Способ непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов и устройство для его осуществления

(21) 3402751/ (86) РСТ/ЕР 8 (22) 25.02.82 (31) Р 302479 (32) 30.06.80 (33) 0 Е (46) 23.1088 (71) Гебрюдер (72) Ганс Эти (53) 664.71.0 8-13 /00091 (30,06.81) Бюл. В 39Бюлер АГ (СНер и Эмануэль6.8 (088.8) уммер (СН ЕДЕЛЕНИЯОДУКТОВВЛЕНИЯмукопро ваться его ия -лучения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИОПИСАНИЕ ИЗК ПАТЕНТУ(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОПР ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ ПИЩЕВЫХ ПР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕС (57) Изобретение относится мольной и зерноперерабатыва мьппленности и может использо при контроле влажности сыпуч вого продукта. Цель иэобрете повышение точности за счет п более представительной усредненнойпробы. Зерно или продукты его переработки пропускают под действием силытяжести через измерительную и байпасную ячейки, уменьшают скорость истечения продукта через измерительную .ячейку путем уменьшения проходного сечения последней. Измеряют изменениеэлектрической емкости с последующимустановлением по измеренному значениювлажности продукта. Усреднение пробыпродукта осуществляют регулированиемскорости истечения байпасного потокасыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпасной зонамипотока сыпучего пищевого продукта засчет обеспечения постоянным уровнясыпучего пищевого продукта в байпасной зоне. 1 с. и 5 э.п.ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к контролювлажности сыпучего пищевого продукта,в частности зерна и продуктов его переработки, и может найти применениев мукомольной, зерноперерабатывающейпромышленности.Цель изобретения - повышение точности эа счет получения более предстанительной усредненной пробы материала в измерительной зоне.На фиг. 1 изображена схема устройства для непрерывного определениявлажности сыпучих пищевых. продуктовпо изменению электрической емкости;на фиг. 2 - диаграмма электрическогоизмерения; на фиг. 3 - положение отдельных выключателей н соответствиис временным ходом по фиг. 2; нафиг. 4 - схема создания ореднего сос Отана материала в измерительном сосуде.При осуществлении способа непрерывного определения влажности сыпучего пищевого продукта, в частностизерна и продуктов его переработки, 25поток сыпучего пищевого продукта разделяют на измеряемый и байпасный,пропускают их под действием силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим ЗОполучением за этими зонами объединенного потока. Далее замедляют скоростиистечения измеряемого потока сыпучего пищевого продукта путем уменьше ния ега проходного сечения на выходе.Дополнительно осуществляют регулирование скорости истечения байпасногопотока сыпучего пищевого продуктапутем изменения проходного сеченияобъединенного за измеряемой и байпас 4 Оной зонами потока сыпучего пищевогапродукта за счет обеспечения постоян+ным уровня сыпучего пищевого продуктав байпасной зоне. Измеряют изменение значения электрической емкостиизмеряемого потока, усредняют измеренное значение с последующим установлением па усредненному значению влажности сыпучего пищевого продукта.Устройство для непрерывного опреде 5 Оления влажности сыпучего пищевого .продукта содержит проходную измерительную ячейку 1, расположенную на пути потока сыпучего пищевого продуктапод силосом 2. Выходное отверстие 3проходной измерительной ячейки мень 55шее ее входного отверстия 4. При этомпроходная измерительная ячейка вы- полнена в виде конденсатора, стенки 5 ячейки являются первой конденсаторнойпластиной, а внутри размещена втораяконденсаторная пластина 6. Проходнаяизмерительная ячейка снязана с преобразователем 7 измерения емкости конденсатора, вызванного изменением влаж.ности потока сыпучего пищевого продукта, подключенным к блоку 8 электронной обработки сигналов, к которому подсоединен датчик 9 температурысыпучего материала, размещенный в выходном отверстии проходной измерительной ячейки.Кроме того, устройство для непрерывного определения влажности сыпучего пищевого продукта содержит байпасный канал 10, расположенный вертикально и параллельно продольной оси измерительной ячейки и соединен с поледней на выходном участке посредствомобъединенного циркуляционного канала11. Байпасный канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение,большее выходного сечения измерительной ячейки.Байпасный канал оснащен контуромрегулирования н нем уровня сыпучегопищевого продукта, содержащим исполнительный механизм 12, изменяющий поперечное сечение объединенного циркуляционного канала, и датчик 13 фактических значений уровня, представляющий собой мембрану, выполненную какотрезок стенки 14 байпасного каналас противоположной стороны от измерительной ячейки и связанную посредством приспособления 15 для регулирования расхода материала с исполнительным механизмом,Кроме тога, устройство оснащенодополнительным элементом 1 б для открытия и закрытия вручную исполнитель"ного механизма.На фиг. 3 показаны отдельные положения выключателей 17-20 во время измерения и протекания напряжения 0, которое относится к электрическому заряду опорнога конденсатора 21.Ва время первой фазы измерительный конденсатор 22 ячейки 1 заряжают до заданного напряжения 11 О, . Одновременно опорныи конденсатор 21 разряжается. Выключатели 17 и 19 закрыты, а выключатели 18 и 20 открыты. Во время первой фазы напряжения 1, равно нулю. Во время второй фазы заряд измерительного конденсатора 22 перезаряжается на опорный конденсатор 21.При этом вьн,лючатель 17 закрывается, а выключатели 17, 19 и 20 открыты. Напряжение 13, повышается до полного разряда измерительного конденса ора 22, Этот перезаряд осуществляется при5 помощи операционного усилителя 23. Во время третьей фазы конечное значение напряжение П, передают на запоминающий блок 24, При этом выключатель 19 закрывается, а выключатели 17 - 19 открываются, Этот фазовый заряд и разряд измерительного 22 и опорного 21 конденсаторов определяется частотой и длительностью процесса увлажнения. 15 Рабочее напряжение Бс, аналогового запоминающего блока 24 подают на последующее управляющее устройство, например, для управления процессом увлажнения материала (за счет подачи воды).Приспособление 15 для регулирования расхода материала обеспечивает пропускание сыпучего материала через измерительную ячейку 1 с замедлением, 25 при этом скорость перемещения материала более или менее замедляется в соответствии с расходом материала. Таким образом, измерительная ячейка 1 постоянно наполнена материалом. Для 3 О обеспечения необходимой степени наполнения уровень материала поддерживают в постоянных пределах за счет управления положением открытия исполнительного механизма 12.Постоянный обратный подпор обеспе 35чивает то, что и при прерывании потока матерчала рабочие узлы (клапан для подачи воды и т,п.) не управляются ошибочными командами. Насыпной вес материала определяется приспособлением для взвешивания материала, состоящим из мес-дозы или весов 25 и соответствующей шарнирной подвески 26, При этом измерительная ячейка 1 выполнена в качестве приспособления для взвешивания материала. Исходный сигнал весов 25 по сигнальному проводу 27 подают в блок 8 электронной обработки сигналов.Учет электропроводности и поляризационных свойств продуктов при дополнительном взвешивании, сравнение полученного значения с "электричес;55 ким" повышают надежность результатов измерения (без определения веса или насыпного веса материала, так же получают надежные результаты). Блок электронной обработки сигналов можно программировать так, что он постоянно измеряет, например, вес материала, но не оценивает получаемые значения, пока они находятся в известных допустимых пределах. Такое решение можно использовать,. например, при измерении влажности сырой пшеницы. Дополнительная оценка плотности может не только повысить надежность, но и испольэовать для исправления измеряемой величины в случае наличия больших колебаний плотности.Измерительный аппарат 28 имеет впуск 29, который расположен в основном вертикально над измерительной ячейкой 1.Измерительная ячейка 1 и байпасный канал 10 расположены параллельно, соединены под впуском при помощи переходного канала 30 и сходятся в объединенный циркуляционный канал 11. В переходном канале 30 материал распределяется на байпасный канал 10 и измерительную ячейку 1. Выпуск материала из канала 11 управляется приспособлением 15 для регулирования расхода материала, связанным с выполненной в качестве уровнемерамембраной 13,расположенной сбокуна байпасном канале 10.Элемент 31 жесткости установлен С возможностью вращения на шарнире 32. С элементом 3 1 жесткости также соединен пневматический регулировочный клапан 16, который при наличии определенного давления материала приводится в действие через мембрану 13 и элемент 31 жесткости. При этом клапан 16 подает напорный воздух в провод 33, приводящий в действие приспособление 15, которое управляет исполнительным механизмом 12 объединенного циркуляционного канала 11. Давление, которое подается в провод 33, также пос тупает в напорную камеру 34 и управляет мембраной 35. Здесь давление комкомпенсирует давление материала.Кроме того, на байпасном канале 10 установлены ручные исполнительные органы для открывания и закрывания исполнительного механизма 12 для регу.- лирования расхода материала. При помощи винта 36 и элемента 31 жесткости можно приводить в действие пневматический регулировочный клапан 16 и, таким образом, исполнительный механизм 12 можно полностью открывать или закрывать. Ручные исполнительные ор 1 Д 3327ганы позволяют осуществлять полнуюразгрузку измерительного аппарата 28,чтобы осуществить например, контрольизмерительного конденсатора 2 илиизмерительной ячейки 1,Под объединенным циркуляционным каналом 11 измерительного аппарата 28также установлен прибор 37 для измерения расхода материала в данный момент. Измеренные величины конденсатора 22 или обеих конденсаторных плас тин, датчика 9 температуры сыпучегоматериала, весов 25 и прибора 37 дляизмерения расхода материала по сигнальным проводам подают ь блок 8 который определяет недостающее количество воды и подает соответствующее значение в качестве регулирующей величины на регулятор 38, который управляет двигателем 39 для подачи недостающего количества воды в материал. Дляконтроля приспособление 40 еще разсигнализирует о недостающем количестве воды. 25У объединенного циркуляционногоканала 11 расположено приспособление15 для регулирования расхода материала в соответствии с заданным значением датчика, размещенного в блоке 8,в котором Фактическое (прибор 37) изаданное значения расхода материаласравнивают и получаемое при этом значение используют для управления исполнительным механизмом 12, Кроме того,в блоке 8 еще сравниваются и оцениваются водосодержание и расход матерна=ла, и получаемые при этом сигналы используются для управления процессомувлажнения или сушки.оУстройство выполняет двойную Функцию: определяет точное значение влажности сыпучего материала и обеспечивает отвод точного количества материала из силоса 2.45На Фиг. 4 показана непрерывное создание среднего состава материала визмерительной зоне измерительнойячейки 1,Непрерывное создание среднего сос-.тава материала, т.е. непрерывное аб 50раэавание всегда представительного поперечного сечения поступающего черезвпуск 29 материала, осуществляетсяавтоматически.Предполагают, чта состав материала,55т,е. отдельные его компоненты, изменяются за определенное время, С цельюиллюстрации такого случая на Фиг. 4 представлено поэагруэочнае изменение,на образование точного среднего состава материала может достигаться и вслучае постепенного изменения.Материал подают через впуск 29,где он пад действием силы тяжести перемещается вниз по байпасному каналу10 и измерительной ячейке 1. В байпасном канале 10 скорость перемещения материала замедляется при помощиисполнительного механизма 12, такчта в измерительной зоне достигаетсярасположение различных компонентовс, О и е-Ь в виде слоев, расположенных друг над другом. Компонент а находится еще в впуске 29, а компонентЬ начинает распределяться па байпаснаму каналу 10 и измерительной ячейке 1. Компонентвыхацит из байпасного канала 10 в зоне исполнительногомеханизма 12. Несмотря на подпор материала до высоты мембраны 13, в байпасном канале 10 достигается скоростьперемещения материала, соответствующая расходу материала и поперечномусечению байпасного канала.Иначе дело обстоит в измерительной ячейке 1, конФигурация которой,в частности поперечное сечение в зонеэлектрического измерения и суженноевыходное отверстие, значительно замед-ьляет скоростьперемещения материала,обусловленную действием силы тяжести.Всвязи с этим компоненты е, Е,р, Ь, д, кнаходятся еще в измерительной зоне, нов байпаснам канале 10 их уже нет.Количество материала в измерительнойячейке 1 мажет составлять, например,5-20 л. В зоне, расположенной непосредственно над исполнительным механизмом 12 имеет место выравниваниескорости между материалом, выходящим с относительно большой скоростьюиз байпасного канала 10 и материалам, покидающим со сравнительной небольшой скоростью измерительную ячейку 1. При этом на скорость выходящегоиз измерительной ячейки материала влияет нижний зазор Б, который можнопредварительно устанавливать при помощи задвижки К,Таким образом, скорость перемещения материала па измерительной ячейке 1 ва много раз меньше скорости перемещения материала па байпасному ка"налу 10 (примерна в соответствии собоими поперечными сечениями материала А и В, если верхние поперечные се143342 ченкя байпасного канала 10 и измерительной ячейки 1 в зоне мембраны 13 являются примерно одинаковыми). Чем меньше зазор Я, тем меньше скорость перемещения материала в измеритель 5 ной ячейке 1, тем больше время пребывания материала в измерительной зоне, тем меньше объем каждого компонента в измерительной зоне и тем больО ше число различных компонентов материала в измерительной зоне, что в конечном итоге способствует образованию более представительного среднего состава материала в измерительной ячейке 1. Поэтому электоическое измерение по фиг. 4 дает среднее значение в результате измерения компонентов е - к. При этом измерение несколько замедляется по сравнению со скоростью перемещения остального потока материала, но это положительно сказывается на образовании более широкого среднего состава материала, что в свою очередь может положитель но сказываться на проведении последу" ющих операций, так как, например, возможное добавление воды требует определенного времени. Зазор Я и общий расход материала можно согласовать при помощи исполнительного механизма 12 так, что обеспечивается либо максимальная точность при добавлении воды, либо оптимальное увлажнение материала, причем можно использовать все преимущества управления процессом35 добавления воды. чего пищевого продукта, подключенным к блоку электронной обработки сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпдения точности за счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне, оно оснащено байпасным каналом с контуром регулирования уровня. сыпучего пищевого продукта в нем, при этом байпасный канал расположен вертикально и параллельно продольной оси измерительной ячейки и соединен с последней на выходном участке посредством объединенного циркуляционного канала.4. Устройство по и. 3, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что байпасный канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение, большее выходного отверстия измерительной ячейки.5, Устройство по п, 3, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что контур регулирования уровня сыпучего пищевого продукта в байпасном канале содержит исполнительный механизм, изменяющий поперечное сечение объединенно:го циркуляцконного канала, к датчик Фактических значений уровня, предсФормула изобретения О1. Способ непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов, в частности зерна и продуктов его переработки, предусматривающий разделение потока сыпучего пищевого45 продукта на измеряемый и байпасный потоки, пропускание их под действием силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим получением эа этими зонами объединенного потока, замедление скорости истечения измеряемого потока сыпучего пищевого продукта путем уменьшения его проходного сечения на выходе и установление влажности сыпучего пищевого продукта по измеренному значению изменения электрической емкости измеряемого потока, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппенкя точности эа счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне, дополнительно осуществляют регулирование скорости истечения байплсного потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного эа измеряемой к байпасной зонами потока сыпучего пищевого продукта эа счет обеспечения постоянным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне.2. Способ пи п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что влажность сыпучего пищевого продукта устанавливают по усредненному измеренному значению изменения электрической емкости измеряемого потока.3. Устройство для непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов, в частности зерна к продуктов его переработки, содержащее расположенную на пути потока сыпучего пищевого продукта, выполненную в виде конденсатора, проходную измерительную ячейку, выходное отверстие которой меньше ее входного отверстия, связанную с преобразователем изменения емкости конденсатора, вызванного изменением влажности потока сыпу3433427 15 тавляющий собой мембрану, выполненную как отрезок стенки байпасногоканала с противоположной стороны отизмерительной ячейки и соединеннуюс исполнительным механизмом. 6. Устройство по п. 3, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно оснащено дополнительным элементом для от крытия и закрытия вручную исполни-. тельного механизма.7. Устройство по и. 3, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что наружные стенки измерительной ячейки выполнены в виде первой обкладки конденсатора, а вторая обкладка расположена внутри вдоль оси проходной измерительной ячейки,4334271433427 г,каз 5472/5 Подписго комитета СССР Тираж 847 ВПИИПИ Государствен по делам изобрет 3035, Москва, Ж