Заборное устройство для движущихся тестовых заготовок
TAKE-UP DEVICE FOR MOVING TEST PIECES

Изобретение 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.
Известно 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 (патент RU №115340 на полезную модель, МПК B65G 69/18, опубл. 27.04.2012 г.). Устройство 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 работает непрерывно, тем самым осуществляя избыточное потребление электроэнергии.
Известно также заборное устройство для тестовых заготовок в системе контроля параметров изделий пищевого назначения, в котором устранены указанные недостатки. Оно содержит датчик обнаружения тестовой заготовки, датчик задания циклов контроля параметров заготовки, устройство управления электроприводом генератора разрежения и последовательно связанные всасывающее устройство, состоящее из жестко связанных между собой заборного сопла с наконечником и всасывающего трубопровода, генератор разрежения, состоящий из импульсного насоса и связанного с ним электропривода, и транспортный трубопровод, выход которого является входом системы контроля параметров тестовых заготовок, при этом тестовые заготовки перемещаются под наконечником всасывающего устройства, причем датчик обнаружения тестовой заготовки расположен перед соплом по ходу движения тестовых заготовок, при этом выходы датчика обнаружения заготовки и датчика задания циклов контроля параметров заготовки связаны со входами устройства управления, а выходы устройства управления связаны с электроприводом генератора разрежения (патент RU №165228 на полезную модель, МПК А21В 3/18 Опубл. 10.10.2016.). Это устройство принято за прототип.
Устройство имеет следующие недостатки:
1. Так как температура в печи распределяется неравномерно, особенно вдоль ширины сетчатого конвейера с движущимися тестовыми заготовками, то взятие одной заготовки в цикле измерения не дает оптимального значения такого параметра, как масса, а значит, и влажность заготовки. Установка нескольких устройств приводит к громоздкости системы взятия заготовок, так как увеличивается число импульсных насосов, электроприводов и схем управления ими, а, соответственно, увеличивается и потребление электроэнергии.
2. В процессе производства для определения параметров тестовой заготовки, расположенной в любой другой точке по ширине сетчатого конвейера, для ее извлечения из печи необходимо перемещать заборное устройство в соответствующую точку, что невозможно осуществить известным устройством, так как оно не обладает такими функциями.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении извлечения тестовой заготовки из любой наперед заданной точки по ширине сетчатого конвейера или одновременного взятия нескольких тестовых заготовок, расположенных по ширине движущегося конвейера, то есть при неизменности количества элементов пневмосистемы, электросистемы и схемы управления ими с неизменностью потребляемой электроэнергии при отборе и передаче заготовок с места загрузки на место выгрузки.
Техническое решение заключается в том, что заборное устройство для тестовых заготовок в системе контроля параметров изделий пищевого назначения содержит датчик обнаружения тестовой заготовки, датчик задания циклов контроля параметров заготовки, первое, второе и третье всасывающие устройства, состоящие из жестко связанных между собой заборного сопла с наконечником и всасывающего трубопровода, генератор разрежения, состоящий из импульсного насоса и связанного с ним электропривода с устройством управления, и транспортный трубопровод, выход которого является входом системы контроля параметров тестовых заготовок, при этом тестовые заготовки перемещаются под наконечниками всасывающих устройств, причем датчик обнаружения тестовой заготовки расположен перед соплом первого всасывающего устройства по ходу движения тестовых заготовок, а второе и третье всасывающие устройства расположены по обе стороны от первого всасывающего устройства по направлению линии ширины сетчатого конвейера движения тестовых заготовок и связаны своими всасывающими трубопроводами через промежуточный трубопровод со входом генератора разрежения, при этом всасывающие трубопроводы каждого всасывающего устройства выполнены подвижными в направлении осевой линии промежуточного трубопровода и в каждом всасывающем трубопроводе соответствующего всасывающего устройства установлены задвижки, при этом выходы датчика обнаружения заготовки и датчика задания циклов контроля параметров заготовки связаны со входами устройства управления, а выходы устройства управления связаны с электроприводом генератора разрежения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена структурная схема заборного устройства с системой перемещения тестовых заготовок, на фиг.2 вид сверху. Устройство (фиг. 1) содержит всасывающий наконечник 1, заборное сопло 2, всасывающий трубопровод 3, транспортный трубопровод 4, генератор разрежения 5, импульсный насос 6, электропривод 7, датчик обнаружения тестовой заготовки 8, устройство управления электроприводом генератора разрежения 9, сетчатый конвейер 10, транспортный механизм сетчатого конвейера 11, датчик задания циклов контроля параметров заготовки 12, место выгрузки (вход системы контроля параметров заготовки) 13, тестовые заготовки 14, , расстояние от датчика 8 обнаружения заготовки 14 до центра всасывающего наконечника 1, , расстояние между рядами заготовок,  расстояние от датчика 8 обнаружения заготовки 14 до начало загрузки заготовок на конвейерную ленту. Устройство (фиг. 2) содержит: первое всасывающее устройство 15, второе всасывающее устройство 16, третье всасывающее устройство 17, промежуточный трубопровод 18, заглушка 19, задвижки 20 в всасывающих трубопроводах 3 каждого всасывающего устройства 15, 16, 17.
Всасывающий наконечник 1 через заборное сопло 2 и всасывающий трубопровод 3 каждого всасывающего устройства 15, 16, 17 связан через соответствующий элемент промежуточного трубопровода 18 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 8 обнаружения тестовой заготовки 14 расположен перед соплом 2 всасывающего устройства 15 по ходу движения тестовых заготовок 14, а датчик 12 задания циклов контроля параметров заготовки 14 расположен на валу транспортного механизма 11, причем выходы датчика 8 обнаружения и датчиков 12 задания циклов контроля параметров заготовки 14 связаны со входами устройства 9 управления, а выходы а, в устройства 9 управления связаны с электроприводом 7 генератора 5 разрежения.
Заборное устройство работает следующим образом.
Перед началом работы необходимо установить всасывающие устройства 15, 16, 17 над соответствующем местом нахождения будущих тестовых заготовок 14 по ширине конвейера 10 путем осевого перемещения всасывающих трубопроводов 3 в элементах промежуточного трубопровода 18, а также установить в открытое положение одну, две или все три задвижки 20 во всасывающих трубопроводах 3 соответствующих всасывающих устройств. При перемещении сетчатого конвейера 10 в определенный момент сработает датчик 12 задания циклов контроля параметров заготовки 14, отчего устройство 9 управления начнет принимать сигналы с датчика 8 обнаружения тестовых заготовок 14, который находится в этот момент между рядами заготовок 14. При попадании заготовки 14 в зону действия датчика 8 обнаружения на его выходе формируется сигнал, который принимает устройство 9 управления, которое включает в работу электропривод 7 генератора 5 разрежения.
Заготовка 14 через всасывающий наконечник 1, заборное сопло 2, всасывающий трубопровод 3, промежуточный трубопровод 18, импульсный насос 6 и транспортный трубопровод 4 переместится на вход системы 13 контроля параметров заготовки 14. По истечении заданного времени устройство 9 управления выключит из работы электропривод 7 и насос 6. Время tн работы насоса 6 определяется временем задержки, которое складывается из времени, определяемого прохождением сетчатого конвейера 10 расстояния  со скоростью Vm, и временем прохождения тестовой заготовки 14 через насос 6, то есть
где  соответственно длина пути от входа до выхода заборного устройства, и Vн скорость воздушного потока по трубопроводу 3, Vm скорость прохождения сетчатого конвейера. В данном случае  определяется расстоянием от входа самого дальнего всасывающего устройства 17 до места выгрузки 13. Различные пути заготовок от входов всасывающих устройств 15, 16, 17 в до выхода заборного устройства обеспечивают невозможность их столкновений при одновременной работе.
Следующий цикл работы заборного устройства осуществится с приходом следующего сигнала с датчика 12 задания циклов контроля параметров заготовки 14 через время tц, равное
Введение промежуточного трубопровода 18 и двух всасывающих устройства 16, 17, расположенных по обе стороны от первого всасывающего устройства 15 по направлению линии ширины конвейера 10 движения тестовых заготовок 14 и связанных своими всасывающими трубопроводами 3 через промежуточный трубопровод 18 со входом генератора 5 разрежения позволяет одновременно забирать тестовые заготовки 14 из трех точек по ширине движущегося конвейера 10 и получать усредненное значение веса заготовки 14, а значит и ее влажности, повышая точность измерений в системе 13 контроля параметров заготовки. Кроме того, закрывая по очереди задвижки 20, представляется возможность измерять вес заготовки 14 в различных точках по ширине конвейера 10, то есть изучать распределение влажности заготовок 14, находящихся в разных точках печи, при этом не увеличивая потребление электроэнергии.
Так как заготовки различных изделий располагаются по ширине конвейера на разных расстояниях между собой, то в предлагаемом заборном устройстве, за счет осевого перемещения всасывающих трубопроводов каждого всасывающего устройства, имеется возможность предварительной настройки расположения всасывающих устройств на соответствующий ряд тестовых заготовок по направлению движения конвейера, что также указывает на дополнительные полезные функции, что соответствует поставленной задаче по расширению функциональных возможностей устройства.