Автоматический регулятор влажности формуемого глиняного бруса Советский патент 1992 года по МПК B28B3/22 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования процесса формования керамических изделий на шнековых прессах и может использоваться на заводах по производству керамических строительных материалов.

Известно устройство регулирования влажности формуемой в шнековом прессе керамической массы, содержащее установленный в головке пресса преобразователь давления в виде электроконтактного манометра, электрически связанного с регулятором консистенции (влажности) формуемой массы.

К недостаткам известного устройства относится невысокая эксплуатационная надежность, обусловленная наличием значительного числа электромеханических реле. Кроме того, известная схема регулирования влажности не обеспечивает достаточной точности регулирования, что сказывается на качестве формуемого глиняного бруса.

Известно также устройство автоматического регулирования влажности формуемого глиняного бруса, применяемое в шнековом прессе СМК-133, содержащее преобразователь давления в виде электроконтактного манометра, установленного через диафрагменный разделительный стакан в корпусе головки пресса. Преобразователь давления электрически связан через релейный блок с электродвигателем исполнительЮ О

а ю

ного механизма, который посредством арматуры в импульсном режиме регулирует подачу воды или пара в смеситель пресса.

Работа известного устройства основана на трехпозиционном регулировании по косвенному параметру - давлению глиняной массы на стенки головки пресса.

Недостатком известного устройства является то, что трехпозиционное регулирование не обеспечивает достаточную точность регулирования, что отрицательно сказывается на качестве формуемого глиняного бруса. Кроме того, наличие большого количества электромеханических элементов снижает эксплуатационную надежность работы устройства, а импульсный режим работы исполнительного механизма автоматически не согласуется с режимом работы пресса и может с ним не совпадать, что отрицательно сказывается на качестве регулирования.

, Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства и качества регулирования.

Указанная цель достигается тем, что автоматический регулятор влажности формуемого глиняного бруса, содержащий преобразователь давления, закрепленный на диафрагменном разделительном стакане, установленном в корпусе головки шне- кового пресса, исполнительный механизм, электрически связанный с преобразователем давления, и регулирующую арматуру, снабжен измерительным устройством, вход которого связан с выходом преобразователя давления, устройством усиления и преобразования сигнал-ошибки, содержащим два усилителя постоянного тока, два триггера, датчик границ зоны нечувствительности и два преобразовател я напряжения, и устройством управления импульсным режимом работы регулятора, содержащим усилитель абсолютной величины сигнал-ошибки, транзисторный ключ, генератор пилообразного напряжения, компаратор, делитель частоты импульсов и управляемый импульсный генератор, причем выход измерительного устройства соединен с входом первого .усилителя постоянного тока, выход которого соединен с входом усилителя абсолютной величины сигнал-ошибки и входом второго усилителя постоянного тока, выход которого соединен с входом триггеров, вторые входы которых соединены с выходом датчика границ зоны нечувствительности и выходом транзисторного ключа, а выходы обоих триггеров соединены с входом генератора пилообразного напряжения и соответствующими входами преобразователей напряжения, выходы которых электрически связаны с исполнительным механизмом,

при этом первый вход компаратора соединен с выходом усилителя абсолютной величины сигнал-ошибки, второй вход - с выходом генератора пилоообразного напряжения, а выход компаратора - с входом делителя частоты импульсов, второй вход которого соединен с выходом управляемого импульсного генератора, а выход - с входом транзисторного ключа. Кроме того, йзмери0 тельное устройство содержит мост задатчи- ка и корректора на переменном токе, ключевой демодулятор, фильтр, мост задат- чика и корректора на постоянном токе и два переключателя, имеющие по одному по5 движному контакту и двум неподвижным контактам, причем подвижный контакт первого переключателя соединен с выходом преобразователя давления, второго переключателя - с входом устройства усиления

0 и преобразования сигнал-ошибки, первый неподвижный контакт первого переключателя соединен через мост зэдатчика и корректора на постоянном токе с первым неподвижным контактом второго переклю5 чателя, а второй неподвижный контакт первого переключателя соединен через демодулятор и фильтр с вторым неподвижным контактом второго переключателя, при этом к второму входу демодулятора подклю0 чен мост задатчика и корректора переменного тока.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый регулятор; на фиг. 2 - схема измерительного устройства.

5 Автоматический регулятор влажности формуемого глиняного бруса содержит преобразователь 1 давления, измерительное устройство 2, устройство 3 усиления и преобразования сигнал-ошибки, устройство 4

0 управления импульсным режимом работы регулятора, исполнительный механизм 5 и регулирующую арматуру 6.

Преобразователь 1 давления выполнен в виде ввинчивающегося в диафрагменный

5 разделительный стакан 7, установленный в корпусе головки 8 шнекового пресса, либо дифференциального электрического манометра типа МЭД для переменного тока, либо преобразователя типа Сапфир для

0 постоянного тока, и предназначен для преобразования давления глиняной массы на стенки корпуса головки 8 шнекового пресса в электрический сигнал, пропорциональный этому давлению, и передачи его на измери5 тельное устройство 2.

Измерительное устройство 2 предназначено для преобразования переменного напряжения в постоянное и установки нуля сигнал-ошибки для давления глиняной массы, соответствующего номинальной ее

влажности, содержит мост 9 задатчика и корректора на переменном токе, ключевой демодулятор 10, фильтр 11, мост 12 задатчика и корректора на постоянном токе и переключатели S1 и S2, обеспечивающие работу измерительного устройства 2 либо с манометром типа МЭД, либо с преобразователем типа Сапфир,

Измерительное устройство 2 электрически связано с устройством 3 усиления и преобразования сигнал-ошибки. Устройство 3 служит для усиления и преобразования сигнал-ошибки постоянного тока в переменное напряжение 220 В и содержит усилители 13 и 14 постоянного тока, триггеры 15 и 16, преобразователи 17 и 18 напряжения, датчик 19 границ зоны нечувствительности.

Устройство 3 электрически связано с электродвигателем исполнительного механизма 5 и устройством 4 управления импульсным режимом работы регулятора.

Устройство 4 служит для управления импульсным режимом работы регулятора таким образом, что длительность импульса пропорциональна абсолютной величине сигнал-ошибки, а интервал между импульсами равен времени перемешивания глиняной массы в смесителе пресса и транспортировки ее до места установки ди- афрагменного разделительного стакана 7 в головке 8 шнекового пресса и содержит уси- литель 20 абсолютной величины сигнал- ошибки, транзисторный ключ 21, генератор 22 пилообразного напряжения, компаратор 23, делитель 24 частоты импульсов и управляемый импульсный генератор 25.

Вход измерительного устройства 2 соединен с выходом преобразователя 1 давления, а именно либо с манометром типа МЭД, либо с преобразователем типа Сапфир, а выход - с усилителем 13 постоянного тока устройства усиления и преобразования сигнал-ошибки 3. Выход усилителя 13 соединен с входом усилителя 20 абсолютной вели- чины сигнал-ошибки устройства 4 управления импульсным режимом работы регулятора и входом второго усилителя 14 постоя иного тока. Выход усилителя 14 соединен с входами триггеров 15 и 16, которые также соединены с выходом датчика 19 границ зоны нечувствительности и выходом транзисторного ключа 21. Выходы триггеров 15 и 16 соединены соответственно с входами преобразователей 18 и 17 напряжения и с входом генератора 22 пилообразного напряжения. Выходы преобразователей 17 и 18 соединены с электродвигателем исполнительного механизма 5, предназначенного для регулирования подачи воды или пара в смеситель шнекового пресса посредством регулирующей арматуры 6. Входы компаратора 23 устройства 4 управления импульсным режимом работы регулятора соединены с выходами усилителя 20 абсолютной величи5 ны сигнал-ошибки и генератора 22 пилообразного напряжения. Выход компаратора 23 соединен с входом делителя 24 частоты импульсов, второй вход которого соединен с выходом управляемого импульсного гене10 ратора 25, а выход - с входом транзисторного ключа 21.

Автоматический регулятор влажности работает следующим образом.

Поступающая в головку 8 шнекового

15 пресса глиняная масса воздействует на стенки головки 8 пресса и диафрагму разделительного стакана 7. Усилие глиняной массы на диафрагму разделительного стакана 7 преобразуется в преобразователе 1 давле20 ния (манометре типа МЭД либо в преобразователе типа Сапфир в в электрический сигнал переменного либо постоянного напряжения, который поступает на вход измерительного устройства 2. В случае, если

25 поступает сигнал переменного напряжения

(используется манометр типа МЭД), то он

через контакты 1-3 переключателя S1 поступаетна вход ключевого демодулятора 10,

на второй вход которого поступает сигнал

30 переменного напряжения от моста 9 задатчика и корректора на переменном токе. С выхода ключевого демодулятора 10 сигнал- ошибка проходит через фильтр 11 и через контакты 3-1 переключателя S2 поступает

35 на вход усилителя 13 постоянного тока устройства 3 усиления и преобразования сигнал-ошибки.

В случае, если на измерительное устройство поступает сигнал постоянного на40 пряжения (когда используется датчик давления типа Сапфир), то он проходит через контакты 1-2 переключателя S1, суммируется с сигналом постоянного тока моста 12 задатчика и корректора на постоянном

45 токе и через контакты 2-1 переключателя S2 поступает на вход усилителя 13 постоянного тока устройства 3 усиления и преобразования сигнала ошибки.

Величина поступающего на устройство

50 3 сигнал-ошибки зависит от величины отклонения давления глиняной массы на стенки головки 8 шнекового пресса от его номинального значения. В случае, если измерительное устройство 2 работает на

55 переменном токе, знак сигнал-ошибки зависит от разности фаз сигналов манометра типа МЭД и моста 9 задатчика и корректора. В случае, если измерительное устройство 2 работает на постоянном токе, знак сигнал- ошибки зависит от разности сигналов преобразователя типа Сапфир преобразователя 1 давления и моста 12 задатчика и корректора.

С усилителя 13 постоянного тока сигнал- ошибка через демпфирующую цепочку (не показана) подается на усилитель 14 постоянного тока и,одновременно, на усилитель 20 абсолютной величины сигнал-ошибки устройства А. С выхода усилителя 14 постоянного тока усиленный сигнал поступает на триггеры 15 и 16. В зависимости от знака сигнал-ошибки, если отсутствует запирающее напряжение от транзисторного ключа 21, может работать или триггер 15, или триггер 16. Пороговое значение сигнал-ошибки (зона нечувствительности) устанавливается отрицательным напряжением датчика 19 границ зоны нечувствительности. Положительные перепады напряжения с выходов триггера 15 или 16 поступают соответственно на преобразователи 18 или 17 напряжения, а также на генератор 22 пилообразного напряжения. Время работы генератора 22 пилообразного напряжения определяется длительностью этих перепадов. Выходные напряжения 220 В с преобразователей 17 или 18 напряжения подаются на электродвигатель исполнительного механизма 5 и управляют его работой. Исполнительный механизм 5, воздействуя на регулирующий клапан регулирующей арматуры, изменяет количество воды , подаваемого в смеситель шнекового пресса, регулируя тем самым влажность формуемого глиняного бруса.

Сигнал, поступивший с выхода усилителя 13 постоянного тока, усиливается усилителем 20 абсолютной величины сигнал-ошибки и подается на один из двух входов компаратора 23. На второй вход компаратора 23 поступает пилообразное напряжение положительной полярности с генератора 22 пилообразного напряжения. В момент сравнения этих двух напряжений на выходе компаратора 23 появляется положительное напряжение, производящее сброс делителя 24 частоты импульсов. Запускается делитель 24 частоты импульсов импульсами, поступающими с управляемого импульсного генератора 25. С делителя 24 частоты импульсов на транзисторный ключ 21 может подаваться единичный или нулевой сигнал. В первом случае транзисторный ключ 21 нулевым напряжением снимает запрет на прохождение сигнал-ошибки на триггеры 15 и 16 устройства 3 усиления и преобразования сигнал-ошибки. Во втором случае триггеры 15 и 16 запираются отрицательным напряжением по своей величине, близким к напряжению источника питания.

Длительность импульса регулирования пропорциональна величине сигнал-ошибки. Коэффициент пропорциональности устанавливается изменением постоянной вре- 5 мени заряда конденсатора генератора 22 пилоообразного напряжения (наклон пилы), а интервал между импульсами, в зависимости от времени перемешивания глиняной массы в смесителе шнекового

0 пресса и времени транспортировки ее к головке пресса, - частотой управляемого импульсного генератора 25.

Формула изобретения

1. Автоматический регулятор влажности

5 формуемого глиняного бруса, содержащий преобразователь давления, закрепленный на диафрагменном разделительном стакане, установленном в корпусе головки шнекового пресса, исполнительный механизм,

0 электрически связанный с преобразователем давления, и регулирующую арматуру, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и качества регулирования, он снабжен

5 измерительным устройством, вход которого связан с выходом преобразователя давления, устройством усиления и преобразования сигнал-ошибки, Содержащим два усилителя постоянного тока, два триггера,

0 датчик границ зоны нечувствительности и два преобразователя напряжения, и устройством управления импульсным режимом работы регулятора, содержащим усилитель абсолютной величины сигнал-ошибки, тран5 зисторный ключ, генератор пилообразного напряжения, компаратор, делитель частоты импульсов и управляемый импульсный генератор, причем выход измерительного устройства соединен с входом усилителя

0 постоянного тока, выход которого соединен с входом усилителя абсолютной величины сигнал-ошибки и входом второго усилителя постоянного тока, выход которого соединен с входами триггеров, вторые входы которых

5 соединены с выходом датчика границ зоны нечувствительности и выходом транзисторного ключа, а выходы обоих триггеров соединены с входом генератора пилообразного напряжения и соответствующими входами

0 преобразователей напряжения, выходы которых электрически связаны с исполнительным механизмом, при этом первый вход компаратора соединен с выходом усилителя абсолютной величины сигнал-ошибки, а вто5 рой вход - с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход компаратора - с входом делителя частоты импульсов, второй вход которого соединен с выходом управляемого импульсного генератора, а выход - с входом транзисторного ключа.

2. Регулятор по п. 1,отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, измерительное устройство содержит мост задатчика и корректора на переменном токе, ключевой демодулятор, фильтр, мост задатчика и корректора на постоянном токе и два переключателя, имеющие по одному подвижному контакту и двум неподвижным контактам, причем подвижный контакт первого переключателя соединен с выходом преобразователя давления, второго переключателя - с

0

входом устройства усиления и преобразования сигнал-ошибки, первый неподвижный контакт первого переключателя соединен через мост задатчика и корректора на постоянном токе с первым неподвижным контактом второго переключателя, а второй неподвижный контакт первого переключателя соединен через демодулятор и фильтр с вторым неподвижным контактом второго переключателя, при этом к второму входу демодулятора подключен мост задатчика и корректора переменного тока.

Использование: автоматическое регулирование процесса формования керамических изделий на шнековых прессах на заводах по производству керамических .строительных материалов. Сущность изобретения: автоматический регулятор влажности формуемого глиняного бруса содержит преобразователь давления, закрепленный на диафрагменном разделительном стакане, установленном в корпусе головки шнекового пресса, исполнительный механизм, электрически связанный с преобразователем давления, и регулирующую арматуру и снабжен измерительным устройством, устройством усиления и преобразования сигнал-ошибки, содержащим два усилителя постоянного тока, два триггера, датчик границ зоны нечувствительности и два преобразователя напряжения, и устройством управления импульсным режимом работы регулятора, содержащим усилитель абсолютной величины сигнал-ошибки, транзисторный ключ, генератор пилообразного напряжения, компаратор, делитель частоты импульсов и управляемый импульсный генератор. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.