УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА БРЕВЕН Советский патент 1968 года по МПК G01F17/00 

Предлагаемое устройство для учета бревен на поперечных транспортерах может быть установлено, например, на сортировочно-сплоточном агрегате «PK-1».

Известны подобные устройства, включающие фотоэлектрические датчики диаметров и длин бревен, кодирующий диск со считывающим механизмом и счетчики-сумматоры.

Цель предложенного устройства - определение срединного диаметра и объема проходящих бревен.

Достигается это тем, что кодирующий диск выполнен с перфорационными дорожками, прокодированными в соответствии с объемом бревна в зависимости от срединного диаметра, а считывающий механизм выполнен фотоэлектрическим и включает схему совпадений, пересчетное приспособление и счетчик объема бревен.

На фиг. 1 изображена в аксонометрии принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 - функциональная электрическая схема устройства для бревен длиной 6,0 и 6,5 м.

Устройство состоит из подъемного транспортера 1, фотоэлектрического датчика 2 срединных диаметров, фотоэлектрических датчиков 3 длин кодирующего диска 4, редуктора 5, фотоэлектрического считывающего устройства 6, электрической схемы 7 для пересчета и суммирования объемов бревен. Электрическая схема включает усилители 8, схемы 9 совпадений, пересчетные устройства (1:10) 10, счетчики 11 объемов бревен.

Транспортер 1 служит для подъема отдельных бревен и последующей передачи их на другие транспортирующие органы.

Принципиальная схема устройства для учета объема бревен строится на принципе измерения срединного диаметра. Для этого бревна, поступающие на подъемный транспортер, имеют выравненные по одной плоскости торцы бревен. В середине транспортера, между цепями подъемного транспортера, установлен фотоэлектрический датчик 2.

На фиг. 1 показан один фотоэлектрический датчик срединных диаметров, устанавливаемый на расстоянии 3250 мм от плоскости выравненных торцов.

Это возможно при транспортировании бревен длиной 5,5-6,5 м. При транспортировании бревен длиной от 4,5 до 6,5 м необходимо устанавливать два датчика срединных диаметров. Второй датчик устанавливают на расстоянии 2250 мм от плоскости выравненных торцов. Он служит для измерений срединных диаметров бревен длиной 4,5-5,0 м.

Датчик срединных диаметров, устанавливаемый на расстоянии 3250 мм от плоскости выравненных торцов бревен, служит для определения срединного диаметра для бревен длиной 5,5 до 6,0 и 6,5 м. Такое упрощение допустимо, хотя середина бревен длиной 5,5 м смещена на 0,5 м от датчика диаметра.

Допустимость такого упрощения можно обосновать следующим образом. По данным, приведенным в книге Н.П. Анучина «Лесная таксация», средний сбег бревен на 1 м равен 0,96 см/м со средним квадратичным отклонением 0,38 см/м. Это значит, что 95% всех бревен будет иметь сбег не превышающий

0,96+2×0,38=1,62 см/м.

Ошибка в измерении срединного диаметра для бревен длиной 5,5 м может составить ±0,8 см, а для большинства бревен - 0,48 см.

Такая ошибка в измерении диаметра не может сильно сказаться на точности определения объемов бревен.

Предлагаемое устройство разработано применительно к сортировочно-сплоточному агрегату «PK-1», в котором технологическая схема построена таким образом, что бревна автоматически разделены по длинам и на агрегат могут идти либо бревна длиной 4,5-5,0 м, либо бревна длиной 5,5-6,5 м.

Головная часть сортировочно-сплоточного агрегата состоит из трех транспортеров: приемного, горизонтального и подъемного. Подъемный транспортер разделяет поперечную щеть на отдельные бревна и транспортирует их по одному.

К разделительному транспортеру поступают бревна, выравненные по одному торцу. Агрегат может быть настроен на переработку древесины длиной 4,5-5,0 м, либо длиной 5,5-6,5 м.

Такую настройку осуществляют путем перемещения торцовочной плоскости на приемном транспортере и торцеравнительных щитов в сплоточных устройствах.

На подъемном транспортере сбоку тяговых цепей размещаются фотоэлектрические датчики 3 длин.

На чертеже показаны три датчика длин. Первый датчик длины размещен на расстоянии 5400 мм от плоскости выравненных торцов бревен; второй датчик - на расстоянии 5900 мм, третий датчик - на расстоянии 6400 мм.

При сортировке бревен длиной 4,5-5,0 м на приемном транспортере торцеравнительная плоскость и плоскость выравненных торцов бревен передвигаются на расстояние 1 м, в сторону к цепям агрегата. В этом случае расстояние фотооптических датчиков от плоскости выравненных торцов составляет (мм):

для первого датчика4400для второго4900для третьего5400.

При прохождении бревна может перекрываться либо один фотоэлектрический датчик, либо два фотоэлектрических датчика, либо три датчика.

Угол подъема транспортера 60°, что обеспечивает прижим бревна к крючьям транспортера. В момент пересечения бревном луча фотоэлектрического датчика срединных диаметров расстояние от крюка до луча равно срединному диаметру бревна.

Кодирующий диск 4 механически связан с транспортером и вращается от редуктора 5 в направлении кодирования толстых бревен со скоростью 1 оборот за время прохождения транспортером расстояния между двумя соседними крюками.

Фотоэлектрическое считывающее устройство 6 кодирующего диска служит для считывания количества прошедших просветов при вращении диска. Считывание осуществляют только в моменты, когда оптический луч датчика диаметров пересечен бревном.

Когда крюк транспортера (передняя его кромка) совмещается со створом датчика срединных диаметров, нулевое положение кодирующего диска совмещается с фотоэлектрическим считывающим устройством.

При любом другом положении крюка угол поворота диска от нулевого положения пропорционален расстоянию от луча датчика диаметров до крюка.

Принцип кодирования диска заключается в следующем.

Бревно обмеряют по срединному диаметру и вычисляют его объем по формуле:

d_cp - срединный диаметр бревна;

L - длина бревна.

На основании этого можно составить пропорцию:

α-d_cр,

где - расстояние между крюками поперечного транспортера - 100 см,

d_cp - срединный диаметр бревна - см;

α - угол поворота диска до нулевого положения

Цена одного отверстия на диске соответствует 0,01 м³.

Объем бревна можно выразить так:

V=0,01 K, где:

K - количество отверстий на секторе диска, пропорционального, срединному диаметру бревна.

Решая полученные уравнения, можно определить угол, на котором должно быть расположено очередное порядковое отверстие кодирующего диска,

Тогда получим для бревен длиной 4,5 м:

для бревен, длиной 5,0 м:

для бревен, длиной 5,5 м

для бревен, длиной 6,0 м:

для бревен, длиной 6,5 м:

Задаваясь порядковыми номерами отверстий (от 1 до 200, что соответствует объему от 0,01 до 2 м³), получаем углы нанесения отверстий на диске для различных длин. Принимая для каждой длины определенный радиус нанесения отверстий, получаем несколько дорожек, перфорированных в соответствии с заданной формулой. Для включения той или иной дорожки служат фотоэлектрические датчики длины, которые расположены раньше датчика диаметра по ходу транспортера.

Устройство для автоматического определения объема бревна работает следующим образом.

Бревно, поднимаемое поперечным транспортером 1, пересекает сначала лучи фотоэлектрических датчиков 3 длин, а затем луч фотоэлектрического датчика 2 диаметров. При движении транспортера вращается связанный с ним кодирующий диск 4, получающий вращение через редуктор 5. Нулевое положение диска совмещается с фотоэлектрическим считывающим устройством 6 в момент прохождения через створ датчиков диаметров передней кромки крюка транспортера. В зависимости от количества пересеченных лучей датчиков длин в цепь включают фотоэлектрическое считывающее устройство дорожки, соответствующей данной длине бревна.

Сигналы от датчиков 3 длин через усилитель 8 поступают на схему совпадений 9.

В зависимости от длины проходящих бревен открыты либо одна, либо две электрические длины, а при пересечении луча фотоэлектрического датчика диаметров в систему начинают поступать импульсы от фотоэлектрического пересчетного устройства 6, которые через усилитель 8 пересчетного устройства. (1:10) 10 поступают на счетчики 11 объема бревен. Количество импульсов, поступающих на пересчетное устройство, определяется перфорацией диска и соответствует объему бревна при цене одного импульса - 0,01 м³.

С целью введения поправочных коэффициентов, например на исключение из учета объема коры, предусматривают, что нулевое положение кодирующего диска, соответствующее совмещению крюка со створом датчика срединных диаметров, может смещаться против направления вращения диска на некоторый угол.

Введение поправочных коэффициентов можно осуществлять смещением как кодирующего диска, так и фотоэлектрического считывающего устройства. Поправка, вносимая от поворота диска, различна для разных диаметров бревна.

Например, при смещении нулевого положения диска на 5° вносимая поправка составит (%):

для бревен диаметром 14 см,

для бревен диаметром 20 см,

для бревен диаметром 28 см,

для бревен диаметром 40 см - 5%.

С увеличением диаметра процент объема коры уменьшается.

Устройство для учета бревен на поперечных транспортерах, включающее фотоэлектрические датчики диаметров и длин бревен, кодирующий диск со считывающим механизмом и счетчики-сумматоры, отличающееся тем, что, с целью определения срединного диаметра и объема проходящих бревен, кодирующий диск выполнен с перфорационными дорожками, прокодированными в соответствии с объемом бревна в зависимости от срединного диаметра, а считывающий механизм выполнен фотоэлектрическим и включает схему совпадений, пересчетное приспособление и счетчик объема бревен.