Устройство регулирования формуемости смеси Советский патент 1982 года по МПК B22C19/04 

Изобретение относится к литейному производству и .может быть использовано в смесеприготовительных отделениях литейных цехов,

Известно устройство регулирования формуемости смеси, состоящее из датчика, формуемости, содержащего лоток с двумя щелями разной ширины, под каждой из которых установлен фотодатчик, дозатора воды, подаваемой в омег ситель, содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами соответственно грубого и точного дозирования, регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе дозатора воды, блока управления,формирователя сигналов низкой и высокой формуемости и шагового регулятора. Фотодатчики датчика формуемости.связаны, соответственно со входами формирователя и блока управления, выходы которого соединены соответственно с клапанами грубого и точного дозирования, а выходы формирователя соединены со входами шагового регулятора, выходы которого связаны с приводом регулирующего вентиля.

Работа устройства основана на контроле формуемости свойства смеси просеиваться через щели определенного

размера. Поступающая из смесителя смесь, просеиваясь через щели лотка датчика формуемости, перекрывает фотоэлементы фотодатчиков, которые через блок управления включает клапаны дозатора воды. По мере увлажнения смесь становится менее сыпучей и через меньшую щель уже не просыпается. При этом по сигналу от фотодатчика,

10 установленнрго против меньшей щели, блок управления отк.шочает клапан грубого дозирования воды, и смесь доводится до требуемой формуемости по каналу точного дозирования, после

15 чего отключается клапан точного дозирования. В случае, если при понижении влажности подаваемой в смеситель отработанной смеси и при включении обоих клапанов дозирования расход

20 воды будет недостаточным, то смесь будет выходить из смесителя недоув,- . лажненной. При этом через некоторое время (20-25 с) по Сигналам от формирователя шаговый регулятор включает

25 и поворачивает на один шаг привод регулирукнцего вентиля в сторону его открытия, увеличивая при этом расход воды в смеситель. Если через заданное время (20-25 с) состояние фото30 датчиков датчика формуемости не изменится, то регулятор аналогичным обра зом, шаг за шагом будет увеличивать расход воды до тех пор, пока не отключится клапан грубого дозирования, т.е. пока формуемость смеси станет близкой к заданной. Аналогично предыдущему случаю будет происходить закрытие регулирующего вентиля, если смесь из смесителя будет выходить переувлажненной (1. Основным недостатком такого устройства является снижение качества приготавливаемой смеси за .д.чет длительного (до .3 мин) процесса самонастройки его на требуемый расход при изменении влажности отработанной смеси, на 2%, что при непрерывном, процессе смесеприготовления ведет к получению значительного количества некачественной смеси, что, в конечном итоге, бедет к браку отливок. Наиболее близким к предлагаемому является устройство регулирования формуемости смеси, состоящее из датчика формуемости, содержащего приёмный вибролоток с регулируемой поперечной щелью, фотодатчик, установленный под регулируемой щелью, регулирующую щель пластину,механизм перем щения регулирующей пластины, второй вибролоток с двумя поперечными щелями разной ширины, под каждой из кото рых установлен фотодатчик дозатора воды, подаваемой в смеситель, имеюще го два клапанадозирования (грубого и точного)., регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе дозатора, датчика расхода воды,установленного на выходе дозатора, нульоргана, блока логики, блока управления, датчика положения и привода перемещения, причем выход фотодатчика установленного под регулируемой щель связан с одним из входов блока логики, а выходы фотодатчиков,, установленных под щелями второго вибролотка связаны соответственно с выходами блока логики и блока управления,выхо ды которого соединены соответственно с клапанами дозирования, а выходы блока логики связаны соответственно с приводом регулирующего вентиля и с приводом перемещения регулирующей пластины, выходы датчика расхода вод и датчика положения регулируемой . пластины соединены со входами нульоргана, выход которого связан с соот ветствующим входом блока логики. В отличие от описанного выше в этом устройстве датчик формуемости содержит приемный вибролоток с регулируемой поперечной щелью, фотодатчик, установленный под регулируемой щелью, регулирующую щель пластину и механизм перемещения пластины, а уст ройство содержит датчик расхода воды установленный на выходе дозатора, нуль-орган, блок логики, датчик поло жения и привод перемещения регулирующей пластины. Наличие этих элементов, в предлагаемом способе, позволяет со сратить в 4-5 раз время и повы- сить точность самонастройки устройства на заданную формуемость смеси при значительных колебаниях влажности отработанной смеси, поступающей в смеситель, чем и достигается возможность увеличения выхода качественной смеси по формуемости на выходе смесителя. Устройство работает следующим образом. Отработанная из смесителя смесь поступает в приемный лоток датчика формуемости и через регулируемую щель и по регулирующей пластине просыпается во второй лоток с двумя поперечными щелями,. просыпаясь через которые, перекрывает фотоэлемент фотодатчиков, которые через блокуправления включают клапаны дозирования воды..Принцип управления клапанами дозирования такой же, как и у известного устройства. Если понижается влажность подаваемой в смеситель смеси и расход воды через оба клапана дозирования становится недостаточным, то из смесителя выходит недоувлажненная смесь,которая просыпаясь через все щели датчика формуемости, перекрывает световые потоки их фотодатчиков. Если такое состояние фотодатчиков продолжается дольше заданного времени t, блок логики формирует сигнал на включение привода перемещения, который при этом с помощью механизма перемещения и регулирующей пластины уменьшает регулируемую щель до момента прекращения через нее потока смеси. При этом уменьшается сигнал на выходе датчика положения, а сигнал на выходе-датчика расхода воды остается неизменным, в результате чего на выходе нуль-органу появляется сигнал несоответствия ширины регулируемой щели расходу воды через регулирующий вентиль, после чего блоком логики формируется сигнал, поступающий на привод регулирующего вен-; тиля, вращающегося при этом в сторону увеличения расхода воды до тех пор, пока не сравняются сигналы,поступающие на входы нуль-органа с датчика перемещения и датчика расхода воды. Если смесь просыпается через щели второго вибролотка и не просыпается через регулируемую щель, то по истечении времени t с момента прекращения потока смеси через регулируемую щель при ее уменьшении блок логики формирует сигнал на включение привода перемещения, который при этом увеличивает регулируемую щель до момента начала просыпания через нее смеси, а регулирующий вентиль вращается при этом в сторону уменьшения расхода воды. Если Г1овышается влажность подаваемой в смеситель смеси, и при выключенных клапанах дозирования воды из смесителя выходит смесь переувлажненной и не просыпается через все щели датчика формуемости, то через время t регулируемая щель начнет увеличиваться до момента начала просыпания через нее смеси, а привод регулирующего вентиля будет вращаться при этом в сторону уменьшения расхода воды до момента сравнения сигналов (расход воды,в смеситель со ответствует измененному мгновенному значению формуемости смеси), поступающих на входы нуль-органа с выходо датчика анодов и датчика перемещения В случае, если смесь не просыпает ся через щели второго вибролотка дат чика формуемости и просыпается через регулируемую щель, то через время t с момента начала просыпания смеси через регулируемую щель последняя будет уменьшаться,.а регулирующий вентиль пр этом будет увеличивать расход воды в смеситель 2. Существенным недостатком такого устройства является снижение качест ва приготавливаемой смеси за счет значительного времени (25-40 с) тран портирования смеси от входа в смеси тель до поступления на датчик форму емк6сти,что при изменении влажности о работанной смеси на входе смесителя ве дет к увеличению времени (на 25-40 с) самонастройки устройства на требуемый расход воды и, что при непрерывном смесеприготовлении приводит К получению значительного количества нека чественной смеси и, в конечном ито ге, к браку отливок. Так, например, при непрерывном приготовлении смеси в смесителях спроизводительностью 240 т/ч и при одноразовом изменении на 2% влажнос ти отработанной смеси, поступающей в смеситель, количество полученной некачественной смеси на выходе смес теля может составить 2-3 т. Цель изобретения - увеличение выхода качественной смеси по формуе мости за счет сокращения времени самонастройки устройства,на требуемый расход воды при изменении влажности отработанной смеси, поступающ в смеситель. Указанная цель достигается тем, что устройство регулирования формуе мости смеси, состоящее из датчика формуемости, содержащего вибролоток с двумя щелями разной ширины, под каждой из которых установлен фотодатчик, дозатора воды, подаваемой в смеситель, имеющего два клапана доз рования, регулирующего вентиля с приволом, установленного на входе дозатора, датчика расхода воды, уст новленного на выходе дозатора, нуль органа, блока логики и блока управл НИН, входы которого связаны соответственно с фотодатчиками и двумя входами блока логики, а выходы - с соответствующими клапанами дозирования, причем третий вход блока логики соединен с выходом нуль-органа,один из входов которого соединен с выходом датчика расхода воды, а два соответствующих выхода блока логики связаны с приводом регулирующего вентиля, дополнительно снабжено вторым датчи ком формуемости, установленным в потоке отработанной смеси перед смесителем и содержащим вибролоток с регулируемой поперечной щелью, фотодатчик, установленный под регулируемой щелью, регулирующую щель пластину, механизм и привод перемещения регулирующей пластины, связанной с датчиком положения к механизмом перемещения, соединенного с приводом перемещения, который, в свою очередь, связан с двумя соответствующими входами блока логики, причем выход датчика положения соединен с другим входом нуль-органа, а выход фотодатчика,, установленного под регулируемой щелью, соединен с соответствующим входом блока логики. Устройство позволяет путем непрерывного измерения мгновенного значения формуемости отработанной смеси на входе смесителя посредствомдатчика формуемости с регулируемой щелью сократить на 25-40 с (на время транспортного запаздывания смеси в смесителе) время самонастройки устройства на требуемый расход воды в смеситель, чем и достигается увеличение выхода качественной смеси по формуемости. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство регулирования формуемости смеси состоит из датчика 1 формуемости содержащего приемный вибролоток с узкой щелью 2 и широкой щелью 3, под каждой из которых установлены соответственно фотодатчики 4 и 5, сборный желоб 6 второго датчика формуемости, содержащего приемный вибролоток 7, регулирующую пластину 8, механизм 9 и привод 10 перемещения регулирующей пластины 8, поперечную регулируемую щель 11, под которой установлен фотодатчик 12, датчик положения 13 и сборный желоб 14 дозатора 15 воды, подающего воду в смеситель 16 и имеющего клапан 17 грубого дозирования и клапан 18 точного дозирования воды, регулирующего вентиля 19 с приводом, датчика 20 расхода воды, нуль-органа 21,пробоотборников 22 и 23, блока 24 логики и блока 25 управления, входы которого связаны соответственно с фотодатчиками 4 и 5 и двумя входами блока 24 логики, а выходы - с клапанами 17 и 18. Два других входа блока 24 логики,соединены соответственно с выходами фотодатчика 12 и нульоргана, входы которого связаны.соответственно с выходом датчика 20 расхода воды и с выходом датчика 13 положения регулирующей пластины 8, а выходы блока логики 24 соединены соответственно с приводом регулирующего вентиля 19 и приводом 10 перемещения. Регулирующая пластина 8 соединена механически с датчиком 13 положения и механизмом 9 перемещения,связанного, в свою очередь, с приводом 10.

Устройство работает следующим образом.

Отработанная формовочная смесь, отобранная пробоотборником 22 с транспортера подачи смеси в бункер дозатора или в смеситель, подается по желобу на вибролоток 7 датчика формуемости. и через регулирующую щель 11 просыпается в сборный лоток 14, по которому поступает к фотодатчику 12. Приготавливаемая в смесителе 16 смесь отбирается пробоотборником 23, направляется по желобу на вибролоток датчика 1 формуемости, и, промыпаясь, через щели 2 и 3,. по сборному желобу б поступает к фотодатчикам 4 и 5.

Электрическая схема, принцип действия и внешние связи блока 24 логики остались такими, как у известно-, го устройства.

По мере -увлажнения смесь становится менее сыпучей и через меньшую щел 2 датчика 1 формуемости уже не просыпается. При этом по сигналу от фотодатчика 4 блок 25 управления отключает клапан 17 грубого дозирования и смесь доводится до требуемой формуемости по каналу точного дозирования, после чего смесь прекращает просыпаться через большую щель 3 и отключается клапан 18 точного дозирования

Если понижается влажность подаваемой в смеситель отработанной смеси, которая при этом просыпается через регулируемую щель 11, а из смесителя выходит -недоувлажненная смесь, которая просыпается через щели 2 и 3, то световые потоки фотодатчиков 12, 4 и 5 перекрываются. Через время t (время между очередными включениями привода 10 перемещения регулирующей пластины 8, задаваемое блоком логики и составляющее 3-5 с) формируется сигнал на включение привода 10, КОТОРЫЙ при этом с помощью механизма 9 перемещения и регулирующей пластины 8 уменьшает щель 11 до прекращения прохождения через нее потока смеси. При этом уменьшается сигнал н вы.ходе датчика 13 положения, а сигнал на выходе датчика 20 расхода воды остается неизмененным,в результате чего на нуль-органа 21 появляется(Сигнал несоответствия ширины регулируемой щели (текущего значения формуемости отработанной смеси) расходу воды через регулирующий вентиль, после чего блоком логики формируется сигнал, поступающий на привод регулирующего вентиля, вращающегося при этом в сторону увеличения расхода воды до тех пор, пока сравняются сигналы, поступающие на входы нуль-органа с датчика положения и датчика расхода воды.

Если смесь не просыпается через регулируемую щель 11 и просыпается через щели 2 и 3, то по истечении времени t с момента прекращения потока смеси через регулируемую щель при ее уменьшении блок логики формирует сигнал на включение привода 10, который при этом увеличивает регулируемую щель до начала просыпания через нее -:смеси , а включенный при этом блоком логики привод регулирующего вентиля вращается в сторону уменьшения расхода воды.

Если повышается влажность отработанной смеси на входе смесителя и смесь не просыпается через регулируемую щель 11 датчика формуемости и через щели 2 и 3 датчика 1 формуемости (через щели 2 и 3 смесь не просыпается по причине ее переувлажнения или по причине ее отсутствия вследствие транспортного запаздывания), то через- время t регулируемая щель увеличивается до момента начала просыпания через нее смеси, а привод регулирующего вентиля вращается при этом в сторону уменьшения расхода воды до момента сравнения сигналов (расход воды в смеситель,соответствует измеренному.мгновенному значению формуемости смеси), поступающих на входы нуль-органа с выходов датчика расхода воды и датчика положения.

В случае, если смесь просыпается через, щель 11 и не просыпается через щели 2 и 3, то через время t с момента начала просыпания смеси через регулируемую щель, блоком 10 логики формируется сигнал на выключение привода, уменьшающего при этом регулируемую щель, а привод регулирующего вентиля, включенный блоком логики, вращается при этом в сторону увеличения расхода воды.

Таким образом, положительный эффект , создаваемый предлагаемым устройством, заключается в увеличении выхода качественной смеси по формуемости за счет сокращения времени самонастройки устройства на заданную формуемость смеси при значительных колебаниях влажности (1-6%) отработанной смеси, поступающей в смеситель.

Формула изобретения

Устройство регулирования формуемости смеси, состоящее из датчика формуемости, содержащего вибролоток с