Устройство регулирования формуемости смеси

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севетсиик

Социалистически к

Ресттубаии (»>996068 (б! ) Донолнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23. 07.81 (21) 3320192/22-02 с нрисоединением заявки М> (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.83, Бюллетень М 6

Дата опубликования онисания 18.02.83 (5l)NL. Кл.

В 22 С 19/04

Гевударствеевй кемвтет

МФР

Ее делам взебрвтевк» и вткрытий (53у УДКб21. 742. .57 (088.8) Б.А. Бардецкий, В.Н. Горбенко и P.Н. Галушкевич " -"- сМ >

: (. 4;. тц " > < >

> л . г ь;;. ; нс . ., Киевский институт автоматики им. XXY съезда КПСС (72) Авторы изобретения (7l ) Заявител.ь (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ФОРИУЕИОСТИ

СМЕСИ ния (1).

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в смесеприготовительных отде- лениях литейных цехов.

Известно устройство регулирова- . ния формуемости смеси, работа которого основана на контроле формуемости (свойство смеси просеиваться через щели определенного размера), содержащее пробоотборник, датчик формуемости, содержащего вибролоток (вибропитатель) с двумя поперечными щелями (первая - уже, а вторая - шире), под каждой из которых установлен фотодатчик, дозатора воды, подаваемой в .смеситель, содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами соответственно грубого и точного дозирования и блока управления, входы которого связаны с фотодатчиками датчика формуемости, а выходы - соответственно с клапанами грубого и точного дозирования. Отоб2 ранная пробоотборником из смесителя смесь поступает на вибролоток датчика формуемости и, просеиваясь через щели вибролотка, перекрывает фотоэлементы фотодатчиков, которые при этом через блок управления включают клапаны дозатора воды. tlo мере увлажнения смесь становится менее сыпучей и через меньшую щель не просыпается. При этом по сигналу от фотодатчика, установленного против меньшей щели блок управления отключает клапан грубого дозирования и смесь доводится до требуемой формуемости по каналу точного дозирования до момента прекращения просыпания смеси через большую щель, после чего отключается клапан точного дозироваНедостатком устройства является неспособность обеспечить необходимое качество приготавливаемой смеси при широком колебании влажности отрабо068

3 996 танной смеси, поступающей в смеситель. Если смесь на входе смесителя очень сухая, то клапаны грубого и точного дозирования воды продолжительное время включены, а смесь из смесителя выходит недоувлажненной.

Если поступающая в смеситель смесь имеет высокую влажность, то оба клапана доэирования продолжительное время отключены, а смесь из смесителя выходит переувлажненной. Это приводит к браку приготавливаемой смеси, и, в конечном итоге, к браку литья.

Наиболее близким к изобретению является устройство регулирования формуемости смеси, состоящее из датчика формуемости, содержащего вибролоток с двумя поперечными щелями разной ширины, пбд каждой из которых установлен фотодатчик дозатора воды, подаваемый в сместитель содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами грубого и точного дозирования воды, регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе дозатора воды, блока управления, формирователя сигналов "Низкой" и "Высокой" формуемости и шагового регулятора. Фотодатчики датчика формуемости связаны соответственно с входами формирователя и блока управления, выходы которого соединены с клапанами грубого и точного дозирования. Выходы формирователя соединены с входами шагового регулятора, выходы которого связаны с приводом регулирующего вентиля .

Устройство содержит формирователь, ° шаговый регулятор и регулирующий вентиль с приводом, связанные таким образом, что позволяет автоматически, в зависимости от влажности отработанной смеси, изменять расход воды. в смеситель посредством регулирующего вентиля, чем и достигается воэможность повышения качества смеси на выходе смесителя при значительных колебаниях влажности отработанной смеси. В случае понижения влажности подаваемой в смеситель отработанной смеси и при включенных обоих клапанах доэирования расход воды недостаточный и смесь выходит иэ смесителя

1 недоувлажненной. При этом через заданное время (20-25 c) по сигналам от формирователя .шаговый регулятор включает и поворачивает на один шаг привод регулирующего вентиля в сторону его открытия, увеличивая при этом расход воды в смеситель. Если через 20-25 с состояние фотодатчиков датчика формуемости не изменяется, то регулятор аналогичным .образом шаг за шагом увеличивает расход воды до тех пор, пока не отключится канал грубого дозирования, т.е. пока формуемость приготавливаемой смеси до10 стигнет величины близкой заданной.

Аналогично происходит закрытие регулирующего вентиля, если смесь из смесителя выходит переувлажненной@

Недостатками устройства являются

i5 снижение качества приготавливаемой смеси из-эа перенастройки регулирующего вентиля на требуемый расход воды после прерывания потока смеси, поступающей из смесителя на датчик

20 формуемости, если время прерывания первышает длительность временного интервала (20-25 с) между очередными шагами регулирующего вентиля.

Прерывание потока смеси (до 3-х

И раз в ч) из смесителя на датчик формуемости происходит по причине останова смесителя, вызванного в большинстве случаев несогласованностью производительйости смесеприготовительной линии с расходом смеси на участке формовки. акая несогласованность особенно ощутимо дестабилизирует процесс смесеприготовления при отсутствии бункера-компенсатора на выходе смесеприготовительной пинии. Снижение потребности в смеси на формовочном участке может происходить при переходе от мелких отливок к крупным, при выходе из строя формовочных машин и других аварийных си40 туациях, задерживающих процесс формовки. Если прекращается поступление смеси на вибролоток датчика формуемости, то фотодиоды фотодатчиков освещаются, как и в случае, когда

45 на датчик формуемости поступает влажная смесь, которая не просыпает ся через его щели. При этом шаговый регулятор вращает привод регулирующего вентиля, настроенного на номинальный расход воды, в сторону его закрытия, увеличивая тем самым время выхода устройства на оптимальный режим работы при возобновлении потока смеси Ilo вибролотку датчика формуемости, что ведет к .снижению качества приготавливаемой смеси.

Так,например, при непрерывном приготовлении смеси в смесителе с

68 6

996о производительностью 240 т/ч при одно=- отдельными входами первой схемы совпадения, выход которой связан. с соответствующими входами второй схемы разовом прерывании потока смеси к датчику формуемости на 2 мин (за совпадения и первой схемы. И-НЕ, вы" ход которой соединен с входом первой

2 мин регулирующий вентиль проходит весь регулируемый диапазон расхода воды) количество некачественной смеси на выходе смесителя может составить 3-5 т.

Таким образом, увеличение времени самонастройки устройства на оптиS

10 схемы согласования, причем, выход третьего входного инвертора связан с одним из входов третьей схемы совпадения, два других входа которой мальный (обеспечивающий заданную формуемость смеси на выходе смесителя) расход воды в смеситель после прерывания потока смеси, поступающей на датчик формуемости, приводит к получению некачественной по формуемости смеси на выходе смесителя и, в конечном итоге, в браку отливок.

Цель изобретения - увеличение выПоставленная цель достигается тем, что устройство регулирования формуемости смеси, приготавливаемой в смесителе, состоящее из датчика формуемости, содержащего вибролоток с двугз мя поперечными щелями разной ширины, под каждой из которых установлен фотодатчик дозатора роды, подаваемой в смеситель, содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами грубого и точного дозирования, регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе дозатора воды, блока управления, входы которого связаны с фотодатчиками датчика формуемости, а выходы — соответственно с клапанами грубого и точного дозирования, дополнительно снабжено блоком регулирования расхода воды в смеситель, а датчик формуемости до40 устройства на требуемый расход воды в смеситель при возобновлении потока смеси на вход датчика формуемости, чем и достигается увеличение выхода качественной смеси по формуемости.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2схема блока регулирования расхода воды. ! полнительно снабжен датчиком наличия потока смеси, поступающей из смесителя на вибролоток, причем входы

50 ками и датчиком наличия потока смеси, а выходы - с приводом регулируемого вентиля.

Кроме того, блок регулирования

Устройство состоит из датчика формуемости, содержащего приемный вибролоток 3 с узкой щелью 2 и широкой щелью 3, сборный желЬб 4-с тремя сквозными отверстиями в боковых стен ках, против которых расположены фотодатчики 5-7 наличия смеси, каждый из которых представляет собой осветитель, наведенный на фотоэлемент расхода воды содержит четыре инвертора, четыре схемы совпадения, схему

ИЛИ, триггер, две схемы выдержки времени, две схемы И-НЕ и две схемы согласования, выход которой являет ся выходом блока, входы которого являются входами трех входных инверторов, выходы которых соединены с

SS хода качественной смеси по формуемос- 0 ти. блока регулирования расхода воды сое- динены соответственно с-фотодатчисоединены соответственно со входами первого и второго входынх инверторов, а выход - с входом четвертой схемы совпадения и с одним из входов второй схемы И-НЕ, выход которой через первую схему выдержки времени соединены с S-входом триггера, прямой выход которого связан с отдельными входами обоих схем И-НЕ и через вторую схему выдержки времени и четвертый инвертор соединен с R-входом триггера, инверсный выход которого связан с соответствующими входами второй и четвертой схем совпадения .

Непрерывный контроль поступления отобранной из смесителя смеси на вибролоток датчика формуемости посредством датчика наличия потока смеси и управление приводом регулирующего вентиля посредством блока регулирования расхода воды, входы которого соединены соответственно с датчиком наличия потока смеси и с фотодатчиками датчика формуемости, а выходы - с приводом регулирующего вентиля, позволяют сохранить неизменным положение регулирующего вентиля при отсутствии потока смеси по вибролотку датчика формуемости и тем . самым практически исключить потребность времени на самоперенастройку

996068 через боковые отверстия желоба 4, при этом фотодатчик 5 расположен после щели 2, фотодатчик 6 после щели

3, а фотодатчик 7 (датчик наличия потока смеси по вибратору 1) после выходного торца вибролотка 1, дозатора 8 воды, подающего воду в смеситель 9 и имеющего клапан 10 грубого дозирования и клапан 11 точного доэирования воды, регулирующего аенти- 1О ля 12 с приводом., пробоотборника 13, направляющего желоба 14, блока 15 регулирования расхода воды и блока

16 управления, входы которого соединены с фотодатчиками 5 и 6 и с соответствующими входами блока,15, а выходы - с клапанами дозирования воды, причем, выход фотодатчика 7 соединен с отдельным входом блока 15, выходы которого связаны с приводом регули- щ рующего вентиля.

Блок 15 регулирования расхода воды (фиг. 2) состоит из инверторов

17-20, схем 21-24 совпадения, схемы

25 ИЛИ, триггера 26, схем 27 и 28 2s выдержки времени, схем 29 - 30 И-НЕ и схем согласования 31 и 32, выходы которых связаны с приводом регулирующего вентиля 12 и являются выходами блока, входы которого соединены соот- 0 ветственно с выходами фотодатчиков

5-7 и являются входами инверторов

17- 19 (входы инверторов 17 и 18 соединены с фотодатчиками 5 и 6, а вход инвертора 19 - с фотодатчиком 7) выходы которых соединены со входами схемы 21 совпадения, выход которой связан с входом схем 22 (схемы И) и входом схемы 29 И-НЕ, выход которой соединен со входом схемы 31 согласования, причем выход инвертора

19 связан с одним из входов схемы

23 совпадения, два других входа которой соединены с входами инверторов

17 и 18, а выход - с входом схемы 24 совпадения и в одним из входов схемы

30 (схемы И-HE), выход которой связан с входом схемы 32 согласования.

Выходы схем 22 и 24, совпадения связаны с входами схемы 25 (схемы ИЛИ), о выход которой через схему 27 выдержки времени соединен с $-входом триггера 26, прямой выход которого связан с отдельными входами схем 29 и

30 и через схему 28 выдержки времени и инвертор 20 соединен c R-входом триггера 26, инверсный выход которого связан с отдельными входами схем

22 и 24 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Смесь, отобранная пробоотборником

13 иэ смесителя 9, поступает на вибролоток 1 датчика формуемости и, просыпаясь через щели 2 и 3, bio сборному желебу 4 подается к фотодатчикам 5-7. К фотодатчику 7 смесь поступает и через выходной торец вибролотка 1, т.е. при наличии равномерного потока смеси по вибролотку световой поток фотодатчика 7 будет всегда перекрыт независимо от величины формуемости смеси, т.е. независимо от того, просыпается или не просыпается смесь через щели 2 и 3. При этом на вход инвертора 19 блока 15 сигнал от фотодатчика 7 не поступает.

К фотодатчику 5 поступает смесь, просыпающаяся через узкую щель 2, а к фотодатчику 6 поступает суммарный поток смеси, просыпающейся через щели 2 и 3. Сухая смесь, просыпаясь через щели 2 и 3 вибролотка, перекрывает световые потоки фотодатчиков

5 и 6, которые через блок управления включают клапаны 10 и ll дозирования воды, после чего в смеситель 9 подается вода и влажность приготавливаемой смеси увеличивается. По мере увеличения влажности формуемость (сыпучесть) смеси. уменьшается и ее просыпание через узкую щель 2 прекращается. При этом по сигналу фотодатчика 5 блок 16 управления отключает клапана 10 грубого дозирования воды и смесь доводится до требуемой формуемости посредством подачи воды в смеситель через клапан 11 точного дозирования воды, который отключается блоком 16 управления по сигналу фотодатчика 6 при прекращении просыпания смесей через широкую щель 3 вибролотка 1.

Если понижается влажность поступающей в смеситель смеси и расход воды через клапаны. 10 и 11 становится недостаточным, то на вход датчика формуемости поступает недоувлажненная смесь, которая просыпаясь через щели 2 и 3 вибролотка, перекрывает основные потоки фотодатчиков

5-7. В этом случае присутствуют сигналы на выходах инверторов 17-19 блока 15 регулирования расхода воды, а на входах схемы 21 (схемы И) - полное совпадение сигналов. При этом с вйхода схемы 21 поступает сигнал 10 ляющие сйгналы отсутствуют, так как нет совпадения сигналов ни на одной из схем 21 и 23 (схем И).

Если повысилась влажность подавае мой в смеситель отработанной смеси и смесь не просыпается через щели

2 и 3, то фотоэлементы фотодатчиков

5 и 6 освещаются, а световой поток фотодатчика 7 перекрывается. 8- этом случае полностью совпадают сигналы. на входах схемы 23 (схемы И), с вы- хода которой поступает сигнал на вход схемы 2ч (схемы И), которая при напичии на ее другом входе сигнала с инверсного выхода триггера 26 через схему 25 (ИЛИ) выдает сигнал на вход схемы 27 выдержки времени.

Если в течение времени t состояние фотодатчиков не изменится, то по сигналу с выхода схемы -27 посредством триггера 26, схем 30 и 32 сформируется сигнал на .включении привода регулирующего вентиля 12, который при этом вращается в сторону закрытия вентиля, уменьшая расход воды в смеситель. Шаг за шагом расход воды

- в смеситель уменьшается до наступления момента, когда влажность смеси понизится до величины, при которой смесь просыпаться через широкую щель

3, после чего по сигналу с выхода фотодатчика 6 блок 1 регулирования расхода воды выключает .привод регулирующего вентиля 12.

8 случае, если прекращается по-.. ступление смеси на вибролоток датчика формуемости, то освещается фотодиод фотодатчика 7, на выходе которого при этом появляется сигнал. При таком состоянии фотодатчика 7 не будет совпадения сигналов ни на одной из схем 21 и 23, а на выходах блока

15 регулирования расхода воды будут отсутствовать управляющие» сигналы, т.е. положение регулирующего вентиля будет сохраняться неизменным (таким, каким оно было до прерывания потока смеси} до тех пор, пока не возобновится поток смеси по вибролотку 1 датчика формуемости.

9 - 99606

55 на вход схемы 22 (схемы И), которая, при наличии на ее другом входе сиг" нала с инверсного. выхода триггера

26 (сигнала контроля исходного состояния триггера) через схему 25 (схе- 5 му ИЛИ) выдает сигнал на вход схемы

27 выдержки времени.

Если по. истечении времени t, задаваемым посредством схемы 27 выдержки времени и выбранным равным (или больше} времени транспортирования смеси от входа в смеситель 9 до поступления на вибролоток 1 датчика формуемости, состояние фотодатчиков (световые потоки фотодатчиков 5 -7 перекрыты) не изменится, то по сигналу с выхода схемы 27 триггер 26 устанавливается в состояние "1", после чего по сигналу с прямого выхода триггера при наличии сигнала на выходе схемы 21 посредством схем 29 и

31 включается привод регулирующего вентиля 12, который при этом вращается в сторону открытия вентиля, увеличивая при этом расход воды в смеси- 25 тель 9.

Продолжительность t работы привода в одном включении формируется посредством схемы 28 выдержки времени и инвартором 20. По истечении вре- зв мени t после включения привода ре" гулирующега вентиля сигналом с выхо" да схемы 28 через инвертор 20 триггер

26 устанавливается в исходное состояние и привод регулирующего вентиля отключается.

Если после увеличения расхода воды в смеситель. в течение времени t состояние фотодатчиков не изменится, то блок регулирования расхода воды описанным выше способом вновь включит на один шаг привод регулирующего вентиля и тем самым увеличит расход воды. И так шаг за шагом расход воды в смесителе увеличивается до тех пор, 5 пока не прекратится просыпание смеси через щель 2 датчика формуемости, т.е. пока не отключится клапан грубого дозирования воды и устройство не настроится на режим, при котором время работы клапана грубого дозирования в одном включении станет меньше времени t, а формуемость смеси не достигнет заданной .величины. При этом освещается фотодиод фотодатчика 5 и íà его выходе появляется сигнал. 8 этом случае на выходе блока

15 регулирования расхода воды управПредлагаемое устройство увеличивает выход качественной смеси по формуемости путем сокращения (на 11,5 мин) времени самонастройки устройства на требуемый расход воды в смеситель при возобновлении прерванного потока смеси, поступающей на вибролоток датчика формуемости.

11 . 9960

Экономический эффект составляет около 20 тыс. руб. в год на одно устройство при двухсменной его работе со смесителем непрерывного действия с производительностью 240 м /ч, S

Формула изобретения

1. Устройство регулирования фор- 1р муемости смеси, приготавливаемой в смесителе, состоящее из датчика формуемости, содержащего вибролоток с двумя поперечными щелями равной ширины, под каждой из которых установлен фотодатчик дозатора воды, подаваемой в смеситель, содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами грубого и точного дозирования, регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе дозатора воды, блока управления, входы которого соединены с фотодатчиками датчика формуемости, а выходысоответственно с клапанами грубого и точного дозирования, о т л и ч а ющ е. е с я тем, что, с целью увеличения выхода качественной смеси гЬ формуемости, оно дополнительно снабжено блоком регулирования расхода воды в смеситель, а датчик формуемости дополнительно снабжен датчиком наличия потока смеси, поступающей из смесителя на вибролоток, причем входы блока регулирования расхода воды

35 соединены соответственно с фотодатчиками и датчиком наличия потока смеси, а выходы - с приводом регулирующего вентиля, 2.. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок регулирования расхода воды содержит четыре инвертора, четыре схемы совпаде68 12 ния, схему ИЛИ, триггер, две схемы выдержки времени, две схемы И-НЕ и две схемы согласования, выходы которых являются выходами указанного бло ка, входы которого являются входами трех входных инверторов, выходы которых соединены с отдельными входами первой схемы совпадения, выход которой соединен с соответствующими входами второй схемы совпадения и первой схемы И-НЕ, выход которой соединен с входом первой схемы согласования, причем выход третьего входного инвертора соединен с одним из входов третьей схемы совпадения, два других входа которой соединены соответственно со входами первого и второго входных инверторов, а выход— с входом четвертой схемы совпадения и с одним из входов второй схемы

И-НЕ, выход которой соединен со входом второй схемы согласования, выходы второй и четвертой схем совпадения связаны с отдельными входами схемы ИЛИ, выход которой мерез первую схему выдержки времени соединен с

S-входом триггера, прямой выход которого соединен с отдельными входами обеих схем И-НЕ и через вторую схему выдержки времени и четвертый инвертор соединен с R-входом триггера инверсный выход которого соединен с соответствующими входами второй и четвертой схем совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Устройство для контроля формуемости по системе "Дитерт". Проспект .информационного отдела "Литейное производство" фирмы Георг Фишер

"Литконтроль-77" .

2. Авторское свидетельство СССР

N 549239, кл. В 22 С 5/04, 1975.

99б068 с

4he.8

Составитель Г. Демин

Редактор Н. Воловик Техреду T.Èàòî÷êà Корректор П. Бокшан, Заказ 791/18 Тираж.811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

И 3035 Иосква Ж-35 Раушская наб. д, 4/5

L «М. мю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4