Устройство регулирования формуемости смеси Советский патент 1983 года по МПК B22C19/04 

(5) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ФОРМУЕМОСТИ

СМЕСИ

1

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

Известно устройство регулирова- . ния формуемости смеси,, работа которого основана на контроле формуемости (свойство смеси просеиваться через щели определенного размера), содержащее проЬоотборник, датчик формуемости, содержащего вибролоток (вибропитатель) с двумя поперечными щелями (первая - уже, а вторая - шире) , под каждой из которых установ лен фотодатчик, дозатора воды, подаваемой в смеситель, содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами соответственно грубого и Точного дозирования и блока управления , входы которого «связаны с фотодатчиками датчика формуемости, а выходы - соответственно с клапанами грубого и точного дозирования. Отобранная пробоотборником из смесителя смесь поступает на вибролоток датчика формуемости и, просеиваясь через щели вибрюлотка, перекрывает фотоэлементы фотодатчиков, которые при этом через блок управления включают клапаны дозатора воды. По мере увлажнения смесь становится менее сыпучей и через меньшую щель не просыпается. При этом по сигналу от фото датчика, установленного против меньшей щели блок управления отключает клапан грубого дозирования и смесь доводится до требуемой формуемости по каналу точного дозирования до момента прекращения просыпания смеси через большую щель, после чего отключается клапан точного дозирования р J.

Недостатком устройства является неспособность обеспечить необходимое качество приготавливаемой смеси при широком колебании влажности отрабо- ; тайной смеси, поступающей в смеситель. Если смесь на входе смесителя омень сухая, то клапаны грубого и точного дозирования воды продолжительное время включены, а смесь из смесителя выходит недоувлажненной. Если поступающая в смеситель смесь имеет высокую влажность, то оба клапана дозирования продолжительное вре мя отключены, а смесь иа смесителя выходит переувлажненной. Это приводит к браку приготавливаемой смеси, и, в конечном итоге, к браку литья. Наиболее близким к изобретению является устройство регулирования формуемости смеси, состоящее из датчика формуемо ти, содержащего вибролоток с двумя поперечными щелями разной ширины, пс1д каждой из которых установлен фотодатчик дозатора воды подаваемый в сместитель содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами грубого и точного дозиро вания воды, регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе до затора воды, блока управления, формирователя сигналов Низкой и Высокой формуемости и шагового регулятора. Фотодатчики датчика формуемости связаны соответственно с входами формирователя и блокауправления , выходы которого соединены с клапанами грубого и точного дозирования. Выходы формирователя соединены с входами шагового регулятора, выходы которюго связаны с приводом регулирующего вентиля. Устройство содержит формировател .шаговый регулятор и регулирующий вентиль с приводом, связанные таким образом, что позволяет автоматически, в зависимости от влажности отра ботанной смеси, изменять расход воды в смеситель посредством регулирующе го вентиля, чем и достигается возможность повышения качества смеси на выходе смесителя при значительны колебаниях влажности отработанной смеси. В случае понижения влажности подаваемой в смеситель отработанной смеси и при включенных обоих клапанах дозирования расход воды недоста точный и смесь выходит из смесителя недоувлажненной. При этом через за. данное время (20-25 с) по сигналам от формирователя .шаговый регулятор включает и поворачивает на один шаг привод регулирующего вентиля в сторону его открытия, увеличивая при этом расход воды в смеситель. Если через 20-25 с состояние фотодатчиков датчика формуемости не изменяется, то регулятор аналогичным образом шаг за шагом увеличивает расход воды до тех пор, пока не отключится канал грубого дозирования, т.е. пока формуемость приготавливаемой смеси достигнет величины близкой заданной. Аналогично происходит закрытие регулирующего вентиля, если смесь из смесителя выходит переувлажненной.} Недостатками устройства являются снижение качества приготавливаемой смеси из-за перенастройки регулирующего вентиля на требуемый расход воды после прерывания потока смеси, поступающей из смесителя на датчик формуемости, если время прерывания первышает длительность временного интервала (20-25 с) между очередными шагами регулирующего вентиля. Прерывание потока смеси (до 3-х раз в ч) из смесителя на датчик формуемости происходит по причине останова смесителя, вызванного в большинстве случаев несогласованностью производительности смесеприготовительной линии с расходом смеси на участке формовки. 1акая несогласованность особенно ощутимо дестабилизирует процесс смесеприготовления при отсутствии бункера-компенсатора на выходе смесеприготовительной линии. Снижение потребности в смеси на формовочном участке может происходить при переходе от мелких отливок к крупным, при выходе из строя формовочных машин и других аварийных ситуациях, задерживающих процесс формовки. Если прекращается поступление смеси на вибролоток датчика формуемости , то фотодиоды фотодатчиков освещаются, как и в случае, когда на датчик формуемости поступает влажная смесь, которая не просыпается через его щели. При этом шаговый регулятор вращает привод регулирующего вентиля, настроенного на номинальный расход воды, в сторону его закрытия, увеличивая тем самым время выхода устройства на оптимальный режим работы при возобновлении потока смеси по вибролотку датчика формуемости, что ведет к снижению качества приготавливаемой смеси. Так,например, при непрерывном приготовлении смеси в смесителе с производитеяьностью т/ч при одно разовом Прерывании потока смеси к датчику формуемости на 2 мин (за 2 мин регулирующий вентиль проходит весь регулируемый диапазон расхода воды) количество некачественной смеси на выходе смесителя может составить 3-5 т. Таким образом, увеличение времени самонастройки устройства на оптимальный (обеспечивающий заданную фор муемость смеси на выходе смесителя) расход воды в смеситель после прерывания потока смеси, поступающей на датчик формуемости, приводит к получению некачественной по формуемости смеси на выходе смесителя и, в конеч ном итоге, в браку отливок. Цель изобретения - увеличение выхода качественной смеси по формуемос ти. Поставленная цель достигается тем что устройство регулирования формуемости смеси, приготавливаемой в смесителе, состоящее из датчика фор1« уемости, содержащего вибролоток с двумя поперечными щелями разной ширины, под каждой из которых установлен Фотодатчик дозатора еоды, подаваемой в смеситель, содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами грубого и точного дозирования, регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе дозатора воды, блока управления, входы которого связаны с фотодатчиками датчика формуемости, а выходы - соответственно с клапанами грубого и точного дозирования , дополнительно снабжено блоком регулирования расхода воды в смеситель, а датчикформуемости дополнительно снабжен датчиком наличия потока смеси, поступающей из смесителя на вибролоток, причем входы блока регулирования расхода воды сое динены соответственно с фотодатчиками и датчиком наличия потока смеси а выходы - с приводом регулируемого вентиля.. I , - , Кроме того, блок регулирования расхода воды содержит четыре инверто ра, четыре схемы совпадения, схему ИЛИ, триггер, две схемы выдержки времени, две схемы И-НЕ и две схемы согласования, выход которой является выходом блока, входы которого являются входами трех входных инверторов, выходы которых соединены с отдельными входами первой совпадения, выход которой связан с со- ., ответствующими входами второй схемы совпадения и первой схемы И-НЕ, выход которой соединен с входом первой схемы согласования, причем, выход третьего входного инвертора связан с одним из входов третьей схемы совпадения, два других входа которой соединены соответственно со входами первого и второго входынх инверторов, а выход - с входом четвертой схемы совпадения и с одним из входов второй схемы И-НЕ, выход которой через первую схему выдержки времени соединены с S-входом триггера, прямой выход которого связан с отдельными входами обоих схем И-НЕ и через вторую схему выдержки времени и четвертый инвертор соединен с R- входом триггера, инверсный выход которого связан с соответствукнцими входами второй и четвертой схем совпадения. Непрерывный контроль поступления отобраннс 1 из смесителя смеси на вибролоток датчика формуемости посредством датчика наличия потока смеси и управление приводом регулирующего вентиля посредством блока регулирования расхода воды, входы которого соединены соответственно с датчиком наличия потока смеси и с фотодатчиками датчика формуемости, а выходы - с приводом регулирующего вентиля, позволяют сохранить неизменным положение регулирующего вентиля при отсутствии потока смеси по вибролотку датчика формуемости и тем. самым практически исключить потребность времени на самоперенастройку устройства на требуемый расход воды в смеситель при возобновлении потока смеси на вход датчика формуемости, чем и достигается увеличение выхода качественной смеси по формуемости. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема блока регулирования расхода воды., Устройство состоит из датчика ормуемости, содержащего приемный вибролоток 1 с узкой щелью 2 и широой щелью 3, сборный желЬб k с тремя квозными отверстиями в боковых стенах, против которых расположены фотоатчики 5-7 наличия смеси, каждый з которых представляет собой освеитель, наведенный на фотоэлемент

через боковые отверстия желоба , ри этом фотодатчик 5 расположен посе щели 2, фотодатчик 6 после щели 3, а фотодатчик 7 (датчик наличия отока смеси по вибратору 1) после выходного тОрца вибролотк а 1, дозато- а 8 воды, подающего воду в смесиель 9 и имеющего клапан 10 грубого озирования и клапан 11 точного дозирования воды, регулирующего вентия 12 с приводом, пробоотборника 13 аправляющего желоба Н, блока 15 регулирования расхода воды и блока

16управления, входы которого соединены с фотодатчиками 5 и 6 и с соответствующими входами блока ,15, а выходы - с клапанами дозирования воды, причем, выход фотбдатчика 7 соединен с отдельным входом блока 15, выходы которого связаны с приводом регулирующёго вентиля.

Блок 15 регулирования расхода воды (фиг. 2) состоит из инверторов , схем 21-2 совпадения, схемы 25 ИЛИ, триггера 26, схем 27 и28 выдержки времени, схем 29 30 И-НЕ и схем согласования 31 и 32, выходы которых связаны с приводом регулирующего вентиля 12 и являются выходами блока, входы которого соединены соответственно с выходами фотодатчиков и являются входами инверторов (входы инверторов 17 и 18 соединены с фотодатчиками 5 и 6, а вход инвертора 19 с фотодатчиком 7) s выходы которых соединены со входами схемы 21 совпадения, выход которой связан с входом схем 22 (схемы И) и входом схемы 29 И-НЕ, выход которой соединен со входом схемы 31 согласования, причем выход инвертора 19 связан с одним из входов схемы 23 совпадения, два других входа которой соединены с входами инверторов

17и 18, а выход - с входом схемы 2k совпадения и в одним из входов схемы 30 (схемы И-НЕ), выход которой сая;зан с входом схемы 32 согласования. Выходы схем 22 и 2k, совпадения связаны с входами схемы 25 схемы ИЛИ), выход которой через схему 27 выдержки времени соединен с S входом триггера 2б, прямой выход которого связан с отдельными входами схем 29 и 30 и через схему 28 выдержки времени и инвертор 20 соединен с R-входом триггера 26, +1нверсный выход которого связан с отдельными входами схем 22 и 2 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Смесь, отобранная пробоотборником 13 из смесителя 9, поступает на вибролоток 1 датчика формуемости и, просыпаясь через щели 2 и 3, по сборному желебу k подается к фотодатчикам 5-7. К фотодатчику 7 смесь поступает и через выходной торец вибролотка 1, т.е. при наличии равномерного потока смеси по вибролотку световой поток фотодатчика 7 будет всегда перекрыт независимо от величины формуемости смеси, т.е. независимо от того, просыпается или не просыпается смесь через щели 2 и 3. При этом на вход инвертора 19 блока 15 сигнал от фотодатчика 7 не поступает К фотодатчику 5 поступает смесь, просыпающаяся через узкую щель 2, а к фотодатчику 6 поступает суммарный поток смеси, просыпающейся через щели 2 и 3. Сухая смесь, просыпаясь через щели 2 и 3 вибролотка, перекрывает световые потоки фотодатчиков 5 и 6, которые через блок управления включают клапаны 10 и П дозирования воды, после чего в смеситель 9 подается вода и влажность приготавливаемой смеси увеличивается. По мере увеличения влажности формуемость (сыпучесть) смеси уменьшается и ее просыпание через узкую щель 2 прекращается. При этом по сигналу фотодатчика 5 блок 1б управления отключает клапана 10 грубого дозирования воды и смесь доводится до требуемой формуемости посредством подачи воды в смеситель через клапан 11 точного дозирования воды, который отключается блоком 16 управления по сигналу фотодатчика 6 при прекращении просыпания смесей через широкую щель 3 вибролотка 1 .

Если понижается влажность поступающей в смеситель смеси и расход воды через клапаны 10 и 11 становится недостаточным, то на вход датчика формуемости поступает недоувлажненная смесь, которая просыпаясь через щели 2 и 3 вибролотка, перекрывает основные потоки фотодатчиков 5-7. В этом случае присутствуют сигналы на выходах инверторов 17-19 блока 15 регулирования расхода , а на входах схемы 21 (схемы И) - полное совпадение сигналов. При этом с выхода схемы 21 поступает сигнал на вход с(емы 22 (схемы И), которая при наличии на ее другом входе сигнала с инверсного выхода триггера 26(сигнала-контроля исходного состояния триггера) через схему 25 (схе му ИЛИ) выдает сигнал на вход схемы 27выдержки времени. Если по истечении времени t зада ваемым посредством схемы 27 выдержки времени и выбранным равным (или больше) времени транспортирования смеси от входа в смеситель 9 до поступления на вибролоток 1 датчика формуемости, состояние фотодатчиков (световые потоки фотодатчиков 5-7 перекрыты) не изменится, то по «сигналу с выхода схемы 27 триггер 26 ус танавливается в состояние 1, после чего по сигналу с прямого выхода триггера при наличии сигнала на выходе схеь« 1 21 посредством схем 29 и 31 включается привод регулирующего вентиля 12, который при этом вращает ся в сторону открытия вентиля, увели чивая при этом расход воды в смеситель 9. Продолжительность tу работы приво да в одном включении формируется посредством cxei-ttj 28 выдержки време ни и инвертором 20. По истечении вре мени t после вкл1бчения привода регулирующего вентиля сигналом с выхода схемы 28 через инвертор 20 тригге 2б устанавливается в исходное состоя ние и привод регулирующего вентиля отключается. Если после увеличения расхода воды в смеситель, в течение времени t состояние фotoдaтчикoв не изменится, то блок регулирования расхода воды описанным выше способом вновь вк/иочит на один шаг привод регулирующего вентиля и тем увеличит расход воды. И так шаг за шагом расход воды в смесителе.увеличивается до тех пор пока не прекратится просыпание смеси через щель 2 датчика формуемости, т.е. пока не отключится клапан грубого дозирования воды и устройство не настроится на режим при котором время работы клапана грубого дозирования в одном включении станет меньше времени t, а формуемость смеси не достигнет заданной величины. При этом освещается фотодиод фотоДатчика 5 и на его выходе появляется сигнал. В этом случав на выходе блока 15 регулирования расхода воды управляющие сигналы отсутствуют, так как нет совпадения сигналов ни на одной из схем 21 и 23 (схем И). Если повысилась влажность подавае мой в смеситель отработанной смеси и смесь не просыпается через щели 2 и 3, то фотоэлементы фртодатчиков 5 и 6 освещаются, а световой поток фотодатчика 7 перекрывается. 8 этом случае полностью совпадают сигналы на входах схемы 23 ( И) , с вы хода которой поступает сигнал «а вход схемы 2й (схекы И), которая при наличии на ее другом входе сигнала с инверсного выхода триггера 2б через схему 25 (ИЛИ) выдает сигнал на вход схемы 27 выдержки времени. Если в течение t состояние фотодатчиков не изменится, то гр сигналу с выхода гсхемы 2.7 посредством триггера26, схем 30 и 32 сформируется сигнал на включении привода регулирующего вентиля 12, который при этом врацается в сторону закрытия вентиля, уменьшая расход воды в смеситель. Шаг за шагом расход воды в смеситель уменьшается до наступления момента, когда влажность смеси понизится до величины, при которой смесь просыпаться через широкую щель 3, после чего по сигналу с выхода фотодатчика 6 блок 15 регулирования расхода воды выключает привод регулирующего вентиля 12. В случае, если прекращается nor ступление смеси на вибролоток датчика формуемости, то освещается фотодиод фотодатчика 7, на выходе которого при этом появляется сигнал. При таком состоянии фотодатчика 7 не будет совпадения сигналов ни на одной из схем 21 и 23, а на выходах блока 15 регулирования расхода воды будут отсутствовать управляющие сигналы, т.е. положение регулирующего вентиля будет сохраняться неизменным (таким, каким оно было до прерывания потока смеси) до тех пор, пока не возобновится поток смеси по вибролотку 1 датчика форхуемости. Предлагаемое устройство увеличивает выход качественной смеси по формуемости путем сокращения (на 11,5 мин) времени самонастройки устройства на требуемый расход воды в смеситель при возобновлении прерванного потока смеси, поступающей на вибролоток датчика формуемости. 11. Экономический эффект составляет около 20 тыс. руб. в год на одно ус ройство при двухсменной его работе со смесителем непрерывного действия с производительностью 2kO /ч. Формула изобретения 1. Устройство регулирования формуемости смеси, приготавливаемой в смесителе, состоящее из датчика фор муемости, содержащего вибролоток с двумя поперечными щелями равной ширины, под каждой из которых установлен фотодатчик дозатора воды, подаваемой в смеситель, содержащего два параллельных канала дозирования с клапанами грубого и точного дозирования, регулирующего вентиля с приводом, установленного на входе дозатора воды, блока управления, вхо ды которого соединены с фотодатчиками датчика формуемости, а выходы соответственно с клапанами грубого и точного дозирования, отлича щее с я тем, что, с целью увеличения выхода качественной смеси г1о формуемости, оно дополнительно снаб жено блоком регулирования расхода в ды в смеситель, а датчик формуемост дополнительно снабжен датчиком нали чия потока смеси, поступающей из см сителя на вибролрток, причем входы блока регулирования расхода воды соединены соответственно с фотодатчиками и датчиком наличия потока смеси, а выходы - с приводом регули рующего вентиля. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок регу лирования расхода воды содержит четыре инвертора, четыре схемы совпад 8 ния, схему ИЛИ, триггер, две схемы выдержки времени, две схемы И-НЕ и две схемы согласования, выходы которых являются выходами указанного блока, входы которого являются входами трех входных инверторов, выходы которых соединены с отдельными входами первой схемы совпадения, выход которой соединен с соответствующими входами второй схемы совпадения и первой схемы И-НЕ, выход которой соединен с входом первой схемы согласования, причем выход третьего входного инвертора соединен с одним из входов третьей схемы совпадения, два других входа которой соединены соответственно со входами первого и второго входных инверторов, а выход с входом четвертой схемы совпадения и с одним из входов второй схемы И-НЕ, выход которой соединен со входом второй схемы согласования, выходы второй и четвертой схем совпадения связаны с отдельными входами схемы ИЛИ, выход которой .через первую схему выдержки времени соединен с S-входом триггера, прямой выход которого соединен с отдельными входами обеих схем И-НЕ и через вторую выдержки времени и четвертый инвертор соединен с R-входом триггера инверсный выход которого соединен с соответствующими входами второй и четвертой схем совпадения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Устройство для контроля формуемости по системе Дитерт. Проспект информационного отдела Литейное производство фирмы Георг Фишер Литконтроль-77. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. В 22 С S/Oi, 1975.