Устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения из влажности Советский патент 1987 года по МПК G01N1/20 

05

ел

О5

Изобретение относится к устройствам для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности преимуицествекйо инфракрасным влагомером.

Извес- но устройство для взятия проб сьшучих материалов, включакицее последовательно расположенные бункер с соплами для подачи очищающего агента, распределитель с приводом и распределительньй диск с восходящим конусом, под которым установлен пробоотгборочньш нож, вьшолненный в виде патрубка, и наклонную регулируемуюзаслонку, расположенную между диском и верхним концом ножа,

Недостаток этого устройства заключается в низкой представительности отбираемых проб материала .-.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности, содержащее диск, снабженньй приводом с окнами в центре и с установленным над ним сбрасьшателем и датчиком влажности пробы, а также преобразователь и вторичный прибор инфракрасного влагомера.

Недостатками известного устройства являются невысокая представительност отбираемых проб материала, обусловленная измерением влажности небольшого количества материала (5-10% от общего объема материала), проходящего под датчиком влагомера а также частые отказы инфракрасного влагомера из-за выхода из строя усилителя преобразователя прибора при отсутствии сыпучего материала на дискеустройства, когда вся энергия излучателя датчика попадает в его фотопри-, емник, не поглощаясь частично в слое сыпучего материала, что имеет место при отсутствии подачи материала и при неравномерностях его подачи из материалопровода на диск устройства.

Указанные недостатки не позволяют использовать информацию о влажности материала, получаемую с помощью влагомера, в качестве текущих значений величины влажности в системах автоматического контроля, регулирования и управления процессами сушки сыпучих материалов в связи с малой достоверностью этой информации.

Целью изобретения является повытение представительности проб и

продолжительности безотказной работы влагомера. ,.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство для взятия проб сыпучих материалов и измерения их влажности, включающее диск, снабженный приводом, с окнами в центре и с установленными над ним сбрасываQ телем и датчиком влагомера, подключенным через преобразователь к вторичному прибору, снабжено демпфирующим бункером с боковым сбросным отверстием переменного сечения и фильерой с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, вывод- . ной воронкой, установленной под диском, и системой блокировок включения

0 .и выключения привода диска, датчика влагомера преобразователя и вторичного прибора влагомера.

Снабжение устройства демпфирующим бункером с боковым сбросным отверс-

5 тйем переменного сечения (например, в виде равнобедренного треугольника, расположенного основанием вверх, а вершиной вниз; равнобокой трапеции с большим основанием наверху или

0 другой аналогичной формы) и фильерой с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, позволяет сгладить неизбежные колебания подачи

.- сыпучего материала и создать запас

определенного объема материала перед подачей его через щель фильеры на диск устройства, что повьшгает равномерность и однородность плотности

0 наноса материала на диск.

Боковое сбросноеотверстие переменного сечения, например, в виде равнобедренного треугольника, расположенного основанием вверх, позволяет

5 сбрасывать излишки материала, при неравномерной его подаче, из демпфирующего бункера и выводную воронку. Форма сбросного отверстия обеспечивает сброс незначительного количества

o материала при увеличениях его подачи в бункер от номинального значения (сечение отверстия внизу гораздо меньше, чем наверху), что дает возможность уменьшить количество сбрасываемого из бункера материала при колебаниях его подачи в бункер и тем самым увеличить количество материала от общего его объема, поступающего через щель фильеры на диск устройства, по сравнению, например, со сброс ным отверстием прямоугольного сече|ния.. В данном устройстве на его диск поступает 90-95% от общего количеств сыпучего материала. Обычно Сбросные отверстия вьтол-г няют с нижней горизонтальной кромкой максимально возможной длины, например прямоугольного сечения, что обес печивает минимальное время сброса излишков материала и стабилизирует уровень материала в бункере. Площадь же отверстия выбирается такой, чтобы отверстие обеспечивало сброс всего количества материала, поступающего в бункер при его максимальной-подаче и йри закрытом снизу бункере. Однако при использовании сбросных отверстий такой формы приходится устанавливать расход материала из нижней части бункера меньше самого низкого значения подачи материала в бун кер, т.е. в любой момент времени подача материала должна превьш1ать его выход из нижней части бункера, что jсоздает условия, при которых через сбросное отверстие сбрасывается значительное количество материала. Один из путей повышения представительности пробы - увеличение количества материала, подвергаемого анализу с помощью соответствующих при;.боров, поэтому при неизбежных колебаниях подачи материала в .бункер желательно до минимума свести сброс материала через сбросное отверстие. Сбросное отверстие, например, в виде равнобедренного треугольника . расположённого основанием вверх, поз воляет сбрасывать интегрально меньше количество материала при колебаниях его подачи в бункер, что увеличивает долю материала, проходящего через фильеру на диск устройства и далее под датчик влагомера, до 90-95% от обще го объема сыпучего материала. При этом измерение влажности.производится для 85-90% от общего объема материала. . Наблюдающиеся при этом незначитель ные колебания уровня материала в бун кере не влияют на расход материала через щель фильеры на диск устройств который зависит от геометрии щели фильеры,и скорости вращения диска. Кроме того, сбросное отверстие такой формы почти не уменьшает жесткость конструкции по сравнению с отверстие того же назначения, но, например, прямоугольной формы. Фильера с неподвижной нижней губой и регулируемой верхней губой, расположенная радиально над диском, является формирователем слоя материала на диске и обеспечивает равномерность наноса сыпучего материала на диск по ширине и высоте; регулируемая верхняя губа фильеры позволяет при необходимости перенастраивать фильеру на новые значения высоты слоя. Выводная во ронка, установленная под диском, обеспечивает сбор излишков сьшучего материала, удаляемых из бункера через его сбросное oTsepicтие, а также материала, прошедшего под датчиком влагомера и удаляемого сбрасывателем с диска через его край и окна в центре, и последующий вывод материала из устройства в материалопровод.Снабжение устройства системой блокировок включения и выключения привода диска, преобразователя, вторич|Ного прибора влагомера и датчика влагомера позволяет увеличить продолжительность безотказной работы влагомера и устройства в целом за счет уменьшения длительности его работы вхолостую и отключения датчика при ненормальных режимах работы. Блокировка включения и выключения привода диска, преобразователя и вторичного прибора влагомера по подаче сыпучего материала обеспечивает включение указанных .элементов устройства в работу трлько при включении транспортера подачи сыпучего материала на вход заявленного устройства, и выключение указанных элементов при отключении транспортера. Таким .образом, устройство работает синхронно С транспортером, что устраняет его холостые пробеги. Блокировка включения и выключения датчика влагомера по подаче сыпучего материала и по высоте слоя материала на диске с выдержками по времени обеспечивает включение датчика влагомера спустя определенное время после вклюения транспортера, за которое сыпуий материал должен пройти к устройству для отбора проб информироваться в нем на диске в виде слоя заданной ирины и высоты. Если во время работы устройства ысота слоя материала значительно уменьшается, вплоть до отсутствия материала на диске, и это уменьшение не имеет случайный и кратковременный характер, то датчик влагомера автома тически быключается. Транспортер перед остановом некоторое время обычно работает вхолосту для продувки материалопровода, и под ча материала на диск прекращается. Указанная блокировка в этом случав также выключает датчик влагомера, предохраняя усилитель преобразователя и усилитель вторичного прибора от перегрева, чем способствует повышению продолжительности безотказной работы влагомера. Приборы световой и звуковой сигнализации отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске позволяют своевременно обнаруживать ненормальные режимы работы устройства и принимать меры к их устранению. И, наконец, установка устройства дЛя взятия проб сыпучего, материала в конце транспортной линии и в непос редственной близости от места упаков ки материала в тару, позволяет учитывать изменения влажности материала в процессе транспортировки к месту его упаковки, особенно при использовании пневмотранспортных линий большой длины,- существенно .изменяюшр к влажность материала. На фиг.1 представлен общий вид устройства для взятия :проб i сыпучих материапов и измерения их влажности; на фиг.2 - А-А на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке Б на фиг.-1; на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.1; на фиг.З - принципиальная электричес кая схема системы блокировок. Устройство состоит из демпфирующего бункера 1 с боковым сбросным отверстием 2 переменного сечения и фильерой 3 с неподвижной нижней губо 4 и регулируемой верхней губой. Фильера расположена радиально над диском 5, насаженным на вал 6, вращающийся в подшипниках 7 от регулируемого привода 8 с замыкающим контактом 9 в цепи его питания, используемым в системе блокировок. Диск имеет окна 10 в центре. Над диском установлены сбрасыватель 11, а также датчик 12 влагомера с замыкающим кон тактом 13 в цепи питания датчика. Датчик 12 соединен с преобразовате166 лем 14 влагомера, снабженным замыкающим контактом 15 в цепи его питания, который, в свою очередь, подключен к вторичному прибору 16 влагомера с замыкающим контактом 17 в цепи его питания и замыкающим контактом 18, срабатьгеающим при значении влажности сыпучего материала ниже некоторого максимального предела или при отсутствии сыпучего материала на диске 5. Под диском 5 установлена выводная воронка 19. На чертеже показан также привод 20 транспортера, подающего сыпучий материал на вход устройства, снабженный замыкаюпщм контактом 21,. используемым в системе блокировок. Закрепление, верхней губы 22 фильеры после регулировки высоты расположения ее нижней кромки производится фиксирующими элементами 23. Сбрасыватель 11 закреплен на стойке 24 и снабжен упором 25 и пружиной 26. Входящая в состав устройства система блокировок и сигнализации содержит выводы А и N для подключения источника питания, лампу 27 контроля наличия напряжения питания, промежуточное реле 28 с замыкающими контактами 9, 15, 17, 29 и 30. Система содержит также реле 31 времени с замыкаюш 1м с выдержкой по времени контактом 32, промежуточное реле 33 с замыкающими контактами 13 и 34, лам7 пу 35 сигнализации включения датчика влагомера, реле 36 времени с замыкающим с вьщержкой по времени контактом 37, промежуточное реле 38 с замыкаюшдм контактом 39 и замыкаюпцши контактами 40 и 41, размыкающую с самовозвратом кнопку 42- снятия блокировки выключения датчика по высоте слоя сыпучего материала на диске, лампу 43сигнализации срабатьшания блокировки выключения датчика по высоте слоя сыпучего материала на диске, размыкающую с самовозвратом кнопку 44выключения световой и звуковой сигнализаций отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске, замыкающую с самовозвратом кнопку 45 подготовки цепи вьшгеуказанной световой и звуковой сигнализации к включению, промежуточное реле 46 с замыкающими контактами 47 и 48 лампу 49 сигнализации .готовности цепи вьшеуказанной сигнализации к приему сигнала, лампу 50 и сирену (звонок) 51 световой и звуковой сигнализации

отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске.

Устройство работает следующим образом.

Подают напряжение питания на выводы А и N системы блокировок. При этом загорается лампа 27 контроля наличия напряжения питания. Нажимают на кнопку 45; По цепи фаза А - замкнутая кнопка 4Д - замкнутая кнопка 45 на нуль N включается обмотка реле 46 и лампа 49, Реле 46- своим контактом 47 шунтирует кнопку 45 и встает на самоблокировку. Кнопка 45 мйжет- быть отпущена, при этом реле 46 и лампа 49 остаются под.напряжением, Одновременно замыкается контакт 48 реле 46, подготавливая цепь сигнализации, идущую к лампе 50 и. сирене 51 к включению. Загорание лампы 49 свидетельствует о готовности цепи сигнализации к приему сигнала.

При включении привода транспортёра подачи сыпучего материала, например, высушенного желатина или преципитата, на вход устройства для взятия проб и измерения их влажности замыкается контакт 21 этого привода. При этом по цепи фаза А - замкнутый контакт 21 на нуль N включается обмотка реле 28, Контакт 9 реле 28 автоматичеЬки включает привод В диска, контакт 15 - преобразователь 14 влагомера, а контакт 17- вторичный прибор 16 влагомера. Одновременно замыкается контакт 29 и по цепи фаза А - замкнутый контакт 29 на нуль N включается обмотка реле 31 времени Кроме того, замыкается контакт 30, подготавливая цепи включения реле 38 и замыкается контакт 18 вторичного прибора 16 влагомера.

Таким образом реализуется блокировка включения привода диска, преобразователя и вторичного прибора влагомера по подаче сыпучего материала.

Через некоторое время после включения привода 20 транспортера, определяемое транспортным запаздыванием, зависящим от длины транспортера и скорости перемещения им сыпучего материала, на вход устройства в его демпфирующий бункер 1 начинает поступать сыпучий материал, который через фильеру 3 равномерно подается на

вращаюш 1йся диск 5, Излишки материала при неравномерной его подаче на

вход устройства сбрасываются из бункера 1 через егобоковое сбросное отверстие 2 переменного сечения в выводную воронку 19,

В этот момент замыкается контакт 32 с вьщержкой по времени, позволяющей учесть транспортное запаздывание и время, необходимое для формирования слоя материала на диске, и по цепи фаза А- замкнутый контакт 32 замкнутый контакт 39 на нуль N вклю-. чается обмотка реле 33 и лампа 35, Реле 33 своим контактом 13 автомати5чески включает датчик 12 влагомера, а контактом 34 через замкнутый контакт 18 включает реле 36, Загорание лампы 35 свидетельствует о включении датчика 12 влагомера. Таким образом

0 реализуется блокировка включения датчика влагомера по подаче сыпучего материала с вьщержкой по времени.

Необходимая высота слоя сыпучего материала на диске 5 устанавливается

5 регулированием высоты установки верхней губы 22 фильеры 3с последующей fee фиксацией элементами 23, Привод 8 диска выполнен регулируемым, что позволяет изменять скорость вращения

0 диска при наладке устройства для приведения ее в соответствие с подачей материала на вход устройства, ДиЬк 5, вращаясь, перемещает сформированный слой материала под датчик 12 влагомера, установленный над диском. Датчик 12 влагомера, после его включения контактом 13 реле 33, подает аналоговый сигнал, пропорциональный влажности сыпучего материала

0 в данный момент времени, на вход преобразователя 14, с выхода которого унифицированный аналоговый сигнал поступает на вход вторичного прибора 16 влагомера,

5

При дальнейшем вращении диска 5 сыпучий материал удаляется с диска сбрасьшателем 11, подпружиненный пружиной 26, в окна 10 и через край диска 5 в выводную воронку 19,0

Через некоторое время, определяемое быстродействием комплекта: датчик 12, преобразователь 14, вторичный прибор 16 влагомера, стрелка

времени, и отслеживает изменения,значений влажности материала. gg вторичного прибора устанавливается на отметке шкалы, соответствующей влажности, материала в текущий момент Если во время работы устройства высота слоя материала значительно уменьшается вплоть до полного отсутс твия материала на диске, стрелка вторичног о прибора 16 выходит за минимальное предельное значение влажности, что с высокой вероятностью свидетельствует именно об отсутствии слоя материала необходимой высоты на диске 5, и контакт 18 вторичного прибора 16 вновь замыкается. По цепи фаза А - замкнутый контакт 34 реле 33 - замкнутый контакт 18 на нуль N вновь включается реле36 времени. Если уменьшение высоты слоя материал на диск носит случайный и кратковременный характер и через время, меньшее времени, на которое настроено срабатывание) (замыкание) контакта 37, вновь образуется слой необходимой высоты, то контакт 18 размыкается, реле 36 обесточивается и замыкани контакта 37 не происходит. Если умень шение высоты слоя не случайно (контйкт 18 не разомкнулся в течение выдержки времени реле 36), то, по прошествии выдержки времени; замыкается контакт 37 и по цепи фаза А - замкну тый контакт 30 - замкнутый контакт 37на нуль N включаются обмотка реле 38и лампа 43. Реле 38 своим контактом 40 через замкнутую кнопку 42 шун тирует контакт 37 и встает на самоблокировку. Загорание лампы 43 сви- детельствует о срабатывании блокировки выключения датчика 12 влагомера по высоте слоя сыпучего материала на диске 5 при отсутствии слоя материала необходимой высоты на диске. Одновременно размыкается контакт 39 и обес1 очиваются реле 33 и лампа 35 При этом размыкается контакт 13 и датчик 12 влагомера автоматически включается, Обесточивание лампы 35 свидетельствует о выключении датчика 12. Замыкается также контакт 41 и по цепи фаза А - замкнутый контакт 41 - замкнутый контакт 48 на нуль N включаются лампа 50 и сирена 51, производя световую и звуковз ю сигнализацию отсутствия слоя сьтучего материала необходимой высоты на диске. Размыкается также контакт .34 и обесточивается реле 36 после чего размыкается его контакт 37, но реле 38 остается под напряжением по шунтирующей цепи кнопка 42 - замкнутый контакт 40, 1 5610 Так реализуются блокировка выключения датчика 12 влагомера по высоте слоя материала на диске 5 с выдерж- кой по времени и световая и звуковая сигнализация отсутствия слоя сыпучего материала необходимой высоты на диске, / ; Аппаратчик, получив информацию о срабатывании блокировки и о выключении датчика влагомера (включение лампы 43, лампы 50 и сирены 51), нажимает на кнопку 44 выключения рветовой и звуковой сигнализации. При этом обесточиваются реле 46 и ламяа 49, размыкается контакт 47 и реле 46 снимается с самоблокировки, а также размыкается контакт 48, обесточивая лампу 50 и сирену 5Т, . Устранив .причину срабатывания блокировки выключения датчика 12 влагомера, аппаратчик нажимает на кнопку 42 снятия блокировки выключения датчика. При этом обесточиваются реле 38 и лампа 43, размыкается контакт 40 и реле 38 снимается с самоблокировки, размыкается контакт 41, замыкается контакт 39, получают питание реле 33 и лампа 35, замыкается контакт 13 и автоматически включается датчик 12 влагомера, что сигнализи-. руется загоранием лампы 35, Замыкается также контакт 34, Аппаратчик на--, жимает кнопку 45, подавая напряжение на реле 46 и лампу 49, Реле 46 своим контактом 47 шунтирует кнопку 45, и встает на самоблокировку. Одновременно замыкается контакта 48, подготавливая цепь сигнализации к повторному срабатыванию при появлении сигнала. При повторном и последующем уменьшениях высоты слоя материала на . диске 5 система срабатывает аналогично , При выключении привода 20 транспортера подачи материала на вход устройства размыкается контакт 21, обесточивается реле 28, размыкается контакт 9, автоматически выключая привод 8 диска 5, размыкается контакт 15, автоматически выключая преобразователь 14 влагомера, размыкается контакт 17, автоматически выключая вторичный прибор 16 влагомера, размыкается контакт 18 вторичного прибора 16 влагомера, размыкается контакт 29,обесточивая реле 31, и контакт 30,размыкается контакт 32 и обес(Точиваются реле 33 и лампа 35, разИ1мыкается контакт 13 и датчик 12 влагомера автоматически выключается, размыкается контакт 34 и система возвращается в исходное состояние. Так реализуются блокировки выключения привода 8 диска 5, преобразователя 14 и вторичного прибора 16 влагомера по подаче сыпучего материала (при отсутствии подачи), а также выключения датчика влагомера по подаче сыпучего материала. При повторном и последующем включениях привода 20 транспортера подачи сыпучего материала на вход устройства замыкается контакт 21 этого привода. По цепи фаза А - замкнутый контакт 21 на нуль N включается обмотка реле 28 и так далее. 6 Таким образом, использование заявленного устройства, дающего возможность получения более представительных проб сыпучеРо материала и обеспечивающего большую продолжительность безотказной работы влагомера, позволяет применять информацию о текущей влажности сыпучего материала в системах автоматического контроля, регулирования, сигнализации, блокировки и управления процессом сушки сыпучего материала, проводить процесс сушки в точном соответствии с технологическим регламентом, повьсить техиико-экономи ческие показатели производства и качество выпускаемой продук - , ции.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗМЕРЕНИЯ ; ИХ ВЛАЖНОСТИ, включающее диск, снабженный приводом, с окнами в центре и с установленным на ним сбрасывателем и датчиком влагомера, подключенным через преобразователь к вторичному прибору, от л и ча ющ ее с я тем, что,с цепью повышения представительности проб и продолжительности безотказной работы влагомера, оно снабжено демпфирующим бун кером с боковым сбросным отверстием переменного сечения и фильерой с неподвижной нижней губой и рехулируемой верхней губой, расположенной радиально над диском, вьтодной воррнкой, установленной под диском,и системой блокировок включения и вык- . лючения привода диска, датчика влагомера, преобразователя и вторичного (/} прибора влагомера.

Фи. f р(г. 3

См ifiui I

10

f-;- L-.HJ

Лг/г. и Л/-ГХ. nautaScf atfc/ea

.13

Bxii. и fu/f/i. преоЗразавате/гя

Z

Btr/i. и ttiKji.

SmafiutfHCigo

npuoopa

Лм. и tbiK/i. аатчина иъ.