Устройство для регулирования загрузки сырьевых материалов в стекловаренную печь Советский патент 1976 года по МПК C03B5/24 C03B5/00 

Изобретение относится к области стекловарения, а именно к конструкциям и схемам устройств, автоматически регулирующих расход сырьевых материалов (шихты и стеклобоя) в стекловаренную печь в зависимости от уровня стекломассы.

Известны устройства, регулирующие рас ход шихты и стеклобоя по уровню стекломассы. Эти устройства основаны на использовании фотоэлектрических датчиков уровня, имеющих осветитель, направляющий световой луч под углом к поверхности стекломассы, и фотоприемник регистрирующий световой луч Недостатком данных устройств является низкая точность стабилизации уровня.

Известно и другое устройство для регулирования уровня стекломассы в ванной печи, содержащее фотоэлектрический датчик уровня стекломассы с осветителем, направляющим световой луч под углом к поверхностя стекломассы, и фотоприемником для улавливания светового луча, задатчик уровня, регулятор и исполнительные элементы загрузчиков. Однако такое устройство имеет низ(Кую точность. Точность стабилизации уроння в этом устройстве определяется погрешностью его измерения, величина которой зависит от постоянства характеристик датчика уровня и окружающей среды. При этом сушественн ю ошибку вносят факторы, изменяющие освещенрюсть фотоприемника: запыленность оптического тракта к оптических систем, посторонние засветки, колебания отражательной способзюсти стекломассы и т.д. Кроме того, дополнительная погрешность измерения и регулирования вызывается изза изменения со временем энергетической характеристики (старения) фотоприемника. Точность устройства ограничивает также наличие в Следящей, системе механического трення и люфтов. Указанные погрешностя не позволяют поддерживать уровень стекломассы с необходимой точностью.

Целью изобретения является повышекше точности стабилизации уровня стекломассы в печи.

Это достигается тем, чтоустройство снабжено механизмом углового перемешения светового луча, установленным в осветителе, и тактовым генератором связанным с механизмом углового перемещения, а регулятор выполнен со схемой сравнения в виде измерителя временного интервала, входы которой соединены с выходами тактового генератора и фотоприемника. На чертеже изображена схема устройства для регулирования загрузки сырьевъ1х материалов в стекловаренную печь Устройство содержит осветитель 1, фотоприемник 2 с диафрагмой 3, тактовый генератор 4, регулятор 5, имеющий схему сравнения 6, преобразователь 7 код - напряжения и усилитель 8, задатчик 9, схему квантования 10 и исполнительный двигатель 11 загрузчика. Осветитель имеет источник 12 света и механизм углового перемещения све тового луча, выполненный, например, в виде непрозрачного обтюратора 13, имеющего профиль спирали Архимеда и расположенного в фокальной плоскости объектива 14, Вращение обтюратора 13 осуществляется электродвигателем 15. Схема сравнения б регулятора 5 содержит триггер 16, схему совпадения 17 суммирующий счетчик 18 импульсов и регистр 19. Устройство работает следующим образом Световой поток из осветителя 1 при помощи источника света 12 и объектива 14 направляется под малым углом к поверхности стекломассы 2О. Вращаемый электродвигателем 15 обтюратор 13 равномерно перекрывает изображение источника 12, образуя в фокальной плоскости объектива 14 персмещающуюся по вертикали границу светтень. Соответственно световой поток, отразившись от поверхности стекломассы 20, образует в плоскости фотоприемника 2 равномерно перемещающееся по Бортикали кэосражение этой границы. Диафрагма 3, ограничивая апертуру фотоприемнггка 2, no.3BCii5 : ет точно фиксировать время пересечения фотоприемника 2 изображением границы светтень по появлению на его выходе электрического сигнала. Тактовый генератор 4 элек трически, механически или оптически связан с механизмом углового перемещенная светового луча и фиксирует определенное положагв е обтюратора 13, выдавая тактовый импульс в схему сравнения 6 на один из входов триггера 16. На второй вход триггера 16 поступает сигнал фотоприемника 2, сформированный в импульс малой длительности. Схема сравнения 6 выполнена в виде измерителя временного интервала между сигналами тактового генератора 4 и фотоприемника 2. Тактовый импульс, определяющий начало отсчета времени, перебрасывает триггер 16 в положание, при котором на его выходе формируется управляющий импульс, поступающий на один из входов схемы совпадения 17, причем длительность управляющего импульса равна измеряемому временному интервату. Схема квантования 10 выдает на второй вход схемы совпадения 17 квантующие импульсы стабилизированной частоты. Счетчик 18 осуществляет подсчет количества импульсов, укладывающийся во временной интервал между сигналами тактового генератора 4 и фотоприемника 2. После окончания замера (которое фиксируется по сигналу фотоприемника 2) триггер 16 выдает сигнал сброса на задатчик 9. По этому сигналу задатчик 9 устанавливает счетчик 18 перед каждым замером в положение, соответствующее заданному значению уровня стекломассы. Подсчитанное в результате каждого замера количество импульсов, поступивщих на схемы квантования 10, сравниваются с заданным значением, введенным в счетчик 18 при помощи задатчкка 9. и разность их поступает на вход регистра 19. в памяти которого и хранится, пока счетчик 18 производит подсчет квантующих импульсов следующего замера. Преобразователь 7 преобразует измеренное количество импульсов, пропорциональное отклонению уровня от заданного значения, в аналоговое напряжение, которое после усиления усилителем 8 используется для управления двигатаием 11 загрузчика. Когда уровеьъ стекломассьг в печи соответствует заданному значению, временной интервал между сигнйлаг ;и тактового генератора 4 и фото)7ркем11ика 2 раво.т} Н5лю, Отсутствие разбаланса на выходе схемы срйвнения 6 обусловливает пулевое ;зна-1е;же управляющего сигнаа;; i/a выходе регулятора о, Днигатель 1 J вращзе-л 2 с прежней скоростью и расхсл сырье5 ых ivrfi opticUioB остается постоьппчым. При отклоаеч-ши уровня от .заданного значения, например поки сении его, перемещаюш.ебся изображение гра1жць1 свет-тень пересекает фотоприемник 2 позднее. Соответственно врем.енной интервал между сигналами тактового 1 еп9ратора 4 и фотоприемника 2 увеличивается и становится больше заданного на величину, проиорционапьную отклонению уровня от заданного значения. Схема сравнения 6 выделяет разность между измеренным и заданным временными интервалами (разбаланс). Измеренный разбаланс после преобразования в преобразователе 7 и усиле шя в усилителе 8 поступает на двигатель 11, изменяющий расход сырьевых материалов в стекловаренную печь до устранения разбаланса. Испытания предложенного устройства по твердили высокую точность стабилизации уровня стекломассы, достигаемую благодаря независимости измеряемой величины (временного интервала между скгна.паьли задатчика и фотоприемника; от условий измерения, в частности запыленности оптичес кого тракта, отражательной способности стекломассы; и энергетической чувствитель ности фотоприемника. Достигнутые значени чувствительности (0,025 мм) и точности (0,05 мм) при необходимости могут быть перекрыты, например, за счет увеличения частоты квантующих импульсов. Формула изобретения Устройство для регулирования загрузки

Н- сырьевых материалов в стекловаренную печь, содержащее фотоэлектрический датчик уровня стекломассы с осветителем, направляющим световой луч поц углом к поверхности стеклолассы/ и фотолрпелшпксм для улавлиье.нйя сусго)ого лута, уровня, регулятоц Т1 1-сло Н1.7елыдле загрузчикса. о т .; ч а ю ил. е е с я тем, что, с целг-)К: поБыщепик ОЧЮсти стабилизации уровня Б печк. оно с -;: бжено механизмом углового перемещения светового луча, установленным в осветителе, и тактовым генератором. свя. С :exaнI Змo углового теремеьчения, а регулятор выполнен со схемой сравнения i3 виде из ;epитeля временного интервала, входы которой соединены с выходами тактового генератора и фотоприемника.