ЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕСТОВЫХ ЗАГОТОВОК В СИСТЕМЕ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ ПИЩЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Полезная модель заборное устройство для тестовых заготовок в системе контроля параметров изделий пищевого назначения относится к устройствам для забора материалов с помощью пневмотранспорта, предназначено для транспортировки тестовых заготовок от места забора до входа в систему контроля их параметров и может быть использовано в химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.
В поточных производствах изготовления изделий пищевого назначения (баранки, сушки, снеки, печенье и т.д.) основным качественным параметром является влажность самого изделия, контролировать которую сложно, поэтому берут пробы тестовых заготовок и несут в лабораторию, а затем по результатам изменяют параметры технологического оборудования, в частности температурные параметры печей. Автоматизация процесса контроля влажности изделий в печи наталкивается на проблему периодического забора движущихся тестовых заготовок из самой печи, в которой действуют высокие температуры. Так как ручной забор тестовых заготовок исключен, то одним из рациональных методов для данной цели может служить широко известный метод с использованием пневмотранспорта.
Известна система загрузки и транспортировки материала в пневматической системе транспортировки материала в виде отходов (например, патент RU №2527867 на изобретение, МПК B65F 5/00, опубл. 10.09.2014 г.), которая содержит множество труб, входы которых связаны с соответствующими местами загрузки, а выходы через общую трубу и сепарирующее устройство с местом выгрузки. Кроме того, в системе имеется генератор разряжения, множество управляемых кранов и система последовательного управления ими, организующая последовательную транспортировку отходов с различных точек загрузки к общему выходу.
При использовании этой системы для выбора и транспортирования одной тестовой заготовки в заданные периоды времени она становится избыточной, громоздкой, с лишними трубопроводами, сепарирующим устройством, кранами и соответственно с избыточным расходом электроэнергии. Этой системой без дополнительных средств не решается задача выбора одной тестовой заготовки из множества движущихся и транспортировании ее от места загрузки до места выгрузки.
Наиболее близкой по технической сущности является всасывающее заборное устройство пневмотранспортной установки, содержащее заборное сопло с наконечником, всасывающий трубопровод, генератор разрежения, состоящий из импульсного насоса и связанного с ним электропривода, транспортный трубопровод, причем наконечник через заборное сопло и всасывающий трубопровод связан последовательно со входом импульсного насоса и через него с транспортным трубопроводом, выход которого является выходом устройства. Кроме того, оно содержит нагнетательный трубопровод с регулятором подачи сжатого воздуха, два аэрирующих сопла, расположенных вокруг всасывающего наконечника и связанные через выпускные патрубки с нагнетательным трубопроводом. Это устройство принято за прототип (патент RU №115340 на полезную модель, МПК B65G 69/18, опубл. 27.04.2012 г.).
Оно имеет следующие недостатки:
1. При использовании этого устройства для транспортирования тестовых заготовок в системе контроля их параметров невозможно осуществить забор одной заготовки в заданные периоды времени из множества движущихся заготовок в печи, то есть функциональные возможности ограничены.
2. Так как транспортировать ту или иную движущуюся в печи тестовую заготовку на вход системы контроля ее параметров необходимо один раз в цикле (в заданном периоде времени), то есть только раз в цикле заборное устройство должно совершать полезную работу и это время значительно меньше времени цикла, а устройство-прототип работает непрерывно, тем самым осуществляет избыточное потребление электроэнергии.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в расширении функциональных возможностях устройства и сокращении потребления электроэнергии при отборе и передаче заготовки с места загрузки на место выгрузки при использовании его в системе контроля параметров тестовых заготовок.
Решение поставленной задачи достигается тем, что заборное устройство для тестовых заготовок в системе контроля параметров изделий пищевого назначения содержит заборное сопло с наконечником, всасывающий трубопровод, генератор разрежения, состоящий из импульсного насоса и связанного с ним электропривода, транспортный трубопровод, причем наконечник через заборное сопло и всасывающий трубопровод связан последовательно со входом импульсного насоса и через него с транспортным трубопроводом, выход которого является входом системы контроля параметров тестовых заготовок, при этом тестовые заготовки перемещаются под наконечником, расположенным в месте загрузки заготовок. Оно дополнительно имеет датчик обнаружения заготовки, датчик задания циклов контроля параметров заготовки и устройство управления электроприводом генератора разряжения, при этом датчик обнаружения расположен перед соплом по ходу движения тестовых заготовок, причем выходы датчиков обнаружения заготовки и задания циклов контроля параметров заготовки связаны со входами устройства управления, а выходы устройства управления связаны с электроприводом генератора разряжения. Устройство управления содержит два триггера памяти, логическую схему «И», схему задержки и выходной усилитель, при этом первый вход схемы «И» связан с выходом датчика обнаружения тестовых заготовок, второй вход схемы «И» связан с выходом первого триггера памяти, а выход схемы «И» связан с первым входом второго триггера памяти и через схему задержки со вторыми входами первого и второго триггеров памяти, а первый вход первого триггера памяти связан с выходом датчика задания циклов контроля параметров заготовки, причем выход второго триггера памяти связан через усилитель с электроприводом генератора разряжения. Датчик задания циклов контроля параметров заготовки выполнен в виде фотоэлектрического датчика, расположенного на валу транспортирующего механизма сетчатого конвейера, перемещающего тестовые заготовки, а датчик обнаружения тестовой заготовки выполнен в виде оптоволоконной линии, первый конец которой расположен над контролируемой тестовой заготовкой в месте контроля, а на втором конце размещены светоизлучатель, подключенный к первой половине концевого участка оптоволоконной линии, и светоприемник, подключенный ко второй половине концевого участка оптоволоконной линии и связанный с формирователем сигнала заданных параметров.
Технический результат заключается в снижении расхода электроэнергии за счет расширения функциональных возможностей устройства, основанном на дискретном транспортировании
1
2
3
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фигуре 1 приведена структурная схема устройства, на фигуре 2 функциональная схема устройства управления электроприводом генератора разряжения, на фигуре 3 - структурная схема датчика обнаружения тестовой заготовки, на фигуре 4 - конструкция датчика задания циклов контроля параметров заготовки. На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - всасывающий наконечник, 2 - заборное сопло, 3 - всасывающий трубопровод, 4 - транспортный трубопровод, 5 - генератор разрежения, 6 - импульсный насос, 7 - электропривод, 8 - датчик обнаружения тестовой заготовки; 8.1 - первый конец оптоволоконной линии, 8.2 - оптоволоконная линия, 8.3 - первая половина концевого участка второго конца оптоволоконной линии, 8.4 - вторая половина концевого участка второго конца оптоволоконной линии, 8.5 - светоизлучатель, 8.6 - светоприемник, 8.7 - формирователь сигнала заданных параметров; 9 - устройство управления электроприводом генератора разряжения; 9.1 и 9.4 - первый и второй триггеры памяти, 9.2 - логическая схема «И», 9.3 - схема задержки, 9.5, 9.6 - реле и транзистор усилителя, 9.7 - контакт реле 9.5; 10 - сетчатый конвейер; 11 - транспортный механизм сетчатого конвейера; 12 - датчик задания циклов контроля параметров заготовки; 13 - место выгрузки (вход системы контроля параметров заготовки); 14 - тестовые заготовки; l, l, l - расстояния соответственно от датчика обнаружения заготовки до центра всасывающего наконечника, расстояние между рядами заготовок и расстояние между циклами контроля параметров заготовок, задаваемое датчиком задания циклов контроля 12.
Всасывающий наконечник 1 через заборное сопло 2 и всасывающий трубопровод 3 связан последовательно со входом импульсного насоса 6, выход которого соединен с транспортным трубопроводом 4, который является выходом устройства, при этом импульсный насос 6 связан с электроприводом 7, датчик обнаружения тестовой заготовки 8 расположен перед соплом по ходу движения тестовых заготовок, а датчик задания циклов контроля параметров заготовки 12 расположен на валу транспортного механизма 11, причем выходы (Д1 и Д2) датчиков обнаружения 8 и задания циклов контроля параметров заготовки 12 связаны со входами устройства управления 9, а выходы (а, в) устройства управления 9 связаны с электроприводом 7 генератора разряжения 5. Датчик задания циклов контроля параметров заготовки 12 (фиг. 4) выполнен в виде фотодатчика, включающего осветитель 12.3 и фотоприемник 12.4, расположенные по разные стороны диска 12.1 со щелями 12.2 и закрепленного на валу транспортного механизма 11 сетчатого конвейера 10.. При включении электропитания триггеры памяти 9.1 и 9.4 устанавливаются в исходное состояние (на чертежах не показано), отчего на их выходах формируются сигналы, закрывающие соответственно вход схемы 9.2 и вход транзистора 9.6 усилителя в блоке 9. Реле 9.5 обесточено, контакт 9.7 разомкнут и соответственно выключены из работы электропривод 7 и насос 6 в генераторе разряжения 5. Светоизлучатель 8.5 направляет световой поток по оптоволоконной линии 8.3, 8.2, который через первый конец оптоволоконной линии 8.1 выходит из датчика обнаружения заготовки 8. Если на пути светового потока находится тестовая заготовка 14, то отраженный световой поток через оптоволоконную линию попадает в светоприемник 8.6 и далее в формирователь 8.7, на выходе которого формируется сигнал определенной длительности. Для заготовок с плохой отражательной способностью под сетчатым конвейером напротив конца оптоволоконной линии устанавливается зеркало и тогда формирователь 8.7 будет работать на прерывание светового потока тестовой заготовкой. Но в том и другом случаях сигналы с выхода формирователя 8.7 от тестовых заготовок не будут проходить через устройство управления 9, пока закрыта схему «И» 9.2, и электропривод 7 останется выключенным.
H
1
Заборное устройство работает следующим образом. При перемещении сетчатого конвейера 10 в определенный момент сработает датчик задания циклов контроля параметров заготовки 12, отчего триггер памяти 9.1 переключится в единичное состояние и откроет схему «И» 9.2. При появлении сигнала с датчика обнаружения заготовки 8 схема «И» 9.2 сработает, на ее выходе появится сигнал, устанавливающий второй триггер памяти 9.4 в единичное состояние, отчего сработает реле 9.5, замкнется контакт 9.7 и включится в работу электропривод 7. Одновременно включается в работу схема задержки 9.3. Заготовка 14 через всасывающий наконечник 1, заборное сопло 2, всасывающий трубопровод 3, импульсный насос 6 и транспортный трубопровод 4 переместится на вход системы контроля параметров заготовки 13. После заданного времени на выходе схемы задержки 9.3 сформируется сигнал, который установит оба триггера памяти в первоначальное состояние, отчего закроется схема 9.2 и разомкнется контакт 9.7 реле 9.5, выключая из работы электропривод 7 и насос 6. Время t работы насоса 6 определяется временем схемы задержки 9.3, которое складывается из времени, определяемое прохождением сетчатого конвейера расстояния l со скоростью V_t, и временем прохождения тестовой заготовки через насос 4, то есть
H
H
где L и V соответственно длина пути от входа до выхода заборного устройства и скорость воздушного потока по трубопроводу устройства.
ц
Следующий цикл работы заборного устройства осуществится с приходом следующего сигнала с датчика задания циклов контроля параметров заготовки 12 через время t, равное
3
0
0
t
где k - коэффициент передачи линейных размеров сетчатого транспортера (расстояние l) к размерам между щелями (l) диска датчика 12, r - радиус окружности диска, на уровне которой расположены осветитель и фотоприемник, n - количество щелей на диске, V - скорость сетчатого конвейера.
Введение устройства управления электроприводом генератора разряжения, датчика обнаружения тестовой заготовки и датчика задания циклов контроля параметров заготовки, связанных таким образом, что выходы указанных датчиков связаны с соответствующими входами устройства управления, подключенного выходом к электроприводу, обеспечивает обнаружение тестовой заготовки, включение генератора разряжения, транспортирование заготовки с места обнаружения до входа в систему контроля параметров заготовки и выключение генератора разряжения, тем самым увеличивается количество функций, что соответствует поставленной задаче «расширению функциональных возможностей» устройства. Кроме того, задавая различные значения L3, можно менять в широких пределах время цикла контроля, что важно для пищевых изделий с различными скоростями и временами выпечки.
ц
H
Выполнение устройства управления электроприводом в виде двух триггеров памяти, схемы «И», схемы задержки и усилителя с соответствующими связями обеспечивает одноразовое срабатывание генератора разряжения в цикле контроля по транспортированию одной заготовки, а так как время цикла контроля во много раз больше времени одноразового срабатывания генератора разряжения (t>>t), то во столько же раз уменьшится потребление электроэнергии по сравнению с прототипом.