Способ определения массы брикетированной продукции и устройство для его осуществления

 

Использование: оборудование автоматических линий формообразующего или фасовочного назначения. Сущность изобретения: создают под транспортируемым изделием несущую воздушную прослойку и на фиксированное время создают вспомогательную воздушную прослойку между боковой гранью первоначально неподвижного изделия и ограничительной стенкой конвейера, измеряют избыточное давление во вспомогательной воздушной прослойке, интегрируют это давление по времени, затем определяют скорость свободного поступательного движения изделия и вычисляют массу изделия. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в пищевой промышленности для взвешивания упаковок или изделий, имеющих форму параллелепипеда, перемещаемых при помощи пневмоконвейера.

Существует способ бесконтактного контроля массы движущихся изделий путем сообщения колебаний участку пневмоконвейера с размещенным на этом участке изделием, причем с целью повышения точности контроля участку пневмоконвейера при помощи вибратора сообщают гармонические колебания в направлении нормали к его несущей поверхности с частотой, соответствующей частоте свободных колебаний номинального по массе изделия на воздушной прослойке участка пневмоконвейера, а о величине массы изделия судят по амплитуде вынужденных колебаний изделия [1] Следует отметить, что значительное влияние на точность измерения оказывает масса участка пневмоконвейера и нестабильность параметров колебаний вибратора.

Наиболее близким предлагаемому способу по сущности изобретения является способ определения массы изделия при пневмотранспортировании и устройство его реализации [2] при котором создают под транспортируемым изделием несущую воздушную прослойку, кратковременным импульсом давления вызывают колебания изделия и определяют массу изделия по периоду его свободных колебаний.

Устройство для определения массы транспортируемого изделия содержит пневмотранспортер с камерой питания, узлы возбуждения и измерения колебаний, причем узел возбуждения размещен в камере питания и выполнен в виде источника импульсного напряжения, подключенного к двум электродам, установленным между собой с искровым зазором, а узел измерения колебаний выполнен в виде двух фотодатчиков поперечных перемещений и измерителя временных промежутков.

Очевидно, воздушная прослойка в устройстве, реализующем данный способ определения массы изделия, выполняет одновременно поддерживающую и измерительную функции. Это обстоятельство приводит к значительному влиянию формы и веса изделия на точность определения массы. Погрешность определения массы для данного способа следствие погрешности определения периода колебаний, но точное измерение периода затрудняется при увеличении массы изделия, приходящейся на единицу площади опорной поверхности, из-за уменьшения частоты и амплитуды свободных колебаний. Поэтому указанный способ успешно применяется при определении массы плоских изделий и плохо применим для определения массы объемных (упакованных или брикетированных) изделий.

Технической задачей является повышение точности бесконтактного измерения штучных брикетированных или упакованных изделий, близких по форме к параллелепипеду, путем разделения поддерживающего и измерительного воздействий.

Сущность изобретения состоит в том, что создают под транспортируемым изделием несущую воздушную прослойку и на фиксированное время создают вспомогательную воздушную прослойку между боковой гранью первоначально неподвижного изделия и ограничительной стенкой конвейера, измеряют избыточное давление во вспомогательной воздушной прослойке, интегрируют это давление по времени, в течение которого прослойка воздействует на изделие, затем определяют скорость свободного поступательного движения и определяют массу изделия по формуле: где p избыточное давление во вспомогательной воздушной прослойке; S площадь боковой грани изделия; V скорость движения изделия после прекращения воздействия вспомогательной воздушной прослойки; m масса изделия; K коэффициент пропорциональности, зависящий от места измерения избыточного давления; t время воздействия вспомогательной воздушной прослойки.

Для определения массы брикетированной продукции используется устройство, включающее прямой участок пневмоконвейера с основной пневмокамерой, верхняя стенка которой перфорирована, двумя фотодатчиками, соединенными с измерителем временных промежутков, содержащее дополнительную пневмокамеру с перфорированной боковой стенкой, датчик избыточного давления, установленный между перфорированной боковой стенкой дополнительной камеры и боковой гранью изделия, интегрирующий блок, суммирующий мгновенные значения давления, поступающие с датчика давления, вентиль, перекрывающий подачу сжатого воздуха в дополнительную камеру, а также вычислительный блок, обрабатывающий информацию с интегрирующего блока и измерителя временных промежутков, при этом фотодатчики расположены вдоль несущей поверхности пневмоконвейера.

Технический результат достигается тем, что после воздействия на боковую поверхность изделия, неподвижно лежавшего на несущей воздушной прослойке, импульса силы, направление которого параллельно несущей поверхности пневмоконвейера, изделие будет двигаться со скоростью V, определяемой из соотношения: Δ(F·t)= Δ(m·V), (1)
где Δ(m·V) импульс изделия, причем в случае нулевой начальной скорости справедливо:
Δ(m·V)= m·V, (2)
а Δ(F·t)- импульс силы, определяемый по формуле:

В выражении (3) для импульса силы не учитываем влияние силы трения изделия о воздух, так как эта сила пренебрежимо мала по сравнению с силой давления прослойки на боковую поверхность изделия. Из выражений (1),(2),(3) получим:

В качестве достоинств способа, значительно облегчающих переналадку весоизмерительного устройства, следует отметить, что для измерения массы изделия из материала с большей плотностью не требуется повышать величину давления во вспомогательной прослойке, что, в свою очередь, позволяет использовать однотипную измерительную аппаратуру.

Устройство, позволяющее реализовать предлагаемый способ, представлено на схемах (фиг.1 и 2).

Устройство представляет собой прямой участок пневмоконвейера с основной пневмокамерой 7, верхняя стенка которой перфорирована, с двумя фотодатчиками 5 и 6, расположенными вдоль несущей поверхности пневмоконвейера и соединенными с измерителем временных промежутков 8, кроме того, имеются дополнительная пневмокамера 2 с перфорированной боковой стенкой, датчик избыточного давления 3, установленный между перфорированной боковой стенкой дополнительной камеры и боковой гранью изделия 4, интегрирующий блок 10, суммирующий мгновенные значения давления, поступающие с датчика давления, вентиль 1, перекрывающий подачу сжатого воздуха в дополнительную камеру, а также вычислительный блок 9, обрабатывающий информацию с интегрирующего блока и измерителя временных промежутков.

Устройство работает следующим образом.

Изделие помещают в непосредственной близости от дополнительной камеры на несущую воздушную прослойку, образующуюся между верхней стенкой основной камеры и опорной поверхностью изделия, затем подают, кратковременно открывая вентиль, импульс давления в дополнительную камеру, приводящий к возникновению вспомогательной воздушной прослойки между боковой стенкой дополнительной камеры и боковой гранью изделия, одновременно определяя при помощи датчика избыточного давления и интегрирующего блока величину воздействия на изделие сил давления со стороны вспомогательной воздушной прослойки. После прекращения импульса давления определяют при помощи измерителя временных промежутков время прохождения изделием расстояния между фотодатчиками. Вычислительный блок по результатам измерения величины воздействия вспомогательной прослойки на заданную площадь и времени прохождения заданного пути высчитывает массу изделия по формуле (4).

Формула изобретения

1. Способ определения массы брикетированной продукции, заключающийся в том, что создают под транспортируемым изделием несущую воздушную прослойку, отличающийся тем, что на фиксированное время создают вспомогательную воздушную прослойку между боковой гранью первоначально неподвижного изделия и ограничительной стенкой конвейера, измеряют избыточное давление во вспомогательной воздушной прослойке, интегрируют это давление по времени, в течение которого прослойка воздействует на изделие, затем определяют скорость свободного поступательного движения изделия и определяют t массу изделия по формуле

где Р избыточное давление во вспомогательной воздушной прослойке;
S площадь боковой грани изделия;
V скорость движения изделия после прекращения воздействия вспомогательной воздушной прослойки;
m масса изделия;
К коэффициент пропорциональности, зависящий от места измерения избыточного давления;
t время воздействия вспомогательной воздушной прослойки.

2. Устройство для определения массы брикетированной продукции, включающее прямой участок пневмоконвейера с основной пневмокамерой, верхняя стенка которой перфорирована, двумя фотодатчиками, соединенными с измерителем временных промежутков, отличающееся тем, что оно содержит дополнительную пневмокамеру с перфорированной боковой стенкой, датчик избыточного давления, установленный между перфорированной боковой стенкой дополнительной камеры и боковой гранью изделия, интегрирующий блок, суммирующий мгновенные значения давления, поступающие с датчика давления, вентиль, перекрывающий подачу сжатого воздуха в дополнительную камеру, а также вычислительный блок, обрабатывающий информацию с интегрирующего блока и измерителя временных промежутков, при этом фотодатчики расположены вдоль несущей поверхности пневмоконвейера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2