Устройство для регулирования расхода сыпучих материалов из емкости

Союз СоввтскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свиа-ву(22) Заявлено 16.05.80 (21) 2925789/18-2 Йс присоединением заявки М(51)Я. Кл. 6 05 07 И 0 Гвеударстееивй комитет СССР пю делам изабретеиий и открытий(72) Авторы изобретения В,Н, Колотилин, В.В. Дядюра и П.С. Энгель,Криворожское отделение Украинског государственного проектного института "Иеталлур 1 ещЗ;матика"(5 тт) УСтРОйСТВО Ддя РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА СЫПУЧИХ ИАТЕРИАЛОВ ИЗ ЕИКОСТИ Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано при дозировании сыпучих материалов в металлургии, химии и промьаленности строительных материалов.Известно устройство для регулирования расхода материалов из емкости путем изменения производительности питателя, установленного пад емкостью/и снабженного датчиком нагрузки. Про-. изводительность питателя устанавливается регулятором в зависимости от рассогласования между заданной и текущей производительностью Известно также устройство для регулирования расхода сыпучих материалов, содержащее питатель с приводом, подклюценным к выходу регулятора, первый вход которого соединен с задатчиком производительности питателя, а второй - с выходом блока умножения, первый и второй входы, которого соединены соответственно с датчиками скорости и нагрузки питателя 2 1,Недостаток этих устройств заклю" чается в том, цто в них не учитыва" . ется изменение коэФфициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, вызванное колебаниями Физико-химических свойств материала, площади сечения выходного отверстия емкости и уровня материала в ней, что приводит к значительному снижению качества регулирования.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регулирования расхода сыпучих материалов, содержащее пита" тель с приводом, подключенным к выходу регулятора, первый вход которого соединен с датчиком производительности питателя, второй - с выходом блока умножения, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком скорости и нагрузки питателя, а управляющий вход соединенс датчиком нагрузки, Это устройство обеспечивает высокое качество регулирования за счет подстройки коэффициента усиления регулятора при изменении коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, вызванном перечисленными причинами3 .Однако известное устройство может быть применено только для ленточного 10 питателя, причем только в том случае, когда параметром, регулирующим производительность питателя, является скорость (альтернатива: площадь сечения), ибо только в этом случае на грузка пропорциональна коэффициенту передачи объекта в контуре регулирования производительности, Кроме того, устройство не всегда обеспечивает заданную производительность, тем самым 20 нарушая одно из основных требований, выдвигаемых к системе дозирования, а именно обеспечение подачи требуемого количества материала. Это объясняется тем,. что заданная производитель" И ность питателя устанавливается обычно оператором технологического процесса в пределах шкалы производительности, верхний предел которой р выбирается по вычисляемому номинальному . 30 коэффициенту передачи объекта.Отсюда следует, что не исключена возможность случая, когда оператором будет установлена такая заданная производительность О, которая не сможет быть достигнута даже при макси" мальном значении параметра, регулирующего производительность питателя К С 1, и может значительно отличаться от текущей производительности Рв ,щ случае, когда коэффициент передачи объекта уменьшается по отношению к номинальному, например, из-за налипания материала в .выходном отверстии емкости. 143Если при этом принудительно восстановится номинальный коэффициент передачи объекта, например, включением устройства побуждения истечения материала из емкости, то в первонаЯ чальный момент производительность скачком возрастает до Рр, что соответствует. Яп , и только затем плавно возвращается регулятором к заданному значению. Это происходит потому, что работа регулятора производительности не связана с работой устройства побуждения истечения материала из емкости и приводит к снижению эффективности регулирования вцелом.Цель изобретения - повышение эф-.фективности регулирования и расширение области применения устройствапутем использования для вычислениякоэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительностизависимостей, общих для основных типов питателей и поддерживания этогокоэффициента на уровне не ниже заданного.Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее датчик скорости питателя и привод питателя,подключенный к выходу первого регулятора, первый вход которого соединенс задатчиком производительности питателя, второй - с датчиком производительности питателя, а третий - сблоком деления, содержит датчик уровня материала в емкости, задатчик коэффициента передачи объекта в контуререгулирования производительности,блок задержки, блок нелинейного преобразования, аппарат побуждения и второй регулятор, первый вход которогосвязан с выходом блока деления, второй - с выходом задатчика коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, третий -через блок нелинейного преобразования - с выходом датчика уровня материала в емкости, а выход второго регулятора подключен ко входу аппаратапобуждения, причем один вход блокаделения связан с выходом датчика производительности питателя, а другойчерез блок задержки - с выходом датчика скорости питателяНа чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит датчик 1 скорости питателя, датчик 2 производительности питателя, датчик 3 уровняматериала в емкости, питатель с приводом 1, вибратор 5, блок 6 задержки,блок 7 деления, блок 8 нелинейногопреобразования, регуляторы 9 и 10,задатчик 11 производительности питателя и эадатчик 12 коэффициента передачи объекта в контуре регулированияпроизводительности.Для основных типов питателей, применяемых в практике дозирования, статическая характеристика в общем видеможет быть выражена зависимостью.0= кйФормула изобретения Устройство для регулирования расхода сыпучих материалов из емкости, содержащее датчик скорости питателя и привод питателя, подключенный к выходу первого регулятора, первый вход которого соединен с задатчиком производительности питателя, второй - с датчиком производительности питателя, а третий - с блоком деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения эффективности регулирования и расширения области применения устройства, оно содержит датчик уровня материала в емкости, задатчик коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, элемент заДержки, блок нелинейного преобразования, аппарат побуждения и второй регулятор, первый вход которого свяЗан с выходом блока деления, второй - с выходом зэдатчика коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, третий - через блок нелинейного преобразования - с выходом датчика уровня материала в емкости, а выход второго регулятора подключен ко входу аппарата побуждения, причем один вход блока деления связан с выходом датчика производительности питателя, а другой через элемент за 5 9038где О - производительность питателя;Й - параметр, изменением которого регулируется производительность питателя, напримерскорость или эффективное сечение.Таким образом, для большинства типов питателей изменение коэффициентак передаче объекта в контуре регулирования производительности может быть 10оценено по изменению отношенияк:йУстройство работает следующим образом. 13Производительность питателя регулируется подачей управляющего сигнала на его привод 1 регулятором 9 взависимости от разности между выходомзадатчика 11 производительности питателя и датчиком 2 ее текущего значения, Коэффициент передачи регулятора 9 подстраивается при изменениикоэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, вычисляемого блоком 7 деления,на входы которого поступают сигналыот датчика 2 производительности питателя и с выхода блока 6 задержки,вход которого связан с датчиком 1 30скорости питателя. Введение блока задержки обеспечивает минимальностьдинамической погрешности при определении текущего значения коэффициентапередачи объекта в контуре регулиро- ивания производительности для питателей, представляющих собой звено счистым запаздыванием или апериодическое звено,Регулятором 10, выход которого свя-щзан с аппаратом побуждения, напримервибратором 5, поддерживается коэффициент передачи объекта (в контуре регулирования производительности), текущее значение которого поступает навход регулятора 1 О с выхода блока 7деления, на уровне не ниже задаваемого задатчиком 12. Ввиду того, чтокоэффициент передачи объекта в контуре управления побуждением аппаратавибрационного ( или аэрационного ) типазависит от уровня материала в емкости и связан с ней зависимостьюКп=а 12где а - коэффициент, зависящий от ти- Ипа и конструкции аппарата побуждения;д - ускорение свободного падения; 15 СН - уровень материала в емкости, в системе предусматривается подстройка коэффициента передачи регулятора 10 путем подачи на его управляющий вход сигнала от датчика 3 уровня материала в емкости, предварительно пропущенного через блок 8 нелинейного преобразования, который учитывает нелинейность зависимости коэффициента передачи объекта в контуре управления побуждением от уровня материала в емкости.Таким образом, в предлагаемой системе обеспечивается оптимальная подстройка регуляторов в контуре регулирования производительности, обеспечивающем подачу требуемого количества материала, и в контуре управления побуждением, обеспечивающем равномерную выдачу материала из емкости, При этом достигается согласование работы обоих контуров, что в целом увеличивает эффективность системы регулирования.оставитель Т. Озероваехред И. Рейвес Корректор А актор И. Юрковецкий енк Тираж 907 ПВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откр 13035, Москва, И, Раущская на аказ 11 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна держки - с выходом датчика скорости питателя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Основные тенденции развития весовых дозаторов непрерывного дей 903815 8ствия. И., ЦНИИТЭИ приборостроения,1977, с. 5.2. Там же, с. 10,3. Авторское свидетельство СССРю Ф 666519, кл, С 05 О 7/06, 1979