Устройство управления нагревателем в упаковочной машине

 

Изобретение относится к упаковочному оборудованию и может быть использовано в пищевой, химической и других областях промышленности. Устройство содержит источник питания, выполненный в виде тиристорного дозатора энергии с фазовым управлением, который включает выпрямитель, блок фазового управления и силовой блок. Сущность изобретения заключается в том, что в блок фазового управления введен измеритель мощности. Это обеспечивает повышение стабильности температуры нагревателя во всем диапазоне регулирования и изменения напряжения сети. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к упаковочному оборудованию и может быть использовано в пищевой, химической и других областях промышленности.

Предлагаемое устройство предназначено для использования в качестве устройства управления нагревателем в упаковочном оборудовании, работающем по принципу упаковывания фасуемого продукта в пакеты из термопластичного материала, например в автомате по розливу жидких продуктов в полиэтиленовые пакеты.

Известно устройство управления нагревателем в упаковочном автомате, содержащие нагреватель, источник питания, выполненный в виде тиристорного дозатора энергии с фазовым управлением, и блок управления с фазосдвигающим конденсатором (а.с. СССР №821306, пр.15.06.79, опубл. 15.04.81, кл. В 65 В 51/26).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления нагревателем в упаковочной машине, содержащее источник питания, выполненный в виде тиристорного дозатора энергии с фазовым управлением, включающий выпрямитель, блок фазового управления и силовой блок (патент РФ №2041844, пр. 15.03.93, опубл.20.08.95, кл. В 65 В 51/26). При этом блок фазового управления содержит фазосдвигающий конденсатор с блоком заряда и блоком разряда, источник опорного напряжения и компаратор.

В этих устройствах угол отсечки каждого полупериода определяется напряжением на фазосдвигающем конденсаторе, которое, в свою очередь, изменяется по закону изменения среднего значения напряжения, прикладываемого к нагревателю.

Недостатком известных устройств является узкий диапазон изменения напряжения сети, в котором поддерживается стабильная величина мощности в нагрузке (нагревателе), обусловленный тем, что эти устройства обеспечивают изменение мощности в нагрузке пропорционально линейному изменению напряжения сети, в то время как мощность, потребляемая нагрузкой, пропорциональна величине напряжения во второй степени.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение диапазона допустимых изменений значения напряжения питания, в котором обеспечивается поддержание заданной (выбранной) величины мощности на нагревателе и, в конечном итоге, повышение стабильности температуры нагревателя во всем диапазоне регулирования и изменения напряжения сети.

Для достижения указанного технического результата в устройстве управления нагревателем в упаковочной машине, содержащем источник питания, выполненный в виде тиристорного дозатора энергии с фазовым управлением, включающий последовательно соединенные выпрямитель, блок фазового управления, содержащий источник опорного напряжения, выход которого соединен с одним входом компаратора, и силовой блок, в блок фазового управления введен измеритель мощности, вход которого соединен с точкой соединения выпрямителя с источником опорного напряжения, а выход подключен к другому входу компаратора.

В частности для достижения технического результата измеритель мощности выполнен в виде параллельно соединенных детектора “нуля” и преобразователя “напряжение-частота”, выход которого подключен к первому входу преобразователя последовательности импульсов, выход которого соединен с первым входом суммирующего счетчика, выход которого подключен к первому входу преобразователя сигналов, выход которого является выходом измерителя мощности, а выход детектора “нуля” соединен с точкой соединения обнуляющих входов преобразователя последовательности импульсов, суммирующего счетчика и входа записи преобразователя сигналов.

Введение измерителя мощности в устройство управления нагревателем в упаковочной машине обеспечит стабильность температуры нагревателя во всем диапазоне изменения напряжения сети. В измерителе мощности частота следования импульсов на выходе преобразователя последовательности импульсов пропорциональна второй степени частоты на выходе преобразователя “напряжение-частота”. Накопленная суммирующим счетчиком в течение каждого полупериода сетевого напряжения информация соответствует суммарному значению квадратов сетевого напряжения и пропорциональна мощности, при этом обновление информации о накопленной в течение каждого полупериода сетевого напряжения мощности происходит по сигналу с детектора “нуля”.

Устройство поясняется следующими чертежами: на фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство управления нагревателем в упаковочной машине содержит выпрямитель 1 в виде выпрямительного моста, блок 2 фазового управления и силовой блок 3. Блок 2 фазового управления включает источник 4 опорного напряжения, измеритель 5 мощности и компаратор 6. Силовой блок 3 состоит из нагревателя 7, тиристорного дозатора 8, выходного ключа 9 и переключателя 10. Источник 4 опорного напряжения содержит разделительный диод 11, стабилизатор 12 напряжения для питания всех элементов блока 2 фазового управления, переменный резистор 13 для установки опорного напряжения. Измеритель 5 мощности содержит детектор “нуля” 14, преобразователь 15 “напряжение-частота”, преобразователь 16 последовательности импульсов, суммирующий счетчик 17, преобразователь 18 сигнала. В преобразователе 16 последовательности импульсов имеется подстроечный резистор 19 для установки коэффициента преобразования. Вход измерителя 5 мощности подсоединен к точке соединения выпрямителя 1 с источником 4 опорного напряжения. Выход блока 2 фазового управления через выходной ключ 9 подключен к управляющему выводу тиристорного дозатора 8 силового блока 3. Дополнительный вход выходного ключа 9 через переключатель 10 подключен к общей шине.

Устройство управления работает следующим образом.

В начале полупериода сетевого напряжения тиристорный дозатор 8 закрыт, детектор 14 “нуля” формирует импульс, по которому обнуляется преобразователь 16 последовательности импульсов и суммирующий счетчик 17. По мере увеличения напряжения на входе преобразователя 15 “напряжение-частота” линейно пропорционально изменяется (увеличивается) частота следования импульсов на входе преобразователя 16 последовательности импульсов, после которого импульсы, частота следования которых пропорциональна второй степени входного напряжения, поступают на счетный вход суммирующего счетчика 17. Коэффициент преобразования преобразователя 15 “напряжение-частота” изменяют подстроечным резистором 19 таким образом, чтобы, с одной стороны, исключить переполнение суммирующего счетчика 17, а, с другой стороны, обеспечить максимально возможное при всех колебаниях сетевого напряжения заполнение его (счетчика) разрядов. Накопленное в течение полуволны сетевого напряжения количество импульсов на выходе суммирующего счетчика 17, пропорциональное второй степени входного напряжения, в конце полупериода переписывается в преобразователь 18 сигнала по импульсу с детектора 14 “нуля”. На выходе преобразователя 18 сигнала формируется сигнал распределения мощности в течение полупериода сетевого напряжения. В момент времени t1, когда напряжение на выходе преобразователя 18 сигнала (и, значит, на выходе измерителя 5 мощности), подаваемое на вход компаратора 6, станет равным опорному напряжению Uoп источника 4 опорного напряжения, компаратор 6 вырабатывает сигнал, который через выходной ключ 9 подается на управляющий вход тиристорного дозатора 8 и открывает его (тиристор). Сформированный таким образом угол 1 фазовой отсечки определяется напряжением на выходе измерителя 5 мощности, пропорциональным второй степени входного напряжения, и величиной опорного напряжения.

При изменении напряжения сети, например при его уменьшении (показано пунктирной линией) с U~1 до U~2, изменяется сигнал распределения мощности на выходе преобразователя 18 сигнала измерителя 5 мощности - график Uизм2 (показан пунктирной линией). Напряжение на выходе измерителя 5 мощности станет равным опорному напряжению Uoп, и, соответственно, компаратор 6 сформирует сигнал для запуска силового блока 3 в момент времени t2, т.е. изменится угол фазовой отсечки (фаза открывания тиристорного дозатора 8) до значения 2, скомпенсировав тем самым изменение напряжения сети в соответствии с законом распределения мощности в течение полупериода сетевого напряжения. Таким образом, мощность, выделяющаяся в нагрузке (нагревателе 7), останется неизменной при изменении сетевого напряжения.

Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность, выделяющуюся на нагревателе, изменяя величину опорного напряжения Uoп при помощи переменного резистора 13, входящего в состав источника 4 опорного напряжения. Варьируя диапазоном изменения величины опорного напряжения Uoп, можно обеспечить необходимую плавность и диапазон регулирования мощности на нагревателе 7.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает плавность регулирования мощности на нагревателе, стабильность температуры нагрева нагревателя в широком диапазоне колебаний напряжения сети, а также, при необходимости, регулировку температурного режима.

Формула изобретения

1. Устройство управления нагревателем в упаковочной машине, содержащее источник питания, выполненный в виде тиристорного дозатора энергии с фазовым управлением, включающий последовательно соединенные выпрямитель, блок фазового управления, содержащий источник опорного напряжения, выход которого соединен с одним входом компаратора, и силовой блок, отличающееся тем, что в блок фазового управления введен измеритель мощности, вход которого соединен с точкой соединения выпрямителя с источником опорного напряжения, а выход подключен к второму входу компаратора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измеритель мощности выполнен в виде параллельно соединенных детектора "нуля" и преобразователя напряжение - частота, выход которого подключен к первому входу преобразователя последовательности импульсов, выход которого соединен с первым входом суммирующего счетчика, выход которого подключен к первому входу преобразователя сигналов, выход которого является выходом измерителя мощности, а выход детектора "нуля" соединен с точкой соединения обнуляющих входов преобразователя последовательности импульсов, суммирующего счетчика и входа записи преобразователя сигналов.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности для упаковки и фасовки в полимерную пленку сыпучих продуктов

Изобретение относится к способу и устройству для упаковки пищевого продукта в текучем состоянии с получением отдельных ломтиков, находящихся в герметичных оболочках

Изобретение относится к упаковочной технике, а именно к упаковочным машинам вертикального типа с подачей термосклеивающего упаковочного материала от возвратно-поступательного движения вверх-вниз устройства для образования поперечных швов пакетов

Изобретение относится к упаковочной технике

Изобретение относится к оборудованию для расфасовки и упаковки продуктов в пакеты из полиэтиленовой пленки и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к способу изготовления порционных упаковок с от вязкотекучего до пастообразного наполнителем, таким как колбасный фарш, жир, мастика и пр., в пленочном рукаве, формируемом до помещения наполнителя внутрь сваркой или термосваркой продольных кромок ленты из пленки, сматываемой с питателя и свернутой в виде рукава, в который под давлением периодически подаются порции наполнителя, после чего пленочный рукав запечатывается с образованием складчатого конца, а также к устройству для изготовления порционных упаковок пленочном рукаве

Изобретение относится к упаковочной технике и может быть использовано для упаковки пищевых и непищевых изделий различной формы и размеров, в том числе жидких, сыпучих и пастообразных веществ, упаковочными машинами, выполненными по технологической схеме «флоу-пак»

Изобретение относится к области сварки пластмасс и может найти применение в производственной технике при сварке кольцевых швов изделий в виде мешков и оболочек различного назначения

Устройство предназначено преимущественно для сварки кольцевых швов изделий в виде мешков и оболочек различного назначения. Устройство содержит основание 1, сварочный диск 2 и держатель 3 для свариваемых деталей с приводом 4 его вращения. Диск 2 соединен с приводом его вращения и помещен в открытую снизу камеру 20, в которой установлен обращенный к боковому торцу диска 20 нагревательный элемент 21. Устройство обеспечивает повышение качества сварки. 4 з.п ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к способу и устройству для сварки полимерной упаковки трубчатой формы. Способ включает в себя по меньшей мере следующие этапы: а) этап сворачивания, в процессе которого сворачивают слоистый материал (11), b) этап размещения, в процессе которого края (8, 9) слоистого материала (11) размещают рядом друг с другом, с) этап экструзии, в процессе которого экструдируют и размещают на краях (8, 9) полимерный шнур (12) в размягченном состоянии, d) этап плавления, в процессе которого края (8, 9) соединяют при помощи шнура (12), е) этап сжатия, в процессе которого к сварной зоне (10) прикладывают давление, и f) этап охлаждения, в процессе которого охлаждают сварное соединение. Устройство для осуществления способа по изобретению включает вертикальный сварочный стержень, выполненный с возможностью окружения его слоистым материалом, средства для экструдирования и наложения полимерного шнура в размягченном состоянии между наружной поверхностью сварочного стержня и слоистым материалом. Технический результат, достигаемый при использовании способа и устройства по изобретениям, заключается в том, чтобы улучшить качество сварного соединения, полученного при помощи сварного шнура, экструдированного в размягченном состоянии. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области упаковочного машиностроения, а именно к устройствам для формирования поперечного шва пакета, и может быть использовано в фасовочно-упаковочных машинах вертикального типа. Изобретение обеспечивает расширение ассортимента, повышение производительности и удобства эксплуатации. Устройство содержит сварочный механизм, состоящий из пары внешних 4 штоков, которые с одной стороны соединены между собой внешней 5 поперечной планкой, на которой закреплена одна сварочная губка 7, а с другой стороны соединены между собой внешней 11 опорной планкой. Устройство также содержит пару внутренних 3 штоков, которые с одной стороны соединены между собой внутренней 6 поперечной планкой, на которой закреплена вторая 8 сварочная губка, а с другой стороны соединены между собой внутренней 12 опорной планкой. Причем пара внутренних 3 штоков расположена между штоками внешней 4 пары, внешняя 11 опорная планка и внутренняя 12 опорная планка соединены с механизмом, предназначенным для перемещения этих планок и снабженным приводом, а одна из сварочных губок 7, 8 содержит средство 9 для отрезания готового пакета от рукава пленки, снабженное приводом 10. Устройство дополнительно содержит опорную плиту 15, а сварочный механизм - базовую пластину, на которой закреплены все его части. Между базовой пластиной 1 и опорной плитой 15 расположена по меньшей мере одна дугообразная направляющая 17 и как минимум одна ответная часть, способная перемещаться по направляющей 17, которые предназначены для обеспечения перемещения сварочного механизма по опорной плите 15. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к упаковочному оборудованию и может быть использовано в пищевой, химической и других областях промышленности

Наверх