ДОЗИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к химической промышленности, в частности, к устройствам для дозирования, смешивания и переработки двухкомпонентных полиуретановых систем и производства изделий из полиуретана.
Известна смесительно-дозирующая установка для получения пенопласта, содержащая емкости для компонентов, соединенные со смесительной головкой с запорно-регулирующим плунжером, линиями рециркуляции и нагнетания с дозирующим устройством, которое выполнено в виде связанных между собой штоками дозирующего с впускным и выпускным клапанами и силового цилиндров с регулятором соотношения компонентов в виде перфорированной гребенки [1].
Недостатками известного устройства является то, что регулирование дозировки компонентов с помощью перфорированной гребенки требует изготовления дополнительной оснастки для каждого вида смеси. Смена перфорированной гребенки трудоемка и требует остановки работы устройства. Настройка устройства производится вручную, что не обеспечивает необходимую точность дозировки.
Автоматизировать работу дозирующих устройств удалось с помощью установки заливочной смесительно-дозирующей, содержащей емкости для компонентов, смесительную головку, линии рециркуляции и нагнетания, насосы, манометры. При этом в каждую линию нагнетания введены химические шестеренные дозирующие насосы с электрическим приводом, снабженным датчиком частоты вращения, управляемым микропроцессорной системой посредством частотного преобразователя [2].
Последнее техническое решение является наиболее близким по технической сущности и поэтому принято в качестве прототипа.
Недостатком известного устройства является чувствительность оптических датчиков к вибрации, что вызывает сбой в показаниях и поломку оборудования. Попадание компонентов смеси или загрязнений на датчики также приводит к сбою. Дополнительные элементы оптической системы усложняют конструкцию устройства и требуют повышенных требований к точности их изготовления, что повышает стоимость всего устройства.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы устройства и снижение стоимости оборудования.
Поставленная техническая задача достигается тем, что известна установка дозирующая, содержащая систему управления и контроля, баки для компонентов, насосы, смесительное устройство, пневмо- и гидросистему. При этом контроль производительности насосов и соотношения дозируемых компонентов осуществляется за счет применения частотных преобразователей с функцией векторного управления или сервоприводов.
Новым в предлагаемом устройстве является то, что контроль производительности насосов и соотношения дозируемых компонентов осуществляется за счет применения частотных преобразователей с функцией векторного управления или сервоприводов.
Частотные преобразователи изменяют фазовую частоту вращения электродвигателей насосов с одновременным контролем силы тока, что позволяет поддерживать заданную частоту вращения насоса напрямую, без дополнительных измерений и использования датчиков. Упрощается и удешевляется конструкция. Повышается надежность работы.
Конструкция сервопривода исключает попадание компонентов в оптическую часть датчика частоты вращения. Уменьшает количество сборочных узлов, массогабаритные характеристики узла, упрощает техническое обслуживание, что в итоге повышает надежность работы устройства.
Возможен вариант устройства, в котором смесительное устройство управляется манипулятором координатного перемещения. Описанное позволяет автоматизировать производство готовой продукции, а также наносить поверхностный слой готовой смеси (например, полиуретана) необходимой толщины и конфигурации.
Так же возможен вариант устройства, в котором контроль давлений гидросистемы осуществляется тензопреобразователями давления. Это позволяет производить электронную обработку и контроль показаний тензопреобразователей, что упрощает конструкцию и управление установки, увеличивает ее надежность и безопасность (возможность автоматического аварийного отключения).
Приведенное повышает надежность работы всего устройства, снижает стоимость изготовления, упрощает управление.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид установки дозирующей. На фиг.2 - установка дозирующая, вид сверху. На фиг.3 - блок-схема частотных преобразователей с функцией векторного управления. На фиг.4 - общий вид установки дозирующей с манипулятором координатного перемещения. На фиг.5 - вид сверху установки дозирующей с манипулятором координатного перемещения. На фиг.6 - схема установки дозирующей.
Установка дозирующая (фиг.1, 2) содержит систему управления и контроля 1, баки для компонентов 2 и 3, насосы 4 и 5, смесительное устройство 6, пневмо- и гидросистему 7 и 8, бак для растворителя 9, поворотную стрелу 10.
В баках 2 и 3 идет подготовка компонентов (например, полиолов и изоционатов). Баки оснащены системой электроподогрева и внешней термоизоляции.
Бак 2 оснащен мешалкой для перемешивания компонентов и регулятором подачи воздуха. Мешалка приводится в движение через привод 12 от электродвигателя 13.
Насосы 4 и 5 дозируют и подают компоненты в смесительное устройство 6. В плитах крепления 11 насосов 4 и 5 установлены тензопреобразователи давления.
Система управления и контроля 1 задает режимы работы частотных преобразователей насосов, смесительного устройства 6, пневмо- и гидросистему 7 и 8.
Смесительное устройство 6 производит механическое перемешивание компонентов и дозированную подачу готовой смеси.
Манипулятор координатного перемещения (фиг.4, 5) состоит из рамы 14, пульта управления манипулятором 15, линейной оси Х 16, линейной оси У 17 и смесительного устройства 6. Манипулятор подает через смесительное устройство 6 готовую смесь согласно программы на пульте управления манипулятором 15.
Схема работы частотных преобразователей (фиг.3).
В память частотного преобразователя ЧП предварительно вносятся характеристики электродвигателя ЭД, привода насоса Н. Сигнал заданной частоты ЗЧ вращения подается системой управления и контроля 1 на частотный преобразователь ЧП. При работе частотный преобразователь ЧП подает на электродвигатель ЭД управляющую частоту УЧ, приводящую во вращение электродвигатель ЭД. Частота вращения электродвигателя ЭД зависит от нагрузки на насосе Н, что приводит к изменению силы тока Т, проходящего через электродвигатель ЭД. Для поддержания частоты вращения электродвигателя ЭД равной заданной частоты ЗЧ, производится постоянное измерение тока Т электродвигателя ЭД и корректировка управляющей частоты УЧ исходя из рассчитанной на основе исходных параметров математической модели электродвигателя ЭД.
Установка смесительно-дозирующая работает следующим образом.
Компоненты заправляются в баки Б1 и Б2 (фиг.6). Подогрев баков с компонентами регулируется автоматически.
Краны Р1 и Р2 открываются. Компоненты в баках поддавливаются сжатым воздухом из блока подачи воздуха БПВ и заполняют насосы H1 и Н2. В баке Б1, при необходимости происходит перемешивание и насыщение компонента.
При включении насосов H1 и Н2 открываются впускные клапаны смесительного устройства СУ и компоненты поступают в камеру смешения, где механически перемешиваются. Полученная смесь подается по координатам, задаваемым на пульте управления манипулятором. Объем подаваемой смеси задается временем открытия впускных клапанов смесительного устройства СУ.
Для промывки камеры смешения растворителем из бака Б3 открывают регулятор давления воздуха Р3. Растворитель вытесняется из бака Б3 через клапан промывки ЭК1. Остатки растворителя выдуваются из смесительного устройства СУ сжатым воздухом через клапан ЭК.
Таким образом, повышена надежность работы всего устройства, снижена стоимость, упрощено управление.
Полезная модель может быть выполнена на известном промышленном оборудовании.
Источники информации, принятые во внимание:
1. патент RU №1261, МКИ В29С 67/20. приоритет 1993.03.26 г., опубл. 1995.22.16.
2. патент RU №27009, МКИ В29С 67/20. приоритет 2001.12.12 г., опубл. 2003-01-10. - прототип.