Устройство для измерения расхода сыпучих материалов Советский патент 1977 года по МПК G01F1/30 

1

Изобретение относится к датчикам расхода, применяемым в системах автоматизации технологического процесса приготовления порошковых смесей в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения расхода сыпучих материалов, проходяших через наклонный вибрируюший лоток 1, состояшее из наклонного лотка, внешнего вибратора и датчика контроля параметров вибрации лотка. Плоскость колебаний лотка составляет с нормалью к плоскости дна лотка угол, меньший угла внешнего трения сыпучего материала.

В этом устройстве инерционность и текучесть потока сыпучего материала, отсутствие взаимодействия боковых стенок с материалом уменьшают эффект взаимодействия массы потока с поверхностью вибрнруюшего дна лотка, что приводит к снижению чувствительности и точности измерений устройства, сужает его рабочий диапазон и увеличивает постоянную времени.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения, расширение рабочего диапазона и уменьшение постоянной времени устройства за счет повышения эффекта взаимодействия потока сыпучего материала с поверхностью лотка.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве лотоК выполнен в виде двух секций с возможностью их перемещения перпендикулярно к потоку В противофазе по направлению, соединенных между собой упругими элементами.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит лоток, вибратор, датчик, усилительно-коммутирующее зстройство и упругие элементы. Лоток выполнен в виде секций 1 и 2, причем секция 2 находится в середине лотка, между двумя частями секции 1, расположенными на периферии. Обе части секции I закреплены на ярме 3 вибратора, а секция 2 - на его якоре 4. Секции 1 и 2 лотка соединены упругими элементами 5.

Зазор между секциями 1 и 2 с наружной стороны дна закрывается эластичными прокладками 6. Ярмо 7 датчика прикреплено к секции 1, а его якорь 8 - к секции 2. Электрические обмотки ярма 3 вибратора и ярма 7 датчика подключены к усилительно-коммутирующему устройству 9, которое одними клеммами подключено к электрическому источнику питания, а с других клемм его снимается выходной сигнал, пропорциональный частоте вибрации системы. Устройство монтируется на упругих подвесах 10, обеспечивающих вибрации взаимосвязанных элементов.

Усилительно-коммутирующее устройство 9, вибратор, датчик (как средство обратной связи) и упругие элементы образуют двухмассовую колебательную систему: одна из масс включает секцию 1 легка, ярмо 3 вибратора, ярмо 7 датчика, обмотки вибратора и датчика; вторая масса включает секцию 2 лотка, якорь 4 вибратора и якорь 8 датчика.

При включении питания массы системы колеблются в противофазе. Стрелками Л показано мгновенное направление противофазного перемещения секций 1 и 2 чувствительного элемента-лотка. Частота вибрации системы определяется как массой образующих ее конструктивных частей и жесткостью упругих элементов, так и количеством сыпучего материала, находящегося в секциях лотка. Движение потока сыпучего материала вдоль лотка может быть либо принудительным, либо за счет гравитационных сил при наклонном расположении лотка. С изменением количества сыпучего материала на лотке меняются частота и амплитуда колебаний секций 1 и 2 лотка, и следовательно, выходной сигнал.

По значениям напряжения и частоты вибрации системы определяется количество сыпучего материала, находящихся в данный момент на лотке.

Изменения выходного сигнала в устройстве обусловлены переменными параметрами реакции взаимодействия массы потока с шучего материала с поверхностью стенок и дна лотка. При этом дополнительную реакцию взаимодействия определяют инерционные силы и силы внутреннего трения. В каждой из секций лотка за период колебания системы дважды меняется направление колебаний потока вследствие воздействия на него боковых стенок и дна. Изменение фазы колебаний потока на 180°, происходящее дважды в местах нерехода потока из секции 1 в секцию 2 и из секции 2 в секцию 1, не только повыщает инерционную реакцию взаимодействия, но и обусловливает реакции сил внутреннего трения в потоке, а также сил поверхностного трения сыпучего материала с дном лотка.

Увеличение реакции взаимодействия потока сыпучего материала с чувствительным элементом- лотком приводит к повышению чувствительности и точности измерений, расщирению рабочего диапазона и снижению постоянной времени устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода сыпучих материалов, содержащее лоток, вибратор и датчик, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности и точности измерения, расщирения рабочего диапазона и уменьщения постоянной времени, лоток выполнен в виде двух секций с возможностью их перемещения перпендикулярно к нотоку и в противофазе по направлению, соединенных между собой упругими элементами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 117092, кл. G 01Р 1/05, 1958.

Ю