Устройство для управления дозированием сыпучих материалов Советский патент 1984 года по МПК G05D7/06 

Изобретение относится к электрическим средствам управления дозированием диэлектрических сыпучих .материалов и может быть использовано в технологических процессах, связанных с переработкой или применением сьтучих материалов.

Известно устройство для управления дозированием сыпучих материалов, работа которого основана на взаимодействии электрического поля с частицами сыпучего материала, содержащее питатель, выполненный в виде разнополярных электродов, .источник электрической энергии и узлы управЛенин электродным питателем. Устройство обеспечивает заданную точность дозирования, если электрофизические свойства материала и режим его подачи в электродный питатель не изменяются С J

В реальных технологических процессах свойстваматериала (влажность гранулометрический состав, удельный .объем и т.д.) и режим его подачи (объемный или весовой расход, равномерность подачи материала и т.д.) изменяются в определенных пределах, даже если они контролируются соответствующими средствами. Подобный .контроль для порционного дозирования сводится к взвешиванию или отмериванию порции и осуществляется, соответствующими датчиками и средствами автоматического управления процессом вьщачи порции. Необходймость взвешивания либо отмеривания с последующей коррекцией режима работы устройства управления дозированием по этим измерениям усложняет устройство и снижает точность за счет повьпиения инерционности системы управления в целом.

Наиболее по технической сущности к предлагаемому является дозатор сыпучих материалов, содержащий соединенные между собой.электродный питатель, конденсаторный приемник материала, резистор и источник электрической энергии. Послед НИИ может быть вьтолнен в виде генератора регулируемой частоты. Работа дозатора заключается в том, что требуемую порцию материала электрсщным питателем подают в приемник материала, вьтолненный в виде конденсатора, запирание и отпирание истечения в электродном питателе осуществляется

за счет внутренней обратной связи между питателем и приемником 23, Основным недостатком дозатора является то, что напряжение на электродном питателе всегда меньше напряжения генератора и поэтому необходимо иметь генератор с рабочим напряжением, превышающим напряжение запирания истечения из электродного питателя, которое составляет сотни вольт и более в зависимости от конструкции питателя и свойств материала. Это усложняет реализацию дозатора. Кроме того, с первого момента вьщачи порции, когда приемник пуст, на электродном питателе имеется достаточно большое напряжение (порядка напряжения на приемнике, т.е. около половины напряжения генератора), в результате чего вьщача порции в приемник начинается уже с меньпим расходом чем расход свободного истечения (т.е. при отсутствии электрического поля), Это приводит к увеличению длительности выдачи порции,а следовательно, снижает производительность указанного дозатора. Кроме того, электродный питатель всегда работает при напряжении переменного тока. Однако для некоторых материалов (например, семян табака влажностью 6%, подлежащих расфасовке перед хранением) чувствительность управления дозированием (т.е. в стадии завершения вьщачи пориуги) при напряжении переменного тока меньше, чем при напряжении остоянного тока. По этой причине ля запирания истечения материала напряжением переменного тока требу-ют-ся более высокие напряжения и боль-шее время выдачи порции, что также снижает производительность дозатора, уменвшает его точность и увеличивает

массогабаритные размеры,

Цель изобретения - повьш ение производительности и точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления дозировани.ем сыпучих материалов, содержащем электродный питатель и размещенный под ним приемник сьтучего материала, вьтолненный в виде конденсатора, а также генератор частоты, приемник сыпучего материала включен в частотозадающую цепь генератора частоты, к выходу которого подключен последовательный резонансный контур.

параллельно конденсатору которого подключен электродный питатель.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - эквивалентная электрическая схема устройстBaJ на фиг.З - то же, когда электродный питатель подключен к емкости резонансного контура череэ вьтря в1тель.

Устройство для управления дозированием сьтучих материалов содержит (фиг.1 и 2) генератор частоты 1, в частотозадающую цепь которого включен приемник сыпучего материала 2, шлполненный в виде конденсатора с электрической емкостью С , к выходу генератора подсоединен последовательный резонансный контур из дросселя 3, индуктивность которого .L|4, и конденсатора А, емкость которого С,, napanлельно последнему включен электродкьй питатель 5 с электродами 6 и 7, обладающий электрической емкостью . Питатель может быть подключен к конденсатору контура через вмгрямитель 8 (фиг.З).

Параметры элементов устройства устанавливают из следуюпрпс условий.

Емкость конденсатора резонансного контура намного больше емкости электродного питателя С. , в силу чего питатель практически не влия;ет на режим работы резонансного контура.

Электрическая емкость не заполненного материалом приемника 2 (в начальный момент выдачи порции) такова, что частота генератора отличается от частоты собственных колебаний резонансного контура . ., -U)

Заполненный требуемым количеством материала приемник 2 обладает емкостью, при которой частота генератора равна собственной частоте резонансного контура.

Устройство управления дозированием сыпучего материала работает следующим образом. .

Сыпучий материал (на фиг.1 условно обозначен кружками) подают в электродный питатель 5, откуда он истекает в приемник 2. В начальный момент вцдачи порции частота генератора 1 не совпадает с частотой собственных колебаний контура. Поэтому напряжение на электродном питателе 5, равное падениюнапряжения на конденсаторе-4 резонансного контура, мало и практически не влияет на истечение материала из питателя. Приемник 2 включен в частотозадающую цепь генератора 1 таким образом, что с ,

(заполнение

увеличением емкости С

пр приемника диэлектрическим сыпучим материалом) частота генератора стре- ьштся к частоте собственных колебаний резонансного контура U)co5. При этом в зависимости от схемы генератора и способа включения емкости С„ в его частотозадающую цепь частота генератора может стремиться . к собственной частоте контура сверху, т.э. уменьшается либо снизу увеличивается.

Таким образом, по мере заполнения приемника диэлектрическим сыпучим материалом частота колебаний генератора приближается к собственной частоте контура. В результате напряжение на конденсаторе контура, а следовательно, и на электродном питателе 5 возрастает, что обусловлено приближением схемы к режиму резонанса напряжений. Благодаря увеличению напряжения скорость истечения материала из питателя уменьшается.

В режиме резонанса напряжений напряжение на элементах контура (емкости С и индуктивности L)MOжет во много раз превьшать напряжение Ц на его входе,поэтому в момент заполнения приемника заданным количеством материала, когда частота генератора становится равной собственной частоте резонансного контура, напряжение на электродном питателе возрастает настолько, что истечение материала из него прекращается . Так осуществляется выдача заданного количества материала в приемник.

Напряжение на питателе начинает резко нарастать, лишь при подходе к резонансной частоте, т.е. к моменту окончания вьщачи порции. Поэтому практически до окончания вьщачи

порции имеет место истечение материала, близкое к свободному, происходящему при нулевом напряжении на питателе. Следовательно, скорость вьщачи порции близка к максимально возможной для питателя с данными конструктивными параметра и (размеры выпускного отверстия, ; угол наклона стенок вьшускной щели и т.п.) .

Для осуществления управления истечением сьтучего-материала при работе электродного питателя под напряжением постоянного тока электроднвтй питатель 5 подключают к конденсатору 4 резонансного контура через выпрямитель 8 (фиг.З). Принцип работы схемы аналогичен указанному.

Использование предлагаемого уст ройства управления дозированием позволяет осуществить порционное дозирование с повьшенной чувствительностью в момент завершения вьщачи порции. Благодаря этому увеличивается точность вьщачи порции и повьшается производительность дозирования. Значительно (в 4-10 раз) уменьшается величина выходного напряжения генератора электрической энергии.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВАНИЕМ СЬШУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее электродный питатель и размещенный под ним приемник сыпучего материала, вьтолненный в виде конденсатора, а также генератор частоты, отличающееся Тем, что, с целью повьшения производительности и точности устройства, в нем приемник сьшучего материала включен в частотозадающую цепь генератора частоты, к выходу которого подключен последовательный резонансный контур, параллельно конденсатору которого подключен электродный питатель. (Л С в -5 Ю Од СО САЭ Ю 7 / / / 4 / / Риг. i

Фиг. 2