Устройство для измерения расхода сыпучих материалов Советский патент 1990 года по МПК G01F1/30 

(ЗЕЩ -ш

Изобретение относится к устройст- 1вам для измерения расхода сыпучих Материалов и может быть использовано в дозаторах удобрений химических дозирующих установках, в дозатора: строительных материалов и в пищевой промышленности„

Целью изобретения является повыгае- ние точности измерения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит бункер 1,где Йаходится сьтучий материал, расход Которого требуется измерять. Бункар 1 оборудован выгрузной горловиной 29 выгрузное окно которой может измеряться в сечении посредством заслонки 3. Подвыгрузной горловиной 2 установлен ленточный транспортер-питатель 4, оборудованный с двух сторон бортами-5. Между бортами транспортера установлен копирующий валик 6, закрепленный на двуплечем рычаге 7, второе плечо которого связано с датчиком 8 положения, состоящим из реохорда 9 и выходного преобразователя 10 напряжения, образуя датчик высоты СЛОЯ0

Преобразователь 10 напряжения датчика положения соединен через первый масштабный преобразователь 11 с входом первого фильтра 12 высокой Частоты. Под транспортером-питателем 4 на его выходе установлен наклонный измерительный лоток 13, взаимодействующий за счет шарнирной подвески с силоизмерительным преобразователем 14, который через второй масштабный преобразователь 15 соединен с входом второго фильтра 16 высокой частоты. При этом масштабные преобразователи 11 и 15 оборудованы устройства- Ми для ручного изменения коэффициента передачи (условно показаны стрелками, под которыми указаны средние значения плотности материала 6 и коэффициента трения материала об измерительный лоток f)t

Выход первого фильтра 12 высокой частоты соединен с суммирующими входами первого 17 и второго 18 элементов сравнения. Вывод второго фильтра 6 высокой частоты соединен с вычитающим входом первого элемента 17 сравненияj выход которого в свою очередь соединен с вычитающим входом рторого элемента 18 сравнения. Выход последнего соединен с фильтром 19

низкой частоты, выход которого соединен с показывающим прибором 20.

Устройство для измерения расхода работает следующим образом.

Сыпучий материал из бункера 1 через выгрузную горловину 2 поступает на поверхность питающего транспортера 4. При этом желаемый расход мате- риала может устанавливаться заслонкой 3. Поток материала на транспортере 4 ограничивается с двух сторон бортами 5, а его массовый расход мб- жет быть представлен через следующие параметры

0 |.Ъ-И-УТр,

где Ъ - ширина слоя материала;

h - высота слоя;

VTP - скорость подачи материала; О - плотность материала,являющаяся величиной переменной, возмущающей величину массового расхода.

Высота слоя материала измеряется копирующим валиком 6, вертикальное положение которого преобразуется через реохорд 9 и преобразователь 10 в выходное напряжение пропорциональное высоте слоя h.

Сигнал преобразователя 10 датчика 8 положения поступает на вход первого масштабного преобразователя 11.который имеет коэффициент передачи

к, Р Ь-vTp,

где

р - среднее значение плотности

сыпучего материала.

На выходе масштабного преобразователя 11 формируется сигнал, пропорциональный расходу сыпучего материала Q ( . Этот сигнал содержит полезную составляющую Q, пропорциональную средней плотности материала Я и средней высоте слоя h,

Q р-Ъ -VTp - h, а также помеху, связанную с колеба50

ниями плотности материала и высоты

AQ , Ъ VTp - h Ьр + b- p VTf Ь h; Q „ Q + & Q , .

При этом колебания высоты слоя по частоте превышают в 5 - 10 раз колебания плотности материала др.т.е, являются более высггсг астотным процессом.

51569553

Сигнал масштабного преобразователя 11 Q(- поступает на вход первого фильтра 12 высокой частоты, который выделяет на своем выходе более низкочастотную составляющую

Q«2 Q + AQ,2.

С выхода первого высокочастотного фильтра 12 сигнал поступает на суммирующие входы первого 17 и второго 18 элементов сравнения. Одновременно с изменениями высоты слоя материала силоизмерителъным преобразователем 14 измеряется силовая реакция измерительного лотка 13 на поверхность которого с выхода транспортера 4 сбрасывается поток сыпучего материала. На выходе преобразователя 14 формируется сигнал силовой реакции N, связанный с величиной расхода материала. Этот сигнал поступает на вход второго масштабного преобразователя 15,

На выходе масштабного преобразователя 15 формируется сигнал, пропорциональный расходу сыпучего материала Этот сигнал содержит полезную составляющую Q, определяемую для среднего значения коэффициента трескорости падения vna a

ния f и

же помеху, связанную с колебаниями коэффициента трения uf, скорости падения материала AVnq и самого расхода материала

Q«, 3 + AQ

2

,Q dK AQ2| N -3f-

if +

+ w 9K v

+ N TVpT- &v

пз

MN,

где

dKi df

3K1.

3V

- частные произ- 3 водные коэффициента передачи по коэффициенту трения f и скорости падения потока V,,-,

При этом колебания скорости падения AV „ и самого расхода материала AN на частоте превышают в 10 - 15 раз колебания коэффициента трения f&f, т,е0 являются более высокочас- тотными процессами, В то же время колебания плотности материала АО превышают в ,5-2,0 раза частоту колебаний коэффициента трения uf.

Сигнал масштабного преобразователя 15 Q2( поступает на вход второго фильтра 16 высокой частоты,который выделяет на своем выходе более низкочастотную составляющую.

Q22 Q + AQ22 N

&Q2i; Зк2

3f

uf«

С выхода второго высокочастотного фильтра 16 сигнал Q 2 поступает на вычитающий вход первого элемента 17 сравнения, где он вычитается из сигнала первого фильтра высокой частоты Q ,,2, На выходе первого элемента

17сравнения формируется разностный сигнал

AQ Q,2 - Q22 - Д32г,

который в свою очередь поступает на вычитающий вход второго элемента

18сравнения, на суммирующий вход которого одновременно поступает сиг- нап с первого фильтра 12 высокой частоты Q 2

На выходе второго элемента сравнения Лормируется следующий разностный сигнал

п

Q3 Q,i -&Q Q + UQ - AQ,2 + &Q2 Q + AQZ,

соединяющий полезную составляющую сигнала Q и связанный с колебаниями

0

0

5

коэффициента трения

Сигнал с выхода второго элемента 18 сравнения поступает на фильтр 19 низкой частоты, который отделяет на своем выходе более низкочастотную составляющую, близкую к постоянной величине и являющуюся сигналом ис- тинного расхода сыпучего материала Qs Формула изобретения

Устройство для измерения расхода сыпучих материалов, содержащее транспортный питатель, наклонный измерит тельный лоток, механически связанный с силоизмерительным преобразователем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные датчик высоты слоя матерна- 5 ла на транспортерном питателе,первый масштабный преобразователь и первый фильтр высокой частоты,постедователь но соединенные второй масштабный преобразователь, входом подключенный

к выходу силоизмерительного преобразователя, и второй фильтр высокой частоты,4фильтр низкой частоты,подключенный выходом к показывающему прибору, первьй и второй элементы сравнения, суммирующие входы которых объединены и подключены к выходу первого фильтра высокой частоты,выход второго фильтра высокой частоты подключен к вычитающему входу первого элемента сравнения, выходом подклю

ченного к вычитающему входу второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом фильтра низкой частоты, причем датчик высоты слоя выполнен в виде копирующего валика, установленного между бортами транспортера и закрепленного на двуплечем рычаге, второе плечо которого соединено с подвижным контактом реохорда, подключенного к выходному- преобразователю напряжения.

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода сыпучих материалов и может быть использовано в дозаторах удобрений, химических дозирующих установках, в дозаторах строительных материалов и в пищевой промышленности. Изобретение позволяет повысить точность измерения расхода сыпучего материала за счет исключения динамической ошибки. Сыпучий материал из бункера 1 поступает на поверхность питающего транспортера 4. Высота слоя материала измеряется датчиком высоты, сигнал которого масштабируется, фильтруется и суммируется с отмасштабированным и отфильтрованным выходным сигналом силоизмерительного преобразователя 14. Результирующий сигнал, пропорциональный расходу, поступает на показывающий прибор 20 через фильтр 19 низкой частоты. 1 ил.