Дозатор сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1110 З 4 19 Зб 1) С 01 С 11/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 777464, кл. С 01 С 11/08, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3434471/18-10,кл. С 01 С 11/08, 1982 (прототип).(54)(57) ДОЗАТОР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ,содержащий установленный на силоизмерительный преобразователь бункерс питателем, привод которого черезусилитель подключен к выходу первогосумматора, загрузчик с приводом,задатчик расхода массы, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, а через первый коммутатор - к интегратору, второй итретий входы сумматора подключены.соответственно к выходам блока коррекции и фильтра низких частот с долговременной памятью, входы которыхобъединены и подключены к выходуэлемента сравнения, один из входовкоторого через первый коммутаторсоединен с выходом задатчика контролируемой максимальной массы материала в бункере дозатора и вторым входом первого блока сравнения сигналов, а другой вход элемента сравнения через первый коммутатор соединен с выходом второго сумматора,один иэ входов которого соединен с выходом интегратора, первым управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первого блока сравнения сигналов, а второй его управляющий вход соединен с выходом второгоблока сравнения сигналов, один иэвходов которого соединен с выходомзадатчика контролируемой минимальноймассы материала. в бункере доэатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности процессанепрерывного дозирования за счетуменьшения влияния ошибок доэированияв период загрузки бункера материалом,в него введены установленный на дополнительный силоизмерительный преобразователь дополнительный бункер сзаслонкой с приводом и датчиком положения, второй и третий коммутаторы,эадатчик контролируемой минимальноймассы материала в дополнительном бункере дозатора, задатчик контролируемой максимальной массы материалав дополнительном бункере дозатора,третий и четвертый блоки сравнениясигналов и третий сумматор, причемодин из входов третьего сумматора подключен к выходу силоизмерительногопреобразователя, а другой вход черезвторой коммутатор соединен с выходом дополнительного силоизмерительного преобразователя и с одним из входов третьего и четвертого блоковсравнения сигналов, другие входы которых подключены соответственно квыходам задатчиков контролируемоймаксимальной и минимальной массы материала в дополнительном бункередозатора, выход третьего сумматораподключен к второму входу второго:сумматора и к одному иэ входов пер1034 вого и второго блоков сравнения сигналов, выход второго блока сравнениясигналов подключен к управляющемувходу интегратора, к первому управляющему входу второго коммутатора и кпервому входу привода заслонки дополнительного бункера, выход четвертого блока сравнения сигналов подключен к второму управляющему входу 1Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для весового непрерывного дозирования сыпучих материалов в химической, пищевой и других отрас лях промышленности.Известен весовой дозатор непрерывного действия, содержащий расходную емкость с распределителем и питателем, установленным на весоизмерители, 1 О подключенные к вторичному прибору, выходкоторого через блок дифференцирования соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком про изводительности, а выход регулятора через усилитель, мощности подключен к приводу питателя.Такое техническое решение не обеспечивает высокой точности дозирова- О ния во время загрузки емкости материалом, поскольку элемент памяти, запоминающий выходной сигнал регулятора до момента загрузки емкости, моает. запомнить и всплеск" выход ного сигнала регулятора при мгновенных изменениях нагрузки.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дозатор сыпучих материалов, содержа щий установленный на силоизмерительный преобразователь бункер с питатеМем, привод которого через усилитель подключен к выходу первого сумматора, загрузчик с приводом, задатчик рас- З 5 . хода массы, выход которого подключен к первому входу первого сумматора,а через первый коммутатор - к интегратору, второй и третий входы сумматора подключены соответственно к 40 выходам блока коррекции и фильтра низких частот с долговременной павторого коммутатора, второму входупривода заслонки н входу третьегокоммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу датчикаположения, а выход -, к одномувходу привода загрузчика, .другойвход которого соединен с выходом третьего блока сравненияс игналов. мятью, входы которых объединены иподключены к выходу элемента сравнения, один из входов которого черезпервый коммутатор соединен с выходомэадатчика контролируемой максимальной массы материалов в бункере дозатора и вторым входом первого блока сравнения сигналов, а другой входэлемента сравнения через первый коммутатор соединен с выходом второгосумматора, один из входов которогосоединен с выходом интегратора, первый управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первогоблока сравнения сигналов, а второйего управляющий вход соединен с выходом второго блока сравнения сигналов, один из входов которого соединенс выходом задатчика контролируемойминимальной массы материала в бункере дозатора23.Недостатком известного доватораявляется низкая точность процессанепрерывного дозирования в периодзагрузки бункера материалом, поскольку в этот игтервал времени дозатор не управляетсяЦель изобретения - повышение точности процесса непрерывного дозирования за счет сокращения времени неуправляемой работы дозатора в периодзагрузки бункера материалом.Поставленная цель достигается тем,что в дозатор сыпучих материалов,содерзащий установленный на силоизмерительный преобразователь бункер спитателем, привод которого через усилитель подключен к выходу первого сумматора, загрузчик с приводом,задатчикрасхода массы, выход которого подключенк првому входу первого сумматора, ачерез первый коммутатор - к интегратору, второй и третий входы сумматора подключены соответственно к выходам блока коррекции и фильтра ниэких частот с долговременной памятью, входы которых объединены и подключе,ны к выходу элемента сравнения, одиниз входов которого через первый коммутатор соединен с выходом задатчика контролируемой максимальной массы материала в бункере дозатора и вторым входом первого блока сравнения сигналов, а другой вход эле- мента сравнения через первый коммутатор соединен с выходом втррого сумматора, один из входов которого . соединен с выходом интегратора, первый управляющий вход первого коммутатора соединен с выходом первого блока сравнения сигналов, а второй его управляющий вход соединен с выходом второго блока сравнения сигна. -лов, один из входов которого соединен с выходом задатчика контролируемой минимальной массы материала в бункере дозатора, введены установленный на дополнительный силоиэмерительный преобразователь дополнительный бункер с заслонкой с приводом и датчиком положения, второй и третий коммутаторы, задатчик контролируемой минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, задатчик контролируемой максимальной массы материала в дополнительном бун- . кере дозатора, третий и четвертый. блоки сравнения.сигналов.и третий сумматор, причем один из входов третьего сумматора подключен к выходу силоизмерительного преобразователя, а другой вход через второй коммутаторсоединен с выходом дополнительногосилоизмерительного преобразователя ис одним из входов третьего и четвертого блоков сравнения сигналов, другие входы которых подключены соответственно к выходам задатчиков контролируемой максимальной и минимальной массы материала в дополнительном бункере дозатора, выход третьегосумматора подключен к второму входу второго сумматора и к одному из входов, первого и второго блоков сравнения сигналов, выход второго блока сравнения сигналов подключен к .Управляющему входу интегратора, к первому управляющему входу второго коммутатора и к первому входу привода заслонки дополнительного бункера, выход четвертого блока сравнения сигналов подключен к второму управ-ляющему входу второго коммутатора,второму входу привода заслонки ивходу третьего коммутатора, управля ющий вход которого подключен к выходу датчика положения, а выход - кодному входу привода загрузчика, другой вход которого соединен с выходомтретьего блока сравнения сигналов, 10 На чертеже показана функциональная схема дозатора сыпучих материалов.Дозатор сыпучих материалов имеетбункер 1 с питателем 2, установлен-ный на силоизмерительный преобразо ватель 3, выход которого соединен содним их входов сумматора 4, другойвход которого через коммутатор 5 соединен с выходомсилоизмерительногопреобразователя 6, на который уста новлен дополнительный бункер 7 сприводом 8, и с одним из входов блоков 9 и 10 сравнения сигналов, другие входы которых соединены соответственно с задатчиками 11, 12 25 контролируемой минимальной и максимальной массы материала в дополнительном бункере 7. Выход задатчика13 расхода массы соединен с первымвходом сумматора 14 и через комму татор 15 - с входом интегратора 16,выход которого соединен с одним извходов сумматора 17, другой входкоторого соединен с выходом сумматора 4 и с первыми входами блоков 18 З 5 и 19 сравнения. сигналов, другие входы которых соединены соответственнос выходами задатчиков 20 и 21 контролируемой максимальной и минимальной массы материала в бункере 1 до 4 б затора. Кроме того, выход задатчика20 подключен через коммутатор .15 кодному из входов элемента сравнения22, другой вход которого через ком- .мутатор соединен с -выходом сумматора 5 17. Выход элемента сравнения 22 подключен к входам блока 23 коррекциии фильтра 24 низких частот с долговременной памятью, выходы которыхподключены соответственно к второму щ и третьему входам сумматора 14, выход которого соединен через усилитель25 с питателем 2. Выход блока 19сравнения сигналов соединен с однимиз управляющих входов коммутатора 15, 55 другой управляющий вход которогообъединен с одним из управляющихвходов коммутатора 5, управляющимвходом интегратора 16 и первым входом привода 8 дополнительного бун111кера 7 и подключен к выходу блока 18сравнения сигналов. Выход блока 9сравнения сигналов подключен к второму управляющему входу коммутатора5, к второму входу привода 8 дополнительного бункера 7 и через коммутатор 26 - к одному из входов привода 27 загрузочного устройства 28,другой вход которого соединен с выходом блока 10 сравнения сигналов,Выход датчика 29 положения соединенс управляющим входом коммутатора 26.Привод 8 соединен с заслонкой 30.Дозатор работает следующим образом.Сыпучий материал из бункера 1 по.дается питателем 2 в технологическуюлинию производства.Текущее значение массы материала, находящегося в бункере 1 и напитателе 2, измеряется силоизмерительным преобразователем 3, выходной сигнал которого, пропорциональный измеренной массе материала, поступает через сумматор 4 на один извходов сумматора 17 и.первый входблоков 18 и 19 сравнения сигналов,на вторые входы которых поступаютсигналы с выходов эадатчиков 21и 20 контролируемой массы материала,в бункере 1. На другой вход сумматора 17 поступает сигнал с выхода интегратора 16, вход "которого подключен через коммутатор 15 к выходу эадатчика 13 расхода массы. Таким образом в сумматоре 17 происходит сложение сигналов, пропорциональных соответственно количеству материала, которое должно было бы находиться вбункере 1 и на питателе 2, и количеству материала, оставшегося в бункере 1 и на питателе 2,В установившемся режиме работыдозатора, если заданный расход материала равен текущему значению выходной величины расхода на выходеэлемента 22 сравнения сигналов сумматора 17 и задатчика 20 контролируемой массы материала, сигнал ошиб-.ки дозирования равен нулю.В,случае появления отклоненияизмеренной величины расхода материала от заданной на выходе элемента22 сравнения сигналов сумматора 17и эадатчика 20 контролируемой массывырабатывается сигнал ошибки дозиро. -вания, который поступает на входыкорректирующего блока 23 и фильтра24 низких частот с долговременной1034 5 1 О 1525 30 35 40 45 50 55 памятью, При этом мгновенные отклонения расхода на выходе питателя 2 от заданной величины устраняются эа счет управляющего воздействия,снимаемого с выхода корректирующего блока 23 через сумматор 14 и усилитель 25 мощности на питатель 2. В результате фильтрациИ текущего значения ошибки дозирования фильтром 24 низких частот с долговременной памятью наего выходе вырабатывается величина управляющего воздействия, которая в сумме с величиной сигнала, снимаемого с выхода задатчика 13 расхода массы, подается на вход питателя 2через усилитель мощности 25, что обеспечивает равенство среднего значения величины расхода на выходе питателя 2 заданной величине расхода, снимаемой с выхода задатчика 13расхода массы.В процессе разгрузки бункера 1 при достижении количества материала в нем, равного контролируемой минимальной величине, заданной в блоке 18 сравнения сигналов задатчиком 21, с его выхода поступает командный сигнал на управляющий вход коммутатора 15, который, срабатывая, разрывает связи задатчика 13 с интегратором 16, задатчика 20 с элементом сравнения 22 и сумматора 17 с элементом сравнения 22.Сигнал ошибки, снимаемый с выхода элемента сравнения 22, становится равным нулю. При этом на выходе корректирующего блока 23 сигнал становится равным нулю, а на выходе фильтра 24 низких частот с долговременной памятью - величине, которая будучи просуммированной в сумматоре 14 с величиной сигнала, снимаемого с выхода задатчика 13 расхода массы, обеспечивает равенство средней величины расхода на выходе питателя 2 заданной величине расхода, заданной задатчиком 13 расхода массы.Одновременно командный сигнал с выхода блока 18 сравнения сигналов поступает на управляющий вход интегратора 16, обнуляя его выходной сигнал, а также на вход привода 8, открывающего заслонку 30 дополнительного бункера , и на управляющий вход коммутатора 5, который, срабатывая, подключает выход силоиэмерительного преобразователя 6 к входу сумматора 4, На выходе сумматора 4 вырабатывается сигнал, пропорциональный сумме сигналов силоизмерительных преобразователей 3 и 6, т.е. сигнал, пропорциональный измеряемой массе материала в бункере 1, на питателе 2 идополнительном бункере 7, которыйпоступает на вход блока 19 сравнения сигналов, и при достижении суммарным сигналом величины, равнойконтролируемой максимальной величине,заданной задатчиком 20, с выходаблока 19 сравнения сигналов поступает командный сигнал на управляющийвход коммутатора 15, которьпТ срабатывая, соединяет выход задатчика 13расхода массы с входом интегратора16, выход задатчика 20 контролируемой массы материала с одним из входов элемента сравнения 22 и выходсумматора 17 с другим входом элемента сравнения 22. При этом в сум-маторе 17 происходит сложение сигналов, пропорциональных соответственноколичеству материала, которое должно было бы находиться в бункере 1,на питателе 2 и дополнительном бункере , и количеству материала, оставшегося в бункере 1, на питателе 2 и дополнительном бункере 7.Далее работа системы управлениядозатором аналогична ее работе в период разгрузки бункера 1, т.е, прирасходе массы на выходе питателя 2,равном заданному, сигнал на выходесумматора 17 равен сигналу на выходе задатчика 20 контролируемсфмассы, а сигнал на выходе элементасравнения 22 равен нулю,В случае появления отклонения измеренной величины расхода материала от заданной с выхода элемента сравнения 22 поступает сигнал ошибки дозирования на входы корректирующего блока 23 и фильтра 24 низких частот с долговременной памятью, При этом мгновенные значения отклонения расхода на выходе питателя 2 от заданной величины расхода устраняются за счет управляющего воздействия, вырабатываемого блоком 23, коррекции. В результате фильтрации текущего значения ошибки дозирования фильтром 24 низких частот с долговременной памятью на его выходе формируется управляющее воздействие, которое в сумме с величиной сигнала, снимаемого с выхода эадатчика 13 расхода массы, обеспечивает равенство среднего значения величины рас 1 О 20 25 30 1вателя б, становится равным нулют.е. контролируемой минимальной величине, заданной в блоке 9 сравнениясигналов задатчиком 12, и с выходаблока 9 сравнения сигналов поступаеткомандный сигнал на вход привода 8,закрывающего заслонку 30 дополнительного бункера 7, и на выключениекоммутатора 5, при этом разрываетсясвязь между силоизмерительным преобразователем б и сумматором 4,Сигнал, вырабатываемый датчикомположения при условии закрытия заслонки дополнительного бункера 7,поступает на управляющий вход комму-.татора 26, который, срабатывая, пропускает командный сигнал блока 9сравнения сигналов на включениепривода 27 загрузочного устройства 28,Процесс загрузки дополнительногобункера 7 прекращается при достижении количества материала в нем, равного контролируемой максимальной величине, заданной в блоке 10 сравнения сигналов задатчиком 11Применение предложенного дозаторасыпучих материалов позволяет надежно повысить точность процесса непре 35 40 45 50 55 хода на выходе питателя 2 заданной величине расхода.Таким образом, от начала периода загрузки бункера 1 материалом до момента достижения суммарным сигналом,снимаемым с выхода сумматора 4, пропорциональным измеренной массе материала в бункере 1, на питателе 2и дополнительном бункере 7, величины,равной контролируемой максимальнойвеличине, заданной задатчиком 20,дозатор работает от сигналов, определяемых задатчиком 13 расхода массы.и фильтра 24 низких частот с дол-говременной памятью, т,е, в этот интервал времени дозатор неуправляется, Время неуправляемой работы дозаторав основном определяется темпом загрузки и отличием массы порции материала, подготовленной в дополнительном бункере 7, от заданной задатчиком 11 массы порции и в сравненни с длительностью всего периода "агрузки оно незначительно. Основное же время загрузки бункера 1 материалом дозатор управляется от текущего сигнала ошибки дозированйя и сигнала задатчика 13 расхода массы.При опорожнении дополнительного бункера 7 сигнал, снимаемый с выхода силоизмерительного преобразоректор А Обручар дактор М н каз 6298 3 Подпискомитета СССР ыт ая наб,Патент", г. Ужгород, ул, Проектна ал 9 111 Грьвного дозирования за счет исключения влияния ошибок дозирования в период загрузки материала в бункер и снизить погрешность дозирования до Тирак 609ВНИИПИ Государственнопо делам изобретений113035, Москва, 3-35, Ра 0,257, а также позволяет уменьшитьрасход дорогостоящих материалов приих дозировании н обеспечить высокое