ВЕСОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ДОЗАТОР Российский патент 1997 года по МПК G01G19/36 G01G23/02 

Изобретение относится к области весового дозирования и может быть использовано в промышленности стройматериалов и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Конкретно техническое решение касается конструкции весового автоматического дозатора для сыпучих материалов.

В ряду подобных устройств известно весовое устройство, содержащее силоизмерительный датчик и силопередающий элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины растяжения предварительно растянутой до усилия, равного значению наибольшего предела взвешивания, снабженное упором, ограничивающим усилие, передаваемое на силоизмерительный датчик, что предохраняет его от поломки при случайных перегрузках [1]
Недостатками этого устройства являются относительно большие габариты и возможность использования в нем только силоизмерительных датчиков с воспринимающим элементом, выполненным с резьбовым отверстием.

Наиболее близка к предлагаемому техническому решению конструкция весового дозатора, содержащего питатель, бункер, весовое устройство и систему управления, причем весовое устройство состоит из базовой стойки, на которой неподвижно закреплен силоизмерительный датчик с силопередающим элементом, содержащим цилиндрическую пружину, предварительно деформированную до усилия, равного значению небольшого предела дозирования, и упор подвижной стойки с кронштейном, установленным с возможностью взаимодействия с силопередающим элементом и при перегрузке с упором, соединенной с базовой двумя парами рессор, образующих упругий параллелограмм. (Дозатор DDW PG R) 200. Каталог фирмы "Brabender tehnologie, ФРГ, оп. 1985 г.).

Недостатками данного устройства являются недостаточно высокая точность взвешивания, большие габариты, возможность применения только силоизмерительных датчиков, воспринимающий элемент которых выполнен с отверстием, а также недостаточная надежность из-за возможности выхода из строя питателя при аварийной перегрузке бункера.

Техническим результатом предлагаемого весового дозатора является повышение точности взвешивания, уменьшение габаритов, возможность применения силоизмерительных датчиков с любой формой воспринимающего элемента и повышение надежности путем автоматического выключения питателя при аварийной перегрузке бункера.

Это достигается тем, что силопередающий элемент выполнен в виде рамки, состоящей из двух предварительно деформированных цилиндрических пружин и симметрично расположенных по обе стороны от вертикальной оси через воспринимающий элемент силоизмерительного датчика, соединенных между собой в торцах горизонтальными траверсами, снабженными расположенными на этой оси соответственно пятой, опирающейся на воспринимающий элемент силоизмерительного датчика и подпятником, на который опирается пята кронштейна, выполненная с возможностью регулирования ее положения в горизонтальной плоскости, базовая и подвижная стойки снабжены соответственно бесконтактным преобразователем положенияи щупом, закрепленными с возможностью регулирования их взаимного положения, причем выход сигнала преобразователя положения связан с одним из входов силового блока, а жесткость силопередающего элемента такова, что при предельно допустимой перегрузке его ход не менее хода срабатывания преобразователя положения и не более предельно допустимого хода подвижной стойки.

На фиг. 1 показан весовой автоматический дозатор; на фиг. 2 разрез по А А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по Б Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез по В В на фиг. 1; на фиг. 5 разрез по Г Г на фиг. 4; на фиг. 6 блок-схема системы управления.

Весовой автоматический дозатор содержит шнековый питатель 1, бункер 2 с затвором 3, весовое устройство 4, систему управления 5. Весовое устройство 4 состоит из базовой стойки 6, подвижной стойки 7, рессор 8. На базовой стойке 6 жестко закреплен силоизмерительный датчик 9. Нагрузка на него передается силопередающим элементом 10 через кронштейн 11 подвижной стойки 7. На базовой стойке 6 установлен упор 12, ограничивающий перемещение подвижной стойки 7. Силопередающий элемент 10 выполнен в виде рамки, состоящей из двух цилиндрических пружин 13, верхней и нижней траверс 14 и 15 с соответственно пятой 16 и подпятником 17. В торцах пружин 13 установлены втулки 18 и 19, в резьбовые отверстия которых ввернуты соответственно шпильки 20 и 21. Втулка 18 имеет отверстие, в которое с возможностью осевого перемещения входит цилиндрический элемент с буртом шпильки 21. Усилием предварительногорастяжения пружины 13 вышеупомянутый бурт прижат к торцу втулки 18. На кронштейне 11 установлена пята 22, а между ней и подпятником 17, между пятой 16 и воспринимающим элементом (на чертеже не обозначен) силоизмерительного датчика 9 шарик 23 для обеспечения соосного расположения на одной вертикальной оси подпятника 22 и воспринимающего элемента силоизмерительного датчика 9, кронштейн 11 снабжен регулировочными элементами 24 и 25, имеющими перпендикулярно расположенные в них пазы для крепления к кронштейну 11. Регулировочный элемент 24 имеет гладкое отверстие, в которое запрессовывается цилиндрический элемент пяты 22. На базовой стойке 6 расположен бесконтактный преобразователь положения 26 с регулировочным элементом 27, а из подвижной стойки 7 взаимодействующий с ним щуп 28. Чтобы не уменьшать чувствительности весового устройства, в качестве преобразователя положения выбран бесконтактный преобразователь положения типа ПИЩ, принцип действия которого основан на срыве генерации при входе щупа в щель, в зону действия ферритового сердечника ПИЩа. Бесконтактный преобразователь 26 предпочтительнее располагать на базовой стойке 6, а щуп 28 на подвижной 7, т. к. при этом жесткость кабеля преобразователя не ухудшает чувствительности весового устройства 4. Для регулирования взаимного расположения бесконтактного преобразователя положения 26, щупа 28 регулировочный элемент 27 и щуп 28 имеют перпендикулярно расположенные пазы для крепления их соответственно к стойкам 6 и 7. Блок-схема содержит силоизмерительный датчик 9, бесконтактный преобразователь 26, контроллер 29, силовой блок 30, электродвигатель 31 питателя 1, электромагнит 32 затвора 3.

Весовой автоматический дозатор работает следующим образом. По командам от контроллера 29 и силового блока 30 включается электродвигатель 31 питателя 1 и осуществляется загрузка в бункер 2 дозируемого материала. По сигналу силоизмерительного датчика 9, поступающему в контроллер 29 при достижении дозы, силовой блок 30 выключает электродвигатель 31 питателя 1 и включает электромагнит 32 затвора 3. Доза выгружается из бункера 2, после чего электромагнит 32 выключается, затвор 3 закрывается и дозатор готов к набору следующей дозы. При приложении к бункеру 2 или весовому устройству 4 случайной нагрузки, превышающей значение наибольшего предела взвешивания (НПВ), цилиндрический элемент шпильки 21 перемещается в осевом направлении относительно торца втулки 18 на величину зазора Δ между кронштейном 11 и упором 12 (1 2 мм). Увеличение нагрузки воспринимается базовой стойкой 6 и силоизмерительный датчик 9 защищается от перегрузки. Так как силопередающий элемент выполнен в виде рамки из двух цилиндрических предохранительных пружин, соединенных между собой траверсами, а измеряемое усилие передается через расположенные на вертикальной оси симметрии рамки два шарнира: первый шарнир - пята на верхней траверсе и воспринимающий элемент силоизмерительного датчика, второй шарнир пята кронштейна подвижной стойки и подпятник нижней траверсы, обеспечивается повышение точности взвешивания. Предлагаемая конструкция силопередающего элемента представляет также возможность установки в дозаторе силоизмерительных датчиков как с отверстием в воспринимающем элементе, так и без отверстия.

В случае аварийного невыключения электродвигателя 31 при отказе, например, контроллера 29, когда нагрузка на силопередающий элемент 10 превышает значение наибольшего предела взвешивания, согласно вышеупомянутому кронштейн 11 подвижной стойки 7 "садится" на упор 12, и силоизмерительный датчик 9 защищается от перегрузки. Одновременно в бесконтактном преобразователе 26 щуп 28 выходит из зоны действия ферритового сердечника, бесконтактный преобразователь 26 выключается, и силовой блок 30 выключает электродвигатель 32 шнекового питателя 1, защищая последний, а также рессоры 8 от поломки, а бункер 2 от перегрузки дозируемым материалом.

Предлагаемый дозатор прошел эксплуатационные испытания, подтвердившие его эффективность. На устройстве были установлены: бесконтактный преобразователь положения ПИШ 6 1, ход срабатывания которого D2 мм, силоизмерительный датчик с предельной нагрузкой F=2 КН, две цилиндрические пружины на нагрузку 1,3 КН каждая. Жесткость указанных пружин рассчитывалась по формуле Z=KF/2Δ, где К коэффициент допустимой перегрузки тензометрического датчика, значение К принято 0,2, следовательно, Z=(0,2х2)/(2х2)=кН/мм.

Использование: промышленность стройматериалов и другие отрасли промышленности, а также сельское хозяйство. Сущность изобретения: весовой автоматический дозатор содержит силопередающий элемент, выполненный в виде рамки, состоящей из двух последовательно деформированных цилиндрических пружин, параллельно и симметрично расположенных по обе стороны от вертикальной оси, проходящей через воспринимающий элемент силопередающего датчика, соединенных между собой в торцах горизонтальными траверсами, снабженными расположенными на этой оси соответственно пятой, опирающейся на воспринимающий элемент силоизмерительного датчика, и подпятником, на который опирается пята кронштейна, выполненная с возможностью регулирования ее положения в горизонтальной плоскости. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. Весовой автоматический дозатор, содержащий питатель, бункер, весовое устройство и систему управления, причем весовое устройство состоит из базовой стойки, на которой неподвижно закреплен силоизмерительный датчик с силопередающим элементом и упор, подвижной стойки с кронштейном, установленным с возможностью взаимодействия с силопередающим элементом и при перегрузке с упором, соединенной с базовой двумя парами рессор, образующих упругий параллелограмм, отличающийся тем, что силопередающий элемент выполнен в виде рамки, состоящей из двух предварительно деформированных цилиндрических пружин, параллельно и симметрично расположенных по обе стороны от вертикальной оси, проходящей через воспринимающий элемент силопередающего датчика, соединенных между собой в торцах горизонтальными траверсами, снабженными расположенными на этой оси соответственно пятой, опирающейся на воспринимающий элемент силоизмерительного датчика, и подпятником, на который опирается пята кронштейна, выполненная с возможностью регулирования ее положения в горизонтальной плоскости. 2. Дозатор по п.1, отличающийся тем, что базовая и подвижная стойки снабжены соответственно бесконтактным преобразователем положения и щупом, закрепленными с возможностью регулирования их взаимного расположения, причем выход сигнала преобразователя положения связан с одним из входов силового блока, а жесткость силопередающего элемента такова, что его ход при предельно допустимой перегрузке не менее хода срабатывания преобразователя положения и не более предельно допустимого хода подвижной стойки.