Автоматический оптимизатор процесса сепарации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 268881 Союз Советских Социалистических РеспубликКомитет по делам изобретений и открыти при Совете Министров СССРио итет Опубликовано 10,1 Ч,1970. Бюллетень14Дата опубликования описания 4.И 11.1970 Авторизобрете Шеповал явите АВТОМАТИЧЕСКИ О ПТИМИ ЗАТО ЗЕРНОВЫХ С РОЦЕССА СЕПАРАЦИЕЙ Целью изооретения является повышение точности поддержания оптимального кннематического режима процесса сепарации и упрощение конструкции системы управления.Согласно изобретению эта цель достигается тем, что в предлагаемом оптимизаторе датчик величины расхода выполнен в виде порционных весов, снабженных пневматическим устройством, обеспечивающим пробное возмущение процесса сепарации, измерение, запоминание и сравнение длительности срабатывания порционных весов при пробно-возмущенном и невозмущенном состоянии процесса сепарации и воздействующим после указанного сравнения посредством логического устройства на бесступенчатый привод сепарнрующего органа. Устройство для измерения и времени срабатывания порцион О предлагаемом оптимизаторе вып двух пневматических емкостей,рез пневматические реле с каме сравнения и магистралями нагн ва. Эта связь осуществляется с 5 ционного пневмопереключателя,рычажно-храповым механизмом с бункером порционных весов. пневмопереключателя в новос п исходит при каждом отвесе пор О порционными весами.Заявлено 26,Ч 111.1968 (ч" с присоединением заявки Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и предназначено для управления режимами работы зерноочистительных машин на пунктах послеуборочной обработки зерна. Оно может быть также использовано для управления сепараторами различных зерновых смесей и продуктов их переработки на предприятиях мукомольной и элеваторной промышленности.Известны устройства для автоматической оптимизации процесса сепарации зерновых смесей на плоских решетах, состоящие из вариаторного привода колебательного вала сепаратора, датчика текущих значений величины прохода зерновой фракции через решето и универсального экстремального регулятора, воздействующего на электродвигатель управления вариатором. Поскольку статические характеристики решетных сепараторов в большинстве случаев отличаются своей пологостью, то замерять величину прохода зерновой фракции необходимо с высокой точностью (около 0,5% ) в широком диапазоне изменения величины прохода фракции, Применение различных расходомеров в сочетании с универсальными экстремальными регуляторами не обеспечивает желаемой точности поддержания оптимального режима. запоминанияых весов волнено в видесвязанных черами элементаетания и слипомощью познуправляемогосоединенным Поворот соплаоложение проции фракцииЛогическое устройство в предлагаемом оптимизаторе содержит реле запоминания выходного давления, поступающего к механизму бесступенчатого привода, в течение времени осуществления пробного возмущения и выполнения операции сравнения давлений, управляемое от пневмопереключателя через обратный клапан и элемент ИЛИ.С целью обеспечения работы сепаратора с некоторым недоходом до экстремума в слив-. ную магистраль одной из камер измерения длительности набора порции может быть включен дроссель с большим сопротивлением, чем в сливную магистраль другой камеры измерения длительности набора порции.На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого оптимизатора,Оптимизатор включает порционные весы с подвижным бункером 1, являющиеся датчиком величины расхода отводимой от сепаратора фракции. Бункер весов оборудован дном 2, кинематически связанным с поворотным лотком 3, Пневматическое устройство предлагаемого оптимизатора включает пятипозиционный переключатель, образованный поворотным соплом 4 и сообщающейся с атмосферой гильзой 5, имеющей пять отводных окон. Поворот сопла 4 переключателя осуществляется с помощью рычажно-храпового механизма б, связанного с бункером весов. Подвод давления питания из магистрали питания к переключателю осуществляется с помощью индикатора 7 положения дна. Если дно бункера открыто, то весь воздух из магистрали питания сбрасывается в атмосферу и давление не подается к соплу 4, Только в период взвешивания, когда дно бункера закрыто, давление будет подводиться к соплу переключателя, Пневматическое устройство включает также емкости 8 и 9 измерения длительности набора порции в бункере весов, обратные клапаны 10 и 11, пневматические реле 12 - 1 б и логическое устройство, содержащее реле 17 и 18, обратный клапан 19 и элемент ИЛИ (двухвходовый клапан) 20. Кроме того, пневматическое устройство содержит элемент сравнения 21, повторитель 22 и исполнительный механизм 23, воздействующий на вариатор 24 привода колебательного вала 25 решетного сепарирующего органа 2 б.Рычажно-храповой механизм б в предлагаемом оптимизаторе обеспечивает шаговое движение сопла 4 переключателя, При каждом опускании бункера он переводит переключатель из одного положения в другое по ходу часовой стрелки, Эти положения обозначены на чертеже буквами а, б, в, г и д. Кроме того, при опускании бункера рычажный механизм перебрасывает лоток 3, по которому проходовая фракция поступает в бункер весов при закрытом дне, а при открытом дне лоток 3 поворачивается так, что проходовая фракция направляется мимо весов.На чертеже показано исходное состояние устройства к моменту включения. Работа уст 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6 Э 65 ройства происходит циклами, каждый из которых состоит из пяти тактов, что соответствует пяти отвесам порцнонных весов,Та к т 1. При включении решетного сепаратора одна из выделенных фракций, например проходовая, поступает по поворотному лотку в бункер 1, дно 2 которого закрыто. При закрытом дне бункера сопло индикатора 7 закрыто и давление питания подводится к посаженному жестко на общий с храповым колесом вал поворотному соплу 4 переключателя. которое занимает положение а, и поэтому давление питания подводится к камере управл- ния реле 12, сопло которого (пневмоконтакт нормально размокнутый) открывается и в емкости 8 и 9 поступает давление питания. Камеры управления остальных пневматических реле сообщены с атмосферой.Когда бункер 1 наполнится, происходит его опускание и опорожнение, при этом рычажнохраповой механизм б поворачивает сопло 4 переключателя в положение б. Камера управления реле 12 сообщается с атмосферой и мембранный блок этого реле закрывает свое сопло 27, зафиксировав в камерах 8 и 9 давление питания. В процессе опорожнения бункера дно его открыто и сопло индикатора 7 сообщено с атмосферой, Пока дно не закроется, к переключателю давление не подводится, а поворотный лоток 3 направляет поток материала мимо весов. При возвращении бункера в исходное верхнее положение дно закрывается, поворотный лоток направляет материал в бункер, а сопло индикатора 7 закрывается. Таким образом подача давления питания к соплу 4 переключателя соответствует моменту начала взвешивания.Та кт 11, Поворотное сопло 4 переключателя находится в положении б. Давление питания подается в камеру управления реле 13, его сопло открывается и сообщает емкость 8 через дроссель 28 с атмосферой. Камеры управления остальных реле сообщены с атмосферой. Как только бункер наполнится, происходит его опускание и переброс сопла переключателя в положение в. Реле 13 закрывает свое сопло и таким образом в емкости 8 зафиксируется давление Р пропорциональное времени набора порции, При возвращении бункера в исходное верхнее положение давление питания в момент начала взвешивания подведено к переключателю.Т а кт 111, Поворотное сопло переключателя находится в положении в. Давление питания через клапан 19 и элемент ИЛИ 20 подается к камере управления реле 14 и в камеру А элемента сравнения 21. Камеры управления всех остальных реле сообщены с атмосферой, Верхнее сопло 29 реле 17 открывается, а нижнее сопло 30 закрывается. Давление Рос оо(и,. ратной связи в камере Б элемента сравнения, равное давлению на выходе оптимизатора (в камере исполнительного механизма 23) в конце предыдущего цикла работы, заперто, а на повторитель 22 подается давление из камеры5Е элемента сравнения, В результате того, ггов камеру А элемента сравнения 21 подастсядавление пробного возмущения Рр, являющееся частью давления питания, давление вкамере Е элемента сравнения равно давлсгц 1 юоорятцой связи Г , увелгчеццому на вели)чину, пропорциональную эффективной плопади мембраны ка 1 еры А элемента сравнения 21и давлению пробного возмущения, т. е,где а коэффициент пропорциональности.Это давление через повторитель 22 передается в исполнительный механизм, которыйперемещает подвиркный шкив варияторя ца Величину, пропорциональную давлению пробноГО ВОЗУЩЕПИЯ Рвр УВЕЛИЧРВЯЯ ТЕЪ СЯМЫЫобороты колебательного вала на величинуЬпор. Таким образом, осушествляется пробное возмущение режима сепарации,Как только бункер наполнится, происходитего опускание и переброс сопла переключателя в полокение г. Поскольку давление питания ранее (в положении в) подводилось к камере управления реле 17 и камере А элементасравнения 21 через обратный клапан 19 и элемент 20, то оно оказывается запертым в этихкамерах на момент переброса сопла переключателя в положение г и отсутствия подачи кнему давления питания во время опорожнениябункера.Т а к т И. Поворотное сопло пнсвмопереклочателя находится в полокении г. С моментаначала взвешивания четвертой порции к соплу 4 переключателя поступает из магистралинагнетания давление питания, которое далееподается в камеру управления реле 14 черезобратный клапан 19 и элемент 20, выполняющие логическую операцию ИЛИ, к реле иэлементу сравнения 21. Камеры управленияостальных реле сообщены с атмосферой.При подаче давления к камере управленияреле 14 оно открывает свое сопло и сообщаетемкость 9 через дроссель 31 со сливной магистралью, связацной с атмосферой. Как толькобункер наполнится, происходит его опусканиеи переброс переключателя в положение д. Реле 14 закрывает свое сопло и таким образомв емкости 9 зафиксируется давление Р 2, пропорциональное времени набора пробы при измененном значении оборотов колебательноговала сепаратора на Хпр, т. с. при удобно возмущенном режиме сепарации.В результате переброски сопла переключателя в полокение д камеры всех пневматических реле сообщаются с атмосферой. Реле 17закрывает свое верхнее сопло, и на повторитель 22 поступает давление Р. ДавлениеРр равно атмосферному, и исполнительныймеханизм 23 возвращает вариатор 24 в прежнее положение (в котором он находился донанесения пробного возмущения).Т а кт Ъ. Поворотное сопло пневмопереключателя находится в положении д. С моментаначала взвешивания к переключателю посту 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 пает давление питания, которое ддлсс направляется в камеры управления рслс 15, 16 и 18. Камеры управлеи остальных реле сообщены при этом с атмосферой.Рсдс 16 и 16 при подаче давления к камера. мпрявлс 1-;ил зякрывяот СВои Всрхцис сопла и давления Р, и Р 2 от емкостей 8 и 9 подаются соответственно в камеры 1 з и Г элемента сравнения и ца выходе его создается давлениевы - 1 ос+ гкоторое, через повторитель 22 подается к ис- пО;)ительно.;у Схя 11 изму 23. Поскольку В камеру управлеця реле 18 подается давление питания, его верхнее сопло открыто и магистраль 32 обратнсй связи Рос разобщена с магистралью 33 выхода оптимизатора,Если Р 2)Р (проход д увели гивался при пробном возмущении), то давление ца выходе оптимизатора увеличивается и исполнительный механизм перемещает подвижный диск вариатора в ту же сторону, что при пробном возмущении, и обороты колебательного вала 26 возрастают, т. с, режим работы сепаратора приближается к экстремальному значению.Если Рг(Р, (проход омсиьшилс 1 ири пробном возмущешги), то давление на выходе оптимизатора уменьцастся и исполнительный механизм соответственно уменьшает обороты колебательного вяла.Таким Образом, режим работы сепаратора приолияастся к оптимальному значению.После отвеса порции и возврата бункера в исходное положение сопло переключателя устанавливается в положение а. Камеры управления всех реле сообщаются с атмосферой. Реле 18 закрывает свое вернее сопло, сообщив канал обратной связи с камерой повторителя, при этом в камере Б элемента сравнения 21 запоминается новое значение давления ооратой связи.Рос - Рос +г - Р 1(2) 1) которое через повторитель поддерживается в камере исполнительного механизма, Следующий цикл работы оптимизатора начинается(2)при давлении ооратнои связи Рос. Итак, в результате цикла поиска оптимизатор приближает режим работы решетного сепаратора к точке максимального прохода овс, т. е. делает рабочий шаг в сторону экстремума. Величина этого шага зависит от удаленности процесса от экстремума.Если обозначить через О отсутствие давления, а через 1 наличие давления в камерах уп" равления пневмореле, то их состояние можно представить в виде следующей таблицы.Чл 1 некоторых сельскохозяйственных зерноочистительных машин недопустим переход режима их работы за точку д, в сторону повышенных оборотов. В этих случаях сопротивление дросселя 31, через который выпускается воздух из камеры 9, устанавливается меньшего значения, чем сопротивление дросселя 28, и автоматический оптимизатор работает с не268881 Положение пневмопе- реклгоча- теля Реле 1 б 17 18 1 г И О 0 1 1 О 0 0 0 О О 1 О 0 О О О 0 1 О 0 О 0 О 1 а б в г д Предмет изобретения Составтель И. Зайцев Техред Л. Я. Левина Корректоры: И. С. Хлыстова и Л. Б. БацыламаРедактор Е. П. Хорина Заказ 2126/15 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Коьгитета по делам изобретений и окрытнй при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 доходом до экстремума, так как в этом случае истечение воздуха из камеры 9 при срабатывании реле 14 больше и неравенство Р(Р может быть осуществлено до прохода процессом сепарации своего экстремального режима. 1. Лвтоматический оптимизатор процессасепарации зерновых смесей, содержащий датчик величины расхода отводимой от сепаратора фракции ибесступенчатый привод сепарирующего органа, отлссчающийся тем, что, с целью повышения точности поддержания оптимального кинематического режима процесса сепарации и упрощения конструкции системы управления, в нем датчик величины расхода выполнен в виде порционных весов, снабженных пневматическим устройством, обеспечивающим пробное возмущение процесса сепарации, измерение, запоминание и сравнение длительности срабатывания порциоиных весов при пробно-возмущенном и невозмушенном состоянии процесса сепарации и воздействующим после указанного сравнения посредством логического устройства на бесступенчатый приводколебательного вала сепаратора.2. Оптимизатор по п. 1, отличающийся тем,5 что, с целью упрощения конструкции и повышеггня надежности, устройство для измеренияи запоминания времени сраоатывания порционных весов выполнено в виде двух пневма.тических емкостей, связанных через пневма 10 тические реле с магистралями нагнетания ислива и камерами элемента сравнения с помощью позиционного пневмопереключателя,связанного рычакно-храповым механизмом сбунксром порционных весов и перебрасывае 15 мого В новое полОжен 1 ге при каждом отвесепорции фракции, отводимой от сепаратора.3. Оптимизатор по пп. 1 и 2, отличаюсссссйся тем, что, с целью уменьшения зоны рыскания относительно точки оптимального режима,20 пневматическое логическое устройство содержит реле запоминания выходного давле.гня,поступающего к механизму бесступенчатогопривода, в течение времени осуществленияробного возмущения и выполнения операции25 сравнения давлений, управляемое от пневмопереключателя через обратный клапан и элемент ИЛИ4. Оптимизатор по пп. 1 - 3, Отличаюсс 1 сйсяте, что, с целью обеспечения работы сепзрачО тора с некоторым недоходом до экстремума,в сливную магистраль одной из камер измерения длительности набора порции включендроссель с большим сопротивлением, чем всливную магистраль другой камеры измере 35 ния длительности набора порции,