации отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске позволяют своевременно обнаруживать ненормальные режимы работы устройства и принимать меры к их устранению.

И, наконец, установка устройства .2б для взятия проб сыпучего материала в конце транспортной Линии и в непосредственной близости от "места упаковки материала в тару, позволяет учитывать изменения влажности материала в процессе транспортировки к месту его упаковки, особенно при использо- вании пневмотранспортных линий большой длины,. существенно изменяющих влажность материала.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — вид по стрелке Б на фиг.1; íà 40 фиг.4 — вид по стрелке В на фиг.1; на фиг.5 — принципиальная электрическая схема системы блокировок.

Устройство состоит из демпфирующего бункера 1 с боковым сбросным 4 отверстием 2 переменного сечения и фильерой 3 с неподвижной нижней губой

4 и регулируемой верхней губой.

Фильера расположена радиально над диском 5, насаженным на вал 6, вра щающийся в подшипниках 7 от регулируемого привода 8 с замыкающим контактом 9 в цепи его питания, иснользуемым в системе блокировок. Диск имеет окна 10 в центре. Над диском установлены сбрасыватель 11, а также датчик 12 влагомера с замыкающим контактом 13 в цепи питания датчика.

Датчик 12 соединен с преобразовате56 в лем 14 влагомера, снабженным замыкающим контактом 15 в цепи его питания, который, в свою очередь, подключен м к вторичному прибору 16 влагомера с замыкающим контактом 17 в цепи его питания и замыкающим контактом 18, срабатывающим при значении влажности сыпучего материала ниже некоторого максимального предела или при отсутствии сыпучего материала на диске 5.

Под диском 5 установлена выводная воронка 19. На чертеже показан также привод 20 транспортера, подающего сыпучий материал на вход устройства, снабженный замыкающим контактом 21, используемым в системе блокировок.

Закрепление верхней губы 22 фильеры после регулировки высоты расположения ее нижней кромки производится фиксирующими элементами 23. Сбрасыватель 11 закреплен на стойке 24 и снабжен упором 25 и пружиной 26.

Входящая в состав устройства система блокировок и сигнализации содержит выводы А и N для подключения источника питания, лампу 27 контроля наличия напряжения питания, промежуточное реле 28 с замыкающими контактами 9, 15, 17, 29 и 30. Система содержит также реле 31 времени с замыкающим с выдержкой по времени контактом 32, промежуточное реле 33 с замыкающими контактами 13 и 34, лампу 35 сигнализации включения датчика влагомера, реле 36 времени с замыкающим с выдержкой по времени контактом

37, промежуточное реле 38 с замыкающим контактом 39 и замыкающими контактами 40 и 41, размыкающую с самовозвратом кнопку 42.снятия блокировки выключения датчика по высоте слоя сыпучего материала на диске, лампу

43 сигнализации срабатывания блокировки выключения датчика по высоте слоя сыпучего материала на диске, раэмыкающую с самовозвратом кнопку

44 выключения световой и звуковой сигнализации отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске, замыкающую с самовозвратом кнопку 45 подготовки цепи вышеуказанной световой и звуковой сигнализации к включению, промежуточное реле 46 с замыкающими контактами 47 и 48, лампу 49 сигнализации .готовности цепи вышеуказанной сигнализации к приему

1 сигнала, лампу 50 и сирену (звонок)

51 световой и звуковой сигнализации

7 12006 отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске.

Устройство работает следующим образом.

Подают напряжение питания на вы5 воды А и N системы блокировок. При этом загорается лампа 27 контроля наличия напряжения питания, Нажимают на кнопку 45. По цепи фаза А — замкнутая кнопка 44 — замкнутая кнопка 45 на нуль N включается обмотка реле

46 и лампа 49. Реле 46. своим контактом 47 шунтирует кнопку 45 и встает на самоблокировку. Кнопка 45 может быть отпущена, при этом реле 46 и лампа 49 остаются под напряжением.

Одновременно замыкается контакт 48 реле 46, подготавливая цепь сигнализации, идущую к лампе 50 и. сирене 51, >< к включению. Загорание лампы 49 свидетельствует о готовности цепи сигнализации к приему сигнала.

При включении привода транспортера подачи сыпучего материала, напри- Zg мер, высушенного желатина или преципитата, на вход устройства для взятия проб и измерения их влажности замыкается контакт 21 этого привода.

При этом по цепи фаза А — замкнутый контакт 21 на нуль N включается обмотка реле 28. Контакт 9 реле 28 автоматически включает привод 8 диска, контакт 15 — преобразователь 14 влагомера, а контакт 17 — вторичный прибор 16 влагомера. Одновременно замыкается контакт 29 и по цепи фаза А — замкнутый контакт 29 на нуль

N включается обмотка реле 31 времени.

Кроме того, замыкается контакт 30, 4О подготавливая цепи включения реле 38, и замыкается контакт. 18 вторичного прибора 16 влагомера.

Таким образом реализуется блокировка включения привода диска, преобразователя и вторичного прибора влагомера по подаче сыпучего материала.

Через некоторое время после включения привода 20 транспортера, определяемое транспортным запаздыванием, зависящим от длины транспортера и скорости перемещения им сыпучего ма териала, на вход устройства в его демпфирующий бункер 1 начинает поступать сыпучий материал, который через фильеру 3 равномерно подается на вращающийся диск 5. Излишки материала при неравномерной его подаче на

56 8 вход устройства сбрасываются из бунсера 1 через его боковое сбросное отверстие 2 переменного сечения в выводную воронку 19.

В этот момент замыкается контакт

32 с выдержкой по времени, позволяющей учесть транспортное запаздывание и время, необходимое для формирования слоя материала на диске, и по цепи фаза А-- замкнутый контакт 32— замкнутый контакт 39 на нуль N вклю-" чается обмотка реле 33 и лампа 35.

Реле 33 своим контактом 13 автоматически включает датчик 12 влагомера, а контактом 34 через замкнутый контакт 18 включает реле 36. Загорание лампы 35 свидетельствует о включении датчика 12 влагомера. Таким образом реализуется блокировка включения датчика влагомера по подаче сыпучего материала с выдержкой по времени.

Необходимая высота слоя сыпучего материала на диске 5 устанавливается регулированием высоты установки верхней губы 22 фильеры 3 с последующей ее фиксацией элементами 23, Привод

8 диска выполнен регулируемым, что : позволяет изменять скорость вращения диска при наладке устройства для приведения ее в соответствие с подачей материала на вход устройства.

Диск 5, вращаясь, перемещает сформированный слой материала под датчик

12 влагомера, установленный над диском. Датчик 12 влагомера, после его включения контактом 13 реле 33, подает аналоговый сигнал, пропорциональный влажности сыпучего материала в данный момент времени, на вход преобразователя 14, с выхода которого унифицированный аналоговый сигнал поступает на вход вторичного прибора

16 влагомера.

При дальнейшем вращении диска 5 сыпучий материал удаляется с диска сбрасывателем 11, подпружиненный пружиной 26, в окна 10 и через край диска 5 в выводную воронку 19..

Через некоторое время, определяемое быстродействием комплекта: датчик 12, преобразователь 14, вторичный прибор 16 влагомера, стрелка вторичного прибора устанавливается на отметке шкалы, соответствующей влажности материала в .текущий момент времени, и отслеживает изменения значений влажности материала.

1200656

Если во время работы устройства высота слоя материала значительно уменьшается вплоть до полного отсутствия материала на диске, стрелка вторичного прибора 16 выходит эа минимальное предельное значение влажности, что с высокой вероятностью свидетельствует именно об отсутствии, слоя материала необходимой высоты на диске 5, и контакт 18 вторичного прибора 16 вновь замыкается. По цепи фаза А — замкнутый контакт 34 реле

33 — замкнутый контакт 18 на нуль И вновь включается реле 36 времени.

Если уменьшение высоты слоя материала на диск носит случайный и кратковременный характер и через время, меньшее времени, на которое настроено срабатывание. (замыкание) контакта

37, вновь образуется слой необходимой высоты, то контакт 18 размыкается,реле 36 обесточивается и замыкание контакта 37 не происходит. Еслиуменьшение высоты слоя не случайно (контакт 18 не разомкнулся в течение выдержки времени реле 36), то, по прошествии выдержки времени, замыкается контакт 37 и по цепи фаза А — замкнутый контакт 30 — замкнутый контакт

37 на нуль N включаются обмотка реле

38 и лампа 43. Реле 38 своим контак-том 40 через замкнутую кнопку 42 шунтирует контакт 37 и встает на самоблокировку. Загорание лампы 43 сви- - . детельствует о срабатывании блокировки выключения датчика 12 влагомерапо высоте слоя сыпучего материала на диске 5 при отсутствии слоя мате" риала необходимой высоты на диске.

Одновременно размыкается контакт 39 и обесточиваются реле 33 и лампа 35.

При этом размыкается контакт 13 и датчик 12 влагомера автоматически включается. Обесточивание лампы 35 свидетельствует о выключении датчика 12. Замыкается также контакт 4 1 и по цепи фаза А — замкнутый контакт

41 - замкнутый контакт 48 на нуль N включаются лампа 50 и сирена 51, производя световую и звуковую сигнализацию отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске. Размыкается также контакт 34 и обесточивается реле 36, после чего размыкается его контакт 37, но реле

38 остается под напряжением по шунтирующей цепи кнопка 42 - замкнутый контакт 40.

10

25:38 и лампа 43, размыкается контакт

40 и реле 38 снимается с самоблоки- кается контакт 39, получают питание реле 33 и лампа 35, замыкается конЗ0 такт 13 и автоматически включается

Так реализуются блокировка выключения датчика 12 влагомера по высоте

1 слоя материала на диске 5 с выдержкой повремени и световая и звуковая сигнализация отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске.

Аппаратчик, получив информацию о срабатывании блокировки и о выключении датчика влагомера (включение лампы 43, лампы 50 и сирены 51), нажимает на кнопку 44 выключения световой и звуковой сигнализации. При этом обесточиваются реле 46 и ламтга

49„ размыкается контакт 47 и реле 46 снимается с самоблокировки, а также размыкается контакт 48, обесточивая лампу 50 и сирену 51.

Устранив, причину срабатывания блокировки выключения датчика 12 влагомера, аппаратчик нажимает на кнопку 42 снятия блокировки выключения датчика. При этом обесточиваются реле ровки,размыкается контакт 41, замыдатчик 12 влагомера, что сигнализируется загоранием лампы 35. Замыкается также контакт 34. Аппаратчик на-. жимает кнопку 45, подавая напряжение на реле 46 и лампу 49. Реле 46 своим контактом 47 шунтирует кнопку 45,и встает на самоблокировку. Одновременно замыкается контакт 48, подготавли" вая цепь сигнализации к повторному срабатыванию при появлении сигнала.

При повторном и последующем уменьшениях высоты слоя материала на диске 5 система срабатывает аналогично»

При выключении привода 20 транспортера подачи материала на вход устройства размыкается контакт 21, обесточивается реле 28, размыкается контакт 9, автоматически выключая при- вод 8 диска 5, размыкается контакт

15, автоматически выключая преобразователь 14 влагомера, размыкается контакт 17, автоматически выключая вторичный прибор 16 влагомера, размыкается контакт 18 вторичного прибора 16 влагомера, размыкается контакт

29, обесточивая реле 31, и контакт

30, размыкается контакт 32 и обес,точиваются реле 33 и лампа 35, раз.11 12 мыкается контакт 13 и датчик 12 влагомера автоматически выключается, размыкается контакт 34 и система возвращается в исходное состояние.

Так реализуются блокировки выключения привода 8 диска 5, преобразователя 14 и вторичного прибора 16 влагомера по подаче сыпучего материала (при отсутствии подачи), а также выключения датчика влагомера по подаче сыпучего материала.

При повторном и последующем включениях привода 20 транспортера подачи сыпучего материала на вход устройства замыкается контакт 21 этого привода. По цепи фаза А — замкнутый . контакт 21 на нуль И включается обмотка реле 28 и так далее.

00656

Таким образом, использование заявленного устройства, дающего возможность получения более представи5 тельных проб сыпучего материала и . обеспечивающего большую продолжительность безотказной работы влагомера, позволяет применять информацию о текущей влажности сыпучего материала в системах автоматического контроля, регулирования, сигнализации, блокировки и управления процессом сушки сыпучего материала, проводить процесс сушки в точном соответствии с технологическим регламентом, повысить .технико-экономи— ческие показатели производства и качество выпускаемой продук .-, ДИИ °

ФиВ. 7

1200656

Л-Л 25 фиг. 3

Сн тию /

I0

Еы и Алкал.

n ûÜба

Фисла

Ю

Г„. l блл. и Амл яряабрскюбателя

Юял. и бьмл. бторичново гтрибрра

Г„1

Ewn. и бынл. бат чина

ФиФ. а

ВНИИПИ Заказ 6414 Тираж 776 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4