Способ непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к мукомольной и зерноперерабатывающей промьшшенности и может использоваться при контроле влажности сьтучего пищевого продукта. Цель изобретения - повышение точности за счет получения болеепредставительной усредненной пробы. Зерно или продукты его переработки пропускают под действием силы тяжести через измерительную и байпасную ячейки, уменьшают скорость истечения продукта через измерительную . ячейку путем уменьшения проходного сечения последней. Измеряют изменение электрической емкости с последующим установлением по измеренному значению влажности продукта. Усреднение пробы продукта осуществляют регулированием скорости истечения байпасного потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпасной зонами потока сыпучего пищевого продукта за счет обеспечения постоянным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне. 1 с. и 5 з.п.ф-лы, 4 ил. i SI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

7 А3 аю аи 14

СэЫ 4 G 01 М 33 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3402751/28-13 (86) РСТ/ЕР 81/00091 (30.06.81) (22) 25.02.82 (31) Р 3024794.0 (32) 30.06.80 (33) DE (46) 23. 10.88. Бюл. В 39 (71) Гебрюдер Бюлер АГ (СН) (72) Ганс Этикер и ЭмануэльКуммер (СН) (53) 664.71 016.8 (088.8) . (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к мукомольной и зерноперерабатывающей промьппленности и может использоваться при контроле влажности сыпучего пищевого продукта. Цель иэобретения— повышение точности за счет получения более представительной усредненной пробы. Зерно или продукты его переработки пропускают под действием силы тяжести через измерительную и байпасную ячейки, уменьшают скорость истечения продукта через измерительную . ячейку путем уменьшения проходного сечения последней. Измеряют изменение электрической емкости с последующим установлением по измеренному значению влажности продукта. Усреднение пробы продукта осуществляют регулированием скорости истечения байпасного потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпасной зонами потока сыпучего пищевого продукта за счет обеспечения постоянным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне. 1 с. и 5 э.п.ф-лы, 4 ил.

1433427

Изобретение относится к контролю влажности сыпучего пищевого продукта, в частности зерна и продуктов его переработки, и может найти применение в мукомольной, зерноперерабатывающей промышленности.

Цель изобретения — повышение точкости эа счет получения более пред.ставительной усредненной пробы материала в измерительной зоне.

На фиг. 1 изображена схема устройства для непрерывного определения влажности сыпучих пищевых. продуктов по изменению электрической емкости; на фиг. 2 — диаграмма электрического измерения; на фиг. 3 — положение отдельных выключателей в соответствии с временным ходом по фиг. 2; на фиг. 4 — схема создания ореднего сос- 2п тава материала в измерительном сосуде.

При осуществлении способа непрерывного определения влажности сыпучего пищевого продукта, в частности зерна и продуктов его переработки, 25 поток сыпучего пищевого продукта разделяют на измеряемый и байпасный, пропускают их под действием силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим 30 получением за этими зонами объединенного потока. Далее замедляют скорости истечения измеряемого потока сыпучего пищевого продукта путем уменьшения его проходного сечения на выходе.

5

Дополнительно осуществляют регулирование скорости истечения байпасного ! потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпас4О ! ной зонами потока сыпучего пищевого продукта за счет обеспечения постоян+

1 ным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне. Измеряют изменение значения электрической емкости измеряемого потока, усредняют измеренное значение с последующим установлением по усредненному значению влажности сыпучего пищевого .продукта.

Устройство для непрерывного опреде50 ления влажности сыпучего пищевого .продукта содержит проходную измерительную ячейку 1, расположенную íà пути потока сыпучего пищевого продукта под силосом 2. Выходное отверстие 3 проходной измерительной ячейки мень55 шее ее входного отверстия 4. При этом проходная измерительная ячейка выполнена в виде конденсатора, стенки 5 ячейки являются первой конденсаторной пластиной, а внутри размещена вторая конденсаторная пластина 6. Проходная измерительная ячейка связана с преобразователем 7 измерения емкости конденсатора, вызванного изменением влажности потока сыпучего пищевого продукта, подключенным к блоку 8 электронной обработки сигналов, к которому подсоединен датчик 9 температуры сыпучего материала, размещенный в выходном отверстии проходной измерительной ячейки.

Кроме того, устройство для непрерывного определения влажности сыпучего пищевого продукта содержит байпасный канал 10 расположенный вертикально и параллельно продольной оси измерительной ячейки и соединен с поанедней на выходном участке посредством объединенного циркуляционного канала

1i. Байпасный канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение, большее выходного сечения измерительной ячейки.

Байпасный канал оснащен контуром регулирования в нем уровня сыпучего ,пищевого продукта, содержащим исполнительный механизм 12, изменяющий поперечное сечение объединенного циркуляционного канала, и датчик 13 фактических значений уровня, представляющий собой мембрану, выполненную как отрезок стенки 14 байпасного канала с противоположной стороны от измерительной ячейки и связанную посредством приспособления 15 для регулирования расхода материала с исполнительным механизмом, Кроме того, устройство оснащено дополнительным элементом 16 для открытия и закрытия вручную исполнитель" ного механизма.

На фиг. 3 показаны отдельные положения выключателей 17-20 во время измерения и протекания напряжения U, которое относится к электрическому заряду опорного конденсатора 21.

Во время первой фазы измерительный конденсатор 22 ячейки 1 заряжают до заданного напряжения Uaä ð . Одновременно опорныи конденсатор 21 разряжается. Выключатели 17 и 19 закрыты, а выключатели 18 и 20 открыты. Во время первой фазы напряжения U равно нулю. Во время второй фазы заряд измерительного конденсатора 22 перезаряжается на опорный конденсатор 21.

1433427

При этом вьн.лючатель 17 закрывается, а выключател»» 17, 19 и 20 открыты.

Напряжение 1J, повышается до полного разряда измерительного конденса ора

22. Этот перезаряд осуществляется при

5 помощи операционного усилителя 23. Во время третьей фазы конечное значение напряжение U, передают на запоминающий блок 24. При этом выключатель

19 закрывается, а выключатели 17 — 19 открываются. Этот фазовый заряд и разряд измерительного 22 и опорного 21 конденсаторов определяется частотой и длительностью процесса увлажнения.

Рабочее напряжение Uä аналогового запоминающего блока 24 подают на последующее управляющее устройство, например, для управления процессом увлажнения материала (за счет подачи воды).

Приспособление 15 для регулирования расхода материала обеспечивает пропускание сыпучего материала через измерительную ячейку 1 с замедлением, 25 при этом скорость перемещения материала более или менее замедляется в соответствии с расходом материала. Таким образом, измерительная ячейка 1 постоянно наполнена материалом. Для 30 обеспечения необходимой степени наполнения уровень материала поддерживают в постоянных пределах за счет управления положением открытия исполнительного механизма 12.

Постоянный обратный подпор обеспе35 чивает то, что и при прерывании потока матерчала рабочие узлы (клапан для подачи воды и т.п.) не управляются ошибочными командами.

Насыпной вес материала определяется приспособлением для взвешивания материала, состоящим из мес-дозы или весов 25 и соответствующей шарнирной подвески 26. При этом измерительная ячейка 1 выполнена в качестве приспособления для взвешивания материала. Исходный сигнал весов 25 по сигнальному проводу 27 подают в блок 8 электронной обработки сигналов.

Учет электропроводности и поляризационных свойств продуктов при дополнительном взвешивании, сравнение полученного значения с "электричес;

55 ким" повышают надежность результатов измерения (без определения веса или насыпного веса материала, так же получают надежные результаты).

Блок электро»»»»о»» обработки сигналов можно программировать так, что он постоянно измеряет, например, вес материала, но не оценивает получаемые значения, пока он»» находятся в известных допустимых пределах. Такое решение можно использовать,. например, при измерении влажности сырой пшеницы. Дополнительная оценка плотности может не только повысить надежность, но и испольэовать для исправления измеряемой величины в случае наличия больших колебаний плотности.

Измерительный аппарат 28 имеет впуск 29, который расположен в основном вертикально над измерительной ячейкой 1.

Измерительная ячейка 1 и байпасный канал 10 расположены параллельно, соединены под впуском при помощи переходного канала 30 и сходятся в объединенный циркуляционный канал 11. В переходном канале 30 материал распределяется на байпасный канал 10 и измерительную ячейку 1. Выпуск материала из канала 11 управляется приспособлением 15 для регулирования расхода материала, связанным с выполненной в качестве уровнемерамембраной 13,расположенной сбоку на байпасном канале 10.

Элемент 31 жесткости установлен с возможностью вращения на шарнире 32.

С элементом 31 жесткости также соединен пневматический регулировочный клапан 16, который при наличии определенного давления материала приводится в действие чч.рез мембрану l3 и элемент 31 жесткости. При этом клапан

16 подает напорный воздух в провод

33, приводящий в действие приспособление 15, которое управляет исполнительным механизмом 12 объединенного циркуляционного канала 11. Давление, которое подается в провод 33, также пос тупает в напорную камеру 34 и управляет мембраной 35. Здесь давление комкомпенсирует давление материала.

Кроме того, на байпасном канале 10 установлены ручные исполнительные органы для открывания и закрывания исполнительного механизма 12 для регу.лирования расхода материала. При помощи винта 36 и элемента 31 жесткости можно приводить в действие пневматический регулировочный клапан 16 и, таким образом, исполнительный механизм 12 можно полностью открывать или закрывать. Ручные исполнительные ор1433ч27 ганы позволяют осуществлять полную разгрузку измерительного аппарата 28, чтобы осуществить например, контроль измерительного конденсатора 2.2 или измерительной ячейки 1, Под объединенным циркуляционным каналом 11 измерительного аппарата 28 также установлен прибор 37 для измерения расхода материала в данный момент. Измеренные величины конденсатора 22 или обеих конденсаторных плас-! тин, датчика 9 температуры сыпучего материала, весов 25 и прибора 37 для измерения расхода материала по сигнальным проводам подают ь блок 8„ который определяет недостающее количество воды и подает соответствующее значение в качестве регулирующей величины на регулятор 38, который управляет двигателем 39 для подачи недостающего количества воды в материал. Для контроля приспособление 40 еще раз сигнализирует о недостающем количестве воды. 25

У объединенного циркуляционного канала 11 расположено приспособление

I 15 для регулирования расхода материала в соответствии с заданным значени-! ем датчика, размещенного в блоке 8, в котором фактическое (прибор 37) и заданное значения расхода материала сравнивают и получаемое при этом значение используют для управления испол-. нительным механизмом 12. Кроме того, s. блоке 8 еще сравниваются и оцениваются водосодержание и расход матерна= ла, и получаемые при этом сигналы используются для управления процессом увлажнения или сушки. о

Устройство выполняет двойную функ-!

Цию: определяет точное значение влаж1 ности сыпучего материала и обеспечивает отвод точного количества материала из силоса 2. ! 45

На фиг. 4 показана непрерывное создание среднего состава материала в измерительной зоне измерительной ячейки 1.

Непрерывное создание среднего сос-. тава материала, т.е. непрерывное об50 раэование всегда представительного поперечного сечения поступающего через впуск 29 материала, осуществляется автоматически.

Предполагают, что состав материала,55 т.е. отдельные его компоненты, изменяются за определенное время. С целью иллюстрации такого случая на фиг. 4 представлено поэагруэочное изменение, но образование точного среднего состава материала может достигаться и в случае постепенного изменения.

Материал подают через впуск 29, где он под действием силы тяжести перемещается вниз по байпасному каналу

10 и измерительной ячейке 1. В байпасном канале 10 скорость перемещения материала замедляется при помощи исполнительного механизма 12, так что в измерительной зоне достигается расположение различных компонентов с, Й и е-h в виде слоев, расположенных друг над другом. Компонент а находится еще в впуске 29, а компонент

Ь начинает распределяться по байпасному каналу 10 и измерительной ячейке I. Компонент i выхоцит из байпасного канала 10 в зоне исполнительного механизма 12. Несмотря на подпор материала до высоты мембраны 13, в байпасном канале 10 достигается скорость перемещения материала, соответствующая расходу материала и поперечному сечению байпасного канала.

Иначе дело обстоит в измерительной ячейке 1, конфигурация которой, в частности поперечное сечение в зоне электрического измерения и суженное выходное отверстие, значительно замед- ляет скоростьперемещения материала, обусловленную действием силы тяжести.В связи с этим компоненты e, f, g h, i к находятся еще в измерительной зоне, но в байпасном канале 10 их уже нет.

Количество материала в измерительной ячейке 1 может составлять, например, 5-20 л. В зоне, расположенной непосредственно над исполнительным механизмом 12,, имеет место выравнивание скорости между материалом, выходящим с относительно большой скоростью из байпасного канала 10„ и материалам, покидающим со сравнительной небольшой скоростью измерительную ячейку 1. При этом на скорость выходящего из измерительной ячейки материала влияет нижний зазор S который можно предварительно устанавливать при помощи задвижки К.

Таким образом, скорость перемещения материала по измерительной ячейке 1 во много раз меньше скорости перемещения материала по байпасному каналу 10 (примерно в соответствии с обоими поперечными сечениями материала А и В, если верхние поперечные се143342 ченкя байпаснаго канала !О и измерительной ячейки 1 в зоне мембраны 13 являются примерно одинаковыми). Чем меньше зазор Я, тем меньше скорость перемещения материала в измеритель5 ной ячейке 1, тем больше время пребывания материала в измерительной soне, тем меньше объем каждого компонента в измерительной зоне и тем боль-1О ше число различных компонентов материала в измерительной зоне, что в конечном итоге способствует образованию более представительного среднего состава материала в измерительной ячейке 1. Поэтому электрическое измерение по фиг. 4 дает среднее значение в результате измерения компонентов е — k. При этом измерение несколько замедляется по сравнению со 2О скоростью перемещения остального потока материала, но это положительно сказывается на образовании более широкого среднего состава материала, что в свою очередь может положитель- 25 но сказываться на проведении последу" ющих операций, так как, например,. возможное добавление воды требует определенного времени. Зазор S и общий расход материала можно согласовать при помощи исполнительного механизма

12 так, что обеспечивается либо максимальная точность при добавлении воды, либо оптимальное увлажнение материала, причем можно использовать все преимущества управления процессом

35 добавления воды. чего пищевого продукта, подключенным к блоку электронной обработки сигналов, о т л и.ч а ю щ e e с я тем, что, с целью павьпиения точности за счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне, оно оснащено байпасным каналам с контуром регулирования уровня. сыпучего пищевого продукта в нем, при зтам байпасный канал расположен вертикально и параллельно продольной оси измерительной ячейки и соединен с последней на выходном участке посредствам объединенного циркуляционного канала.

4. Устройство по и. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, чта байпасный канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение, большее выходного отверстия измерительной ячейки.

5. Устройство по и. 3, а т л и— ч а ю щ е е с я тем, чта контур регулирования уровня сыпучего пищевого продукта в байпасном канале содержит исполнительный механизм, изменяющий поперечное сечение объединенно:го циркуляцканнага канала, к датчик фактических значений уровня, предсФормула изобретения

О

1. Способ непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов, в частности зерна и продуктов его переработки, предусматривающий разделение потока сыпучего пищевого

45 продукта на измеряемый и байпасный потоки, прапускание их под действием силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим получением эа этими зонами объединенного потока, замедление скорости истечения измеряемого потока сыпучего пищевого продукта путем уменьшения его проходного сечения на выходе и установление влажности сыпучег:o пищевого продукта по измеренному значению изменения электрической емкости измеряемого потока, а т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности эа счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной эане, дополнительно осуществляют регулирование скорости истечения байплснага потока сыпучего пищевогo продукта путем изменения проходного сечения объединеннага эа измеряемой к байпаснай зонами потока сыпучего пищевого продукта эа счет обеспечения постоянным уровня сыпучего нищевага продукта в байпасной зоне.

2. Способ па и, 1, о т л и ч а юшийся тем, чта влажность сыпучего пищевого продукта устанавливают по усредненному измеренному значению изменения электрической емкости измеряемого потока.

3. Устройство для непрерывного определенкя влажности сыпучих пищевых продуктов, в частности зерна к продуктов его переработки, содержащее расположенную на пути потока сыпучего пищевого продукта, выполненную в виде конденсатора, проходную измерительную ячейку, выходное отверстие которой меньше ее входного отверстия, ! связанную с преобразователем изменения емкости конденсатора, вызванного изменением влажности потока сыпуf433427

in тавляющий собой мембрану, выполненную как отрезок стенки байпасного канала с противоположной стороны от измерительной ячейки и соединенную с исполнительным механизмом.

6 . Устройство по II 3, o T II H ч а ю щ е е с я тем, что оно оснащено дополнительным элементом для от- 1 крытия и закрг»тия вручную исполни-. тельного механизма.

7. Устройство по и. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что наружные стенки измерительной ячейки выполнены в виде первой обкладки конденсатора, а вторая обкладка расположена внутри вдоль оси проходной измерительной ячейки.

I 433427

1433427 е.,н

Фиг. Ф

Составитель Н. Арцыбашева

Техред Л.Олийнык Корректор М. Васильева

Редактор А. Шишкина

Заказ 5472/59

Тираж 847 Подпйсное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек гная, 4