Способ определения веса брикетированной продукции и устройство для его реализации

 

Использование: в весоизмерительной технике в оборудовании автоматических линий формообразующего или фасовочного назначения (при производстве сливочного масла, маргарина, творога, мыла и т.д.). Сущность изобретения: под брикетируемым изделием создают несущую воздушную прослойку, приводят изделие в свободное поступательное движение, измеряют избыточное давление в воздушной прослойке, интегрируют это давление по времени, в течении которого прослойка воздействует на изделие, при этом давление измеряют под равномерно движущимся изделием. Вес изделия определяют по формуле где: G - вес изделия; p - избыточное давление в воздушной прослойке под изделием; a - продольный размер изделия; b - поперечный размер изделия; К_м - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрического места измерения избыточного давления; К_ф - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы опорной поверхности изделия; t - время нахождения изделия над местом измерения давления; τ - текущее время. Устройство содержит горизонтальный пневмоконвейер с пневмокамерой, верхняя стенка которой перфорирована, датчик избыточного давления, интегрирующий блок, суммирующий мгновенные значения давления, поступающие с датчика давления, измеритель временных промежутков, вычислительный блок, обрабатывающий информацию с интегрирующего блока и измерителя временных промежутков, при этом пневмоконвейер состоит из участка разгона, оси перфорационных отверстий которого наклонены в сторону движения изделия, и участка измерения, оси перфорационных отверстий которого вертикальны. Датчик, измеряющий избыточное давление в несущей прослойке, расположен в средней части участка измерения и соединен с измерителем временных промежутков. 2 с.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может использоваться в оборудовании автоматических линий формообразующего или фасовочного назначения предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности.

Существует способ определения массы изделия при пневмотранспортировании и устройство его реализации [1], при котором создают под транспортируемым изделием несущую воздушную прослойку, кратковременным импульсом давления вызывают колебания изделия и определяют массу изделия по периметру 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.

Незначительная толщина несущей воздушной прослойки под транспортируемым изделием приводит к тому, что амплитуда свободных колебаний изделия невелика, а это усложняет измерение периода и снижает надежность измерительного устройства.

Наиболее близким предлагаемому способу по сущности изобретения является способ определения массы брикетированной продукции [2], заключающийся в том, что создают под транспортируемым изделием несущую воздушную прослойку, 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 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, зависящей от места измерения избыточного давления;
t - время воздействия вспомогательной воздушной прослойки.

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.

Недостаток этого способа - сложность процесса измерения и вследствие этого низкая надежность устройств (кроме измерительного сигнала с датчика давления используются два сигнала с фотодатчиков).

Технической задачей является повышение надежности бесконтактного измерения веса штучных брикетированных или упакованных изделий путем уменьшения числа измерительных сигналов.

Сущность изобретения состоит в том, что создают под транспортируемым изделием несущую воздушную прослойку, приводят изделие в свободное поступательное движение, измеряют избыточное давление в воздушной прослойке, интегрируют это давление по времени, в течение которого прослойка воздействует на изделие, при этом давление измеряют под равномерно движущимся изделием, а вес изделия определяют по формуле
,
где
G - вес изделия;
p - избыточное давление в воздушной прослойке под давлением;
a - продольный размер изделия;
b - поперечный размер изделия;
K_м - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрического места измерения избыточного давления;
K_ф - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы опорной поверхности изделия;
t - время нахождения изделия над местом измерения давления;
τ - текущее время.

Для определения веса брикетирования продукции используется устройство, включающее горизонтальный пневмоконвейер с пневмокамерой, верхняя стенка которой перфорирована, датчик избыточного давления, интегрирующий блок, суммирующий мгновенные значения, поступающие с датчика давления, измеритель временных промежутков, вычислительный блок, обрабатывающий информацию с интегрирующего блока и измерителя временных промежутков, при этом пневмоконвейер состоит из участка разгона, оси перфорационных отверстий которого наклонены в сторону движения изделия, и участка измерения, оси перфорационных отверстий которого вертикальны, а датчик, измеряющий избыточное давление в несущей прослойке, расположен в средней части участка измерения и соединения с измерителем временных промежутков.

Технический результат достигается тем, что вес изделия, зависшего на воздушной прослойке, равен суммарной силе давления на опорную поверхность со стороны прослойки

где
S - площадь опорной поверхности изделия.

Для изделий правильной формы (опорная поверхность которых близка к прямоугольной) можно считать

где
x - координата по оси, направленной вдоль конвейера;
a - продольный размер изделия;
b - поперечный размер изделия;
K_м - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрического места измерения избыточного давления;
K_ф - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы опорной поверхности изделия.

При равномерном движении изделия вдоль пневмоконвейера над местом измерения давления верна зависимость

где
V - скорость равномерного движения изделия;
τ - текущее время;
t - время, за которое изделие проходит над местом измерения давления.

Произведя замену переменной τ на t и соответственно изменив пределы интегрирования в формуле (2), получим

или

Преимущество способа, позволяющее создавать высоконадежные измерительные устройства, в том, что для определения веса используется лишь один измерительный сигнал (давление).

На чертеже представлено устройство, позволяющее реализовать предлагаемый способ.

Устройство для определения веса продукции (изделий 1, 2) включает горизонтальный пневмоконвейер, состоящий из участка разгона 3 и участка измерения 4, на поверхности которого размещен датчик избыточного давления воздушной прослойки 5, соединенный с интегрирующим блоком 6 и измерителем временных промежутков 7, которые в свою очередь соединены с вычислительным блоком 8.

Устройство работает следующим образом.

Изделие помещают на участок разгона. Под действием струй воздуха, истекающих из наклонных перфорационных отверстий, и несущей прослойки, образующейся между опорной поверхностью изделия и пневмоконвейером, изделие движется ускорено по направлению к участку измерения. На участке измерения изделие движется равномерно, поскольку сила сопротивления воздуха незначительна, а действие струй, истекающих из отверстий, перпендикулярно направлению движения. При "проплывании" изделия над зоной расположения датчика избыточного давления воздушная прослойка воздействует на датчик, который выдает сигнал, соответствующий мгновенному значению избыточного давления в точке опорной поверхности изделия, находящейся над датчиком. При наличии этого сигнала работают интегрирующий блок и измеритель временных промежутков, информация с которых поступает на вычислительный блок.

Вычислительный блок по полученной информации и предварительно заданным значениям размеров изделия с учетом относительного положения точки измерения давления и особенностей формы определяет вес изделия по формуле (5).

Формула изобретения

1. Способ определения веса брикетированной продукции, заключающийся в том, что создают под брикетируемым изделием несущую воздушную прослойку, приводят изделие в свободное поступательное движение, измеряют избыточное давление в воздушной прослойке, интегрируют это давление по времени, в течение которого прослойка воздействует на изделие, отличающийся тем, что давление измеряют под равномерно движущимся изделием, а вес изделия определяют по формуле

где G - вес изделия;
p - избыточное давление в воздушной прослойке под изделием;
a - продольный размер изделия;
b - поперечный размер изделия;
K_м - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрического места измерения избыточного давления;
K_ф - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы опорной поверхности изделия;
t - время нахождения изделия над местом измерения давления;
τ - текущее время.

2. Устройство для определения веса брикетированной продукции, включающее горизонтальный пневмоконвейер с пневмокамерой, верхняя стенка которой перфорирована, датчик избыточного давления, интегрирующий блок, суммирующий мгновенные значения давления, поступающие с датчика давления, измеритель временных промежутков, вычислительный блок, обрабатывающий информацию с интегрирующего блока и измерителя временных промежутков, отличающееся тем, что пневмоконвейер состоит из участка разгона, оси перфорационных отверстий которого наклонены в сторону движения изделия, и участка измерения, оси перфорационных отверстий которого вертикальны, при этом датчик, измеряющий избыточное давление в несущей прослойке, расположен в средней части участка измерения и соединен с измерителем временных промежутков.

РИСУНКИ

Рисунок 1