ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, преимущественно к устройствам для измерения и дозирования веса твердых тел и сыпучих материалов с использованием тензоматрических датчиков и предназначено, в частности, для взвешивания и учета сахарной свеклы, поступающей на перерабатывающие заводы непрерывным потоком.
Известно весоизмерительное устройство, предназначенное для взвешивания и учета сахарной свеклы, которое содержит раму с воронкой, грузоприемный бункер, рычажную систему открытия и закрытия бункера, гиредержатель, питатель, а также счетчик взвешиваемой свеклы. Данное весоизмерительное устройство имеет значительные габариты, в мм: 2530-1800-3040 с массой вместе с гирями 2520 кг, электропитание устройства производится от сети переменного тока с частотой 50Гц и напряжением 380 вольт. Счетчик устройства - механический двухрядный, причем нижний ряд суммирует отвешиваемые порции свеклы, а верхний ряд определяет суммарный ее избыток.
Автоматизация работы дозирующего весоизмерительного устройства осуществляется с помощью многодетальной рычажной системы (см. Дозатор весовой автоматический для свеклы ДС-800. Паспорт 189 ПС. Киевское ПО «Веда», г.Киев, ул.Смоленская, 31/33. 1981 г, с.36. Приложение 1).
Главным недостатком этого весоизмерительного устройства является его громоздкость и сложность, поскольку только рычажная состема представляет собой многоузловую и многодетальную кинематическую схему.
Известны и весоизмерительные устройства с использованием тензометрических датчиков, в основе действия которых лежит принцип изменения деформации датчиков от воздействия силы, которая преобразуется в электрический сигнал, измеряемый и выводимый затем известным образом на информационный индикатор (см., например, авторское свидетельство СССР №1318797 G 01 G 3/12, «Устройство тензометрических весов», опубликованное 23.06.1987 г. Бюл. №23 и патент №2044293 G 01 G 3/14, 3/10 Российской Федерации «Электронные тензовесы», опубликованный 20.09.95 г., Бюл. №26).
Однако они предназначены в основном, в первом случае для стабильного измерения веса транспортных средств в статистическом состоянии, а во втором случае преследуется цель создания весов очень точного измерения грузов, преимущественно незначительных размеров, и поэтому использовать их в силу особенностей конструктивного исполнения для дозирования и определения веса в непрерывном потоке не представляется возможным.
Наиболее близким по технической сущности решаемой задаче и достигаемому полученному результату является весоизмерительное устройство, содержащее питатель-накопитель, грузоприемный бункер с выходными люками и задвижками, которые имеют пневматический привод, связанный с блоком управления и силоизмерительные датчики, также связанные с блоком управления. При этом питатель-накопитель размещен непосредственно на корпусе весоизмерительного устройства и снабжен двумя задвижками, а грузоприемный бункер выполнен прямоугольной формы с двумя боковыми выходами, перекрываемыми соответственно двумя задвижками, имеющими свой пневмопривод (см. «Весы бункерные, предназначенные для взвешивания свеклы в потоке. Научно-производственное предприятие «Мехатрон». Украина, 18006, г.Черкассы-6, а/я 1159. Приложение 2).
Однако и это весоизмерительное устройство не лишено недостатков. Во-первых, наличие 4х задвижек в устройстве требует их синхронного срабатывания, что усложняет пневматическую систему, а плотность его упаковки обуславливает неудобство в проведении ремонтных работ.
Во-вторых, в грузоприемном бункере прямоугольной формы, расположенном горизонтально с выгрузкой по боковым его стенкам образуются застойные зоны, а если взвешивают сахарную свеклу, то в застойных зонах происходит ее залипание к стенкам, что требует постоянного удаления остатков из бункера вручную.
Решить задачу по устранению отмеченных недостатков прототипа стало возможным путем создания новой компановки весоизмерительного устройства и принципиально иной конструкции грузоприемного бункера.
Технический результат - упрощение конструкции весоизмерительного устройства достигается за счет того, что его питатель-накопитель размещен от грузоприемного бункера автономно, причем грузоприемный бункер установлен имеющимися на его поверхности скосами к выходному люку с задвижкой вертикально, а последняя жестко закреплена на штангах, установленных с возможностью поворота на бункере. При этом штанги с задвижкой и выходной люк смещены относительно вертикальной оси симметрии грузоприемного бункера на угол равный 15-20°.
Отличительной особенностью устройства является то, что силоизмерительные датчики выполнены тензометрическими, а в качестве блока управления использован весовой терминал. Получить оптимально технический эффект позволило и то, что грузоподъемный бункер выполнен по форме цилиндрическим с двумя скосами в сторону выходного люка с задвижкой, которая выполнена дугообразной формы. Упрощению устройства служит и то, что пневмоцилиндры размещены непосредственно на самом грузоприемном бункере.
На чертежах изображены функциональная схема весоизмерительного устройства, где на фиг.1 показан его общий вид и вид сверху с системой управления работой, а на фиг.2 изображена пневматическая схема его функционирования.
Весоизмерительное устройство содержит питатель-накопитель 1 с задвижкой 2, установленный автономно от грузоприемного бункера 3, который снабжен дугообразной задвижкой 4, жестко закрепленной на штангах 5 и 6, имеющих возможность поворота с помощью подшипникового узла на оси 7, смонтированной на грузоприемном бункере 3. При этом штанги 5 и 6 и задвижка 4 смещены относительно оси симметрии грузоприемного бункера 3 на угол α=15-20°, подобранного экспериментально. Отклонение на угол больше 15-20° нецелесообразно из-за возможного их заклинивания.
Грузоприемный бункер 3 опорами 8 смонтирован на силоизмерительных датчикам 9, в частности тензометрических, которые размещены на стойках 10, неподвижно закрепленных на опорной площадке 11. Каждая из задвижек 2 и 4 соединены с пневмоцилиндрами 12, 13 и 14, закрепленными неподвижно на грузоприемном бункере 3, причем пневмоцилиндры 13 и 14 работают вместе синхронно.
2
В целом последовательность работы задвижек 2 и 4 осуществляется с помощью пневмосистемы 15, предусматривающей наличие трубопровода 16 для подачи сжатого воздуха давлением от 4 до 10 кгс/см, вентиля 17, пневмофильтра 18, редуктора давления 19, манометра 20 и электро-пневмораспределителей 21 и 22, соединенных с пневмоцилиндрами 12, 13 и 14. Имеющийся в устройстве блок управления 23 связан электрически через электромагнитные катушки 24 с электро-пневмораспределителя и 21 и 22 и тензометрическими датчиками 9. (фиг.2)
Блок управления 23 выполнен в виде терминала весового электронного ТВ-009 с программным обеспечением. Блок снабжен клавиатурой управления 31, индикатором текущего веса 32, индикатором нарастающего итога 33 и щитовым кнопочным постом 34: «пуск-стоп» при этом кнопочный пост 34 продублирован аналогичным постом 35, находящемся в зоне обслуживания устройства. В соответствии с заложенной программой и настройками терминал весовой выдает управляющие воздействия через пневматическую систему на пневмоцилиндры задвижек 2,4 загрузки и выгрузки.
Тензометрические датчики 9 имеют номинальное значение в 2000 Кгс и категорию точности по ГОСТ 28836. Допускаемая перегрузка от номинала составляет 25%.
Конструкция весоизмерительного устройства предусматривает:
- индикацию взвешиваемой массы в грузоприемном бункере;
- индикацию накопительного итога;
- непрерывное перевешивание потока взвешиваемой массы, поступающей в производство;
- статистическую тарировку устройства по контрольным грузам;
- контроль массы пустого бункера;
- работу в автоматическом режиме.
Весовое устройство работает следующим образом.
2
Для обеспечения функционирования весоизмерительного устройства первоначально открывают вентиль 17 магистрали сжатого воздуха 16, который очищается в пневмофильтре 18 и под давлением в 4-10 кгс/см, установленным редуктором 19 по манометру 20 через электропневмораспределители 21 и 22 подается на пневмоцилиндры 12, 13 и 14 в зависимости от требуемого положения задвижек 2 и 4 «открыто-закрыто» в процессе взвешивания груза.
При первоначальном поступлении взвешиваемой массы, например свеклы, картофеля или любого сыпучего материала в питатель-накопитель 1, задвижка 2 находится в закрытом положении до его наполнения. Затем с весового терминала 23 по заданной программе поступает команда через электро-пневмораспределитель 21, и сжатый воздух подается в полость 26, пневмоцилиндра 12, шток 25 которого открывает задвижку 2 на выгрузку взвешиваемой массы в грузоприемный бункер 3. В это время его задвижка 4 находится в исходном закрытом состоянии, обеспеченном за счет подачи воздуха электро-пневмораспределителем 27 в полость 29 пневмоцилиндров 13 и 14, переместив таким образом шток 28 влево. Положение дугообразной задвижки 4 с выходным люком 36 относительно оси симметрии грузоприемного бункера 3 на угол α=15-20° позволяет снизить усилие, необходимое для ее закрытия и открытия особенно в заполненном состоянии бункера 3. По мере заполнения грузоприемного бункера 3 взвешиваемым веществом происходит нагрузка на тензометрические датчики 9, деформация которых пропорциональна приложенной доле нагрузки и изменяет их сопротивление, которое регистрируется весовым терминалом 23 и отражается на его индикаторе 32 текущего веса. По достижении заполнения грузоприемного бункера 3 сигнал с тензометрических датчиков 9 также поступает (фиг.2 по стрелке А) в весовой терминал 23, который через электромагнитные катушки 24 формирует сигнал на электрические пневмораспределители 27 и 22, обеспечивающие подачу воздуха в полости 27 и 30 пневмоцилиндров 12, 13 и 14, открывая таким образом задвижку 4, одновременно с этим закрывая задвижку 2 питателя-накопителя 1.
После завершения разгрузки грузоприемного бункера 3 на индикаторе 33 весового терминала 23 появляется результат проведенного взвешивания. Сигнал от освободившихся от нагрузки тензометрических датчиков 9 поступает на весовой терминал 23, который подает команду на закрытие задвижки 4 и открытие задвижки 2 путем подачи сжатого воздуха в полость 26 пневмоцилиндра 12 и в полость 29 пневмоцилиндров 13 и 14.
И этот цикл повторяется вновь до полного завершения взвешивания заданного объема груза с выводом конечного его суммарного результата на индикатор 33.
Предложенное весоизмерительное устройство обладает простым конструктивным исполнением, удобно в обслуживании, поскольку имеет два пульта 34 и 35 его пуска и остановки, удобно в ремонте и не представляет проблемы в изготовлении.