устройство для управления дозированием сыпучих материалов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВАНИЕМ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее источник электрической энергии, дозирующий элемент в виде двух электродов, приемник дозированного материала в виде конденсатора, установленный под дозирующим элементом, дополнительный конденсатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в него введены регулируемый резистор, нормально открытый ключ и съемная тара, установленная между обкладками приемника дозированного материала, а емкость дополнительного конденсатора много больше емкости приемника дозированного материала, причем нормально открытый ключ и дополнительный конденсатор включены электрически последовательно между собой и электрически параллельно приемнику дозированного материала, первый электрод дозирующего элемента подключен через регулируемый резистор к первому выходу источника электрической энергии, а его второй электрод - к первой обкладке приемника дозированного материала, вторая обкладка которого связана с вторым выходом источника электрической энергии, при этом нормально открытый ключ механически связан со съемной тарой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике дозирования и расфасовке сыпучих материалов и может быть использовано в технологических процессах, связанных с переработкой или применением таких материалов.

В технологических процессах по переработке сыпучих материалов известно устройство для управления дозированием (см. а.с. СССР N 661517), содержащее дозирующий элемент и электрическую схему управления устройством.

Известно устройство для управления дозированием сыпучих материалов, в котором с целью повышения точности дозирования приемник дозированного материала выполнен в виде конденсатора, образующего совместно с дозирующим элементом в виде двух электродов электрическую цепь с обратной связью (см. а.с. СССР N 717546). Однако в таких известных устройствах напряжение на дозирующем элементе всегда меньше напряжения связанного с ним источника электрической энергии и поэтому необходим источник с рабочим напряжением, превышающим напряжение запирания истечения из дозирующего элемента. Это усложняет реализацию устройства управления дозатором, кроме того, после выдачи каждой порции материала необходимо перекрывать поток материала в питателе, что усложняет конструкцию последнего.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для управления дозированием сыпучих материалов, содержащее дозирующий элемент в виде двух электродов, размещенный под ним приемник дозированного материала, выполненный в виде конденсатора, источник электрической энергии и дополнительный конденсатор, которые образуют электрическую схему с обратной связью между дозирующим элементом и приемником дозированного материала (см. а. с. СССР N 1126932). При этом в процессе выдачи порции материала частота источника электрической энергии меняется в зависимости от количества сыпучего материала в приемнике вплоть до запирания истечения в дозирующем элементе, таким образом формируя требуемую порцию.

Недостатком такого известного устройства является то, что после формирования порции сыпучего материала необходимо опорожнение приемника. В момент опорожнения приемника его емкость уменьшается, что приводит к отпиранию истечения сыпучего материала из дозирующего элемента. Для предотвращения истечения материала из дозирующего элемента во время съема порции необходимо механическим затвором закрыть выпускающую щель дозирующего элемента, что усложняет конструкцию дозирующего элемента и снижает надежность его работы.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы.

Цель достигается тем, что в устройство введены регулируемый резистор, нормально открытый ключ и съемная тара, установленная между обкладками приемника дозированного материала, а емкость дополнительного конденсатора много больше емкости приемника дозированного материала, причем нормально открытый ключ и дополнительный конденсатор включены электрически последовательно между собой и электрически параллельно приемнику дозированного материала, первый электрод дозирующего элемента подключен через регулируемый резистор к первому выходу источника электрической энергии, а его второй электрод - к первой обкладке приемника дозированного материала, вторая обкладка которого связана с вторым выходом источника электрической энергии, при этом нормально открытый ключ механически связан со съемной тарой.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 приведена эквивалентная электрическая схема устройства; на фиг. 3 - кривые, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит источник 1 электрической энергии переменного тока, резистор 2 с регулируемым сопротивлением, дозирующий элемент в виде двух электродов 3 и 4, которые установлены под бункером 5, образуя емкость С₃₄, приемник дозированного материала с электродами 6 и 7, образующими емкость С₆₇, тару 8 из электроизоляционного материала, установленную в межэлектродном пространстве приемника дозированного материала (фиг. 1). Под тарой 8 расположен нормально открытый ключ 9, контакты которого разомкнуты при наличии тары 8. С ключом 9 последовательно включен дополнительный конденсатор 10 емкостью С₁₀, и эта ветвь подключена параллельно приемнику дозированного материала. Емкость С₁₀ много больше емкости С₆₇. Кривая 11 (фиг. 3) показывает изменение напряжения на С₃₄ (фиг. 1 и 2), кривая 12 - на С₆₇, кривая 13 - изменение расхода Q материала из дозирующего элемента во время выдачи порции; U₃ - уровень напряжения на С₃₄, при котором истечение сыпучего материала из дозирующего элемента запирается; U_n - напряжение на приемнике С₆₇, когда истечение в дозирующем элементе заперто; U₁₀ - напряжение на дозирующем элементе С₃₄, когда замкнут ключ 9.

Устройство работает следующим образом.

На источнике 1 электрической энергии устанавливают определенное значение знакопеременного напряжения и при наличии тары 8 (ключ 9 открыт) в бункер 5 подают дозируемый сыпучий материал. Падение напряжения на элементах цепи (фиг. 2) распределяется прямо пропорционально сопротивлениям отдельных элементов (резистор 2, дозирующий элемент С₃₄, приемник С₆₇). По мере поступления материала в тару 8 С₆₇ увеличивается, что приводит к уменьшению падения напряжения на нем (кривая 11 на фиг. 3). По этой причине падение напряжения на С₃₄ увеличивается (кривая 12), так как напряжение на источнике 1 электрической энергии поддерживается на неизменном уровне. Требуемое количество материала в таре 8 соответствует емкости С₆₇, при котором падение напряжения на нем составляет U_n (фиг. 3), а падение напряжения на С₃₄ - U₃, достаточное для запирания истечения материала в дозирующем элементе (момент времени t₁ на фиг. 3). С момента начала выдачи порции материала (t= 0) до момента запирания истечения в дозирующем элементе t₁ расход уменьшается (кривая 13 на фиг. 3) по причине непрерывного перераспределения напряжения на С₃₄ и С₆₇. Накопленный в таре 8 материал характеризуется заштрихованной на фиг. 3 площадью. В момент времени t₁ выдача заданной порции материала завершается, а в момент времени t₂ тара 8 опорожняется (или снимается из межэлектродного пространства приемника). При этом ключ 9 закрывается, вводя емкость С₁₀ в цепь и напряжение на дозирующем элементе С₃₄ увеличивается до уровня U₁₀, при котором поток в дозирующем элементе остается запертым, т.е. предотвращается высыпание материала из дозирующего элемента в момент времени t₃, когда в приемник подается пустая тара 8, при этом ключ 9 открывается, выводя конденсатор С₁₀ из цепи. Происходит перераспределение напряжения между С₃₄ и С₆₇, при котором возобновляется истечение материала из дозирующего элемента, т.е. начинается очередной цикл выдачи порции сыпучего материала.

Экспериментальные исследования заявляемого устройства для управления дозированием сыпучих материалов показали, что в сравнении с прототипом заявляемое устройство обеспечивает нормальную работу дозатора без механического затвора, что упрощает конструкцию устройства и повышает надежность его работы. Кроме того, исключаются ударные и вибрационные нагрузки на дозирующем элементе, имеющие место при работе механического затвора.