ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и предназначено для одно- и многокомпонентного дискретного дозирования сыпучих материалов.
Известно устройство дозатора шихтовых материалов по изобретению №1 811593, МПК G01G 13/02, приоритет 04.04.90, который содержит бункер, осью шарнирно связанный с рамой, опирающийся на датчик веса, размещенный на опорной раме, исполнительный механизм и вторичный прибор, подключенный к датчику веса. В данное устройство введены передаточный механизм и опоры для бункера, выполненного с закрытым дном. Причем, ось бункера смещена относительно его центра тяжести, а передаточный механизм выполнен из двух частей, установленных с возможностью осуществления контакта между собой и одна из частей связана с исполнительным механизмом, а другая - с осью бункера и его опорами.
Недостатком данного дозатора является сложное устройство по фиксации и опрокидыванию бункера с дозой.
Известно устройство весового дозатора с автоматическим управлением по патенту №2163357, МПК G01G 13/28, G01F 13/00 от 21.05.1999 г. Весовой дозатор содержит корпус, внутри которого размещена чашка, имеющая форму цилиндра со срезанной поверхностью. На торцах чашки на продольной оси цилиндра расположены цапфы с подшипниками, запрессованными в корпусе. На корпусе закреплены два патрубка, один над чашкой, а второй под чашкой. На корпусе установлен соосно с цилиндром чашки двигатель, поворачивающий чашку на 180° для высыпания взвешенной дозы. Корпус с механизмом привода устанавливается на датчики.
Недостатком данного устройства является то, что в расчет наибольшего предела взвешивания (НПВ) датчиков входит масса всей конструкции, включая привод, значение которой, по отношению к массе дозы намного больше. Такое соотношение снижает точность взвешивания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству является модуль дискретного весового микродозирования по патенту №2168706, МПК G01F 13/00, G01G 13/00 от 10.08.1999 г. Предлагаемый модуль дискретного весового микродозирования содержит раму с установленными на ней бункерами, механизм подачи с приводами, блок управления, датчик веса и лоток. Модуль дополнительно содержит лотки, каждый лоток закреплен на соответствующем ему датчике веса, все датчики веса закреплены на общей горизонтальной оси с возможностью совместного с лотками вращения.
Недостатком данного модуля является то, что при высыпании дозы на датчик веса воздействуют инерционные силы от массы лотка и дозы. При настройке данного дозатора надо учитывать ускорение при повороте оси. При увеличении массы дозы при высыпании увеличивается изгибающий момент на датчик, что может привести к отказу датчика. Для использования дозатора с расширенным интервалом масс доз необходимо иметь увеличенный лоток, который при опрокидывании создаст больший изгибающий момент, а это, в свою очередь, приведет к увеличению наибольшего предела взвешивания (НПВ) датчика и уменьшению точности дозирования.
В основу предложенной полезной модели положена задача создание дозатора дискретного действия с повышенной точностью взвешивания за счет снижения динамических нагрузок на датчик и уменьшение количества деталей и узлов во взвешиваемом модуле. Поставленная цель достигается тем, что весовой дозатор дискретного действия с автоматическим управлением содержит несущую раму с установленным на ней грузоприемным устройством, включающим лоток и датчик веса, механизм выгрузки с приводом, блок управления. Механизм выгрузки с приводом выполнен с рычагом опрокидывания лотка, соединенным с грузоприемной рамкой, опирающейся на датчик веса. При чем рычаг установлен с зазорами по отношению к днищу лотка и к скобе, закрепленной на наружной части лотка и с возможностью воздействия рычага на днище лотка в точке, соответствующей центру тяжести грузоприемной рамки. Зазоры между рычагом механизма опрокидывания по отношению к днищу лотка и к скобе, закрепленной на наружной части лотка, могут изменяться в пределах от 2 мм до 10 мм.
В предлагаемой конструкции дозатора между рычагом механизма разгрузки по отношению к днищу лотка и к скобе, закрепленной на наружной части днища лотка имеются зазоры, которые позволяют исключить механическую связь с рычагом и его влияние на измерение массы груза. Рычаг для опрокидывания лотка находится внутри скобы, закрепленной на наружной части днища лотка, и выставлен таким образом, что образует зазоры по отношению к днищу и к скобе лотка. При выгрузке очередной дозы материала рычаг, поворачиваясь, убирает зазор по отношению к днищу лотка, воздействуя на точку днища лотка, которая соответствует точке центра тяжести грузоприемной рамки. При этом лоток опрокидывается, а при возвращении лотка в исходное положение рычаг взаимодействует со скобой, убирая зазор по отношению к скобе. Лоток соединен через шарнир с грузоприемной рамкой, которая установлена на датчике веса. Вес сыпучего материала передается от лотка через шарнир и грузоприемную рамку, которая в свою очередь передает усилие на платформенный датчик. Точка воздействия рычага на днище лотка является проекцией центра тяжести нагруженного лотка и грузоприемной рамки. Привод механизма разгрузки с рычагом опрокидывания для высыпания дозы установлен на несущей раме вместе с датчиком веса, но механически на момент взвешивания с лотком не контактирует.
При данной конструкции дозатора при измерении веса дополнительной массой к весу лотка добавляется только небольшая грузоприемная рамка с шарниром. Кроме того, при выгрузке материала рычаг, опрокидывая лоток, уменьшает нагрузку на датчик. Точка приложения воздействия рычага опрокидывания приходится по центру тяжести лотка с нагруженным материалом и соответствует точке центра тяжести грузоприемной рамки. При измерении веса такое приложение рычага к днищу лотка разгружает датчик и не вызывает динамических нагрузок.
Учитывая плоскую конструкцию лотка и свойство платформенных датчиков воспринимать нагрузку со значительным эксцентроситетом, данное устройство дозатора делает возможным дозирование материала в большом интервале нагрузок, не меняя НПВ датчика. Исключение кинематической связи между рычагом опрокидывания механизма выгрузки и лотком, который передает усилие взвешиваемого материала на датчик веса, позволяет свести к минимуму воздействие конструктивных элементов всего дозатора на процесс измерения. Добавка к весу обусловлена массой шарнирного крепления лотка и грузоприемной рамки. Это позволяет уменьшить номинал (НПВ) датчиков веса, а значит уменьшить погрешность измерения. Все это позволило измерять вес дозы материала с высокой точностью и в большом интервале нагрузок.
Устройство выполнено следующим образом:
На фиг 1 изображен общий вид весового дозатора дискретного действия автоматическим управлением.
На фиг.2 показан весовой дозатор дискретного действия с автоматическим управлением, вид сверху.
На фиг.3 сечение А-А, показано грузоприемное устройство дозатора.
Устройство весового дозатора дискретного действия с автоматическим управлением фиг.1, 2 состоит из несущей рамы 1 с установленным на ней грузоприемным устройством 2, закрепленным на датчике веса 3, механизмом выгрузки с приводом 4 с рычагом опрокидывания 5 и блок управления (не показано).
В состав грузоприемного устройства 2 фиг.3 входит лоток 6, соединенный через шарнир 7 с грузоприемной рамкой 8, которая жестко закреплена на датчике веса 3.
Механизм выгрузки с приводом 4 фиг.2, 3 выполнен с рычагом опрокидывания лотка 5, который образует зазоры S по отношению к днищу лотка 5 и к скобе 9, закрепленной на наружной части днища лотка. Точка приложения усилия рычага опрокидывания расположена по центру тяжести грузоприемной рамки и нагруженного лотка.
Устройство работает следующим образом.
Взвешиваемый материал насыпается в лоток. Лоток через шарнир и грузоприемную рамку передает усилие на тензодатчик платформенного типа, который преобразует это усилие в электрический сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке. Информация о величине массы груза выдается на дисплей весового индикатора блока управления (не показано). При достижении заданной массы подается команда на механизм выгрузки, который при помощи рычага опрокидывания воздействует на центральную часть днища лотка соответственно точке центра тяжести грузоприемной рамки.
Лоток поворачивается вокруг оси шарнира и высыпает дозу материала. При этом тензодатчик остается в своем стационарном положении и нагрузка на него уменьшается. После выгрузки рычаг обратным ходом, нажимая на скобу, возвращает лоток в исходное положение.
Рычаг механизма выгрузки настроен так, что во время взвешивания имеются зазоры S с одной стороны, между рычагом и днищем лотка и с другой стороны, между рычагом и скобой лотка, которые позволяют исключить механическую связь и влияние рычага на измерение массы груза. Величина зазоров может меняться в пределах от 2 мм до 10 мм. На измерение веса материала оказывают влияние только масса грузоприемной рамки и шарнирного крепления лотка.
Результаты измерения веса выводятся на весовом индикаторе. Весовой индикатор включает в себя аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор. В зависимости от количества компонентов устанавливается необходимое количество дозаторов.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности дозирования при большом диапазоне массы дозы при формировании смесей.