Устройство для сортировки кусков губчатого титана

 

Изобретение относится к поштучной сортировке предметов по их составу и позволяет повысить точность сортировки. Устройство для сортировки кусков губчатого титана содержит механизм покусковой подачи, датчик термоЭДС, включаюг ий изолированные друг от друга горячий и холодный электроды, выполненные в виде полых цилиндрических электропроводящих валков , установленных на осях с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях, причем холодный электрод подпружинен к горячему, зазор между валками не превышает минимального размера куска, а угол захвата кусков не превышает двух углов трения. Нагреватель раямещен во внутренней полости горячего электрода. Устройство содержит усилитель, компаратор , исполнительный механизм, включающий привод и сопло, элемент включения , соединенный с приводом исполнительного механизма, приемные бункеры продуктов сортировки. Устройство снабжено ключевым времяамплитудным интегрирующим преобразователем, D-триггеррм, схемой задержки и датчиком тени. Критерием отбора куска в соответствующий продукт является сигнал о превышении напряжения на одном из входов схемы сравнения преобразователя . При превышении напряжения на втором входе схемы сравнения на ее выходе появляется сигнал О (низкосортньй кусок), по которому элемент включения формирует сигнал управления . Привод открьшает проход сжатому воздуху, который через сопло воздействует на подлежащий отбору низкосортный кусок, направляя его в бункер. 3 ил. SS (Л с 4 4 00 со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

1 Ai

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4 228583/23-1 2 (22) 13.04.87 (46) 15.12.88. Бюл.К- 46 (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" (72) В.В.Власов, В.В.Журавков и

С.П.Шуньков (53) 622.725(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 967572, кл. В 03 В 13/06, 1982 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ КУСКОВ

ГУБЧАТОГО ТИТАНА (57) Изобретение относится к поштучной сортировке предметов по их составу и позволяет повысить точность сортировки. Устройство для сортировки кусков губчатого титана содержит механизм покусковой подачи, датчик термоЭДС, включающий изолированные друг от друга горячий и холодный электроды, выполненные в виде полых цилиндрических электропроводящих валков, установленных на осях с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях, причем холодный электрод подпружинен к горячему, зазор между валками не превышает мини ° (50 4 В 07 С 5/342 В 03 В 13(06 мального размера куска, а угол захвата кусков не превышает двух углов трения. Нагреватель размещен во внутренней полости горячего электрода.

Устройство содержит усилитель, компаратор, исполнительный механизм, вклю чающий привод и сопло, элемент вклю» чения, соединенный с приводом исполнительного механизма, приемные бункеры продуктов сортировки. Устройство снабжено ключевым времяамплитудиым .интегрирующим преобразователем, D-триггером, схемой задержки и датчиком тени. Критерием отбора куска в соответствующий продукт является сигнал о превышении напряжения на одном из входов схемы сравнения преобразова теля. При превышении напряжения на втором входе схемы сравнения на ее выходе появляется сигнал "0" (низкосортный кусок), по которому элемент включения (Ъормирует сигнал управления. Привод открывает проход сжатому воздуху, который через сопло воздействует на подлежащий отбору низкосортный кусок, направляя его в бункер

3 ил.

1443981

Изобретение относится к сортировке кусковых материалов, а именно к устройствам поштучной сортировки предметов по их составу, и предназначено

5 для сортировки кусков губчатого титана.

Цель изобретения — повышение точно сти сортировки путем увеличения площади контактирования,поверхности кус- 1ð ков с электродами.

На фиг.l схематически изображено устройство для сортировки кусков губчатого титана; на фиг.2 — силы, действующие на кусок в момент захвата его валками, и конструкция датчика тени; на фиг.3 — эпюры напряжений на входах и выходах отдельных элементов

-блок-схемы устройства.

Устройство для сортировки кусков 20 губчатого титана содержит механизм 1 покусковой подачи, датчик 2 термоЭДС, включающий изолированные друг от дру га горячий 3 и холодный 4 электроды, выполненные в виде одинаковых по раз- 25 мерам полых цилиндрических электропро водящих валков, установленных на осях 5 и 6 с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях (навстречу друг другу по часовой 30 и против часовой стрелки соответствен но, как показано на фиг.1), причем холодный электрод 4 подпружинен к горячему электроду 3 (не показано) °

Зазор 7 между валками не превышает ми нимального размера куска (если между электродами 3 и 4 нет куска), а угол захвата ос (фиг.2) не превышает двух углов трения, т.е. eL 24. Нагреватель 8 размещен во внутренней полости 40

9 горячего электрода 3.

Устройство содержит подключенный к датчику 2 термоЭДС усилитель 10, выход которого подключен к входу компаратора ll, исполнительный механизм

12, включающий привод 13 и сопло 14, элемент 15 включения, соединенный с приводом 13 исполнительного механизма 12, а также приемные бункеры продуктов сортировки: бункер 16 высокосортного продукта и бункер 17 низкосортного продукта.

Устройство снабжено ключевым время . амплитудным интегрирующим преобразователем 18, D-триггером 19 и схемой 20 задержки.

Ключевой времяамплитудный интегри" рующий преобразователь 18 содержит первую и вторую интегрирующие цепочки с одинаковыми постоянными времени б, л (с, = a< = R С, = R С ), соизмеримыми с длительностью сигнала тени (а ени), содержащие общие резистор 21, первый 22 и второй 23 накопительные конденсаторы соответственно, первый

24 и второй 25 управляющие ключи, включенные соответственно между общим резистором 21 и первым 22 и вторым 23 накопительными конденсаторами, первый 26 и второй 27 синхронизирующие ключи, параллельно подключенные к первому 22 и второму 23 накопительным конденсаторам соответственно, первый

28 и второй 29 инверторы и схему 30 сравнения.

Вход управления первого управляюще— го ключа 24 подключен к выходу компаратора 11 непосредственно, а вход управления второго управляющего ключа

25 подключен к выходу компаратора 11 через первый инвертор 28. Входы управления первого 26 и второго 27 синхронизирующих ключей подключены к выходу второго инвертора 29, а выходи ключей

26 и 27 подключены соответственно к первому и второму входам схемы 30 сравнения, выход которой подключен к D-входу D-триггера 19.

Устройство снабжено датчиком 31 тени, выход которого через второй инвертор 29 подключен к С-входу D-триггера 19, выход которого подключен к входу схемы 20 задержки, выход которой подключен к входу элемента 15 включения.

Датчик 31 тени (фиг.2) может быть выполнен, например, в виде оптопары: фотодатчик 32 (светодиод) — фотоприемник 33 (фотодиодов, установленных по обе стороны от диэлектрической планки 34, подвижно соединенной с осью 6 холодного электрода 4 с возможностью свободного скольжения вдоль направляющих 35 при изменении зазора 7 между электродами во время обкатки куска электродами 3 и 4).

Планка 34 установлена в плоскости горизонтальной оси электродов 3 и 4 и имеет окно 36, размер ф которого несколько превышает максимальный размер куска, т.е. < Лщ„,;

На фиг.2 показан случай, когда зазор между валками в момент захвата куска увеличился на величину 4 L (благодаря тому, что холодный электрод 4 подпружинен относительно горячего электрода 3). При этом излучение фотоз

144398 датчика 32 регистрируется фотоприемником 33, и формируется передний фронт импульса сигнала тени (фиг.3a), длительность которого соответствует времени обкатки (измерения термоЭДС от куска) от момента захвата куска валками 3 и 4 до момента отрыва куска с этих валков. В момент отрыва зазор между валками 3 и 4 восстанавливается 10 до первоначальной величины (меньше минимального размера куска). Оптическая ось 32-33 прерывается. При этом формируется задний фронт импульса сигнала тени (фиг.3a). При захвате валка-15 ми следующего куска цикл формирования сигнала тени повторяется.В исходном состоянии (без куска между валками) оптическая ось 32-33 прервана.

В предлагаемом устройстве ключи

24-27 могут быть реализованы, например микросхемой К561 КТЗ (четыре двунаправленных переключателя), а схема

30 сравнения — микросхемой К554 СА3 (компаратор напряжения). Первый 28 и 25 второй 29 инверторы — логические элементы HE.

На фиг.Ç приведены эпюры напряжений: я — П „ датчика 31 тени; б

Б „„второго инвертора 29; в — Пв„ комларяторя 11; г — U „х комлараторя

11; д — Uв,„ первого инвертора 28; е — Пв„ схемы 30 сравнения; з е», U D-триггера 19; ж — П „ схемы вы»

30 сравнения; и — U схемы 20 завы» держки; к — U цх элемента 15 включения.

2Nъ. R (5)

5 или 2P f ° сов (ы/2) 2P sin (оС/2) (6) Откуда

1 tg (ф//2) (7) tg CP

Тогда ъ tg (ы/2) (8) Следовательно, угол захвата еС валков куска должен быть меньше удвоенного угла трения.

Устройство работает следующим образом.

Куски губчатого титана механизмом

1 локусковой подачи последовательно друг за другом подаются в пространство между электродами 3 и 4 датчика 2 термоЭДС и обкатываются ими. При обкатке куска, зазор 7 между электродами увеличивается, и на выходе датчика 31 тени появляется сигнал тени, длительность которого соответствует времени нахождения куска в зоне изме" рений (фиг.Зя). Следует отметить, что в пределах одного класса крупности размеры кусков не отличаются резко друг от друга, поэтому импульсы сигнала тени (, тени и с.ц тени) двух п соседних кусков (фиг.Зя} не отличаются резко по длительности. На фиг.3а Ъ сц тени > с„, тени.

Сигнал тени с выхода датчика 31 тени инвертируется вторым инвертором

29 и поступает одновременно на входы управления синхронизирующих ключей

26 и 27, размыкая их, и на вход синхронизации (С-вход) 0-триггера 19.

При обкатывянии Куска электродамивалками образуется в общем случае и пар контактных площадок (участков), в которых кусок соприкасается одновременно с поверхностями горячего 3 и холодного 4 электродов. При каждом таком одновременном контакте, между куском и горячим электродом 3 возникает термоЭДС, величина которой при постоянной разнице их температур зависит только от состава и состояния контролируемых участков поверхности куска. ТермоЭДС с каждой пары контроR = 2P sin (d/2) и удерживающих (N) сил, которые явля45 ются проекциями сил трения (Т) на ось. параллельную направлению силы R. (2) N = Т ° cos (о /2) (3) Т=P f., 55 (4) N = P f cos (oC/2) На кусок губчатого титана, зажатый между g,âóèÿ валками, действует выталкивающая сила R, представляющая собой равнодействующую сжимающих (P) Масса куска по сравнению с другими силами маля и ею можно пренебречь.

Сила трения где f. — коэффициент трения материала куска о поверхность. валков, Подставляя (3) в (2), получают

Куски материала остаются в зоне измерений (между валками), если

Коэффициент трения и часто выража» ют через угол трения (p, т.е.

5 14439 лируемых участков поверхности куска усиливается усилителем 10 и поступает на вход компаратора 11, в котором сравнивается с заданным пороговым зна. чением напряжения — U„ . На выходе

5 компаратора 11 при этом появляется результат сравнения — последовательность информационных сигналов "1" н

"0", характеризующих соответственно величину (уровень) термоЭДС, превышающую пороговое значение и величину термоЭДС, оказавшуюся ниже порога (фиг.Зг). При этом не исключено, что на выходе компаратора 11 может появиться всего лишь один информационный сигнал: "1" или "0". Это означает, что величина термоЭДС от всех участ-. ков контролируемой поверхности куска оказалась либо выше, либо ниже порогового значения.

Информационные сигналы "1" и "0" с выхода компаратора ll поступают на вход управления первого управляющего ключа 24 непосредственно, а на вход 26 управления второго управляющего ключа

25 — через первый инвертор 28.

В моменты прихода на вход управления первого управляющего ключа 24 сигналов "1" (фиг.Зе), т.е. в моменты времени (tg t ) t (y tg) э

t ), (t7 — t6 ), ключ 24 замыкается и накопительный конденсатор 22 заряжается от источника напряжения (E) через резистор 21, накапливая информацию термоЭДС, величина которой превышает пороговое значение. В моменты времени (t< - t ), (tZ — t .), (t — и ) происходит хранение накопленной ийформации (ключ 24 размокнут).

В моменты прихода на вход управления второго управляющего ключа 25 сигналов "1" (инвертированный сигнал

"0"), т.е. в моменты времени (t

В моменты времени (й. - t+), (tg Сб) и (С t ). (фиг ° Зж) пРОиС ходит хранение накойленной информации (ключ 25 разомкнут). Так как постоянные времени первой и второй интегрирующих цепочек преобразователя 18 выбраны одинаковыми (t С, КС * КС, а С С ) и соиэмеримы81 б ми с длительностью сигнала тени (с„ тени), то происходит независимое накопление информации о полезном сигна; ле от куска (форма сигнала показана на фиг.Зв), "испещренном" сигналами коммутационных помех (не показаны).

При этом коммутационные помехи не оказывают существенного влияния на результат обработки полезного сигналаЗаряд накопительных конденсаторов

22 и 23 осуществляется по экспоненциальному закону, что делает преобразователь 18 менее чувствительным к изменению длительности сигналов тени (c< тени) илн, что то же самое, к изменению размеров кусков, так как скорость заряда конденсаторов со временем уменьшается н, соответственно, чем больше время обработки полезного сигнала (чем длиннее кусок), тем меньше скорость заряда конденсаторов.

При этом не происходит ограничения выходного напряжения, По окончании инвертированного сигнала тени (фиг.36,е,ж,з, моменты времени t> — для первого куска и для второго куска), т.е. при отрыве каждого из кусков от электродов 3 и

4 синхрониэирующие ключи 26 и 27 замыкаются, конденсаторы 22 и 23 начи нают разряжаться до прихода очередного инвертированного сигнала тени (до момента t, для первого куска на

f фиг.Зе,ж) ° Схема 30 сравнения сравнивает по амплитуде напряжения на ее первом и втором входах, а результаты сравнения — информационные сигналы

"1" (высокосортный кусок) или "0" (низкосортный кусок) поступают íà D- вход D-триггера 19. .При одновременном приходе информационных сигналов на D-вход D-триггера

19 и окончании инвертированного сиг1 ° нала тени на его С-входе, на выходе триггера 19 появляется соответствую À сигнал "1" (t> ) AH "0" (t< ) который сохраняется до окончания сигнала тени от следующего куска.

На фиг.Зз сигнал "1" от первого (высокосортного) куска хранится до момента времени t, т.е. до оконча( ния сигнала тени от второго куска.

Критерием отбора кусков в соответствующий продукт является сигнал о превышении напряжения на одном из входов схемы 30 сравнения.

Из фиг.Зе.ж видно, что для первого куска (с ц, тени) характерно превыше10

При поступлении сигнала "0" на вход схемы 20 задержки, на ее выходе появляется сигнал (фиг.Зи), длительность которого (а ) соответствует вре. мени перемещения куска от места от- 15 рыва куска от места отрыва с валковэлектродов 3 и 4 до сопла 14 исполнительного механизма 12. Этот сигнал поступает на вход элемента 15 включения, который формирует управляющий 20 сигнал (фиг.Зк), длительность которого о „д соответствует времени включения исполнительного механизма 12, усиливает его по мощности до величины, необходимой для срабатывания привода 25

13 исполнительного механизма 12.

llо сигналу элемента 15 включения привод 13 (электропневмоклапан) открывает проход сжатому воздуху, который через сопло 14 воздействует на подлежащий отбору низкосортный кусок, направляя его в бункер 17 низкосортного продукта. Остальные (высокосортные) куски, не изменяя своей траектории, попадают в бункер 16 высокосортного продукта.

35

Фо р м ул а и з о б р е т е н и я

Устройство для сортировки кусков губчатого титана, содержащее узел покусковой подачи, узел контроля, включающий датчик термоЭДС с изолированными один от другого горячим и холодным электродами, схему обработки информации, содержащую усилитель и компаратор, исполнительный механизм с элементом его включения, 45.

7 14439 ние напряжения на первом входе схемы

30 сравнения (сигнал "1" на выходе), а для второго куска (тени) — наоборот (сигнал "0" на выходе), следовательно, второи кусок является низ. 5 косортным и подлежит отбору исполни„тельным механизмом 12 в бункер 17 низкосортного продукта. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сортировки за счет увеличения площади контакти- рования поверхности кусков с электродами, схема обработки информации дополнительно снабжена D-триггером, схемой задержки и ключевым времяамплитудным интегрирующим преобразователем

1 содержащим схему сравнения, инверторы, управляющие ключи, синхронизирующие ключи, конденсаторы, резистор, источник питания, а узел контроля до" полнительно включает датчик размера кусков, установленный на холодном электроде, причем горячий и холодный электроды датчика термоЭДС выполнены в виде одинаковых IIo размерам полых цилиндрических электропроводящих валков, установленных на соответствующих осях с зазором, не превышающим минимального размера куска с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях, причем холодный электрод подпружинен относительно горячего, а угол захвата кусков элект— родами не превышает двух углов тре! ния, при этом выход холодного электрода через усилитель и компаратор соединен непосредственно с первым выводом первого управляющего ключа и через первый инвертор с первым выводом второго управляющего ключа, вторые выводы управляющих ключей через резистор подключены к источнику питания, а третьи — через соответствующие конденсаторы с общей шиной, с первыми выводами соответствующих синхрониэируюших ключей и через схему сравнения с информационным входом Э-триггера, выход датчика размера кусков через второй инвертор соединен с вторыми выводами синхронизирующих ключей и с управляющим входом D-триггера, выход которого соединен через схему задержки с входом элемента включения исполнительного механизма, причем тре" тьи выводы синхронизирующнх ключей соединены с общей шиной.

1443981

1443981

Составитель С.Тихонравова

Техред A.Êðàâ÷óê

Корректор М.Васильева

Редактор И.Касарда

Подписное Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6422/8

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. р л П оектная 4