Дозатор непрерывного действия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСИИРЕСПУБЛИК ии 1 278 594 СО 1 С 13 1/12 МИТЕТ СССРий и ОтнРытий О суд дРственнцО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕНИЯ ЕЙСТВИЯ к весод т повыПИСАНИЕ ИЗ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс(72) А.С.Ерошкин, Ю.А.Трещев, В.К.Ма льцев,А.С.Кузнецов иА.С.Долинин (53) 621317.39:531,7 (088.8) (56) Видинеев 10.Д. Автоматическое непрерывное дозирование сыпучих материалов. - М.: Энергия, 1974, с,49.Карпин Е,Б, Средства автоматизации для измерения и дозировалия массы. - М.: Машиностроение, 1971, с.182, 396.(54) ДОЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГО Д (57) Изобретение относитсяо зирующей технике и позволяе сить точность дозирования. Устройство содержит питатель 1 с электродвигателем 2 постоянного тока, источник 3 переменного тока, бункер 4, весоизмерительное устройство 5, устройство 6 выработки управляющего воздействия, диодно-тиристорный однофазныймостовой преобразователь 7, два блока формирования сигналов для управления тиристорами 8 и 9,операционный усилитель 10, устройство 11 сдвига фазы и смещения нулевого уровня с двумя выходами, два компаратора 12 и 13 и источник 14 питания постоянного тока. Введение новых элементов и образование новых связей позволяет повысить быстродействие и линейность управления в целом. Пред. ставлен вариант дозатора непрерывного действия. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.7 Т З О б т. Г Т Г;1 ц(-" . Т т т (, С 3 т С 3Г: 3 3 (" 0О я 7. 3 ГтГЕ и Т Ни К( Б с а (РОЙСТБСМ ДЛ 5 с)В 10.,С)Т)Т 1 ЕСКОГОСП)Е РтБИО(т ЗЗЕСОЗОГО ДОБИТ)ОН:3.Ц 5 Стпс 7 тттк ЬатГЕРтс,3 ОТ)ЛЕЛЬ НБОбрЕТСНИЛ - ГО)ЗЬи(ЗГНСЗ ТОННО( Тт ДОБН ОЦ ЦТГГ ) с с с)сТ Но 7 Зт бстГ 1 )ОсСтГСВГя 7,377 сгсП сстс 3 с Г 7 77.гу Б рс; - ( 3 т Н ГТ цЛс 33 1 ИООбтрат:,(Н( (1):Н(днонс)ЗЬ 31 а 51 СХСМат а ЯГс с) тт 7 " 3;)1)татГ ти( НОНН(717ДО .3 сТОР с, НгсГг)РБН 3 О Т С 1- СТГЗН 51;т Та Г)НЗ с(с)УК 3,.ОН(31)нс)5 С)СЕ)а НОДНО -ТНРНСТ ОРЦОГ)," Тт 06 а(ЗН(в ГО МОСТОВОГО )ЗрЕОбраЗОЗ;35(,(5.; На СТ)НТ". 3 - 4 гс(1(ТГГБП(35 С).Е У(;"РГ вса.)Ы т ( Ь)С;ГГЛ Я ттс 3.Бс",7 О с.р 073;5 С тцГТЯ 3 ГХт(;Н;, 1 а с)Пс С3)3 с тс) .(ЗОНЕр;7(ИТ Гттгтц ГГ;ге в 1)3)1 а(5(Ь 2 Пос Тост 3 О С)1;.;Т с НС".сг:Р ТО 3.31); ) ПРС ГЕПОТГС) ТОК:1, 61 Ь СГТ С т ис)1,7 асстстг ТТ Г )таТТТ( ГГС). ( ., 3(3(Т)"Гт3.З 3( )31 Е 13 ОЕ ТСТРОдСТЗО ., ", СГРг): СТВО 57 ГЫрабОТКП унран);53)Г;,тс) Ст .3." Зт- стцн), )пс) р(т 1 нТ(и; )тхо; с 7(7 о 3) г)1 С 1 ЗЯоац СЗ ВЫХОДОМ ВЕС.03.СЗМЕ)ТС.3.Ь.снет Гсо РОСТ)За , ДНО 30-Н)ТСО;.3." НО 7)с 1:ЗНЬ 31 ЗК). 1 Г)БОГ( НЕОЬТ)7.:30)"(,ГТТ Д 1)а блока (т 1) 9 с(0)35(1)03 гцс 1 Я Г:(1 гнт ТС)В /Ц 5( тг)тпа 331 СПТЯ т" 71 ТТТ:)астмст С)пс. - 7)аттнон 53 т у с 1 тлнтсл 1О . стцрерг нр)уО" 1 С(цт ВХОД 1.ОТОРОЗ. О СБЯБЛН С: ЦГ(07)ОЬГ УСТ)Г)("1 тЗа 6 ЗЗЫ) сабоТ(Н -Ст(РСППссГ)ЦСГО Боатт(ЗЦГ ГБТ 35 Т тсст РотС)БО 1; т ;1, (т)(1- БП МС (СЗЗНТ ПУЗСС") Г" О СТСтЗПН Д)ЗтгМ 1 БЫ),Г)ДБМП ЗЗХС)Д 3(ОТ(ТОРС) С",.3:БР 1 С БЬЦ(С)ГОМ ИСТО 11 Н Г( Дтнт (" ГЕ с "Рс т тОКз 3;зса (омпссрато)с ),2 ". .3 с 1 тс Бтта Г;о ( ГЦ 1,ТОТО) ЫХ С 3535) (т . ( СХО; со01 с С),7)ттОТПС)1 О )СЗПЗТТС ГН 5 3 О 1 ТОТ)ОП33)(ср 7 с О 7 П "т) с) с 0) а.7 Я (3 а Н С"Е 1) 3 3 ЬтЗЫ)ДОМ тгс. ТРОНСТца 1. 73 т"ОРОЦ БЬГОГГ, г 03 сОГО СЗЗЯаат С ЗЗ 3 ОТ)ЬТЧ ЦХОГ 071 КОМ,Тар;)ГОра 1.Р, Л)И БТО БГГ.:Гтт, Кс;Мг:БЛГ)ногС2 ПЕтг 3 бцок 8 сорс(тсрОтатцсяСНГНБЛС)Б Г Б 5 Ба;т г Га(Е)ЗЗЬ) уонЛтц(7 ГТ ГЗЗОДО 1 СсТОи 0 )ИрИСГОрп1 О С 775 ОГс).з",3(05 аС) ) )ЕПБЕБ:Л:13.01"О ДЕйСТГЗт 5 т, с;и)систт 33 с 1 а 5) СХ, - ,са КОТОРО 0 ПОКа :Цта На (1)НГ . МГХС(3 ПМЕТЬ КОРГ)ЕКт 7)т)773(-гГ Гро Тг Тго Т и сТГЕбра ттЕ г)3т т ;3.1; ,;7 т с; ,) 1т С гсастТ абр )гс)(иМИ ,",Г)гт(НГИ ,ХОД 3 ЦОС КОТОГ)010 СБЯБа 1ГттгГ) Вт Г 73 11(ОДОс,гЦ 0 гтНО" ТИР;тСТС)РНО Го с)Дос.а;33 ого мое;огого ЗЗРеобРазосЗс ВСЛНЯ (СТО 1( Н ту)ТСГ)Б Б НсттЦ 7 Г состТГЕ с )ЛХСБ фОТОЗЗ"ПУЛ СНО ГО гтаТТ 1 (ас ,(зреа тссГрс 3 т 30с:Р Гн)еоба Знатцсп Т)дСТОТЬ 1 ИмтуЛЪСОБ В Напр;т(еЗНЕ (.т 3 та;Пт С НЕТЬт ЗЗХ:;.301 КОРРЕКГ): )", тс).СГО у С."ГТ)О".С ГБГЬ 15)ТОС 01 БХОД . СТО р О Го Б 5т РБ СС(С Ь с, С О с с г Г6 ТтР".(.;0 Г( Т: с 7 т)51)3 С)1,Е О )ЗОБДЕс 1- , т т.с;" (1 .ТЗЬ-:0, 3)ТЕСТ )У)7;Е-О УСТ - 07)С Г;,;:, 1 г - НЗГ та со 353 С(сет) тРУтатси.3 Ос)ат)а;.,О)тцс","О ) С;ГГЦ ". -,":.", П,О-:Но - и И;);г ТОГГцсП О; т Нтоаат 3 тнт ,ксто Бс)й Г.ре )бразоцатсссц,с т,(13)нг, Ьс)через шунт 24 к силовому выходу преобразователя 7, Анодные выводы диодов 21 и 22 также, объединены и подключены к анодному выводу диода 23 и силовому выходу преобразователя 7. Кроме того, катодные выводы тиристоров 19 и 20, а также диода 23 через шунт 24 подключены к информационному выходу преобразователя 7.Устройство 11 сдвига фазы и смещения нулевого уровня с двумя выходами (фиг.5) имеет трансформатор 25, первичная обмотка которого подключена к входу устройства 11, интеграторы 26 и 27, входы которыхподключены к соответствующим выходамтрансформатора 25, а выходы интеграторов 26 и 27 подключены соответственно к первым входам алгебраических сумматоров 28 и 29, вторые входы которых объединены и подключены к выходу реэистивного задатчика 30 сигналов с источником питания. Выходы алгебраических сумматоров 28 и 29 подключены соответственно к первому и второму выходам устройства 11.Устройство 6 выработки управляющего воздействия (Фиг,7) может иметьзадатчик 31, блок 32 сравнения, первый вход которого соединен с выходомзадатчика 31, а второй вход - с входом устройства 6. Выход блока 32сравнения соединен с входом корректи 20 25 рующего устройства 33, выход которого соединен с выходом устройства 6. 35Дозатор непрерывного действия (фиг.1) работает следующим образом,Сыпучий материал нз бункера 4 подается питателем 1 в технологическую линию производства. Текущее значение массы материала, находящегося в бункере 4 и на питателе 1, измеряется весоизмерительным устройством 5, выходной сигнал которого, пропорциональный измеряемой массе материала, поступает на вход устройства б выработки управляющего воздействия. Последнее на основе полученной информации формирует сигнал управления Цу, Сигнал управления 11 ц с выхода50 устройства б поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 10 и далее на первые входы компараторов 12 и 13, на вторые входы кото;рых поступают сдвинутые по фазе одинотносительно другого на 180 сигналы напряжения Б и ц (Фиг.б) соответственно с первого и второго выходов устройства 11 сдвига фазы. В компараторах 12 и 13 происходит сравнение сдвинутых по фазе напряжений сигна.лов Б и Б 1, с напряжением сигнала управления Б, Формирование сдвинутых по Фазе один относительно другого на 180 управляющих импульсов Б и Б на выходе блоков 8 и 9 для управления тиристорами 19 и 20 производится в момент изменения знака разности указанных напряженийс "Плюс" на "Минус". Сдвинутые по фазе одинаотносительно другого на 180 управляющие импульсы П, и 0 поступают соответственно на первый и второй управляющие входы днодно-тиристорного однофазного мостового преобразова"теля 7 и далее на управляющие электроды тиристоров 19 и 20. Таким образом, обеспечивается синхронизированная работа блоков 8 и 9 и подача уп-равляющих импульсов О, и Ов не 1 ообходимой последовательности на управляющие электроды тиристоров 19 и 20, которые включаются в момент подачи импульса и выключаются при падении уровня сигнала 0,1 до нулевого значения. При этом на силовом выходе диодно-тиристорного однофазного мостового преобразователя 7 формируется сигнал напряжения Е 1, средняя величина которого определяется площадью заштрихованной области диаграммы напряжений, показанной на фиг.б Этот сигнал напряжения Е 1, пропорциональный величине управляющего сигнала Б, поступает на якорную обмотку электродвигателя 2 постоянного тока, обмотка возбуждения которогоподключена к стабилизированному источнику питания, и пропорциональноувеличивает либо уменьшает скорость транспортирования материала питателем 1, устраняя, таким образом, отклонение текущего значения расхода массы материала на выходе доэатора от заданной его величины, котораяустанавливается задатчиком 31 устройства 6 выработки управляющего воэдействия,Практическая беэынерционность диодно-тиристорного Однофазного мостового преобразователя 7 в сравнении с электромашинным преобразователему известного устройства обеспечивает эа счет использования в схеме полупроводников максимальное быстродействие системы управления доэатором,Кро1278600 50 ме того, результирующая характеристика преобразователя 7 Е 12(ц, ) оказывается линейной, хотя зависимостьсЕ(Пц) (фиг.б), характеризующаямомент включения тиристоров, нелиней" 5на. Это обеспечивается за счет выполнения процедуры нелинейного преобразования двух функций о= Г(11 ), Ц(Фиг.2) работает аналогично описанному. Различие в функционировании определяется наличием обратной связипо скоростн транспортирования материала, которая вводится с целью повышения точности доэирования за счетувеличения жесткости механическойхарактеристики электродвигателя 2постоянного тока. Сигнал, пропорциональный текущей скорости транспортирования материала, формируется на выходе алгебраического сумматора 16 смасштабирующими входами из информационного токового сигнала пропор")ционального нагрузке электродвигателя 2, и сигнала напряжения Е 1) снимаемых соответственно с информационного и силового выходов диодно-тиристорного однофазного мостового преобразователя 7, и поступает на первый фвход корректирующего устройства,реализующего ПИ или ПИД закон регулирования. На второй вход корректирующего устройства 15 поступает сигнал с выхода устройства 6 выработки 35управляющего воздействия, которыйв данном случае является сигналомзаданной скорости транспортирования.На выходе устройства 15 формируетсякорректирующий сигнал, который поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 10. На неинвертирующий вход. операционного усилителя 10поступает сигнал с выхода устройства 6, На выходе операционного уси 45лителя 10 формируется сигнал управле.ния П .и дапее устройство работаетаналогично.Дозатор непрерывного действия(фиг.3) работает также аналогичноус;ройству) показанному на Фиг.1,Различие в функционировании определяется наличием обратной связи поскорости транспортировании материала, которая вводится с целью увели 55чения жесткости механической характеристики электродвигателя 2 постоянного тока, и использования датчика скорости в составе электропривода доэатора. При этом точность дозирования увеличивается по сравнению с устройством (Фиг.1) за счет устранения динамической ошибки, обусловленной изменением напряжения питания и переменной величиной нагрузки электродвигателя 2 постоянноВго тока. С выхода фотоимпульсного датчика 17 снимается импульсный сигнал, пропорциональный текущей скорости транспортирования материала. Этот сигнал преобразовывается в напряжение устройством 18 и поступает на первый вход корректирующего уст- ) ройства 15, на второй вход которого поступает сигнал с выхода устройства б выработки управляющего воздействия, который в данном случае является сигналом заданной скорости транспортирования материала, На выходе устройства 15 формируется корректирующий сигнал, который поступает на инвертирующий вход операцион" ного усилителя 10.На неинвертирующий вход операционного усилителя 10 поступает сигнал с выхода устройства 6. На выходе операционного усилителя 10 Формируется сигнал управления П и далее дозатор работает аналогично изложенному.Устройство 11 сдвига Фазы и смещения нулевого уровня с двумя выходами (фиг.5) предназначено для формирования сигналов напряжения ,(фиг.б) и работает следующим образом. Первичная обмотка трансформатора 25 запитывается напряжением Б от источника 3 переменного тока. При этом с соответствующих выходов трансформатора 25 снимается синусоидальное опорное напряжение Б, и П)сдвинутое по Фазе одно относительно друогого на 180 и с периодом изменения, равным периоду питающего напряжения О , Сигналы напряжения Б и П поступают на входы интеграторов 26 и 27, На выходе интеграторов 26 и 27 формируются сигналы напряжения, смещенные относительно входных сигналов П и Ц на 90, которые поступают на первые входы алгебраических сумматоров 28 и 29, На вторые входы алгебраических сумматоров 28 и 29 поступает сигнал напряжения смещения с выхода резистивного задатчика 30 с источником питания, На выходе алгебраических сумматоров 28и 29 формируются сигналы напряжения У: и У , которые поступают на первый и второй выходы устройства 11,Формула изобретения1, Дозатор непрерывного действия, содержащий питатель с электродвигателем постоянного тока, обмотка возбужцения которого соединена с выхо 10 дом источника постоянного тока, источник переменного тока, бункер, установленный над питателем, весоизме- Р ительное устройство и устройство вы 15 работки управляющего воздействия, информационный вход которого подключен к выходу весоизмерительного устройства, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точностиЮ доэирования, в него введены диоднотиристорный однофаэный мостовой преобразователь, два блока формирования сигналов для управления тиристорамн, операционный усилитель, устройство сдвига фазы и смещения нулевого уровня и два. компаратора, причем выход устройства выработки управляющего воздействия соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя,ЗО выходом подключенного к первым входам компараторов, вторые входы котоорых соединены с соответствующими вы. ходами устройства сдвига фазы и смещения нулевого уровня, входом соединенного с выходом источника переменного тока и силовым входом диоднотиристорного однофазного мостового преобразователя, первый вход которого через первый блок формирования сигналов для управления тиристоров40 подключен к выходу первого компарафтора, второй вход через второй блок формирования сигналов для управления тиристорами соединен с выходом второго компаратора, а силовой выход подключен к якорной обмотке электродвигателя постоянного тока,2. Дозатор по п.1, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что в него введены корректирующее устройство и алгебраи" ческий сумматор с масштабирующими входами, вход "Плюс" которого соединен с силовым выходом диодно-тиристорного однофазного мостового преобразователя, информационный выход которого подключен к входу "Минус" алгебраического сумматора с масштабирующими входами, выходом соединенного с первым входом корректирующего устройства, второй вход которого подключен к выходу устройства выработки управляющего воздействия, а выход - к инвертирующему входу операционного усилителя.3. Дозатор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в него введены корректирующее устройство, устройство преобразования частоты импульсов в напряжение, фотоимпульсный датчик, механически связанный с валом электродвигателя постоянного тока, выход фотоимпульсного датчика через устройство преобразования частоты импульсов в напряжение соединен с первым входом корректирующего устройства, второй вход которого подключен к выходу устройства выработки управляющего воздействия, а выход - к инвертирующему входу операционного усилителя.12 78600 Ръл 72 Ъ ель .Хаустов Состав Техред Редактор С,Лыков Корректор С.Шекм ДйОЕ(0 В Я Заказ 6820 Подп о НП 1 ПИ по 13035, Проект Тираж 705 осударстьенно елам иэобрете Москва, Ж,го комитета СССРнпй и открытийРаушская наб д.4