ЛЕНТОЧНЫЙ ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР
BELT-CONVEYOR WEIGHER

Изобретение относится к технике дозирования и может использоваться в народном хозяйстве, преимущественно в металлургической и горнодобывающей промышленности, а также в промышленности, в основном, для дозирования сыпучих материалов с плохой текучестью из больших бункеров.
Известен двухагрегатный дозатор, состоящий из электромагнитного вибропитателя и ленточного весового конвейера в составе ленточного транспортера с приводом, установленного на раме с тензодатчиком, системы управления (см. Двухагрегатные схемы дозаторов непрерывного действия и их преимущества. Журнал «Огнеупоры и техническая керамика», №10, 2003 г.).
Известный дозатор благодаря электромагнитному вибропитателю способен работать со сложными сыпучими материалами (типа марганцевая руда), но он обладает недостаточной точностью дозирования, так как сыпучий материал сходит с лотка вибропитателя неравномерно и соответственно неравномерно распределяется по ленте транспортера, увеличивая погрешность измерения весового конвейера.
Известен также принятый за прототип дозатор весовой ленточный ДВЛ, состоящий из шлюзового питателя, расходного бункера с датчиками уровней, ленточного конвейера с весовым устройством, датчика скорости, датчика оборотов, двигателя привода с частотным преобразователем и системы управления (см. Проспект фирмы ЗАО СИБТЕНЗОПРИБОР, октябрь 2000 г.).
Прототип обладает более высокой точностью дозирования, но его шлюзовой питатель неспособен работать со сложными сыпучими материалами (типа марганцевая руда), не прошедшими предварительной обработки, высушивания и измельчения.
Кроме того, контроль степени заполнения расходного бункера по уровню сыпучего материала в нем не является достаточно точным при дозировании крупнокусковых материалов, а также из-за того, что верхняя граница материала в расходном бункере может иметь негоризонтальную и (или) неплоскую границу, образуя горку или впадину.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и точности процесса дозирования благодаря созданию нового типа питателя, работа которого основана на использовании объективного критерия - вариации массы материала в питателе.
Технический результат достигается за счет того, что степень наполнения ленточного загрузочного питателя поддерживается системой управления массой материала в питателе, что стабилизирует процесс дозирования.
Сущность технического решения заключается в том, что в ленточном весовом дозаторе, содержащем бункер с питателем, ленточный загрузочный питатель, транспортер с приводом, датчиком скорости и тензометрическим весовым мостом, выходы которых связаны с программируемым весовым интегратором, загрузочный питатель установлен на весовое устройство, находящееся под лентой транспортера, а выход преобразователя весового устройства скоммутирован с входом питателя бункера. Кроме того, грузоприемная часть весового устройства выполнена в виде проходных роликов дозатора, установленных в объединительную скобу, опирающуюся на тензодатчики, а корпус загрузочного питателя связан с объединительной скобой стяжками-стойками.
На фиг.1 изображена блочно-кинематическая схема предлагаемого ленточного весового дозатора, фиг.2-5 показывают детали устройства.
Ленточный весовой дозатор содержит, например, бункер 1 с питателем 2, подающим материал в ленточный загрузочный питатель 3, установленный на ленту 4 транспортера с ведомым, ведущим и проходными роликами 5, 6, 7.
В дозатор встроены датчик скорости 8 и тензометрический весовой мост 9, выходы которых поданы на входы программируемого весового интегратора 10, равно как выходы задатчика 11. Интегратор 10 управляет частотой вращения двигателя ведущего ролика 6 через ПИД-регулятор 12 и частотный преобразователь 13.
Ленточный загрузочный питатель 3 оборудован весовым устройством, состоящим, например, из нескольких проходных роликов 7, установленных в объединительную скобу 14 и опирающихся на тензодатчики 15.
Сами тензодатчики 15 опираются на бруски 16, основание 17, а их выходы 15-1, 15-2, 15-3 и 15-4 скоммутированы с входами преобразователя 18, выход которого связан с входом питателя 2 бункера 1.
На фиг.2 более подробно изображено весовое устройство дозатора (вид сбоку), а на фиг.3 - то же, в плане. Весовое устройство состоит из роликов 7, установленных в подшипниках 19 в объединительную скобу 14, имеющую выступы 20 для силоприемных отверстий тензодатчиков 15, крепящихся болтами 21 к брускам 16, связанным с основанием 17. Надписи у стрелок обозначают направление движения ленты: пх - прямой ход, ох - обратный ход. Пунктирная линия на фиг.3, 5 означает контур дна ленточного загрузочного питателя 3 относительно роликов 7.
Для того чтобы при прохождении сыпучего материала через выход загрузочного питателя 3 из-за его затирания между лентой 4 и питателем 3 не возникала дополнительная сила, действующая на тензодатчики 15, объединительная скоба 14 должна быть короче питателя 3, а под выходом из питателя 3 должен находиться проходной ролик 7а, не связанный с объединительной скобой 14 и не измеряющий вес.
Фиг.4, 5 отличаются от фиг.2, 3 наличием стяжек-стоек 22, связывающих ленточный загрузочный питатель 3 со скобой 14 и передающих его вес. Заметим, что весовое устройство по фиг.2 измеряет вес содержимого загрузочного питателя 3 за вычетом сил трения материала о стенки, а весовое устройство по фиг.4 - вес «брутто» загрузочного питателя 3, состоящий из веса самого питателя и веса материала в нем.
При использовании стяжек-стоек 22 исчезает необходимость использования более короткой, чем питатель, объединительной скобы 14 и введения не измеряющего вес проходного ролика 7а под выход загрузочного питателя 3.
Ленточный весовой дозатор работает следующим образом.
Перед началом работы задатчиком 11 устанавливают требуемые показатели: производительность и (или) суммарный расход. Сам процесс измерения массы (или веса) весовым устройством под лентой сходен с любым процессом взвешивания в динамике, например конвейерным. Однако поскольку в процессе дозирования масса материала в ленточном загрузочном питателе 3 с одной стороны уменьшается, а с другой вследствие поступления из бункера 1 увеличивается, измеренное тензодатчиками 15 значение является некоторой объективной величиной, регулируя которую можно добиться оптимального протекания процесса, стабилизировать его.
В процессе дозирования тензометрический весовой мост 9 постоянно измеряет нагрузку на ленте 4, а датчик 8 - скорость ленты 4. Интегратор 10 перемножает эти показания, определяя производительность дозатора и массу сдозированного материала. При недостаточной или чрезмерной производительности частота вращения двигателя ведущего ролика 6 через ПИД-регулятор 12 и частотный преобразователь 13 регулируется, приводя производительность к заданной.
При работе больших (десятки и сотни кубометров) бункеров 1 возникают проблемы с истечением из них материала, влажного или слежавшегося, разнофракционного. В этом случае питатель 2 может не обеспечивать равномерного поступления сыпучего материала. Применение небольшого по объему ленточного загрузочного питателя 3 сглаживает неравномерность или перерывы в поступлении материала на ленту 4. Весовое устройство измеряет массу материала в загрузочном питателе 3, и при снижении массы ниже заданной преобразователь 18 увеличивает амплитуду колебаний питателя 2.
Стабилизация массы материала в загрузочном питателе 3, а соответственно и его весовой нагрузки на ленту 4 и нагрузки на двигатель ведущего ролика 6, положительно сказывается на точности дозирования.
Большим плюсом предлагаемого дозатора является то, что легко решается актуальная проблема поверки и калибровки, которая для весовых дозаторов непрерывного действия всегда представляет трудности для эксплуатационников.
Поверки и калибровки дозатора могут проводиться путем отключения питателя 2 бункера 1, остановки двигателя подающего ролика 6, взвешивания в статике массы материала в загрузочном питателе 3, включением дозатора, отдачей материала на ленту 4 и сравнением показаний интегратора 10 с данными преобразователя 18.