Расходомер сыпучего материала Советский патент 1978 года по МПК G01F1/76 

Изобретение относится к устройствам контроля расхода сыпучего материа ла на участке поточно-транспортной системыj содержащем подъемный конвейер или элеватор, и может быть использовано в автоматических и автоматизированных системах контроля и управления потоками материалов в промышленности строительных материалов, добыва щей промьшшенности, металлургии, пищевой промышленности, а также в химической промьвиленности. Известны устройства для контроля расхода сыпучих материалов в поточных транспортных системах, основанные на использовании различных типов весоизмерителей. На практике прямое использование этих устройств для контроля расхода материала в заданной точке поточно-транспортной системы зачастую невозможно, поскольку в силу конструк тивных особенностей технологического оборудования не удается установить ве соизмеритель непосредственно на контролируемом участке поточно-транспортной систекы. Конструктивные ограничения на применение того или иного весоизмерителя для контроля расхода материала могут быть вызваны отсутствием достаточных запасов по длине или перепаду высот для установки весоизмерителя в заданной точке, сильной запыленностью, влажностью и другими факторами. Контроль расхода материала на заданном участке поточно-транспортной системы в этих случаях осуществляется путем измерения весовой произ водит ель-ности на другом участке -этой системы, допускающем установку весоизмерителя, с учетом временного сдвига между точками контроля весовой производительности и искомого расхода материала в заданной точке. Непосредственный контроль расхода материаипа на одном участке поточной транспортной системы заменяется косвенным контролем с использованием опорного сигнала весовой производктельности на другом участке этой системы. Учет временного сдвига производите в зависимости от пространственного расположения точек контроля расхода и косвенной переменной, либо путем прогноза сигнала весовой производительности на соответствующий интервал времени, либо путем его задержки. Известны устройства для контроля расхода сыпучего материала на у.час1ке. поточно-транспортной системы, содержаг щем подъемный конвейер, BKjno4aioaiHe в себя датчик опорного сигналу весовой производительности, установленный на д ругом участке этой системы, и блок прогноза. Поточно транспортная сц.стема включает в себя подъемный питающий конвейер, щековую дробилку и отводящий конвейер. Задача 1;онтроля заключается в определении расхода материала, подаваемого подъемным конвейеромв щековую дробилку. 6 то же время, вследствие невозможности по конструктивным,причинам установить весоизмеритель непосредственно на подъемном конвейере, весовая производительность поточнотранспортной системы контролируется с помощью конвейерных весов, установленных на отводящем койвейере после щековой дробилки. Контроль расхода ма териала на участке с подъемным конвейером осуществляется путем прогноза опорного, сигнала весовой производитель ности на время транспортного запаздывания между точкой контроля весовой производительности и выходом подъемного конвейера. Прогнозир)ванные значения весовой производительности используются контуром стабилизации расхода материала в щековую дробилку, воздействующим на скорость привода подъемного конвейера. При этом степень стабилизации расхода материала, поступающего на дробление, оказывается тем ниже чем больше сшибка прогноза. Данное устройство для контроля расхода материала на участке поточнотранспортной системы, содержащем подъемный конвейер или элеватор, обладает однако, рядом существенных недостатков. Наличие значительного транспортного запаздывания между точками контроля весовой производительности и искомого расхода материала приводит в поточных транспортных системах с большой протяженностью к существующим погрешностям в определении расхода и за трудняет использование информациио расходе в системах дозировки и распределения материалов в технологические агрегаты и емкости. Кроме того, присут ствие в системах весоизмерителей промежуточных устройств и преобразователей для передачи усилий, обусловленны гравитационным полем, от транспортирую щего устройства к измерительному приб ре требует периодической ревизии и сложной регулировки. В ПРОТИВНОМ случае нгщежность устройства контроля ре ко снижается.. Особое значение это име ет в производствах, характеризующихся сильной запылённостью, больишми перепадами температур окружающей среды и т.д. Недостаточная надежность устройства контроля расхода сыпучих материалов существеннол:1нижает общую функциональную надежность и эффективность систем контроля, учета и управления потоками сыпучих материалов. Для нсключения транспортного запаздывания в канале контроля расхода материала на участке с подъемным конвейером (элеваторши) и повьаиения надежности дополнительно к датчику опорного смгнала весов.ой производительности, установленнсилу на другом участке поточно-транспортной cHqTeKKi, предлагаемое устройство «родержит датчик активной мощности привода подъемного конвейера или элеватора, блоки усреднения сигнсшов, соединенные с датчиками активной мощности и опорного сигнала весовой производительности, два линейных преобразователя, первый из которых соединен с датчиком активной мощности непосредственно, а второй - через блок усреднения, индикатор расхода, подключенный к выходу первого преобразователя, блок рассогласования, один из входов которого соединен с выходом второго преобразователя, а другой с блоком усреднения опорного сигнала, а также блок коррекции, один из входов которого соединен с блоком рассогласования, а другой вход - с блоком усреднения сигнала активной мощности и выход которого параллельно соединен с параметрическими входами обоих преобразователей . Сущность работы предлагаемого устройства заключается в следующем. Расход CLt материала на участке поточно-транспортной системы, содержащем подъемный конвейер или элеватор, может быть оценен по сигналу N датчика активной мощности привода с помощью линейного преобразователя с характеристикойQ, , U) . где К - коэффициент усиления преобразователя, Ь т- коэффициент с.$ещения, ТЛу- среднее значение сигнала мощности. Параметры К, определяются экспериментальным путем. Выражение (1) с достаточной для многих практи- ческих задач точностью аппроксимирует ресшьную зависимость между фактическим расходом через подъемный конвейер и активной мощностью приводе. Однако с течением времени значение параметров К, f преобразователя необходимо корректировать, поско1|1ьку потеси в узлах трения, хотя и медленно, но изменяются. Таким образом для получения истинного значения расхода необходимо, чтобы параметры преобразователя изменялись во времени, т.е. ttt(4.T 4Ft-No)(4. У, где 1Ц,.Т f t-T - параметры до кхаррЬкции, ДК , ЛЬ - параметры возмущения, которые необходимо определить . Для корректировки параметров в качестве опорного сигнала 5- используется весовой расход, измеряемый на другом участке системы с помощью традиционных средств контроля (конвейерных весов, вагонных весов и т.п.). Связь опорного сигнала G- с сигналом мощности имеет вид t car - tXNt-No(b,.)/ где - временный сдвиг (запаздывание) между двумя участка ми поточно-транспортной сис.темы. Однако непосредственное использова ние сигнала G- для корректировки невоз можно из-за запаздывания. Тем не менее, поскольку речь идет о двух участ ках одной и той же поточно-транспортной системы, то расходы на этих участ ках в среднем равны. Исходя из этого опорный сигнал & и сигнал N на входе преобразователя усредняются, причем интервал усреднения выбирается заведо МО больше, чем транспортное запаздыва ние. Благодаря этому рассогласование между усредненным опорным сигналом Gи сигнсшом на выходе преобразователя на вход которого подан усредненный сигнал N, не зависит от величины запаздывания и целиком определяется параметрическими возмущениями л,ьЬ при условии, что период изменения воз мущения существенно больше, чем интер вал усреднения. Для этого усредненный сигнал мощности пропускается через второй линей ный преобразователь с теми же парамет рами, т.е. , после чего определяется рассогласование усредняющего опорного сигнала и полученного сигнала «tV t tC4-T uKj(Nt-No)H.)l-tK.T(Ni-T o bt-T uMNt-No)+bbt ) Таким образом, показатель , зависит только от параметрических возму щений. Коррекция параметра Ь осуществл ется путем прибавления к,нему на каждом такте величины, пропорциональной , . Тогда за несколько тактов интегрирования слагаемое йК.(.) практически исчезнет, поскольку в разные моменты времени отклонения N от среднего значения NO будут иметь как положительный, так и отрицательный знаки, и остается только слагаемое, пропорцио aльнoe Коррекция Kj. , осуществляется сог сно выражению Ч-K-T rst , е Y постоянная интегрирования, , - выбираемая экспеоиментально в зависимости от скорости -дрейфа параметров. Одновременно осуществляется коррекя параметра путем прибавления нему на каждом такте величины,прорциональной произведению ) вному в соответствии с (4) uKid t-No - lNt-No). Тогда за несколько тактов интегривания слагаемое дЦ(.(, практичесисчезнет, аналогично описанному ше; останется только слагаемое, прорциональное ДК, поскольку множиль (Nt-N())2. всегда положителен. Коррекция Kt-T осуществляется гласно выражению t-Kt.,tCNt-Nj ,). Полученные таким -образом величины раметрических возмущений вносятся характеристику (2) преобразователя гнала мощности, после чего на его ходе будет получен сигнал расхода содержащий ошибки, обусловленной менением сопротивлений в узлах трея. Кроме того, величины К, Аб одится в характеристику (3) преобравателя усредненного сигнала мощности; результате этого преобразователь дет подготовлен к следующему циклу ррекции, на котором все описанные еобразования будут повторены. На чертеже представлена схема опиваемого устройства, где 1- подъемный конвейер (элеватор), 2- участок поточно-транспортной системы, содержащий последовательно соединенные объекты (конвейеры, бункера, дробилки и т.п.), 3- участок поточно-транспортной системы, где производится измерение весовой производительности системы, 4- датчик опорного сигнала весовой производительности, 5- датчик активной мощности привода подъемного конвейера (элеватора) , 6,7 - блоки усреднения сигнала мощности и опорного сигнала, 8,9 - линейные преобразователи, 10- блок рассогласования, 11- блок коррекции параметроа линейных преобразователей 12- индикатор расхода.