Устройство для определения веса расплава в ковшах на подъемных кранах Советский патент 1984 года по МПК G01G19/14 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для определения расплава Б ковшах, перемещаемых кранам и доли одного из двух компонентов расплава - жидкого металла и шлака Известны крановые весы, содержащие аналого-цифровой преобразователь, сумматор, умножитель и индика тор веса расплава ГП . Однако указанное устройство обла дает низкой надежностью в тяжелых условиях эксплуатации в цехах метал лургического производства. Наиболее близким к изобретению по технической суп1ности являются крановые весы, содержащие аналогоцифровой преобразователь, первый и второй сумматоры, первый и второй умножители, цифровой блок задания, индикатор веса расплава и индикатор веса одного компонента расплава, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен с одним из входов первого умножителя, первый выход цифрового блока задания соеди нен с вычитающим входом первого сум матора, а второй.выход -с одним из входов второго умножителя, выход которого соединен с входом индикато ра одного компонента расплава 2. Однако известное устройство рблад ет низкой эксплуатационной надежнос тью, так как силоизмерительные датчики и кабель связи датчика с прибором находятся в зоне высоких температур и сильных динамических .нагрузок. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее анало го-цифровой преобразователь, первый и второй суммматоры, первый и второй умножители, цифровой блок задания, индикатор веса расплава и индикатор веса одного компонента расплава, причем выход аналогоцифройого преобразователя соединен с одним из входов первого умножителя э первый выход цифрового блока задаьшя соединен с вычитающим входо первого сумматора, а второй выход с одним из входов второго умножителя, выход которого соединен с входом индикатора одного компонента расплава, дополнительно введены вто рой аналого-цифровой преобразовател датчик ЭДС, подсоединенный параллельно якорной обмотке электродвигателя механизма подъема и соединенный сво-- им выходом с входом первого аналого-цифрового преобразователя, датчик тока, включенный последовательно якорной обмотке того же электродвигателя , вбкод датчика тока соединен с входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к второму входу первого умножителя, логические элементы И и НЕ, датчики начала измерения и направлений движения груза, соединенные с двумя входами логического элемента И, датчик окончания измерения, который через логический элемент НЕ подключен к третьему входу логического элемента И, ключ, управляющий вход которого подключен к выходу логического элемента И, блок памяти, вход которого через ключ подключен к выходу первого умножителя, третий сумматор, суммирующий вход которого подключен к выходу блока памяти, вычитающий вход - к третьему выходу цифрового блока задания, а выход к входу индикатора веса расплава и суммирующему входу второго сумматора, делитель, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, второй вход - к выходу второго сумматора, а выход - к входу второго умножителя. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для определения веса расплава в ковшах на подъемных кранах. Устройство состоит из датчика 1 ЭДС, подсоединенного параллельно якорной обмотке электродвигателя механизма подьема,. датчика 2 тока, включенного последовательно с якорной обмоткой двигателя, аналогоцифровых преобразователей 3 и 4, входы которых подсоединены соответственно -к датчикам 1 и 2 ЭДС и тока, первый умножитель 5, входы которого подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей 3 и 4, логических элементов И 6 и НЕ 7, датчиков 8 и 9 начала измерений и направления движения груза соответственно, соединенных с двумя входами логического элемента И 6, датчика 10 окончания измерений, который через логический элемент НЕ 7 подключен к третьему входу логического элемента И 6, ключа И, управляющий

3 i П

вход которого подсоединен к выходу логического элемента И 6, блока 12 памяти, вход которого подключен к выходу ключа 11, цифрового блока 13 сигналов задания, первого 14, второго 15 и третьего сумматоров, делителя 17, входы которого соответственно подключены к .выходам сумматоров 14 и 15, второго умножителя 18, входы которого соединены с вторым выходом цифрового блока I3 задания и выходом делителя 17, индикатора 19 веса расплава и индикатора 20 веса одного компонента расплава.

Устройство работает следующим образом.

Для заданного (полного объема ковша при помощи блока 13 в устройство входят сигнал, пропорциональный мощности на валу двигателя при подъеме на участке измерения груза, равного по весу расплавленному шлаку в полном объеме ковша; сигнал, пропорциональный мощности на валу двигателя при подъеме на участке измерения груза, равного по весу расплавленному, металлу в полном объеме ковша; сигнал, пропорциональный мощности двигателя, которая необходима для подъема пустого ковша на участке измерения.

Эти сигналы вводятся в устройство в цифровом коде. Первый сигнал посту пает на вычитающие входы сумматоров 14 и 15, второй - на суммирующий вход сумматора 14, третий - на вычитающий вход сумматора 16.

Определение веса расплава в целом и веса одного компонента(например, металла в ковше)производится только при подъеме груза, что контролируется датчиком 9 направления движения груза. Участок измерения ограничивается расположением датчиков 8 и 10 начала измерений и окончания измерений, которые определяют на какой высоте ковша начинается я заканчивается определение веса расплава вцелом и веса металла в ковше. Датчик 8 начала измерений устанавливается таким образом, чтобы измерение начиналось после окончания переходного процесса, обусловленного включением электродвигателя механизма подъема.

При работе двигателя механизма подъема в установившемся режиме подъема ковша датчики 1 и 2 ЭДС и тока вьщают аналоговые сигналы, пропорциональные ЭДС и току двигателя. Эти

4894 4

сигналы, преобразованные аналого-цифровыми преобразователями 3 и 4, по- ступают в виде цифрового кода на умножитель 5. Дифровой сигнал с пыхо

да умножителя 5 пропорционален мощности подъема ковша с расплавленным металлом и шлаком, т.е. пропорционален весу ковша с грузом. При нахожде

НИИ ковша на участке измерений ключ 1I пропускает сигнал с выхода умножителя 5 на вход блока 12 памяти, так как на все три входа логического элемента И 6 поступают единичные сигналы. В блоке памяти сигнал

г запоминается и сохраняется в нем при дальнейшем подъеме ковша. При выходе ковша из зоны измерения срабатывает датчик 10 окончания измерений и ключ 11 отключает умножитель 5 от блока 12 памяти. Сигнал с выхода блока 12 памяти поступает на суммирующий вход - сумматора 16, на вычитающий вход которого с блока 13 поступает сигнал, пропорциональ5 ный весу пустого ковша. На выходе сумматора 16 появляется сигнал, пропорциональный весу расплава в заданном объеме ковша. Этот сигнал поступает на индикатор 19 суммарного веса груза, на котором фиксируется общий вес расплавленного металла

и шлака.

Для определения веса одного из компонентов в заданном объеме ковша, например металла, сигнал с выхода

сумматора 6 поступает на суммирующий вход сумматора 15, на вычитающий вход которого с блока 13 поступает сигнал, пропорциональный весу

расп.павленного шлака в заданном объеме ковша. На выходе сумматора 15 сигнал пропорционален разности веса всего расплава и веса шлака в заданном объеме ковша. Этот сигнал

поступает на вход делителя 17, где осуществляется его деление на сигнал, поступающий с выхода сумматора 14. Сигнал с выхода делителя 17 пропорционален доли металла в общем

объеме расплава. Умножение этого сигнала в блоке 18 на сигнал, пропорциональный весу расплавленного металла в полном объеме ковша, обеспечивает получение сигнала, пропорционального весу металла и поступающего с выхода умножителя 18 на индикатор 20 веса одного компонента (в данном случае металла.

Определение соотношения компонент тов расплаве и их весовых значений обуславливается следукэщим.

Заданы значения объема расплава V удельных весов металла и шлака соответственно Tfji и у , а также веса Qy( пустого ковша. Пусть металл занимает объем V а шлак (). При выполнении устройством описанного алгоритма работы на вьпсоде сумматора 14 появится сигнал, пропорциональный (дл -)flil , а на выходе сумматора 15 -Uw-lfutV i- результате деления сигнала с сумматора 15 на сигнал с сумматора 14 получается сигнал, прЬпорциональный отношению

. ..е

определяется доля объема.

занимаемая металлом в ковше к заданному объёму расплава. Умножение этого сигнала на сигнал, пропорциональный весу металла в заданном объеме V , обеспечивает получение информации о весе металла в ковше.

Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает определение общего веса расплава, состоящего из двух компонентов с разным удельным весом в ковше, а также соотношение зтих компонентов с высокой надежностью, так как все элементы -устройства находятся вне зоны повьпаенной температуры.

Предлагаемое устройство позволит устранить недоливки слитков в процессе разливки стали в изложницы за счет рационального распределения стали в конце разливки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА РАСПЛАВА В KOBIUAX НА ПбДЪЕМНЫХ КРАНАХ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый и второй сумматоры, первый и второй умножители, цифровой блок задания, индикатор веса расплава и индикатор веса одного компонента расплава, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен с одним из входов первого умножителя, первый выход цифрового блока задания соединен с вычитанлцим входом первого сумматора, a второй выход - с одним из входов второго умножителя, выход которого соединен с входом индикатора одного компонента расплава, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены второй аналого-цифровой преобразователь, датчик ЭДС, подсоединенный параллельно якорной обмотке электродвигателя механизма подъема и соединенный своим выходом с входом первого аналого-цифрового преобразователя датчик тока, включенный последовательно якорной обмотке того же электродвигателя, выход датчика тока соединен с входом второго аналогоцифрового преобразователя, выход которого подключен к второму входу первого умножителя, логические элементы И и НЕ, датчики начала измерения и направлений движения груза, соединенные с двумя входами логического элемента И, датчик окончания измерения, который через логический элемент НЕ подключен к третьему входу логического элемента И, ключ, управляющий вход которого подключен к выходу логического элемента И, блок памяти, вход которого через ключ подключен к выходу первого умножителя, третий сумматор, суммирующий вход которого подключен к выхо ду блока памяти, вычитающий вход эо к третьему выходу цифрового блока :о iU задания, a выход - к входу индикато- ; pa веса расплава и суммирующему входу второго сумматора, делитель, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, второй вход к выходу второго сумматора, a выходк входу второго умножителя.