СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ПРОТРАВЛИВАТЕЛЯ СЕМЯН Российский патент 2016 года по МПК A01C1/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для протравливания семян защитно-стимулирующими препаратами.

Известен резервуар для приготовления рабочей жидкости (РЖ) химикатов /А.С. СССР №1282837, МКИ А01М 7/00, В05С 11/11. 15.01.87. Бюл. №2/, содержащий секции с двойными эластичными перегородками, сообщенные посредством системы трубопроводов и кранов с компрессорно-вакуумной установкой.

Недостатком данного устройства, наряду с повышенной материало- и энергоемкостью, является наличие нескольких заправочных горловин, системы пневмопроводов с кранами и барботером, что усложняет как его эксплуатацию, снижая ее надежность и производительность, так и выполнение монтажно-демонтажных операций в процессе устранения возможных неисправностей.

Известна коммуникационная система протравливателя семян /Патент RU №2272391 С2 А01С 1/08, 27.03.2006. Бюл. №9/, обеспечивающая непрерывность процесса протравливания в течение всей рабочей смены за счет совмещения операций по приготовлению РЖ протравителя и протравливанию семян и содержащая разъемный бак для РЖ с эластичной двухслойной диафрагмой, разделяющей его на две равные секции с двумя загрузочными воронками, двумя заливными горловинами для заправки протравителем и водой, поплавково-запорными устройствами и системой кранов во всасывающей и нагнетательной магистралях.

Недостатком системы является разъемность бака на две секции с креплением их между собой посредством фланцев, что снижает монтаже - ремонтопригодность системы с повышенными трудозатратами, например, при замене двухслойной эластичной диафрагмы в случае нарушения ее целостности в процессе эксплуатации, снижая коэффициент использования сменного времени. Раздельное выполнение для каждой секции заливной и загрузочной воронок усложняет конструкцию, повышает материалоемкость и ухудшает экологичность, санитарно-гигиенические условия и безопасность труда оператора в течение смены при выполнении вручную многократной заправки системы протравителем и водой.

Наиболее близкой к заявленной системе является система приготовления РЖ протравливателя /Патент RU №2436273 С2 МП А01С 1/08, 20.12.2011 Бюл. №29/, обеспечивающая, наряду с непрерывностью процесса протравливания семян в течение рабочей смены за счет совмещения операций по приготовлению РЖ, упрощение конструкции и снижение материалоемкости, содержащая резервуар с основной жесткой и размещенной в ней эластичной секциями и одной съемной многосекционной заправочной горловиной в виде полого цилиндра с конусообразным основанием и размещенными на нем клапанами, соединяющими поочередно полости секций горловины с основной жесткой и внутренней эластичной секциями резервуара.

Недостатком известной системы является необходимость непрерывного визуального контроля за технологическими процессом приготовления РЖ с поочередной подачей препарата в наружную (основную) или внутреннюю (эластичную) секцию резервуара, что в целом приводит как к снижению сменной производительности, так и к контакту оператора и обслуживающего персонала в рабочей зоне с пестицидами, ухудшая условия их труда.

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является совершенствование конструкции системы управления технологическим процессом приготовления РЖ протравливателя с одновременной ее подачей в камеру протравливания, обеспечивающей непрерывное ее функционирование в автоматическом режиме в течение всей смены работы протравливателя.

Технический результат: совершенствование конструкции системы путем автоматического управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости и ее подачи в камеру протравливания при выполнении следующих операций:

- подачи препарата и воды в основную (наружную) и внутреннюю эластичную секции;

- поочередного забора РЖ насосом из секций и ее подачи в камеру протравливания и на ее перемешивание в соответствующей секции.

Снабжение системы блоком управления технологическим процессом, в который, кроме электроклапанов, входят датчики уровней РЖ в секциях, обеспечивает автоматическое включение и отключение подачи воды в секции из системы водоснабжения.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что каждая секция заправочной горловины снабжена электроприводом клапанов, содержащим обмотку возбуждения с соленоидом, соединенную с блоком управления, содержащим программируемые электронные элементы, а гидравлические магистрали входящих и выходящих потоков жидкости, а также обратные магистрали наружного и внутреннего резервуаров снабжены электроклапанами, подсоединенными к блоку управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости и ее подачи посредством насоса в камеру протравливания семян в непрерывном режиме работы агрегата.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез резервуаров с коммуникациями,

на фиг. 2 - вид сверху,

на фиг. 3 - сочленение электропривода клапанов полых клиньев с электроклапанами на примере секции IV,

на фиг. 4 - четырехсекционная горловина,

на фиг. 5а, 5б и 6а, 6б - полые клинья оснований секций соответственно I и III, II и IV,

на фиг. 7 - схема взаимосвязи уровнемера внутреннего резервуара с блоком управления,

на фиг. 8 - принципиальная схема блока управления технологическим процессом.

Перечень позиций на чертежах.

1 - наружный резервуар;

2 - горловина наружного резервуара;

3, 5 - впускной и выпускной патрубки для воды и РЖ наружного резервуара;

4 (KB₁), 6 (КР₁), 11 (КВ₂), 13 (КР₂) - электроклапаны впускных и выпускных патрубков для воды и РЖ наружного и внутреннего резервуаров;

7 - опора горловины;

8 - горловина, образованная состыкованными секциями I-IV;

9 - внутренний эластичный резервуар;

10, 12 - впускной и выпускной патрубки для воды и РЖ внутреннего эластичного резервуара;

14 - неподвижные грани полых клиньев II и III секций;

15а (КП₁), 15б (КП₂) - клапаны полых клиньев I и III секций горловины для внутреннего резервуара;

16а (КП₃), 16б (КП₄) - клапаны полых клиньев II и IV секций горловины для наружного резервуара;

17, 23 - шарниры;

18 - вершина полых клиньев;

20 - юбка горловины;

21 - пояс;

22 - рычаг;

24 - шток;

25 - пружина;

26 - соленоид;

27 - обмотка возбуждения;

28 - электроприводы клапанов полых клиньев;

29 - уровнемер внутреннего резервуара;

30 - выходное отверстие уровнемера внутреннего резервуара;

31, 32 - датчики нижнего и верхнего уровней жидкости внутреннего резервуара;

33 - поплавок с магнитом;

34, 35 - датчики нижнего и верхнего уровней жидкости наружного резервуара;

36 - блок управления;

37 - насос;

38 - обратная магистраль;

39 - кран-регулятор;

40, 41 - патрубки;

42 (KO₁), 43 (КО₂) - электроклапаны обратной магистрали;

МП - магнитный пускатель;

ПК - полый клин.

Система (фиг. 1) содержит наружный резервуар жесткой формы 1 с конусообразной горловиной 2 и впускным патрубком для воды 3 с установленным в нем электроклапаном 4 (KB₁) и выпускным для раствора у основания патрубком 5 с установленным в нем электроклапаном 6 (KP₁). На конусообразной горловине 2 резервуара 1 посредством опоры 7 (фиг. 4) установлены сблокированные между собой съемные секций I, II, III, IV, выполненные в форме параллелепипедов, внутренние грани которых с общими вертикальными ребрами образуют горловину 8 (фиг.1, 4), внутреннего эластичного резервуара 9 с впускным патрубком для воды 10 и размещенным в нем электроклапаном 11 (КВ₂) и выпускным для РЖ патрубком 12 с установленным в нем электроклапаном 13 (КР₂).

Основания секций I-IV (фиг. 4, 5) выполнены в форме полых клиньев ПК, одна из боковых граней которых, например внутренние 15а и 15б секций I и III и внешние 16а и 16б секций II и IV, закреплены на ребре посредством шарниров 17, обеспечивая возможность их вращения с выполнением функции клапана, в дальнейшем клапаны (фиг. 4, 5а, 5б; 6а, 6б).

К вершинам 18 полых клиньев ПК неподвижных граней 14 и 19 жестко крепится восьмигранная юбка 20, к которой посредством гибкого пояса 21 (фиг. 3) закреплен эластичный резервуар 9. В свою очередь, каждый из клапанов 15а, 15б и 16а, 16б жестко сблокирован с рычагом 22, соединенным посредством шарнира 23 со штоком 24, пружиной 25 с соленоидом 26, размещенном внутри обмотки возбуждения 27 электропривода 28 (фиг. 2 и 3), обеспечивающего вращение клапанов 15а, 15б и 16а, 16б секций I…IV для соединения их полостей соответственно с полостями внутреннего резервуара 9 и наружного - 1. Внутренний резервуар 9 (фиг. 1 и 7) снабжен уровнемером 29 с отверстием 30 в нижней его части и установленными внутри датчиками нижнего 31 (ДН₁) и верхнего 32 (ДВ₁) уровней РЖ, а между датчиками, кроме того, размещен поплавок 33.

Резервуар 1 также снабжен датчиками контроля уровней РЖ 34 (ДН₂) и 35 (ДВ₂), соединенными, как и датчики 31 и 32, электросхемой с блоком управления 36 (фиг. 7).

Патрубки 5 и 12 посредством электроклапанов 6 и 13 соединены с насосом 37 для подачи РЖ в камеру протравливания (не показана) и в обратную магистраль 38 с установленным в ней краном-регулятором 39 и патрубками 40 и 41 с установленными в них электроклапанами 42 (КР₁) и 43 (КР₂), обеспечивающими периодическую подачу насосом РЖ на его перемешивание в резервуарах 1 и 9.

Управление системой осуществляется в соответствии с электрической схемой блока управления 36 (фиг. 8) с питанием от сети 220 В, который включает в себя программируемый элемент (микропроцессор), блок питания элементов электрической схемы, реле подачи напряжения на электроклапаны и электроприводы подачи препарата. На щите управления установлены кнопки управления. Возможна установка световой индикации положения электроклапанов 15а, 15б и 16а, 16б - "Открыт", "Закрыт" (фиг. 4, фиг. 5).

Система функционирует следующим образом. В начале рабочей смены секции I…IV заполняют протравителем и включают установку (фиг. 1). В это время с блока управления 36 подается напряжение и срабатывает клапан 4, обеспечивая подачу воды в резервуар 1. Одновременно открывается клапан 16а секции 11, через который в резервуар 1 поступает препарат, образуя при перемешивании с водой РЖ. Поступление воды прекращается на уровне срабатывания верхнего датчика 35, при замыкании контактов которого подается сигнал на блок управления 36 (фиг. 8).

Блок управления 36 (фиг. 1) по заложенной программе отключает напряжение, закрываются клапаны 4 и 16а. В то же время подается напряжение с "БУ" 36 и открываются электроклапан подачи РЖ 6 (KP₁) и клапан подачи РЖ в наружный бак на перемешивание 42 (KO₁) при заранее отрегулированном на определенное давление РЖ крана-регулятора 39. Одновременно подается напряжение на катушку магнитного пускателя МП, обеспечивая запуск в работу цен тробежного насоса 37. Происходит забор РЖ из наружного резервуара 1 через открытый клапан 6 (КР₁) насосом 37 и подача ее в камеру протравливания. Остальная РЖ через клапан 42 (КО₁) подается обратно в наружный резервуар 1 на перемешивание. Одновременно с открытием клапанов 6, 42 и запуском в работу насоса 34 подается напряжение на электропривод клапана 15б при открытии, которого загружается препарат во внутренний резервуар 9, также одновременно подается напряжение на электроклапан 11 (КВ₂), при открытии которого вода заливается во внутренний резервуар 9. Отключение привода электроклапана 156 и подачи напряжения на электроклапан 11 (КВ₂) происходит при достижении верхнего уровня жидкости в резервуаре 9 и срабатывании датчика 32. При снижении уровня РЖ в наружном резервуаре до срабатывания нижнего датчика 34, отключаются электроклапаны 6 (KP₁) и 42 (КО₁). Одновременно подается напряжение открываются электроклапаны 13 (КР₂), 43 (КО₂) и происходит забор жидкости из внутреннего резервуара и подача на перемешивание через электроклапан 43 (КО₂). В это же время подается напряжение на электропривод клапана 16 6 (КП₃), через который загружается препарат в наружный резервуар 1 и открывается электроклапан 4 (KB₁), через который заливается вода, с последующим приготовлением РЖ в резервуаре. При понижении РЖ во внутреннем резервуаре до уровня срабатывания нижнего датчика 31 (ДН₂) закрываются электроклапаны 13 (КР₂), 43 (КО₂) и открываются электроклапаны 6 (KP₁), 42 (КО₁), через которые происходи т забор РЖ из наружного резервуара, подача в камеру протравливания и, через открытый электроклапан 42 KO₁, на перемешивание.

Предлагаемая система исключает ручное управление технологическим процессом приготовления РЖ протравителя и подачи ее в камеру протравливания семян и в обратную магистраль на перемешивание как в наружном, так и во внутреннем резервуарах, обеспечивая ее функционирование в автоматическом режиме благодаря наличию электроклапанных механизмов в заборных и нагнетательных магистралях и электроприводов открытия и закрытия клапанов в секциях заправочной горловины с электропитанием от блока управления.

Использование предлагаемой системы обеспечивает экологичность технологического процесса приготовления РЖ протравителя, улучшает санитарно-гигиенические условия труда и безопасность оператора.

Система относится к сельскохозяйственному машиностроению. Сущность изобретения состоит в том, что для функционирования системы управления технологическим процессом в автоматическом режиме каждая секция заправочной горловины снабжена электроприводом клапанов, содержащим обмотку возбуждения с соленоидом, соединенную с блоком управления, содержащим программируемые электронные элементы, а гидравлические магистрали входящих и выходящих потоков жидкости, а также обратные магистрали наружного и внутреннего резервуаров снабжены электроклапанами, подсоединенными к блоку управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости и ее подачи посредством насоса в камеру протравливания семян в непрерывном режиме работы агрегата. Использование предлагаемой системы позволяет устранить ручные операции, снизить трудозатраты, обеспечивает экологичность технологического процесса приготовления рабочей жидкости протравливателя, улучшает санитарно-гигиенические условия труда и безопасность оператора. 8 ил.

Система управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости протравливателя семян, содержащая наружный жесткий и внутренний эластичный резервуары для рабочей жидкости с уровнемерами, датчиками уровней жидкости и съемной многосекционной горловиной для препарата, соединенными в верхней части с источником водоснабжения, а у основания посредством гидронасоса - с камерой протравливания семян и обратной магистралью - с полостями резервуаров, отличающаяся тем, что каждая секция заправочной горловины снабжена электроприводом клапанов, содержащим обмотку возбуждения с соленоидом, соединенную с блоком управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости препарата с программируемыми электронными элементами, а гидравлические магистрали входящих в резервуары и выходящих из них потоков воды и рабочей жидкости, а также обратные магистрали резервуаров снабжены электроклапанами, соединенными с блоком управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости препарата и ее подачи посредством насоса в камеру протравливания семян в непрерывном режиме работы (агрегата) системы, кроме того, уровнемер внутреннего эластичного резервуара снабжен поплавком с магнитами, размещенным между нижним и верхним датчиками уровней жидкости, подсоединенных к блоку управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости.