СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОТРАВЛИВАНИЯ СЕМЯН
GRAIN TREATMENT PROCESS CONTROL SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение.
Заявленное изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может быть использовано при протравливании семян сельскохозяйственных культур перед посевом, в частности к контролю за функционированием рабочих органов современных протравливателей семян зерновых культур с элементами автоматического управления.
Уровень техники.
Известна система управления и контроля за технологическим процессом приготовления рабочей жидкости (РЖ) протравливателей семян «Система управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости протравливателя семян». Патент РФ №2599829 С2 А01С /08, 29.10.2016, Бюл. №29. Однако такая система не устраняет контакт персонала, обслуживающего машину, с протравителями (в дальнейшем препаратами), при заправке ими резервуара, а также при поиске и устранении неисправностей рабочих органов, начиная от загрузочного шнека и кончая выгрузным, кроме того, для установления и устранения причин неисправности потребуется определенное время, что ведет к снижению сменной производительности агрегата.
Известны средства контроля работы протравливателя семян ПС-10А с помощью сигнальных ламп. Так, при отсутствии РЖ в баке включается сигнал «Нет суспензии». О поступлении РЖ в камеру протравливания сигнализирует лампа «Подача суспензии». В случае короткого замыкания в схеме протравливателя срабатывает автоматический выключатель сети /Механизация защиты растений: Справочник/ И.Н. Велецкий, А.К. Лысов, Н.С. Лепехин и др. - М: Агропромиздат, 1992. - 223 с: С. 129. При протравливании семян в автоматическом режиме работой машины управляют три датчика, расположенные на бункере семян - в нижней, средней и верхней его части.
Однако этой информации недостаточно для контроля за функционированием всех рабочих органов машины, своевременного обслуживания и устранения возникших в процессе работы неисправностей.
Наиболее близким техническим решением является «Система приготовления рабочей жидкости препаратов протравливателя семян»; Патент РФ №2656402 С1 МПК А01С 1/06. Опубл. 05.06.2018; Бюл. №16, реализованная на базе протравливателя семян ПС-20К-4, оснащенного системой автоматического управления технологическим процессом.
Согласно технологической и электрической схемам протравливатель снабжен кнопками «Пуск», «Стоп», переключателями режимов работы «Автоматический», «Настроечный», а также выключателями «Самоход», «Распылитель», «Шнек выгрузной», «Шнек загрузочный», «Насос». Автоматическая система контроля за технологическим процессом протравливания семян (в дальнейшем «Система») также включает три датчика уровня семян в бункере - нижний, средний и верхний.
Кроме того, «Система» соединена с источником водоснабжения и снабжена насосами с электроприводами для автономной подачи препаратов и воды в установленный перед камерой протравливания смеситель, а также электроприводом дисковой мешалки, размещенной в баке с препаратами.
Недостаток автоматической системы управления процессом протравливания семян заключается в следующем.
Имеющаяся на серийном протравливателе семян световая сигнализация фиксирует лишь режимы функционирования его рабочих органов и узлов. При этом во время работы машины «горят» лампочки, вмонтированные в выключатели и переключатели режимов, а в случае сбоя в работе происходит ее остановка и «горит» только лампочка «Сеть». Для восстановления работы машины необходимо определить и устранить причину остановки и нажать кнопку «Пуск». При этом значительное количество времени затрачивается на определение причины и места возникшей неисправности, особенно, если неисправность связана с электрической частью машины, в частности, с приборами, обеспечивающими автоматический режим работы. Для этого необходимо вызывать специалиста - электрика, который с помощью приборов сможет установить и устранить причину неисправности.
Цель и задачи изобретения - повышение сменной производительности и надежности агрегата, а также расширение функциональных возможностей за счет постоянного контроля за работой основных его рабочих органов, обеспечивающего своевременное устранение возникающих неисправностей.
Для более полной информации о работе отдельных частей машины следует дополнить ее контрольными сигнальными лампами, позволяющими оперативно определить неисправный рабочий орган или узел. В процессе работы эти лампы будут «погашены», а в случае поломки и срабатывании автоматики будет включаться лампа, контролирующая вышедший из строя рабочий орган или узел. В этом случае обслуживающему машину персоналу время на поиск и самостоятельное устранение возникшей неисправности существенно сократится при соответствующем повышении сменной производительности машины.
Раскрытие изобретения
Заявленным изобретением решаются следующие вопросы:
- повышение коэффициента использования сменного времени и соответственно сменной производительности машины за счет сокращения его затрат на поиск и выявление причин возникающих неисправностей в процессе ее эксплуатации и своевременного их устранения обслуживающим персоналом, особенно в тех случаях, когда неисправность связана с нарушением функционирования рабочих органов в электрической схеме и в отказе в системе автоматики;
- рациональное и целенаправленное использование сменного времени инженерно-технической службой в хозяйстве, поскольку оснащение машины приборами автоматики и сигнализации, контролирующими ее работу, позволит обслуживающему машину персоналу самостоятельно выявлять и устранять причину неисправности;
- улучшение санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала.
п
в
п
Поставленная задача решается тем, что «Система», содержащая переключатели режимов работы «Автоматический» «Настроечный», выключатели основных рабочих органов и датчики нижнего, среднего и верхнего уровней семян в бункере, а также бак для препаратов с размещенной в нем дисковой с рефлениями мешалкой с приводом от электродвигателя, установленного под днищем бака, основание полости которого посредством всасывающей и нагнетательной магистралей препаратов и установленных в них кранов-дозаторов и гидронасоса соединено с вертикальным патрубком ВП верхней полости смесителя препаратов с водой (в дальнейшем «Смеситель»), а горизонтальный его патрубок ГП, в свою очередь, посредством всасывающей и нагнетательной водяных магистралей с размещенными в них гидронасоса и кранов - с нижней полостью водяного бака. Нагнетательные для препаратов и водяная магистрали снабжены каждая датчиками потока препаратов Д и потока воды Д, установленными перед впускными патрубками смесителя препаратов с водой, а параллельно посредством электропроводки с установленным в ней блоком включения с сигнальными лампами «Препараты» и «Вода», соединены с блоком питания БП напряжением 12 V электропривода гидронасоса препаратов, снабженного сигнальной лампой «Л».
в
м
В свою очередь блок питания БП электропривода диафрагменного насоса посредством электропроводки и параллельно размещенных в ней кнопок включения насосов воды и препаратов посредством переключателя режимов функционирования «Системы» - «Настройка» и «Работа» параллельно соединены с общей электропроводкой электросети и подключенным к ней также параллельно посредством теплового биметаллического реле - электропривода гидравлического водяного насоса с подсоединенной к нему сигнальной лампой «Л», а посредством контакта магнитного пускателя КМ4 и кнопки с замыкающим контактом - с электроприводом дисковой мешалки, снабженным сигнальной лампой «Л».
Кроме того, электрическая схема «Системы» дополнена электропроводкой электросети напряжением 220 V, подключенной через нормально разомкнутые контакты тепловых реле РТ1 и РТ2 - загрузочного и выгрузного шнеков (не показаны) с соответствующими сигнальными лампами.
Все вышеперечисленные сигнальные лампы и выключатели рабочих органов размещают на передней панели пульта управления.
Краткое описание чертежей.
Перечень позиций на чертежах
1 - электродвигатель для электропривода дисковой мешалки,
2 - дисковая мешалка препаратов,
3 - бак для препаратов (смесей препаратов),
4, 5 - всасывающая и нагнетательная магистрали препаратов,
6 - диафрагменный гидронасос с электроприводом,
7 - смеситель препаратов с водой с образованием РЖ,
8 - выпускной патрубок подачи РЖ в камеру протравливания семян,
9 - камера протравливания семян,
10 - дисковый распылитель РЖ,
11, 12 - всасывающая и нагнетательная водяные магистрали,
13 - гидравлический насос регулируемый с приводом от электродвигателя для забора воды из бака и ее подачи в смеситель-приготовитель РЖ,
14 - бак для воды,
15 - электропроводка соединения датчиков водяного и препаратов с блоком питания БП,
16 - блок включения сигнальных ламп «Вода» и «Препараты»,
17 - кнопка включения электропривода гидронасоса препаратов с замыкающим контактом,
18 - переключатель режимов функционирования «Системы» - «Настройка» и «Работа»,
19 - тепловое биметаллическое реле,
20 - контакт магнитного пускателя КМ4,
21 - кнопка с замыкающим и размыкающим при повторном нажатии контактами,
22 - контакты переключателя
23 - реле тепловое контактное РТК1-1,
БП - блок питания напряжением 12 V,
ГО, ВО - главная и вспомогательная обмотки возбуждения,
ВП, ГП - вертикальный и горизонтальный патрубки смесителя,
м
в
п
Л, Л, Л - сигнальные лампы кнопок управления функционированием электроприводов мешалки и насосов подачи воды и препаратов в смеситель,
в
п
Д, Д - датчики потоков подачи воды и препаратов в смеситель,
V1 (VS1), V2 (VS2) - тиристоры,
R1, R2 - резисторы,
в
п
С, С - сигнальные лампы блока включения подачи воды и препаратов в смеситель,
шз
шв
Л, Л - сигнальные лампы шнеков загрузочного и выгрузного,
Э - управляющие электроды.
1
3
К, К - краны проходные для препаратов и воды,
2
4
К, К - краны четырехходовые для препаратов и воды.
Заявленное изобретение иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг. 1 показана гидравлическая схема «Системы» с исполнительными рабочими органами;
на фиг. 2 - электрическая схема «Системы»;
на фиг. 3 - передняя панель пульта управления с размещенными на ней сигнальными лампами и переключателями.
Осуществление изобретения
1
2
п
3
4
Система контроля технологического процесса протравливания семян (фиг. 1) содержит электродвигатель 1 с питанием от сети переменного тока напряжением 220 V с установленной на его валу дисковой мешалкой 2, размещенной на наклонном днище бака для препаратов 3. Основание бака 3 посредством установленных во всасывающей и нагнетательной магистралях 4 и 5, крана К, диафрагменного гидронасоса 6 с приводом от электродвигателя с блоком питания БП напряжением 12 V, четырехходового крана К, датчика потока подачи препаратов Д и вертикального патрубка ВП соединено с верхней полостью смесителя препаратов с водой 7, выпускной патрубок 8 которого соединен с камерой протравливания семян 9 над установленным в ней дисковым распылителем РЖ 10 с электроприводом (последний не показан). Верхняя полость смесителя 7 посредством горизонтального патрубка ГП, всасывающей 11, нагнетательной 12 магистралей и размещенными в них крана проходного К, гидравлического насоса 13, крана четырехходового К и датчика потока подачи воды Дв соединена с внутренней полостью источника водоснабжения - бака 14.
в
п
в
п
Датчики Д и Д с одной стороны, посредством электропроводки 15 и размещенными в ней блока включения 16 сигнальных ламп «Вода» и «Препараты» параллельно соединены с блоком питания БП диафрагменного насоса с приводом от электродвигателя 6 напряжением 12 V (фиг. 1, 2). С другой стороны, блок включения сигнальных ламп «Вода» и «Препараты» 16, состоящий из тиристоров КУ201Е (V1, V2), управляющие электроды которых через резисторы R1 и R2 посредством датчиков контроля подачи воды и препаратов Д и Д соединены соответственно с магистралями 12 и 5 подачи воды и препаратов в смеситель 7.
2
4
П
В
п
в
Краны К и К снабжены мерными стаканами МС, МС и соединены посредством обратных магистралей ОМ и ОМ с баками для препаратов 3 и воды 14.
В свою очередь блок питания БП посредством электропроводки и параллельно установленными в ней кнопки включения 17 электропривода диафрагменного гидронасоса 6 для контрольного замера установленной нормы расхода препаратов (л/т семян) перед началом работы агрегата и переключателя режимов 18 функционирования «Системы» в режимах «Настройка» Н и «Работа» Р (фиг. 2) соединен с электросетью напряжением 220 V.
Аналогичным образом к электросети параллельно подключены электроприводы гидравлического насоса 13 и дисковой мешалки препаратов 2 бака 3 посредством теплового биметаллического реле 19, контакта магнитного пускателя КМ4 20 и кнопки с замыкающим и размыкающим контактом 21, функционирующие после перевода переключателя 18 в положение «Работа» (фиг. 1, фиг. 2).
в
п
м
Электрическая схема электродвигателя 1 снабжена вспомогательной ВО и главной ГО обмотками возбуждения с контактами  22 перемешивания содержащихся в баке 3 препаратов в режимах - интенсивный (положение 1-3) и нормальный (положение 2-4). Электросхема также снабжена тепловым контактным реле 23 (РТК 1-1) и сигнальными лампами, подключенными к электродвигателям привода основных рабочих органов - насосов водяного - Л, препаратов - Л и мешалки - Л, которые позволяют осуществлять постоянный визуальный контроль за их функционированием.
На фиг. 3 представлена панель пульта управления с размещенными на ней соответствующими кнопками-переключателями режимов работы, выключателями работы рабочих органов с вмонтированными в них сигнальными лампами, показывающими функционирование «Системы», включая загрузочный и выгрузной шнеки агрегата, сигнальные лампы которых посредством нормально разомкнутых контактов тепловых реле РТ1, РТ2 соответственно соединены с электропроводкой электросети напряжением 220 V с соответствующими клеммами (не показаны).
Функционирует «Система» следующим образом.
п
в
п
в
п
в
п
в
шз
шв
Согласно ее гидравлической схеме (фиг. 1) при включенных диафрагменного 6 и центробежного гидравлического 13 насосов соответственно препараты и вода по всасывающей и нагнетательной магистралям 4, 5 и 11, 12 поступают в смеситель препаратов с водой 7, и через патрубок 8 на дисковый распылитель РЖ 10 камеры протравливания 9. Размещенные в соответствующих магистралях - препаратов 5 и воды 12 датчики Д и Д параллельно соединенные электропроводкой 15 с блоком питания БП посредством размещенных в ней и блоке включения - сигнальных ламп С («Препараты») и С («Вода») информируют о функционировании «Системы». В рабочем режиме лампы будут включены. В случае возникновения неисправности в каком-либо рабочем органе, на пульте управления (фиг. 3) «гаснет» соответствующая лампа - С, С или Л, Л. Аналогичным образом при возникновении неисправности в электросхеме питания рабочих органов, например, шнеков загрузочного и выгрузного включится соответствующая им лампа - Л, Л.
Таким образом, непосредственно обслуживающему машину персоналу будет проще выявлять и устранять возникающие в процессе работы неисправности, повышая эксплуатационный коэффициент использования сменного времени с 0,7 до 0,85 и, соответственно, ее сменную производительность.