Устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения из влажности

(51) 4 С 01 Я 1/20 ГОСУДАРСТ 8 ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСК 6 МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С:(56) Авторское свидетельство СССР У 430305, кл. С 01 В 1/20, 1972.Авторское свидетельство СССР 9 403990, кл. С 01 В 1/20, 1968.(54)(57) . УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗМЕРЕНИЯ ИХ ВЛАЖНОСТИ, включащцее диск, снабжейный приводом, с окнами: в центре 801200656 А и с установленным на ним сбрасывателем и датчиком влагомера, подключенным через преобразователь к вторичному прибору, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что,с целью повышенияпредставительности проб и продолжительности .безотказной работы влагомера, оно снабжено демпфирующим бункером с боковым сбросным отверстиемпеременного сечения и фильерой снеподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположеннойрадиально над диском, выводной воронкой, установленной под диском,исистемой блокировок включения и вык-,лючения привода диска, датчика вла-гомера преобразователя и вторичногоРприбора влагомера.Укаэанные недостатки не позволяют использовать информацию о влажности материала, получаемую с помощью влагомера, в качестве текущих значений величины влажности в системах автоматического контроля, регулирования и управления процессами сушки сыпучих материалов в связи с малой достоверностью этой информации.Целью изобретения является повышение представительности проб и 50 1 12006Изобретение относится к устройствам для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности преиму 1 щественно инфракрасным влагомером.5Известно устройство для взятия проб сыпучих материалов, включающее последовательно расположенные бункер с соплами для подачи очищающего агента, распределитель с приводом и распределительный диск с восходящим конусом, под которым установлен пробоотборочный нож, выполненныйв виде патрубка, и наклонную регулируемую заслонку, расположенную между диском и верхним концом ножа.Недостаток этого устройства заключается в низкой представительности отбираемых проб материала.-.Наиболее близким по технической 20 сущности к изобретению является устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности, содержащее диск, снабженный приводом, с окнами в центре и с установленным 25 над ним сбрасывателем и датчиком влажности пробы, а также преобразователь и вторичный прибор инфракрасного влагомера.Недостатками известного устройства 30 являются невысокая представительность отбираемых проб материала, обусловленная измерением влажности небольшого количества материала (5-103 от общего объема материала), проходящего под датчиком влагомера а также частые отказы инфракрасного влагомера из-за выхода из строя усилителя преобразователя прибора при отсутствии сыпучего материала на диске уст" 40 ройства, когда вся энергия излучателя датчика попадает в его фотопри-, емник, не поглощаясь частично в слое сыпучего материала, что имеет место при отсутствии подачи материала и 45 при неравномерностях его подачи из материалопровода на диск устройства. 56 2продолжительности безотказной работы влагомера.Указанная цель достигается тем, что известное устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности, включающее диск, снабженный приводом, с окнами в центре и с установленными над ним сбрасывателем и датчиком влагомера,подключенным через преобразователь к вто- ричному прибору, снабжено демпфирующим бункерам с боковым сбросным отверстием переменного сечения и фильерой с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, вывод- . ной воронкой, установленной под диском, и системой блокировок включения и выключения привода диска, датчика влагомера преобразователя и вторичного прибора влагомера.Снабжение устройства демпфирующим бункером с боковым сбросным отверс-. - тием переменного сечения (например, в виде равнобедренного треугольника, расположенного основанием вверх, а вершиной вниз; равнобокой трапеции с большим основанием наверху или другой аналогичной формы) и фильерой с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, позволяет сгладить неизбежные колебания подачи сыпучего материала и создать запас определенного объема материала перед подачей его через щель фильеры на диск устройства, что повышает равномерность и однородность плотности наноса материала на диск.Боковое сбросноеотверстие переменного сечения, например, в виде равнобедренного треугольника, расположенного основанием вверх, позволяет сбрасывать излишки материала, при неравномерной его подаче, из демпфирующего бункера и выводную воронку. форма сбросного отверстия обеспечивает сброс незначительного количества материала при увеличениях его подачи в бункер от номинального значения (сечение отверстия внизу гораздо меньше, чем наверху), что дает возможность уменьшить количество сбрасываемого из бункера материала при колебаниях его подачи в бункер и тем самым увеличить количество материала от общего его объема, поступающего через щель фильеры на диск устройст00656 3ва, по сравнению, например, со сбросным отверстием прямоугольного сечения В данном устройстве на его дискпоступает 90-95 Х от общего количествасыпучего материала,Обычно сбросные отверстия выпол-.няют с нижней горизонтальной кромкоймаксимально возможной длины, например прямоугольного сечения, что обеспечивает минимальное время сбросаизлишков материала и стабилизируетуровень материала в бункере. Площадьже отверстия выбирается такой, чтобыотверстие обеспечивало сбросвсегоколичества материала, поступающего вбункер при его максимальной. подачеи При закрытом снизу бункере,Однако при использовании сбросныхотверстий такой Формы приходится устанавливать расход материала из нижней части бункера меньше самого.низкого значения подачи материала в бункер, т.е. в любой момент времени подача материала должна превышать еговыход из нижней части бункера, что.,создает условия, при которых черезсбросное отверстие сбрасывается значительное количество материала,Один из путей повышения представительности пробы - увеличение количества материала, подвергаемого анализу с помощью соответствующих при. боров, поэтому при неизбежных колебаниях подачи материала в бункер желательно до минимума свести сброс материала через сбросное отверстие.Сбросное отверстие, например, в виде равнобедренного треугольника, . расположенного основанием вверх, поз воляет сбрасывать интегрально меньшее количество материала при колебаниях его подачи в бункер, что увеличивает . долю материала, проходящего через фильеру на диск устройства и далееподдатчик влагомера, до 90-957 от общего объема сыпучего материала. При этом измерение влажности .производится для 85-907 от общего объема материала. Наблюдающиеся при этом незначительные колебания уровня материала в бункере не влияют на расход материала через щель фильеры на диск устройства,который зависит от геометрии щели фильеры и скорости вращения диска. Кроме того, сбросное отверстие такой формы почти не уменьшает жесткость конструкции по сравнению с отверстием того же назначения, но, например,прямоугольной формы.Фильера с неподвижной нижней губойи регулируемой верхней губой, рас"положенная радиально над диском, является формирователем слоя материалана диске и обеспечивает равномерностьнаноса сыпучего материала на диск поширине и высоте; регулируемая верхняягуба Фильеры позволяет при необходимости перенастраивать фильеру на новые значения высоты слоя,Выводная воронка, установленнаяпод диском, обеспечивает сбор .излишков сыпучего материала, удаляемыхиз бункера через его сбросное отверстие, а также материала, прошедшегопод датчиком влагомера и удаляемогосбрасывателем с диска через его крайи окна в центре, и последующий выводматериала из устройства в материалопровод.Снабжение устройства системой бло 25 кировок включения и выключения привода диска, преобразователя, вторич,ного прибора влагомера и датчика .влагомера позволяет увеличить продолжительность безотказной работыЗ 0 влагомера и устройства в целом засчет уменьшения длительности его работы вхолостую и отключения датчикапри ненормальных режимах работы.Блокировка включения и выключенияпривода диска, преобразователя и вторичного прибора влагомера по подачесыпучего материала обеспечивает включение указанных, элементов устройствав работу только при включении транс 40 портера подачи сыпучего материалана вход заявленного устройства, ивыключение указанных элементов приотключении транспортера. Таким .образом, устройство работает синхронно45 с транспортером, что устраняет егохолостые пробеги,Блокировка. включения и выключения:датчика влагомера по подаче сыпучего;материала и по высоте слоя материала50-на диске с выдержками по времени обеспечивает включение датчика влагомераспустя определенное время после включения транспортера, за которое сыпучий материал должен пройти к устройс 55 тву для отбора проб и сформироватьсяв нем на диске в виде слоя заданнойширины и высоты.Если во время работы устройствавысота слоя материала значительно12006уменьшается, вплоть до отсутствияматериала на диске, и это уменьшениене имеет случайный и кратковременныйхарактер то датчик влагомера автомаФ5тически выключается.Транспортер перед остановом некоторое время обычно работает вхолостуюдля продувки материалопровода, и подача материала на диск прекращается.Указанная блокировка в этом случаетакже выключает датчик влагомера,предохраняя усилитель преобразователя и усилитель вторичного прибора отперегрева, чем способствует повышению продолжительности безотказнойработы влагомера,Приборы световой и звуковой сигнализации отсутствия слоя сыпучегоматериала необходимой высоты на диске позволяют своевременно обнаруживать ненормальные режимы работы устройства и принимать меры к их устранению.И, наконец, установка устройства .25для взятия проб сыпучего материалав конце транспортной Линии и в непосредственной близости от "места упаковки материала в тару, позволяет учитыватьизменения влажности материалав процессе транспортировки к местуего упаковки, особенно при использо-вании пневмотранспортных линий большой длины, существенно изменяющихвлажность материала.На Фиг.1 представлен общий видустройства для взятия пробсыпучихматериалов и измерения их влажности;на Фиг.2 - разрез А-А на Фиг.1; нафиг.3 - вид по стрелке Бна Фиг.1; на 4Фиг,4 - вид по стрелке В на Фиг.1;на фиг.5 - принципиальная электрическая схема системы блокировок.Устройство состоит из демпФирующего бункера 1 с боковым сбросным 46отверстием 2 переменного сечения ифильерой 3 с неподвижной нижней губой4 и регулируемой верхней губой.Фильера расположена радиально наддиском 5, насаженным на вал 6, вращающийся в подшипниках 7 от регулируемого привода 8 с замыкающим контактом 9 в цепи его питания, иснользуемым в системе блокировок. Дискимеет окна 10 в центре. Над дискомустановлены сбрасыватель 11, а такжедатчик 12 влагомера с замыкающим контактом 13 в цепи питания датчика.Датчик 12 соединен с преобразовате 56 влем 14 влагомера, снабженным замыкающим контактом 15 в цепи его питания,который, в свою очередь, подключенмк вторичному прибору 16 влагомера сзамыкающим контактом 17 в цепи егопитания и замыкающим контактом 18,срабатывающим при значении влажностисыпучего материала ниже некоторогомаксимального предела или при отсутствии сыпучего материала на диске 5.Под диском 5 установлена выводнаяворонка 19. На чертеже показан такжепривод 20 транспортера, подающего сыпучий материал на вход устройства,снабженный замыкающим контактом 21,используемым в системе блокировок.Закрепление верхней губы 22 фильеры после регулировки высоты расположения ее нижней кромки производится Фиксирующими элементами 23. Сбрасыватель 11 закреплен на стойке 24 и снабжен упором 25 и пружиной 26.Входящая в состав устройства система блокировок и сигнализации содержит выводы А и И для подключения источника питания, лампу 27 контроляналичия напряжения питания, промежуточное реле 28 с замыкающими контактами 9, 15, 17, 29 и 30. Системасодержит также реле 31 времени с замыкающим с выдержкой по времени крнтактом 32, промежуточное реле 33 с замыкающими контактами 13 и 34, лампу 35 сигнализации включения датчика влагомера, реле 36 времени с замыкающим с выдержкой по времени контактом37, промежуточное реле 38 с замыкающим контактом 39 и замыкающими контактами 40 и 41, размыкающую с самовозвратом кнопку 42 снятия блокировки выключения датчика по высоте слоясыпучего материала на диске, лампу 43 сигнализации срабатывания блокировки выключения датчика по высоте слоя сыпучего материала на диске, раэмыкающую с самовозвратом кнопку 44 выключения световой и звуковой сигнализации отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске, замыкающую с самовозвратом кнопку 45 подготовки цепи вышеуказанной световой и звуковой сигнализации к включению, промежуточное реле 46 с замыкающими контактами 47 и 48; лампу 49 сигнализации .готовности цепи вышеуказанной сигнализации к приему 1сигнала, лампу 50 и сирену (звонок) 51 световой и звуковой сигнализации35 7 12006отсутствия слоя сыпучего материаланеобходимой высоты на диске.Устройство работает следующимобразом.Подают напряжение питания на вы 5воды А и Я системы блокировок. Приэтом загорается лампа 27 контроляналичия напряжения питания, Нажимаютна кнопку 45. По цепи фаза А - замкнутая кнопка 44 - замкнутая кнопка45 на нуль Я включается обмотка реле46 и лампа 49. Реле 46 своим контактом 47 шунтирует кнопку 45 и встаетна самоблокировку. Кнопка 45 может."быть отпущена, при этом реле 46 илампа 49 остаются под напряжением.Одновременно замыкается контакт 48реле 46, подготавливая цепь сигнализации, идущую к лампе 50 и.сирене 51, 20к включению. Загорание лампы 49 свидетельствует о готовности цепи сигнализации к приему сигнала,При включении привода транспортера подачи сыпучего материала, например, высушенного желатина или преципитата, на вход устройства длявзятия проб и измерения их влажностизамыкается контакт 21 этого привода.При этом по цепи фаза А - замкнутыйконтакт 21 на нуль Ю включается обмотка реле 28. Контакт 9 реле 28автоматически включает привод 8 диска, контакт 15 - преобразователь 14влагомера, а контакт 17- вторичныйприбор 16 влагомера. Одновременнозамыкается контакт 29 и по цепи фаза А - замкнутый контакт 29 на нульИ включается обмотка реле 31 времени.Кроме того, замыкается контакт 30, 4 Оподготавливая цепи включения реле 38,и замыкается контакт. 18 вторичногоприбора 16 влагомера.Таким образом реализуется блокировка включения привода диска, преобразователя и вторичного приборавлагомера по подаче сыпучего материала.Через некоторое время после включения привода 20 транспортера, определяемое транспортным запаздыванием,зависящим от длины транспортера искорости перемещения им сыпучего ма териала, на вход устройства в егодемпфирующий бункер 1 начинает поступать сыпучий материал, который черезфильеру 3 равномерно подается навращающийся диск 5. Излишки материала при неравномерной его подаче на 56 8вход устройства сбрасываются из бункера 1 через его боковое сбросное отверстие 2 переменного сечения в выводную воронку 19. В этот момент замыкается контакт32 с выдержкой по времени, позволяющей учесть транспортное запаздываниеи время, необходимое для формирования слоя материала на диске, и поцепи фаза А замкнутый контакт 32 -замкнутый контакт 39 на нуль И вклю-"чается обмотка реле 33 и лампа 35.Реле 33 своим контактом 13 автоматически включает датчик 12 влагомера,а контактом 34 через замкнутый контакт 18 включает реле 36. Загораниелампы 35 свидетельствует о включениидатчика 12 влагомера. Таким образомреализуется блокировка включения датчика влагомера по подаче сыпучегоматериала с выдержкой по времени,Необходимая высота слоя сыпучегоматериала на диске 5 устанавливаетсярегулированием высоты установки верхне 6 губы 22 фильеры 3 с последующейее фиксацией элементами 23, Привод8 диска выполнен регулируемым, что:позволяет изменять скорость вращениядиска при наладке устройства дляприведения ее в соответствие с подачей материала на вход устройства.Диск 5, вращаясь, перемещает сформированный слой материала под датчик12 влагомера, установленный над диском, Датчик 12 влагомера, после еговключения контактом 13 реле 33, подает аналоговый сигнал, пропорциональный влажности сыпучего материалав данный момент времени, на входпреобразователя 14, с выхода которогоунифицированный аналоговый сигналпоступает на вход вторичного прибора16 влагомера.При дальнейшем вращении диска 5сыпучий материал удаляется с дискасбрасывателем 11, подпружиненный пружиной 26, в окна 10 и через край диска 5 в выводную воронку 19,Через некоторое время, определяемое быстродействием комплекта: датчик 12, преобразователь 14, вторичный прибор 16 влагомера, стрелкавторичного прибора устанавливаетсяна отметке шкалы, соответствующейвлажности. материала в текущий моментвремени, и отслеживает изменения значений влажности материала.Если во время работы устройства высота слоя материала значительно уменьшается вплоть до полного отсутствия материала на диске, стрелка вторичного прибора 16 выходит эа минимальное предельное значение влажности, что с высокой вероятностью свидетельствует именно об отсутствиислоя материала необходимой высоты надиске 5, и контакт 18 вторичного прибора 16 вновь замыкается. По цепи фаза А - замкнутый контакт 34 реле 33 - замкнутый контакт 18 на нуль И вновь включается реле 36 времени. Если уменьшение высоты слоя материала на диск носит случайный и кратковременный характер и через время, меньшее времени, на которое настроено срабатывание. (замыкание) контакта 37, вновь образуется слой необходимой высоты, то контакт 18 размыкается,реле 36 обесточивается и замыкание контакта 37 не происходит. Еслиуменьшение высоты слоя не случайно (контакт 18 не разомкнулся в течение выдержки времени реле 36), то, по прошествии выдержки времени; замыкается контакт 37 и по цепи фаза А - замкнутый контакт 30 - замкнутый контакт 37 на нуль М включаются обмотка реле 38 и лампа 43. Реле 38 своим контак том 40 через замкнутую кнопку 42 шунтирует контакт 37 и встает на само- блокировку. Загорание лампы 43 сви-". детельствует о срабатывании блокировки выключения датчика 12 влагомера по высоте слоя сыпучего материала на диске 5 при отсутствии слоя мате" риала необходимой высоты на диске. Одновременно размыкается контакт 39 и обесточиваются реле 33 и лампа 35. При этом размыкается контакт 13 и датчик 12 влагомера автоматически включается. Обесточивание лампы 35 свидетельствует о выключении датчика12. Замыкается также контакт 4 1 и по цепи фаза А - замкнутый контакт 41 - замкнутый контакт 48 на нуль Я включаются лампа 50 и сирена 51, производя световую и звуковую сигнализацию отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на дис-. ке. Размыкается также контакт 34 и обесточивается реле 36, после чего размыкается его контакт 37, но реле 38 остается под напряжением по шунтирующей цепи кнопка 42 - замкнутый контакт 40.5 10 20 25:38 и лампа 43, размыкается контакт 40 и реле 38 снимается с самоблокикается контакт 39, получают питание реле 33 и лампа 35, замыкается кон такт 13 и автоматически включается 35 40 45 50 55 Так реализуются блокировка выключения датчика 12 влагомера по высоте1 слоя материала на диске 5 с выдержкой повремени и световая и звуковая сигнализация отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске.у 1Аппаратчик, получив информацию о срабатывании блокировки и о выключении датчика влагомера (включение лампы 43, лампы 50 и сирены 51), нажимает на кнопку 44 выключения световой и звуковой сигнализации. Приэтом обесточиваются реле 46 и ламтга49 размыкается контакт 47 и реле 46снимается с самоблокировки, а такжеразмыкается контакт 48, обесточивая лампу 50 и сирену 51.Устранив, причину срабатывания блокировки выключения датчика 12 влагомера, аппаратчик нажимает на кнопку 42 снятия блокировки выключения датчика. При этом обесточиваются реле ровки,размыкается контакт 41, замыдатчик 12 влагомера, что сигнализируется загоранием лампы 35. Замыкается также контакт 34. Аппаратчик на-. жимает кнопку 45, подавая напряжение на реле 46 и лампу 49. Реле 46 своим контактом 47 шунтирует кнопку 45,и встает на самоблокировку. Одновременно замыкается контакт 48, подготавли" вая цепь сигнализации к повторному срабатыванию при появлении сигнала,При повторном и последующем уменьшениях высоты слоя материала на диске 5 система срабатывает аналогичноПри выключении привода 20 транспортера подачи материала на вход устройства размыкается контакт 21, обесточивается реле 28, размыкается контакт 9, автоматически выключая при-вод 8 диска 5, размыкается контакт 15, автоматически выключая преобразователь 14 влагомера, размыкается контакт 17, автоматически выключая вторичный прибор 16 влагомера, размыкается контакт 18 вторичного прибора 16 влагомера, размыкается контакт 29, обесточивая реле 31, и контакт 30, размыкается контакт 32 и обес,точиваются реле 33 и лампа 35, раз11 12 мыкается контакт 13 и датчик 12 влагомера автоматически выключается, размыкается контакт 34 и система возвращается в исходное состояние,Так реализуются блокировки выключения привода 8 диска 5, преобразователя 14 и вторичного прибора 16 влагомера по подаче сыпучего материала (при отсутствии подачи), а также выключения датчика влагомера по подаче сыпучего материала.При повторном и последующем включениях привода 20 транспортера подачи сыпучего материала на вход устройства замыкается контакт 21 этого привода. По цепи фаза А - замкнутый . контакт 21 на нуль И включается обмотка реле 28 и так далее.00656 12 Таким образом, использование заявленного устройства, дающего возможность получения более представительных проб сыпучего материала и.обеспечивающего большую продоляятельность безотказной работы влагомера, позволяет применять информацию о текущей влажности сыпучего материала в системах автоматическогоконтроля, регулирования, сигнализации, блокировки и управления процессом сушки сыпучего материала,проводить процесс сушки в точном со ответствии с технологическим регламентом, повысить ,технико-экономи -ческие показатели производстваи качество выпускаемой продук .-,ДИИ е1200656 Сн блл. и быллррибабаФисла Юял. и был бторичнов гтриФю Г 1 Юх и бынл.аат чина Тираж 776 исное ул. Проектн Ужгоро ВНИИПИ Заказ 6414П изв.-полигр. пр-тие Е игР фф ф Г;,; 1 Вял. и бычл. ррярбрара. бателя