Устройство для составления смесей сыпучих материалов заданного состава

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 (51) В 5/04 6 05 0 11 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН в дозат ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(72) Я,Е, Гельфанд, С, К,Дороганич, В,В.Шутов, Л.М.Яковис и М.Л.Комова (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов,56) 1. Авторское свидетельство СССР У 417149, кл, В 01 Р 15/04, 1972,2. Данюшевский М,И, Основы технологии приготовления портландцементных сырьевых смесей, Л Стройиздат, 1971, с, 81-86, 101-106.(54)(57) устРОЙстВО для сОстАВления смесей сылучих мАтеРНАлОВ зАдАннОГО СОСТАВА, включающее автоматические дозаторы исходных компонентов, смеситель, усреднительную емкость, анализатор состава смеси, установленный на выходе смесителя и подключенный первым выходом к первому входу управляющего блока, выходы которого связаны с задатчиком уставок автоматических дозаторов исходных компонентов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения затрат на перемешивание смеси путем уменьшения необходимого объема усреднительной емкости, оно дополнительно содержит установленное на выходе смесителя двухканальное разделительное устройство с перекидным запорным элементом и исполнительным механизмом, накопительную емкость с автоматическим дозатором, вход которой соединен с первым выходом двухканального 80.1134228 разделительного устроиства, транспортер вход которого соединен с выходом автоматического дозатора накопительной емкости и с вторым выходом двухканального разделительного устройства, а выход - с входом усреднительной емкости, анализатор сос тава смеси в результирующем потоке, установленный на выходе транспортера, датчики нижнего и верхнего уровней, установленные в накопительной емкости, задатчик уставок автомати-ческого дозатора накопительной ем кости, сигнализатор, инверторы и регулирующие блоки, при этомО второй выход анализатора состава смеси соединен с входом пер- вого регулирующего блока, первый выход которого соединен с первым вхо- Сев дом первого инвертора, а второй выход - с вторым входом управляющего 1 а блока выход анализатора состава смеси в результирующем потоке соединен с входом второго регулирующего блока, выход которого соединен с первым входом второго инвертора, выход датчика верхнего уровня соединен с третьим входом управляющего блока, выход датчика нижнего уровня соединен с входом сигкализатора, первый выход которого соединен с вторым входом первого инвертора, а второй выход - с вторым входом второго инвертора,выход первого инвертора соединен с входом исполнительного механизма запорного элемента, а выход , торого инвертора - с входом задатчика уставок автоматического ора накопительной ем 1 1342Изобретение относится к устройствам для составления смесей сыпучихматериалов заданного состава иэ разнородных компонентов и может бытьиспользовано в черной и цветной ме 5таллургии, химической и горной промышленности, промышленности строительных материалов.и в других отраслях промышленности, где составляются смеси сыпучих материалов заданного состава.Известно устройство для составления смесей, включающее весовые автоматические дозаторы, смеситель, усреднители проб смеси и компонентов,анализаторы состава смеси и компонен"тов, подключенные на выходе соответствующих усреднителей проб.,задатчиксостава смесй выход которого соединен со входом анализатора смеси,-подключенногд к управляющим цепяманализатора состава компонентов,управляющий блок, вход которого соединен с анализатором состава компонетов а выход - с задатчиками устаЭ 25вок дозаторов 11 .Устройство предусматривает лишьпериодический контроль состава смеси и компонентов, что приводит к зна-чительным колебаниям гранулометрического состава. смеси, ухудшает качестЗОво приготовляемой смеси,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля составления смесей сыпучих мате- З 5- риалов заданного состава, включающееавтоматические дозаторы исходных компонентов, смеситель, усреднительнуюемкость, анализатор состава смеси,установленный на выходе смесителя и 4 Оподключенный своим первым выходомк первому входу управляющего блока,1 выходы которого связаны с задатчиками уставок автоматических доэаторовисходных компонентов 2. 45Недостаток известного устройствасостоит в том, что для сглаживанияФлуктуаций состава смеси,.которыевозникают вследствие погрешностей вработе системы стабилизации, вызванными колебаниями свойств исходныхкомпонентов и наличием большова"запаздывания между точкой контроля состава смеси и точками приложения управляющих воздействия 1,между выходом 55смесителя и автоматическими доэаторами исходных компонентов), необходима усреднительная емкость большо 28 2го объема например и цементной промьппленности - 2500 т 1. Эффективноеперемешивание в таких усреднительныхемкостях требует больших затрат ивесьма затруднено.Цель изобретения - уменьшениезатрат на перемешивание смеси путемуменьшения необходимого объема усреднительной емкости,Указанная цель достигается тем,что устройство дополнительно содержит установленное на выходе смесителя двухканальное разделительное устройство с перекидным запорным элементом и исполнительным механизмом,накопительную емкость с автоматическим дозатором, вход которой соединенс первым выходом двухканального разделительного устройства, транспортер,вход которого соединен с выходом автоматического дозатора накопительнойемкости и со вторым выходом двухканального разделительного устройства,а выход - со входом усреднительной.емкости, анализатор состава смесив результирующем потоке, установленный на выходе транспортера, датчикинижнего и верхнего уровней, установленные в накопительной емкости,задатчик уставок автоматчческого доэатора накопительной емкости, сигнализатор,инверторы и регулирующиеблоки, при этом первьгй выход анализатора состава смеси соединен с первым входом управляющего блока, а еговторой выход - с входом первого регулирующего блока, первый выход которого соединен с первым входом первого инвертора, а его второй выход -со вторым входом управляющего блока,выход анализатора состава смеси врезультирующем потоке соединен совходом второго регулирующего блока,выход которого соединен с первымвходом второго инвертора, выход датчика верхнего уровня соединен с третьим входом управляющего блока, выход датчика нижнего уровня соединен со .входом сигналиэатора,первый выход которого соединен со вторым входом первого инвертора, а его второй выход -со вторым входом второго инвертора,выход первого инвертора соединен совходом исполнительного механизмаперекидного запорного элемента,а выход второго инвертора - со входом эадатчика уставок автоматического дозатора накопительной емкости.3 113422На чертеже представлено устройство-; блок-схема,Устройство содержит автоматические дозаторы 1 исходных компонетов,смеситель 2, двухканальное разделительное устройство 3 с перекиднымзапорным элементом 4, автоматический дозатор 5 накоиительной емкости 6, транспортер 7, анализатор 8состава смеси, анализатор 9 составасмеси в результирующем потоке, датчик 1 О нижнего уровня, датчик 11 верхнего уровня, задатчик 12 уставок автоматических доэаторов 1 исходныхкомпонентов, задатчик 13 уставок автоматического дозатора 5, управляющийблок 14, регулирующий блок 15, регулирующий блок 16, исполнительныймеханизм 17 перекидного запорногоэлемента 4, инвертор 18, инвертор 1.9,сигнализатор 20, усреднительную емкость 21,Устройство работает следующим образом.Перед запуском системы задатчики 2512 уставок автоматических дозаторов1 исходных компонентов устанавливаются в положение, соответствующее заданному составу смеси, а регулирующие блоки 15 и 16 - в положение,соответствующее заданному значению30одной, выбранной характеристики состава смеси и определяемой как ведущая характеристика.Датчик 10 нижнего уровня устанавливается в положение, соответствую- З 5щее минимальному объему дозируемогокомпонента смесь, которая находится в накопительной. емкости 6 ), достаточному для компенсации любых отклонений ведущей характеристики от 40заданного значения в смеси пассивного компонента смесь, получаемчюна втооом выходе двухканального разделительного устройства 3 ). Положение датчика 11 верхнего уровня определяется инерционностью части устройства, начинающейся автоматическими дозаторами 1 исходных компонентов и кончающейся двухканальным раз-делительным устройством 3. Объем,который должен содержаться над датчиком 11 верхнего . уровня, рассчитывается по формуле Ч=Я(+2), гдеЦ - часовая производительность устройства; Г, - суммарное запаздывание1 в цепи: датчик 11 верхнего уровня -управляющий блок 14 - задатчики .12 -автоматические.дозаторы 1 исходных 8 4компонентов - смеситель 2 - двухканальное разделительное устройство 3, ь 2 - суммарное запаздывание в цепи: анализатор 8 состава смеси - первый регулирующий блок 15 - первый инвертор 18 - исполнительный механизм 17- перекидной эапорный элемент 4 - на." копнтельная емкооть 6.В процессе работы устройства исходные компоненты автоматическими дозаторами 1 исходных компонентов в заданном соотношении доэнруются в смеситель 2. После смешения состав полученной смеси определяется анализатором 8 состава смеси и полученный результат в управляющем блоке 14 сравнивается с заданным составом.Если отклонения состава смесиот задания не превышают допустимыхпределов и на входе управляющего блока 14 отсутствует сигнал от датчика 11 верхнего уровня и превышении .заданного уровня дозируемым компонентом в накопительной емкости 6, никакие изменения в уставки автоматических исходных компонентов не вносятся,При отклонениях состава, превышающих допустимые значения, в управляющем блоке 14 с учетом оценок среднихсоставов исходных компонентов (напри-,мер, в качестве таких оценок могутбыт использованы усредненные данные,пол;ченные при геологической раэведве карьеров и подготовке эабоев ) вычисляются новые значенияпроизводительностей автоматических дозаторов 1 исходных компонентов, обеспечивающие заданный составсмеси при принятых оценках среднихсоставов исходных компонентов. Вычисленные управляющим блоком 14 новыезначения производительностей автоматических доэаторов 1 исходных компонентов поступают в задатчики 12,которые формируют новые уставки автоматических дозаторов 1 исходныхкомпонентов, вследствие чего производится коррекция производительностей последних,Иэ.смесителя 2 смесь, характеризующаяся случайными колебаниямисостава, поступает в двухканальноеразделительное устройство 3. Приэтом обычно не все,характеристикисостава смеси в равной степени колеблются около заданных значений,а также неодинаковы требования, которые предъявляются к стабильности1134228 1Эразличных характеристик. Поэтому . для каждого. конкретного производствавыбирают одну ведущую характеристику 1состава смеси, например, наиболееважную или трудностабилизируемую,которую необходимо в дальнейшем дополнительно стабилизировать (например, в цементной проьапиленности такой характеристикой является коэффициент насыщения смеси ), Сигнал означении ведущей характеристики состава смеси от анализатора 8 составасмеси поступает в первый регулирующий блок 15, где он сравниваетсяс заданным значением. 15Разность между измеренным и заданным значением ведущей характеристикиот первого выхода первого регулирующего блока 15 подается через инвертор 18на приводисполнительного механизма 17перекидного запорного элемента 4. В зависимости от знака отклонения ведущей характеристики в потоке смесиперекидной запорный элемент 4 пропускает смесь в один или другой канал двухканального разделительного устройства 3. После разделения образуются два потока и соответственно два ком-,понента: пассивный и дозируемый, которые смешиваются и образуют резуль,ЗО тирующий поток смеси, Колебания ведущей характеристики состава смеси в результирующем потоке измеряются анализатором 9 и передаются на второй регулирующий блок 16, где сравниваются с заданным значением. Результат З 5 . сравнения поступает через инвертор19 и воздействует на задатчик 13 уставок автоматического доэатора 5, увеличивая или уменьшая расход дозируемого компонента в зависимости от величины и знака отклонения ведущей характеристики состава смеси в результирующем потоке от заданно го значения, При этом инверторы 18 и 19 работают в режиме безынерционного усилителя с коэффициентом усиления, равным единице.При снижении уровня доэируемогокомпонента до заданной величины дат Очик 10 нижнего уровня подает сигнална вход сигнализатора 20, который , воздействует на инверторы 18 и 19 и переключает их работу на режим инвертирования, соответствующий ре жиму работы безынерционного усилителя с коэффициентом усиления, равным минус единице. При этом регулирующие воздействия в цепи автоматического разделения потоков также изменяют знак, направляя по линии пассивного потока вещество, которое до этого подавалосьпо линии дозируемого потока, и наоборот. Соответственно под действиеминвертора 19 изменяется знак регули-рующих воздействий в цепи автоматического дозирования дозируемого компонента, так как после взаимной перемены потоков местами расход дози-.руемого потока должен уменьшитьсяв тех случаях, в которых до инвертирования он увеличивался. При достижении дозируемым компонентом заданного верхнего уровня датчик 11 верхнего уровня подает сигнал на третий вход управляющего блока 14, куда же на его второй вход.поступает сигнал от второго выходарегулирующего блока 15, содержащийинформацию о знаке текущего отклонения ведущей характеристики состава дозируемого компонента от заданного значения. В этом случае новыеуставки на автоматические дозаторы 1исходных компонентов вычисляются какс учетом результата измерений составасмеси на выходе смесителя 2, так нс учетом необходимости уменьшениядоли дозируемого компонента в смеси,с тем, чтобы исключить возможностьпереполнения накопительной емкости 6,а тем самым исключить вынужденныепрОстои оборудования и ухудшение качества смеси, т,е, готовится смесь,характеризуемая средним значениемведущей характеристики знак отклонения которого от заданного значения противоположен знаку текущегоотклонения ведущей характеристики-оттого же заданного значения в дозируемом компоненте,Результирующий поток .смеси транспортером 7 подается для дальнейшего усреднения в усреднительную емкость 21. Так как состав смеси в целом в результирующем потоке колеблется значительно меньше, чем в пото ке, получаемом на выходе смесителя 2 вследствие практически полного сглаживания колебаний ведущей характеристики, необходимый объем усреднителя может быть значительно уменьшен например, в цементной промышленности - до 200 т ),1134228 Использование предлагаемого устройства уменьшает капитальные затраты на строительство, усреднительной Долот оставитель ехред С.Миг Редакто а Корре в.Решетняк Заказ 9980 6 По СС н енного комитета тений и открыти 5, Раушская наб Патент", г.ужгород, ул. Проектная,лиал/ Тираж ВНИИПИ Государстпо делам иэобр 113035, Москва, )Кемкости и затраты на перемешиваниесмеси эа счет сокращения расхода сжатого воздуха и электроэнергии.