Изобретение относится к контролю влажности сыпучего пищевого продукта, в частности зерна и продуктов его пе- реработки5 и может найти применение в мукомольной, зерноперерабатывающей промышленности.
Цель изобретения - повышение точности за счет получения более пред™ ставительной усредненной пробы материала в измерительной зоне.
На фиг, 1 изображена схема устрой- ства для непрерывного определения влажности сыпучих пищевых, продуктов по изменению электрической емкости; на фяг, 2 - диаграмма электрического измерения; на фиг. 3 - положение отдельных выключателей в соответствии с временным ходом по фиг„ 2; на фиг. 4 - схема создания среднего состава материала в измерительном сосуде
При осуществлении способа вепре- рывного определения влажности сыпучего пищевого продукта, в частности зерна и прддуктов его переработки поток сыпучего пищевого продукта разделяют на измеряемый и байпасный, пропускают их под действием силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим получением за этими зонами объединенного потока. Далее замедляют скорости истечения измеряемого потснка сыпучего пищевого продукта путем уменьшения его проходного сечения на выходе. Дополнительно осуществляют регулирование скорости истечения байпасного потока сьшучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединённого за измеряемой и байпас- ной зонами потока сыпучего пищевого продукта за счет обеспечения постоян- ным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне. Измеряют изменение значения электрической емкости измеряемого потока, усредняют измерен кое значение с последующим установлением по усредненному значению влажности сыпучего пищевого продукта.
Устройство для непрерывного опредз ления влажности сыпучего пищевого продукта содержит проходную измерительную ячейку 1, расположенную на пути потока сыпучего пищевого продукта под силосом 2 о Выходное отверстие 3 проходной измерительной ячейки меньшее ее входного отверстия 4. При этом проходная измерительная ячейка выполнена в виде конденсатора, стенки 5
0
5
5
0
5
0
5
ячейки являются первой конденсаторной пластиной, а внутри размещена вторая конденсаторная пластина 6. Проходная измерительная ячейка связана с преобразователем 7 измерения емкости конденсатора, вызванного изменением влажности потока сыпучего пищевого продукта, подключенным к блоку 8 элект ронной обработки сигналов, к которому подсоединен датчик 9 температуры сыпучего материала, размещенный в выходном отверстии проходной измерительной ячейки.
Кроме ТОГО; устройство для непрерывного определения влажности сыпучего пищевого продукта содержит байпасный канал 10, расположенный вертикально и параллельно продольной оси измерительной ячейки и соединен с побледней на выходном участке посредством объединенного циркуляционного канала 11. Байпасный канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение, большее выходного сечения измерительной ячейки.
Байпасный канал оснащен контуром регулирования в нем уровня сыпучего пищевого продукта, содержащим исполнительный механизм 12, изменяющий поперечное сечение объединенного циркуляционного канала, и датчик 13 фактических значений уровня, представляющий собой мембрану, выполненную как отрезок стенки 14 байпасного канала с противоположной стороны от измерительной ячейки и связанную посредством приспособления 15 для регулирования расхода материала с исполните- . льным механизмом.
Кроме того, устройство оснащено дополнительным элементом 16 для открытия и закрытия вручную исполнитель ного механизма.
На фиг. 3 показаны отдельные положения выключателей 17-20 во время измерения и протекания напряжения U, которое относится к электрическому заряду опорного конденсатора 21.
Во время первой фазы измерительньш конденсатор 22 ячейки 1 заряжают до заданного напряжения U . Одновре- кенно опорный конденсатор 21 разряжается. Выключатели 17 и 19 закрыты, а выключатели 18 и 20 открыты. Во время первой фазы напряжения U, равно нулю. Во время второй фазы заряд измерительного конденсатора 22 перезаряжается на опорный конденсатор 21.
20
При этом выключатель 17 закрывается, а выключатели 17. 19 и. 20 открыты. Напряжение U, повышается до полного разряда измерительного конденса ора 22, Этот перезаряд осуществляется при помощи операционного усилителя 23. Во время третьей фазы конечное значение напряжение U, передают на запоминающий блок 24. При этом выключатель |g 19 закрывается, а выключатели 17 - 19 открываются. Этот фазовый заряд и разряд измерительного 22 и опорного 21 конденсаторов определяется частотой и длительностью процесса увлажнения. tS Рабочее напряжение Ug аналогового за- пойинающего блока 24 подают на последующее управляющее устройство, на- пг)имер, для управления процессом увлажнения материала (за счет подачи воды).
Приспособление 15 для регулирования расхода материала обеспечивает пропускание сыпучего материала через змерительную ячейку 1 с замедлением, 25 при этом скорость перемещения материала более или менее замедляется в соответствии с расходом материала. Таким образом, измерительная ячейка 1 остоянно наполнена материалом. Для обеспечения необходимой степени наолнения уровень материала поддерживают в постоянных пределах за счет правления положением открытия исолнительного, механизма 12. Постоянный обратный подпор обеспечивает то, что и при прерывании потока материала рабочие узлы (клапан для подачи воды и т.п.) не управляются ошибочными командами.
30
35
40
Насыпной вес материала определяется приспособлением для взвешивания материала, состоящим из мес-дозы или весов 25 и соответствующей шарнирной подвески 26. При зтом измерительная ячейка 1 выполнена в качестве приспособления для взвешивания материала. Исходный сигнал весов 25 по сигнальному проводу 27 подают в блок 8 электронной обработки сигналов.
Учет злектропроводности и поляризационных свойств продуктов при дополнительном взвешивании, сравнение полученного значения с электричес.- ким повышают надежность результатов измерения (без определения веса или насыпного веса материала, так же получают надежные результаты).
20
|g tS
5 0
5
0
5
0
5
Блок электронной обработки сигналов можно программировать так, что он постоянно измеряет, например, вес материала, но не оценивает получаемые значения, пока они находятся в известных допустимых пределах. Такое решение можно использовать,.например, при измерении влажности сырой пшеницы. Дополнительная оценка плотности может не только повысить надежность, но и использовать для исправления измеряемой величины в случае наличия больших колебаний плотности.
Измерительный аппарат 28 имеет впуск 29, который расположен в основном вертикально над измерительной ячейкой 1.
Измерительная ячейка 1 и байпасньй канал 10 расположены параллельно, соединены под впуском при помощи переходного канала 30 и сходятся в объединенный циркуляционный канал 11. В переходном .канале 30 материал распределяется на байпасный канал 10 и измерительную ячейку 1. Выпуск материала из канала 11 управляется приспособлением 15 для регулирования расхода материала, связанным с выполненной в качестве уровнемера мембраной 13,расположенной сбоку на байпасном канале 10.
Элемент 31 жесткости установлен С возможностью вращения на шарнире 32. С элементом 31 жесткости также соединен пневматический регулировочный клапан 16, который при наличии определенного давления материала приводится в действие через мембрану 13 и элемент 31 жесткости. При этом клапан 16 подает напорный воздух в провод 33, приводящий в действие приспособление 15, которое управляет исполнительным механизмом 12 объединенного циркуляционного канала 11. Давление, которое подается в провод 33, также пос тупает в напорную камеру 34 и управляет мембраной 35. Здесь давление ком- компенсирует давление материала.
Кроме того, на байпасном канале 10 установлены ручные исполнительные органы для открывания и закрывания исполнительного механизма 12 для регулирования расхода материала. При помощи винта 36 и элемента 31 жесткости можно приводить в действие пневматический регулировочньш клапан 16 и, таким образом, исполнительньш механизм 12 можно полностью открывать или закрывать. Ручные исполнительные органы позволяют осуществлять полную разгрузку измерительного аппарата 28, чтобы осуществить например, контроль измерительного конденсатора 22 или измерительной ячейки 1,
Под объединенным циркуляционным каналом 11 измерительного аппарата 28 также установлен прибор 37 для измерения расхода материала s данный момент „ Измеренные величины конденсатора 22 или обеих конденсаторных пластин, датчика 9 температуры сыпучего материала, весов 25 и прибора 37 для измерения расхода материала по сигнальным проводам подают в блок 8 который определяет недостагощее количество воды и подает соответствующее значение в качестве регулирующей величины на регулятор 38, который управляет двигателем 39 для подачи недостающего количества воды в материал Для контроля приспособление 40 еще раз сигнализирует о недостающем коли- честве воды.
У объединенного циркуляционного канала 11 расположено приспособление 15 для регулирования расхода материала в соответствии с задаиньм значением датчика, размещенного s блоке 8 в котором фактическое (г1рибор 37) .и заданное значения расхода материала сравнивают и полз чаемое при этом значение используют для управления исполнительным механизмом 12, Кроме TorOj В- блоке 8 еще сравниваются и оценива- ются водосодержание и расход материала и получаемые при этом сигналы используются для управления процессом увлажнения или сушки.
Устройство выполняет .двойную функцию; определяет точное значение влажности сыпучего материала и обеспечивает отвод точного количества материала из силоса 2,
На фиГо 4 показано непрерывное создание среднего состава материала в Измерительной зоне измерительной ячейки 1,
Непрерывное создание среднего состава материала, т,е, непрерывное образование всегда представительного по- Ьеречного сечения поступающего через ,. впуск 29 материала, осуществляется автоматически
10
15
20
представлено позагрузочное изменение, но образование точного среднего состава материала может достигаться и в случае постепенного изменения.
Материал подают через впуск 29, где он под действием силы тяжести перемещается вниз по байпасному каналу 10 и измерительной ячейке 1, В бай- пасном канале 10 скорость перемещения материала замедляется при помощи исполнительного механизма 12, так что в измерительной зоне достигается расположение различных компонентов с, d и e-h в виде слоев, расположенных друг над другом. Компонент а находится еще в впуске 29, а компонент b начинает распределяться по байпас- ному каналу 10 и измерительной ячейке 1, Компонент i выходит из байпас- ного канала 10 в зоне исполнительного механизма 12„ Несмотря на подпор материала до высоты мембраны 13, в бай- пасном канале 10 достигается скорость 25 перемещения материала, соответствующая расходу материала и поперечному сечению байпасного канала.
Иначе дело обстоит в измерительной ячейке 1S конфигурация которой, в частности поперечное сечение в зоне электрического измерения и суженное выходное отверстие, значительно замед ляет скорость перемещения материала, обусловленную действием силы тяжести. В связи с этим компоненты е f,gs h,i, k находятся еще в измерительной зоне, но в байпасном канале 10 их уже нет. Количество материала в измерительной ячейке 1 может составлять, например, 5-20 л. В зоне5 расположенной непосредственно над исполнительным механизмом 12,, имеет место выравнивание скорости между материалом, выходящим с относительно большой скоростью из байпасного канала 10, и материалом,, покидающим со сравнительной небольшой скоростью измерительную ячейку 1 о При этом на скорость выходящего из измерительной ячейки материала влияет нижни зазор 3, который можно предварительно устанавливать при помощи задвижки К,
Таким образом, скорость перемещения материала по измерительной ячейке 1 во много раз меньше скорости пе30
35
40
45
50
Предполагают, что состав материала,, ремещения материала по байпасному ка- т,е, отдельные его компоненты, изме- налу 10 (примерно в соответствии с няются за определенное время, С целью обоими поперечными сечениями материа- иллюстрации такого случая на фиг. 4 ла А и В, если верхние поперечные се
5
представлено позагрузочное изменение, но образование точного среднего состава материала может достигаться и в случае постепенного изменения.
Материал подают через впуск 29, где он под действием силы тяжести перемещается вниз по байпасному каналу 10 и измерительной ячейке 1, В бай- пасном канале 10 скорость перемещения материала замедляется при помощи исполнительного механизма 12, так что в измерительной зоне достигается расположение различных компонентов с, d и e-h в виде слоев, расположенных друг над другом. Компонент а находится еще в впуске 29, а компонент b начинает распределяться по байпас- ному каналу 10 и измерительной ячейке 1, Компонент i выходит из байпас- ного канала 10 в зоне исполнительного механизма 12„ Несмотря на подпор материала до высоты мембраны 13, в бай- пасном канале 10 достигается скорость 5 перемещения материала, соответствующая расходу материала и поперечному сечению байпасного канала.
Иначе дело обстоит в измерительной ячейке 1S конфигурация которой, в частности поперечное сечение в зоне электрического измерения и суженное выходное отверстие, значительно замед : ляет скорость перемещения материала, обусловленную действием силы тяжести. В связи с этим компоненты е f,gs h,i, k находятся еще в измерительной зоне, но в байпасном канале 10 их уже нет. Количество материала в измерительной ячейке 1 может составлять, например, 5-20 л. В зоне5 расположенной непосредственно над исполнительным механизмом 12,, имеет место выравнивание скорости между материалом, выходящим с относительно большой скоростью из байпасного канала 10, и материалом,, покидающим со сравнительной небольшой скоростью измерительную ячейку 1 о При этом на скорость выходящего из измерительной ячейки материала влияет нижни зазор 3, который можно предварительно устанавливать при помощи задвижки К,
Таким образом, скорость перемещения материала по измерительной ячейке 1 во много раз меньше скорости пе0
5
0
5
0
ремещения материала по байпасному ка- налу 10 (примерно в соответствии с обоими поперечными сечениями материа- ла А и В, если верхние поперечные се15
чения байпасного канала 10 тельной ячейки 1 в зоне мембраны 13 являются примерно одинаковыми), Чем меньше зазор S, тем меньше скорость перемещения материала в измерительной ячейке 15 тем больше время пребывания материала в измерительной не, тем меньше объем каждого компонента в измерительной зоне и тем боль- д ше число различных компонентов материала в измерительной зоне, что в конечном итоге способствует образованию более представительного среднего состава материала в измерительной ячейке 1. Поэтому электрическое изме рение по фиг. 4 дает среднее значение в результате измерения компонентов е - k. При этом измерение несколько замедляется по сравнению со скоростью перемещения остального потока материала, но это положительно сказывается на образовании более широкого среднего состава материала, что в свою очередь может положительно сказываться на проведении последующих операций, так как, например, возможное добавление воды требует определенного времени. Зазор S и общий расход материала можно согласовать при помощи исполнительного механизма 12 так, что обеспечивается либо максимальная точность при добавлении воды, либо оптимальное увлажнение материала, причем можно использовать все преш ущества управления процессом добавления воды
20
25
Формула изобретения
1, Способ непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов, в частности зерна и продуктов его переработки, предусматривающий разделение потока сыпучего пищевого продукта на измеряемый и байпасный потоки, пропускание их под действием
силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим получением за этими зонами объединенного потока, замедление скорости истечения измеряемого потока сьтучего пищевого продукта путем уменьшения его проходного сечения на выходе и установление влажности сьшуче- г о пищевого продукта по измеренноьгу значению изменения электрической емкости измеряемого потока, отличающийся тем, что, с целью
1433427°
и измери- повьш1еник точности за счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне, дсполнительно осуществляют регулирование скорости истечения байпзсного потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпасной зонами потока сыпучего пищевого продукта за счет обеспечения постоянным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне.
2о Способ по п, 1, о т л н ч а ю- щ и и с я теМ; что влажность сыпучего пищевого продукта устанавливают по усредненному измеренному значению изменения электрической емкости измеряемого потока.
3. Устройства для непрерывного оп ределения влажности сыпучих пищевых продуктов, в частности зерна и продуктов его переработки, содержащее расположенную на пути потока сыпучего пищевого продукта, выполненную в виде конденсатора, проходную измерительную ячейку, выходное отверстие которой меньше ее входного отверстия, связанную с преобразователем изменения емкости конденсатора, вызванного изменением влажности потока сыпучего пищевого продукта, подключенным к блоку электронной обработки сигналов, от л и-чающееся тем, что, с целью повышения точности за счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне, оно оснащено бай- пасным каналом с контуром регулирования уровня.сыпучего пищевого продукта в нем, при этом байпасный канал расположен вертикально и параллельно продольной оси измерительной ячейки и соединен с последней на выходном участке посредством объединенного циркуляционного канала
4 Устройство по п. 3, отли чающееся тем, что байпасный канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение, большее выходного отверстия измерительной ячейки
30
35
40
45
50
55
5, Устройство поп„ 3, отличающееся тем, что контур регулирования уровня сыпучего пищевого продукта в байпасном канале содержит исполнительный механизм, изменяющий поперечное сечение объединенного циркуляционного канала, и датчик (фактических значений уровня, преде15
д
д
20
д
25
д
30
д
35
40
45
50
55
5, Устройство поп„ 3, отличающееся тем, что контур регулирования уровня сыпучего пищевого продукта в байпасном канале содержит исполнительный механизм, изменяющий поперечное сечение объединенного циркуляционного канала, и датчик (фактических значений уровня, преде35
ТУ/
Фиг.
f / - -X- ( x -i---V
Изобретение относится к мукомольной и зерноперерабатывающей про- мьшшенности и может использоваться при контроле влажности сьтучего пищевого продукта. Цель изобретения - повышение точности за счет получения более- представительной усредненной пробы. Зерно или продукты его переработки пропускают под действием силы тяжести через измерительную и байпас- ную ячейки, уменьшают скорость истечения продукта через измерительную . ячейку путем уменьшения проходного сечения последней. Измеряют изменение электрической емкости с последующим установлением по измеренному значению влажности продукта. Усреднение пробы продукта осуществляют регулированием скорости истечения байпасного потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпасной зонами потока сыпучего пищевого продукта за счет обеспечения постоянным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне. 1 с. и 5 з.п.ф-лы, 4 ил. i SI
«../
