Весовой расходомер сыпучих материалов Советский патент 1986 года по МПК G01G11/16 

Изобретение относится к весоизмеительной технике.

Цель изобретения - повьшениё точости.

На фиг. 1 представлена структурая схема весового расходомера сыпуих материалов; на фиг. 2 - схема ыполнения привода дополнительного отка.

Расходомер содержит бункер 1 с сыучим материалом и затвором 2, самотек 3, основной лоток 4, установленый на весоизмерительном датчике 5, эталонный груз 6, электромагнит 7 подъема э -алоиного груза, блок 8 измерения скорости потока, состоящий из амплитудного анализатора 9, ключа 10, генератора 11 импульсов,.счетчика 12 времени, вычислительное устройство 13, измерительный блок 14, блок 15 управления, состоящий из генератора 16 импульсов, двоично-десятичного- счетчика 17, дешифратора 18, усилителя-формирователя 19, первой схемы ИЛИ 20, второй схемы ШШ 21. Дополнительный лоток 22, установленный под основным лотком 4, укреплен на штоке 23, конец которого упирается в пружину и является якорем тягового электромагнита 25. Шток 23, пружина 24 и электромагнит 25 представляют собой привод выдвижения дополнительного лотка 22. Старт-стопный механизм вьтолнен в виде электромагнита 26 с якорем 27, опирающимся на пружину 28. Другой конец якоря 27 выполнен со скосом. Шток 23 привода выдв иeния дополнительного лотка 22 на нижней грани имеет четыре паэа 29-32., находящихся на заданном расстоянии друг от друга 11, f j , Г-э. Каждый из пазов 23, 30, 31 и 32 имеет форму прямоугольного треугольника и предназначен для взаимодействия со штоком 27 старт-стопного механизма.

Основной лоток 4 установлен на весоизмерительном датчике 5. Ко дну основного лотка прикреплен электромагнит 7, напротив которого свободно размещен эталонный груз 6. Выход датчика 5 подключен одновременно к вх&дам амплитудного анализатора 9 и измерительного блока 14. В блоке 8 измерения скорости потока первый выход амплитудного анализатора 9 соединен с управляющим входом ключа 10, связывающего выход генератора 1I импульсов с входом счетчика времени

0

5

0

5

0

5

0

5

12. Второй выход амплитудного анализатора 9 подсоединен к второму управляющему входу измерительного блока 1 4 и управляющему входу генератора 16 импульсов. В блоке 15 управления выход генератора 16 импульсов соединен с входом двоично-десятргчно- го счетчика 17, четыре выхода которого подключены к входам дешифратора 18. У дешифратора I8 выходы соединены с соответствующими входами усилителя-формирователя 19,,

Первый, второй и третий выходы усилителя-формирователя 19 подключены к входам первой схемы ШШ 20, а выход первой схем1)1 ИШ 20, являясь первым выходом блока 15 управления, подключен к первому управляющеьту входу измерительного блока 14. Третий, четвертьш и пятый выходы усилителя-формирователя 19 подсоединены к входам второй схемы ИЛ1-1 21, второй выход усилителя-формирователя 19 подключен к электромагниту подъема 7 эталонного груза 6 и является вторым выходом 5 блока 15 управления. Шестой выход усилителя-формирователя 19 подсоединен.к электромагниту 25 привода выдвижения дополнительного лотка 22 и является третьим вы-, ходом блока 15 управления. Выход второй схемы ИЛИ 21 подсоединен к электромагниту 26 старт-стоп ногЪ механизма и управляющему входу амплитудного анализатора 9 и является четвертым выходом блока 15 управления. Выход измерительного блока 14 под- соединен к первому входу вычислительного устройства 13, второй вход которого соединен с выходом счетчика

12времени.

Устройство работает следующим образом.

В исходном .состоянии дво:нчно-де- сятичный счетчик 17 сброшен в нуль, генератор 6 импульсов не работает, в память вычислительного устройства

13введены значения 1,, 1, 1 . Поток сьтучего материала пост;; т1ает из бункера 1 через открытый затвор 2. Ударяясь о самотек 3, поток проходит через основной лоток 4. Работу устройства рассматривают при наличии непрерывного потока сыпучего материала на основном лотке 4. Дополнительный лоток 22, установленный под основной лоток 5, удерживается в этом положении якорем 27, конец которого находится в пазе 29. По команде Пуск генератор 16 блока 15 управления начинает вьщaвatь импульсы. При поступлении первого импульса на вход двоично-десятичного счетчика 17 на выходе двоично-десятичного счетчика 17 появляется код 0001, который расшифровывается дешифратором 18. На первом выходе дешифратора 18 появляется первая команда, которая после усиления в усилителе- формирователе 19 поступает через схему ИЖ 20 в измерительный блок 1 Последний производит первый такт измерения

у, а(т,+ т) + Ъ, ,

где гп - масса лотков основного и дополнительного вместе с приводами и электромагнитами;ДТ1 - масса сыпучего материала

на основном лотке. Второй импульс с генератора 16 импульсов сформирует на выходах двоично-десятичного счетчика 17 код 0010, который расшифруется дешифратором 18 как вторая команда. Вторая команда усиливается усилителем-формирователем 19, поступает одновременно .на электромагнит 7 и через nepBVra схему ИЛИ 20 на измерительный блок 14. Эталонньга груз 6 с известной массой тд притягивается электромагнитом 7 к основному лотку Производится второй такт измерения

y,j а(га,+ т) + Ъ.

После измерения электромагнит 7 отключается. Третий импульс с генератора 16 поступает на вход двоично десятичного счетчика 17, на выходах которого появляется код 0011. Этот код расшифровывается дешифратором 18 как третья команда, которая усиливается и формируется в усилителе-формирователе 19 и поступает одновременно на схемы ИЛИ 20 и 21. С выхода первой схемы ИЛИ 20 третья команда поступает на первый управляющий вход измерительного блока 14. С выхода второй схемы ИЛИ 21 третья команда поступает одновременно на электромагнит 26 и амплитудный ана- .лизатор 9. По этой команде электромагнит 26 включается и втягивает якорь 27. Конец штока 27 выходит из паза 29. При этом шток 23 под действием предварительно сжатой пружины

24 подается влево. Конец якоря 27 ско льзит по нижней кромке штока 23 до момента попадания в паз 30. Вход якоря 27 .в паз 30 обеспечивается усилием сжатой пружины 28. Таким образом дополнительный лоток 22, находившийся под основным лотком 4, выдвигается вперед по ходу движения потока на расстояние L, , равное

интервалу между пазами 29 и 30.

Выдвижение дополнительного лотка происходит намного быстрее скорости движения потока. При этом характер движения самого потока не нарушается. По этой же третьей команде включается амплитудный анализатор 9 блока 8 измерения скорости потока. Ам- плитудный анализатор 9 открывает ключ 10. Импульсы опорной частоты с

генератора 11 через ключ 10 поступают в счетчик 12 времени. Как только поток запол 1ит выдвинутую часть 1 дополнительного лотка, амплитудный анализатор 9 закроет ключ 10. Работа

счетчика 12 времени прекратится. Количество импульсов в счетчике 12 времени определяет время t движе- . ПИЯ потока по вьщвинутой части 1 дополнительного лотка. Скорость пото

ка вычисляется по формуле V, -i it.

Значение V подается на второй вход вычислительного устройства 13. Во

время измерения интервала it, ампли- тудньш анализатор 9 блокирует работу генератора 16. Таким образом, пока не подсчитан интервал д1 в счетчике 12 времени, четвертый импульс не пос

тупает на вход двоично-десятичного счетчика 17. В момент полного заполнения потоком сыпучего материала выдвинутой части Е, дополнительного лотка производится третий такт измерения

У а( К.т) + Ъ

где К - коэффициент соотношения совокупной площади ос-новного лотка и вьщвннутой части t, дополнительного лотка к площади основного лотка. Коэффициент К показывает во сколько раз масса сыпучего материала, из- еренная в третьем такте измерения, больше массы сыпучего материала в первом такт е измерения.

Увеличение площади, соприкасаюейся с потоком, эквивалентно увеличению в известное число раз измеряемой массы. При этом принимается допущение, что за время между первым и третьим тактом измерений характер движения потока существенно не изме- j няется.

Третий такт измерения производится измерительным бпбком 14 при одновременном наличии третьей команды с первой схемы ИЛИ 20, поступающей на 10 первый управляющий вход измерительного блока 14, и сигнал:а с амплитудного анализатора 9 о полном заполнении потоком.выдвинутой части 1 дополнительного лотка. Амплитудный ана- t5 нения потоком выдвинутой части t, 9

ИЛИ 21 одновременно на электромаг 26 и амплитудный анализатор 9.

Электромагнит 26 срабатывает и полнительный лоток 22 вновь вьщви ется по ходу движения потока тепе на величину 1 ,, равную расстоянию между пазами 31 и 32. Амплитудный анализатор 9 открьшает ключ 10, к рый начинает пропускать импульсы , генератора 11 на вход счетчика 12 времени. Продвижение потока по вы винутой части ЕЗ сопровождается п сче-Гом опорных импульсов в счетчи 12 времени. В момент полного запо

лизатор У снимает блокировку с генератора 16 импульсов. Следующий импульс, поступающий на вход двоично- десятичного счетчика 17, сформирует на выходах дешифратора 18 четвертую команду, которая после усилителя- формирователя 19 и второй схемы ИЛИ 21 поступает на электромагнит 26 и управляющий вход амплитудного анализатора 9. Электромагнит 26 на короткое время втягивает якорь 27, сжимая при этом прузкину 28. Шток 27 выходит из паза 30. При этом энергией, сжатой пружины 24 шток 23 вновь подается вперед по ходу движения потока до

20

25

амплитудный анализатор закрывает ключ 10 и подсчет импульсов прекр щается. Скорость вычисляется в вы числительном устройстве 13 4

i

- -.t-

Таким образом, в результате вы полнения управляющих команд допол тельный лоток трижды выдвигается ходу движения потока на расстояни

-f

1,, 13,

тем самым позволяя из

30

рить скорость потока три раза и п лучить значения Vj,, V,.,, V., . Средн скорость потока вычисляют по форм

момента попадания подпружиненного якоря 27 в следующий паз 31. Двилсе- ние штока 23, а значит и дополнительного лотка 22 застопорится. Дополнительный лоток выдвигается на расстоя- 35 например, V в ние 1 ,равное расстоянию между пазами .30 и 31 . По этой же команде вновь включается амплитудный анализатор 9, который заблокирует генератор 16. и открывает ключ 10. Подсчет времени

Случайная погрешность определе V меньше случайной погрешности е ничного измерения скорости потока v3 раз.

т.е.

SCP

ОеЗ

где

40

ср

-случайная погрешность о ределения скорости А ;

utg заполнения потоком выдвинутой части t ,., дополнительного лотка аналогичен описанному. Скорость потока в этом случае подсчитывается в вычислительном устройстве 13 по формуле

V -

2- utj

При полном заполнении потоком

При полном заполнении потоком 45 винутой части 1 амплитудный анал затор 9 разблокирует генератор 16 пульсов. С4юрмируется шестая кома да, которая после усилителя-форми вателя 19 поступает :на электромаг

выдвинутой части дополнительного лот- 50 25. Последний сработает и втянет

ка амплитудньм анализатор 9 вновь разблокирует генератор 16 1-1мпульсов и на выходах двоично-десятичного счетчи1са 17 появляется код 0101, ко- торьш расшифровывается дешифратором 18 KaiK пятая команда. Пятая команда усиливается в усилителе-формирователе 19 и поступает через вторую схему

нения потоком выдвинутой части t,

ИЛИ 21 одновременно на электромагнит 26 и амплитудный анализатор 9.

Электромагнит 26 срабатывает и дополнительный лоток 22 вновь вьщвига- ется по ходу движения потока теперь на величину 1 ,, равную расстоянию между пазами 31 и 32. Амплитудный анализатор 9 открьшает ключ 10, который начинает пропускать импульсы ,с генератора 11 на вход счетчика 12 времени. Продвижение потока по выдвинутой части ЕЗ сопровождается под- сче-Гом опорных импульсов в счетчике 12 времени. В момент полного заполнения потоком выдвинутой части t,

амплитудный анализатор закрывает ключ 10 и подсчет импульсов прекращается. Скорость вычисляется в вычислительном устройстве 13 4

i

- -.t-

Таким образом, в результате выполнения управляющих команд дополнительный лоток трижды выдвигается по ходу движения потока на расстояния

-f

1,, 13,

тем самым позволяя изме30

рить скорость потока три раза и получить значения Vj,, V,.,, V., . Среднюю скорость потока вычисляют по формуле

например, V в

Случайная погрешность определения V меньше случайной погрешности единичного измерения скорости потока, v3 раз.

т.е.

SCP

ОеЗ

35 например, V в

где

40

ср

ед

-случайная погрешность определения скорости А ;

-случайная погрешность единичного измерен.ия скорости например, V .

При полном заполнении потоком вьщ- 45 винутой части 1 амплитудный анализатор 9 разблокирует генератор 16 импульсов. С4юрмируется шестая команда, которая после усилителя-формирователя 19 поступает :на электромагнит

шток 23 вправо против хода движения потока. При этом пружина 24 сжимается, противодействуя движению штока 23. Подпружиненный якорь 27 свобод- 55 ио скользит по нижней кромке штока 23, не препятствуя его дв}яжени1о вправо. Это происходит благодаря форме пазов 29, 30, 31 и 32 и конца

7

якоря 27. По окончании шестой команды электромагнит 25 не втягивает шток 23. При этом сжатая пружина 24 пытается вытолкнуть шток 23 влево по ходу движения потока, но теперь этому препятствует якорь 27, вошедший в первый паз 29.

Таким образом, дополнительный лоток 22 по шестой команде полностью утапливается под основной лоток и занимает исходное положение. Генератор 16 блокируется, двоично-десятичный счетчик 17 сбрасывается в нуль. На этом процесс измерения составных значений расхода - массы сыпучего материала, и скорости ее движения заканчивается.

В результате в вычислительном устройстве определяется ш и расход сыпучего материала

т.

1Ч|. -.У, -У

где G - коэффициент пропорциональности.

Ф о р м ула изобретения

Весовой расходомер сыпучих материалов, содержащий бункер с затво-- ром, основной лоток, установленный на весоизмерительном датчике, подключенном к входам измерительного блока и блока измерения скорости потока состоящего из амплитудного анализатора, первый выход которого подключей к управляющему входу ключа, связывающего генератор импульсов со счетным временем, блок управления, выполненный в генератора импульсов, управляющий вход которого соединен с вторым выходом амплитудного анализатора, а выход подключен к входу двоично-десятичного счетчика.

.78599 8

соединенного через дешифратор с усилителем-формирователем, дополнительный лоток с приводом, вычислительное устройство, к первому входу ког торого подключен выход измерительного блока, и эталонный груз с электромагнитом подъема, закрепленным на основном лотке, отличающий- с я тем, что с целью повьш1ения точfO ности, в нем дополнительный лоток установлен под основным лотком, а его привод выполнен в виде штока, один конец которого жестко связан с дополнительным лотком, а другой

5 подпружинен и образует якорь тягового электромагнита, и старт-стопного механизма, образованного электромагнитом, один конец якоря которого подпружинен, а другой выполнен со скосом, взаимодействующим с торцами пазов, вьшолненных на заданном расстоянии друг от друга на нижней грани штока, а в блок управления введены две схемы ИЛИ, к входам первой из которых подключен первый, второй и третий выходы усилителя-формирователя, а к входам второй схемы ИЛИ подключены третий, четвертый и пятый выходы усилителя-формирователя, вы30 ход первой схемы ИЛИ подключен к первому управляющему входу измерительного блока, второй выход усилителя- формирователя подключен к электромагниту подъема эталонного груза, шес7

35 той выход усилителя-формирователя подсоединен к тяговому электромагниту привода дополнительного лотка, выход второй схемы ИЛИ подсоединен к электромагниту старт-стопного меха0 низма и управляющему входу амплитудного анализатора, а второй вход вычислительного устройства подсоединен к выходу счетчика времени.

0

5

Редактор Н. Рогулич Техред Л.Сердюкова

Заказ 6820/35 Тираж 705 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. t

Корректор С. Шекмар

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет по высить точность. Блок 15 управления включает генератор 16 ш шульсов . двоично-десятичный счетчик 17, де- ,шифратор 18, усилитель-формирователь . 9, схемы ИЛИ 20 и 21. Выходы ус1ШИ- таля-формирователя подключены соответственно к электромагниту 7 подъема эталонного груза, к тяговому электромагниту 26 пр1тода лотка 22, выход схемы ИЛИ 20 подсоединен к электромагниту 7 подъема эталонного.гру- . за и входу амплитудного анализатора 9. Образование новых связей позволяет измерить несколько раз скорость движения потока сыпучего материала по лотку 4, тем самым измерить расход не только кратковременных, но продолжительных по времени потоков, так как при этом не требуется цикли- .ческого освобождения лотка от сыпучего мдтериала. 2 ил.. « «о. ГО « 00 ел о о