Устройство для автоматического регулирования вязкости шоколадной массы

СОЮЗ СОЩ:ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИН 9) (11) 151) С 05 В 11/4 ми элемен с первыми входн тов сравнения и ка временной пр ная камера и од мента сравнения ственно с первым щи кам первым ом блорая вход 84, Бюл.лаговещенаврова, Сов, А.П. У 13ская, А.В. Куць.Д. Макаров,Панфилов раммы, сопло ого эле оединены соответи вторым выходами учно-исследовантально-конструкродовольственного 88)ев В.С. и Софиевств пневмо- и гидимических произвоия", 1973, с. 12 127. ко-химических при автоматизации процессов в кон- - енности", Отчет Б, ЭКИПРОДМАШ, 19 го реле св элемента п второго ре третьего э входом зан с выключа я и через мента сравн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС(71) Всесоюзный нтельский эксперимторский институтмашиностроения(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЯЗКОСТИШОКОЛАДНОЙ МАССЫ, содержащее узелизмерения вязкости массЬ, задатчик,вязкости, блок управления, насос -дозатор подачи масла в коншмашину инасос подачи шоколадной массы изконшмашины к узлу измерения вязкости массы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения. качества регулирования, оно снабжено блоком временной программы, а в блокеуправления установлены три элемента сравнения, элемент памяти, восемьреле, клапан, два регулируемых дросселя и емкость, причем выход узлаизмерения вязкости массы соединен блока временнои программы, втораявходная камера третьего элементасравнения сообщена с задатчиком вязкости, выход первого элемента сравнения через первое реле включено посхеме повторителя, соединено с включающим входом элемента памяти, связанного своим выходом с нормальнозакрытым соплом второго реле, выходкоторого соединен с управляющей камерой третьего реле, включенного посхеме повторителя, с соплом второгоэлемента сравнения и с управляющей,камерой клапана, выход третьего реле подключен через первый регулируемый дроссель к входу клапана, кемкости и к второй входной камеревторого элемента сравнения, соединенного своим выходом с вторым входом блока временной программы, через четвертое реле, включенное посхеме повторителя, - с каналом управления насоса - дозатора и черезпятое реле, включенное по схеме повторителя, - с управляющей камеройшестого реле и через второй регулируемый дроссель - с управляющей камерой седьмого. реле, нормально от:крытое сопла которого сообщено свыходом шестого реле, выход седьмояти, управляющая кам соединена с выходомвосьмое реле, включенное по схеме повторителя, с каналом сигнализации.2, Устройство по и. 1, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что блок временной программы содержит восемь реле, три элемента памяти, пять регулируемых дросселей,два постоянных дросселя, пять емкостей и три клапана, причем второй вход блока временной программы соединен через первое реле, включенное по схеме повторителя, с включающим входом первого элемента памяти и с камерой нормально открытого сопла второго реле, связанного своим выходом с управляющей камерой третьего реле, камера нормально открытого сопла которого через первый регулируемый дроссель сообщена с атмосферой, а выход - с входом первого клапана, с первой емкостью и с управляющей камерой четвертого реле, выход четвертого реле, включенного по схеме инвертора, соединен через второй регулируемый дроссель и пятое реле, включенное по схеме повторителя, с включающими входами второго и треть-. его элементов памяти, выход второго элемента памяти связан с управляющей камерой второго реле, с выклю 1084731чающим входом первого элемента памяти, через шестое .реле, включенное по схеме повторителя, - с управляющей камерой первого клапана, через первый постоянный дроссель - с второй емкостью и управляющей камерой второго клапана, через третий регулируемый дроссель - с третьей емкостью, выходом третьего клапана и управляющей камерой седьмого реле, включенного по схеме, повторителя, выход которого связан с вторым входом блока и через четвертый регулируемый дроссель и восьмое реле, включенное по схеме повторителя,- с отключающим входом второго элемента памяти и с управляющей камерой третьего клапана, выход которого связан с атмосферой, первый вход блока через второй клапан соединен с четвертой емкостью и первым входом блока, выход третьего элемента памяти соединен с каналом включения насоса подачи шоколадной массы к узлу измерения вязкости массы и через пятый регулируемый дроссель . - с пятой емкостью и своим выключающим входом, а выход первого клапана через второй постоянный дроссель связан с атмосферой.Изобретение относится к сиСтемам автоматического регулирования вяз- кости шоколадных масс различного состава на стадии разводки и конширования и может быть использовано в кондитерской промышленности.Известна пневматическая управляющая система для автоматизации технологических агрегатов, в которых при определенных условиях (давление, температура, расходы продуктов и т.д.) протекают химические, реакции и образуются новые вещества с заданными свойствами. Система содержит блоки пуска и останова агрегата, аварийной защиты, стабилизации координат, панели управления и ин-. формации Я .Однако система не может быть использована для автоматизации агре-гатов, в которых достижение заданных значений параметров осуществляется периодическим дознрованием реагентов, что ограничивает ее об,ласть применения.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля автоматического регулирования 1 О вязкости шоколадной массы, содержащее узел измерения вязкости массы,. задатчик вязкости, блок управления,насос - дозатор подачи масла в коншмашину и насос подачи шоколадной 15 массы из коншмашины к узлу измерениявязкости массы 2 .Недостатком этого устройства является отсутствие в нем узла дляопределения момента стабилизации 20 вязкости шоколадных масс в процессеразводки и конширования, что приво-дит к преждевременным подачам последующих порций какао масла и, следовательно, к его перерасходу.1Цель изобретения - повышение качества регулирования. 45 Поставленная цель достигается тем,. что известное устройство для автоматического регулирования вязкости шоколадных масс, содержащее узел измерения вязкости массы, задатчик вязкости, блок управления, насос- дозатор подачи масла в коншмашину и насос подачи шоколадной массы из коншмашины к узлу измерения вязкости массы, снабжено блоком временной программы, а в блоке управления установлены три элемента сравнения, элемент памяти, восемь реле, клапан, два регулируемых дросселя и емкость, причем выход узла измерения вязкости массы соединен с первыми входными камерами элементов сравнения и пер.вым входом блока временной программы, вторая входная камера и одно сопло первого элемента сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока временной программы, вторая входная камера третьего элемента сравнения сообщена с задатчиком вязкости, выход первого элемента сравнения через первое реле, включенное по схеме повторителя, соединено с включающим входом элемента памяти, связанного своим вы- З 5 ходом с нормально закрытым соплом второго реле, выход которого соединен с управляющей камерой третьего реле, включенного по схеме повторителя, е соплом второго элемента сравнения и с управляющей камерой клапана, выход третьего реле подключен через первый регулируемый дроссель ко входу клапана, к емкости и ко второй входной камере второго .элемента сравнения, соединенного своим выходом со вторым входом блока временной программы, через четвертое реле, включенное по схеме повторителя " с каналом управления насоса-дозатора и через пятое реле, включенное по схеме повторителя, с управляющей камерой шестого реле .и через второй регулируемый дроссель с управляющей камерой седьмого ре ле, нормально открытое сопло которого сообщено с выходом шестого реле, выход седьмого реле связан с выключающим входом элемента памяти,управляющая камера второго реле соединена с выходом третьего элементасравнения и через восьмое реле, включенное по схеме повторителя, с каналом сигнализации. Блок временной программы содержит восемь реле, три элемента памяти, пять регулируемых дросселей, два постоянных дросселя, пять емкостей и три клапана, причем второй вход блока временной программы соединен через первое реле, включенное по схеме повторителя, с включающим входом первого элементапамяти и с камерой нормально открытого сопла второго реле, связанного своим выходом с управляющей камерой третьего реле, камера нормально открытого сопла которого через первый регулируемый .дроссель сообщенй с атмосферой, а выход - с входом первого клапана, выход четвертого реле, включенного по схеме инвертора, соединен через второй регулируемый дроссель и пятое рель, включенное по схеме повторителя, с включающими входами второго и третьего элементов памяти, выход второго элемента памяти связан с управляющей камерой второго реле., с включающим входом первого элемента памяти, через шестое реле, включенное по схеме повторителя, с управляющей камерой первого клапана, через первый постоянный дроссель - с второй емкостью и управляющей камерой второго клапана, через третий регулируемый дроссель - с третьей емкостью, выходом третьего клапана и управляющей камерой седьмого реле, включенного ло схеме повторителя, выход которого связан со вторым выходом блока и через четвертый регулируемый дроссель и восьмое реле, включенное по схеме повторителя, с отклю" чающим входом второго элемента памяти и с управляющей камерой третьего клапана, выход которого связан с атмосферой, первый вход блока через второй клапан соединен с четвертой емкостью и первым выходом блока, выход третьего элемента памяти соединен с каналом включения насоса подачи шоколадной массы к узлу измерения вязкости массы и через пятый регулируемый дроссель - с пятой емкостью и своим выключающим входом,,а выход первого клапана через второй постоянный дроссель связан с атмосферой.На чертеже показана принципиальная схема устройства.Устройство содержит узел 1 измерения вязкости массы, задатчик 2 вязкости насос-дозатор 3 для подачи масла в коншмашину, насос 4 для подачи шоколадной массы из коншмашины к узлу измерения вязкости массы, блок.5 управления и блок 6 временной программы.Узел 1 выполнен в виде датчика 7 вязкости, датчика 8 температурыустройства 9 умножения на постоянный коэффициент и сумматора 10.Блок 5 управления содержит первый 11, второй 12 и третий 13 элементы сравнения, элемент 14 памяти, восемь реле: первое 15 второе 16, третье 17 четвертое 11, пятое 19, шестое 20, седьмое 21 и восьмое 22.Выход третьего реле через первый регулируемый дроссель 23 подключен к входу клапана 24, к емкости 25 и к второй входной камере элемента 12 сравнения, Выход пятого реле 19 сообщен с управляющей камерой шесто" го реле 20 и через второй регулируемый дроссель 26 - с управляющей ка" мерой седьмого реле 21.Выход восьмого реле 22 связан с каналом 27 сигнализации, а выход четвертого реле 18 - с иасосом-доватором 3.Выход узла 1 подключен к первым входным камерам элементов 11-13 сравнения к первому входу 28 блока 6, второй вход 29 которого соединен с выходом элемента 12 сравнения. Первый 30 и второй 31 выходы блока 6 связаны соответственно с второй входной камерой и соплом элемента 11 сравнения.Блок 6 временной программы содержит восемь реле: первое 32, второе 33, третье 34, четвертое 35, пятое 36, шестое 37, седьмое 38, восьмое 39, а также первый 40, второй 41 и третий 42 элементыпамяти и первый 43, второй 44 и третий 45клапаны,.Камера нормально открытого сопла третьего реле 34 соединена через первый регулируемый дроссель 46 с атмосферой, а выход - с первой емкостью 47, с входом клапана 43 и с управляющей камерой реле 35, сообщенного своим выходом через второйрегулируемый дроссель 48 с управляющей камерой 36. Выход второго эле 5 мента 41 памяти связан с управляющей камерой реле 33, через первыйпостоянный дроссель 49 со второй емкостью 50 и управляющей камерой клапана 44, через третий регулируемый10 дроссель 51 с третьей емкостью 52и выходом клапана 45 Выход седьмогореле 38 подключен через четвертыйрегулируемый дроссель 53 с улравляющей камерой реле 39. Выход клапана43 сообщен через второй постоянныйдроссель 54 с атмосферой,Выход третьего элемента 42 памяти соединен с насосом 4 и через пятый регулируемый дроссель 55 - с20 четвертой емкостью 56 и своим выключающим входом. Выход клапана 44 соединен с пятой емкостью 57.Устройство работает следующим образомСигналы от датчика 7 вязкости идатчика 8 температуры, первый непосредственно, а второй через устройство умножения на постоянный коэффициент 9 поступают на сумматор 10,30 С сумматора сигнал, пропорциональныйвязкости и откорректированный потемпературе, поступает в первыевходные камеры всех трех элементов11-13 сравнения. Этот же сигнал через клапан 44 блока временной программы поступает во вторую входнуюкамеру элемента 11 сравнения и пневмоемкость 57 блока временной програмМЫ е40Если в управляющей камере реле 35блока временной прогр ммы давлениеравно атмосферному, то на выходе4 этого реле сигнал равен 1 . Этотсигнал через дроссель 48 поступаетв управляющую камеру реле 36, навыходе которого через некоторое время появляется также сигнал равный50" 1". Дроссель 48 служит для задержки включения цикла после окончанияпредыдущего. Сигнал "1" с выходареле 36 поступает на элемент 42 памяти, выход которого подключен кнасосу подачи шоколадной массы в измерительную камеру датчика 7 вязкости. Время работы насоса определяется настройкой дросселя 55 и объемом пневмоемкости 56.Одновременно сигнал с реле 36 поступает на элемент 41 памяти. С выхода элемента 41 памяти сигнал "1" поступает через постоянное сопротивление 49 и пневмоемкость 50 5 в управляющую камеру клапана 44, который перекрывает вторую входную камеру элемента 11 сравнения от первой выходной камеры и от сумматора 10, Таким образом осуществляется запоминание предыдущего сигнала вязкости, поступающего от вискозиметра, Выходной сигнал элемента 41 памяти поступает также в управляю.щие камеры реле 33 и 37 и на включающий вход элемента 40 памяти. Одновременно сигнал с выхода элемента 41 памяти через дроссель 51 и пневмоемкость 52 поступает в управляющую камеру реле 38. Через время, 20 определяемое настройкой дросселя 51 и объемом пневмоемкости 52, на выходе реле 38 появляется сигнал "1",. который поступает на вход элемента 11 сравнения. При этом, если вновь поступающий в первую входную камеру элемента 11 сравнения сигнал от сумматора 10 (откорректированный по температуре сигнал с вискозиметра) по своему значению меньше пре дыдущего сигнала, находящегося в это время во второй входной камере элемента 11 сравнения, что свидетель. ствует о том, что вязкость шоколадной массы в процессе конширования З продолжает снижаться, то на выходе элемента 11 сравнения сигнал будет равен "0". Если же последующий сигнал вискозиметра будет равен предыдущему, т.е. вязкость шоколадной 40 массы при данном содержании какао масла в процессе конширования стаби" лизировалась, то на выходе элемента 11 сравнения сигнал будет равен "1"(при Равенстве по своему значению 45 сигналов в обеих входных камерах элемента 11 сравнения появление сигнала "1" на его выходе обеспечи вается за счет воздействия на мембранный блок элемента сравнения сжатого воздуха, подаваемого к соплу). Одновременно выходной сигнал "1" с реле 38 через дроссель 53 поступает в управляющую камеру реле 39. Сигнал "1" с вь 1 хода реле 39 поступает на отключающий вход элемента 41 памяти и в управляющую камеру клапана 45, который соединяет выход этого элемента 41 памяти с атмосферой. Если на выходе элемента 11 сравнения сигнал равен "0", то цикл работы блока временной программы повторяется. Если же на выходе элемента 11 сравнения сигнал равен " 1", то этот сигнал поступает в управляющую камеру реле 15 блока управления. Выходной сигнал этого реле поступает во включающую камеру элемента 14 памяти блока управления. Выходной сигнал элемента 14 памяти .поступает к соплу реле 16. В элементе 13 сравнения происходит сравнение текущего сигнала вязкости отсумматора 10 с заданным значениемсигнала, поступающего от эадатчика2. Если сигнал вязкости от сумматора 10 по своему значению больше сигнала от задатчика 2, то на выходе элемента 13 сравнения появится сигнал "1", который поступит в управляющие камеры реле 22 и 16. Сигналс выхода элемента 14 памяти, пройдячерез- сопловую камеру реле 16, по"ступит в управляющую камеру клапана 24 и закроет его, а также этот сигнал поступает на вход элемента 12 сравнения. С выхода этого элемента сравнения сигнал поступает в управляющую камеру реле 18, которое сработает и даст сигнал на включенИе насоса-дозатора 3 подачи какао масла в коншмашину.Длительность работы насоса"доза" тора (величина дозы какао " масла, подаваемого в коншмашину) задается следующим образом. Сигнал с выхода элемента 14 па- мяти через сопловую камеру реле 16 подается в управляющую камеру реле 17. Выходной сигнал с реле 11 через дроссель 23 и пневмоемкость25 блока управления подается во вторую входную камеру элемента 12 сравнения, в первую входную камеру которого подан сигнал, пропорциональный текущему значению вязкости шоколадной массы, Сигнал с выхода элемента 12 сравнения в управляющую камеру реле 18, включающий насос-дозатор 3, будет проходить до тех пор, пока давление воздуха во второй входной камере элемента 12 сравнения, поступающего от реле 17, не станет больше давления сигнала в первой входной камере этого элемента сравнения, т.е. больше давлениясигнала, поступающего от сумматора 10. Така образом, длительностьработы насоса-дозатора 3 и, следовательно количество подаваемого вконшмашину масла занисят от настрой ки дросселя 23 иобъема пневмоемкости 25 блока упранления, а также от величины текущего значения вязкости шоколадной массы в коншмашине. 1 О Если во входной камере элемента 13 сравнения величина текущего значения сигнала вязкости будет равна величине сигнала от задатчика 2, то дозирование какао масла не произойдет и процесс конширования будет закончен.При поступлении сигнала "1" с выхода элемента 12 сравнения в управляющую камеру реле 19 блока управления, выходной канал этого реле сообщается с атмосферой. На выходе реле 20 и 21 сигнал также будет равен "0". После того 1 как сигналы в камерах элемента 12 сравнения станут равны, сигнал на выходе этого элемента сравнения сменится на "0", сработает реле 18 и отключит питание на насос-дозатор, подающий какао масло в коншмашину. На 5 который поступил в управляющую камеру реле 20. Выходной сигнал с реле 20, пройдя через сопловую камеру реле 21, поступает в отключающую камеру элемента 14 памяти блока управления и переключает его. Черезнекоторое время, определяемое настройкой дросселя 26, реле 21 сработает и выключающая камера элемента14 памяти через сопловую камеру ре-.ле"21 соединится с атмосферой, т.е.элемент 14 памяти примет исходноесостояние. 40 П и ози вВ р д ро анин какао масла в коншмашину на выходе элемента 12 сравнения сигнал "1". Этот сигнал поступает также в управляющую камеру реле 32 блока временной программы. С выхода этого реле сигнал "1" поступает в включающую камеру элемента 40 памяти блока временной прог" 50 раммы. С его выхода сигнал "1" подается в сопловую камеру реле 37. Свыхода реле 32 сигнал "1" подается также в сопловую камеру реле 33. Ес ли в управляющих камерах реле 33 и 37 блока временной программы сигналы равны "0", то через сапловую кавыходе реле 19 появится сигнал "1", 30 меру реле 37 сигнал "1" поступает вуправляющую камеру. клапана 43 и закрывает его, а сигнал "1" с реле .32через соплоную камеру реле 33 поступает в управляющую камеру реле 34,с выхода которого сигнал "1" подается в управляющую камеру реле 35,т,е. во время дозиронания какао масла в коншмашину блок временной программы отключается,Если в управляющих камерах реле33 и 37 сигнал "1", то с ньжода реле37 сигнал "1" закрывает клапан 43,а с выхода реле 33 сигнал "1" поступает в управляющую камеру реле34, с выхода которого сигнал "1"также поступает в упранляющую камеру реле 35, т.е. и но время подачишоколадной массы н измерительнуюячейку вискоэиметра блок временнойпрограммы также отключен.После окончания доэирования вуправляющей камере реле 32 блокавременной программы будет сигнал"0". Реле 32 под действием. подпорасработает и сообщит выходной каналреле 33 с атмосферой. При этом сработает реле 34 и единичный выходнойсигнал через сопловую камеру реле34 и регулируемый дроссель 46 стравливается в атмосферу, Дроссель 46служит для задержки начала новогоцикла после дозирования..Таким образомрегулирование процесса приготовления шоколадных массосуществляется путем дискретногоавтоматического отбора проб, приготавливаемых в коншмашине шоколадноймассы, подаваемых насосом в измерительную ячейку узла измерения вязкости, где происходит автоматическое измерение вязкости и температуры. Определяется тенденция изменения вязкосТи приготавливаемой шоколадной массы во время конширования,снижается ли вязкость в процессеконширования при данном содержаниив нем какао масла или же она стаби-,лизировалась. Только в последнемслучае устройство включает насосдозатор подачи какао масла в коншмашину и при этом длительность работы насоса-дозатора (величина дозы) завйсия от разности между измеренным и заданным значением вязкости приготавливаемой шоколадной массы. Чем больше эта разница, тембольше величина дозы. Чем ближе вяз1084731 12 КИПИ Заказ 2000/41 .Тираа 842 Подписное ул.Проектная, 4 кбсть приготавливаемой шоколадноймассы к заданному значению, тем мень-ше величина какао масла. Использованиепредлагаемого уст ройства для регулирования вязкости шоколадных масс позволит значительно облегчить труд операторов, исключин ручные операции по отбору проби определению вязкости шоколадныхмасс, а также исключить перерасходкакао масла за счет определения момента стабилизации вязкости шоколадных масс в процессе конширования иболее точного дозирования какаомасла.