Устройство для регулирования расхода сыпучих материалов из емкости

Устройство для регулирования расхода сыпучих материалов из емкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ 903815

{61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 16.05.80 (21) 2925789/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 10.02.82 (53)A%. К.п. ч 05 0 7/00

Гвеударстееппый комитет

СССР по делен изобретений и открыткй (И) УДК 621. .6"6.3 (088.83 (72) Авторы изобретения

В.Н. Колотилин, В.В. Дядюра и П.С. Энгель, Криворожское отделение Украинского государственного проектного института "Металлур1ащдматика",. (71) Заявитель (543 устРОЙстВО для РегулировАния Рдсходд

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЕМКОСТИ

Изобретение относится к автома тическому регулированию и может быть использовано при дозировании сыпучих материалов B металлургии, химии и промышленности строительных материалов.

Известно устройство для регулирования расхода материалов из емкости путем изменения производительности питателя, установленного пад емкостью

/ и снабженного датчиком нагрузки. Про-. изводительность питателя устанавливается регулятором в зависимости от рассогласования между заданной и текущей производительностью (1).

Известно также устройство для регулирования расхода сыпучих материалов, содержащее питатель с приводом, подключенным к выходу регулятора, первый вход которого соединен с задатчиком производительности питателя, а второй — с выходом блока умножения, первый и второй входы, которого соединены соответственно с датчиками скорости и нагрузки питателя (2 ).

Недостаток этих устройств заклю" чается в том, что в них не учитыва"ется изменение коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, вызванное колебаниями физико-химических свойств материала, площади сечения выходного отверстия емкости и уровня материала в ней, что приводит к значительному снижению качества регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регулирования расхода сыпучих материалов, содержащее пита" тель с приводом, подключенным к выходу регулятора, первый вход которого соединен с датчиком производительности питателя, второй - с выходом блока умножения, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком скорости и нагрузки питателя, а управляющий вход соединен

903815 с датчиком нагрузки, Это устройство обеспечивает высокое качество регулирования за счет подстройки коэффициента усиления регулятора при изменении коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, вызванном перечисленными причинами (3 ).

Однако известное устройство может быть применено только для ленточного 10 питателя, причем только в том случае когда параметром, регулирующим производительность питателя, является скорость (альтернатива: площадь сечения), ибо только в этом случае на- 15 грузка пропорциональна коэффициенту передачи объекта в контуре регулирования производительности. Кроме того, устройство не всегда обеспечивает заданную производительность, тем самым 20 нарушая одно из основных требований, выдвигаемых к системе дозирования, а именно обеспечение подачи требуемого количества материала. Это объясняется тем,. что заданная производитель- И ность питателя устанавливается обычно оператором технологического процесса в пределах шкалы производительности, верхний предел которой 0 „р выбирается по вычисляемому номинальному . 30 коэффициенту передачи объекта.

Отсюда следует, что не исключена возможность случая, когда оператором будет установлена такая заданная производительность О>, которая не смо.жет быть достигнута даже при макси" мальном значении параметра, регулирующего производительность питателя

R, и может значительно отличаться от текущей производительности Р „ в,щ случае, когда коэффициент передачи объекта уменьшается по отношению к номинальному, например, из-за налипания материала в .выходном отверстии емкости. 145

Если при этом принудительно восстановится номинальный коэффициент передачи объекта, например, включением устройства побуждения истечения материала из емкости, то в первона50 чальный момент производительность скачком возрастает до О „р„, что соответствует- R, и только затем плавно возвращается регулятором к заданному значению. Это происходит потому, что работа регулятора производительности не связана с работой устройства побуждения истечения материала из емкости и приводит к снижению эффективности регулирования в целом.

Цель изобретения - повышение эф-. фективности регулирования и расширение области применения устройства путем использования для вычисления коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности зависимостей, общих для основных типов питателей и поддерживания этого коэффициента на уровне не ниже заданного.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик скорости питателя и привод питателя, подключенный к выходу первого регулятора., первый вход которого соединен с задатчиком производительности питателя, второй - с датчиком производительности питателя, а третий - с блоком деления, содержит датчик уровня материала в емкости, задатчик коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, блок задержки, блок нелинейного преобразования, аппарат побуждения и второй регулятор, первый вход которого связан с выходом блока деления, второй - с выходом задатчика коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, третий— через блок нелинейного преобразования - с выходом датчика уровня материала в емкости, а выход второго регулятора подключен ко входу аппарата побуждения, причем один вход блока деления связан с выходом датчика производительности питателя, а другой через блок задержки — с выходом датчика скорости питателя °

На чертеже изображена Функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости питателя, датчик 2 производительности питателя, датчик 3 уровня материала в емкости, питатель с приводом 4, вибратор 5, блок 6 задержки, блок 7 деления, блок 8 нелинейного преобразования, регуляторы 9 и 10, задатчик 11 производительности питателя и эадатчик 12 коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности.

Для основных типов питателей, применяемых в практике дозирования, статическая характеристика в общем виде может быть выражена зависимостью.

К 8

Формула изобретения

Устройство для регулирования расхода сыпучих материалов из емкости, содержащее датчик скорости питателя и привод питателя, подключенный к выходу первого регулятора, первый вход которого соединен с задатчиком производительности питателя, второйс датчиком производительности питателя, а третий — с блоком деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения эффективности регулировэния и расширения области применения устройства, оно содержит датчик уровня материала в емкости, задатчик коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, элемент заДержки, блок нелинейного преобразования, аппарат побуждения и второй регулятор, первый вход которого свяЗан с выходом блока деления, второй - с выходом зэдатчика коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, третий - через блок нелинейного- преобразования — с выходом датчика уровня материала в емкости, а выход второго регулятора подключен ко входу аппарата побуждения, причем один вход блока деления связан с выходом датчика производительности питателя, а другой через элемент за5 9038 где 0 - производительность питателя;

Р - параметр, изменением которого регулируется производительность питателя, например скорость или эффективное се- S чение.

Таким образом, для большинства типов питателей изменение коэффициента к передаче объекта в контуре регулирования производительности может быть >0 оценено по изменению отношения к = R

Устройство работает следующим образом. 1$

Производительность питателя регулируется подачей управляющего сигнала на его привод 4 регулятором 9 в зависимости от разности между выходом задатчика 11 производительности пита- 20 теля и датчиком 2 ее текущего значения. Коэффициент передачи регулятора 9 подстраивается при изменении коэффициента передачи объекта в контуре регулирования производительности, вычисляемого блоком 7 деления, на входы которого поступают сигналы от датчика 2 производительности питателя и с выхода блока 6 задержки, вход которого связан с датчиком 1 30 скорости питателя, Введение блока задержки обеспечивает минимальность динамической погрешности при определении текущего значения коэффициента передачи объекта в контуре регулиро- $$ вания производительности для питателей, представляющих собой звено с чистым запаздыванием или апериодическое звено.

Регулятором 10, выход которого свя-Q) зан с аппаратом побуждения, например вибратором 5, поддерживается коэффициент передачи объекта (a контуре регулирования производительности), текущее значение которого поступает на вход регулятора 10 с выхода блока 7 деления, на уровне не ниже задаваемого задатчиком 12. Ввиду того, что коэффициент передачи объекта в контуре управления побуждением аппарата вибрационного (или аэрационного ) типа зависит от уровня материала.в емкости и связан с ней зависимостью

Кд=à 2g ° где а - коэффициент, зависящий от ти- $$ па и конструкции аппарата побуждения;

g - ускорение свободного падения;

15 С Н - уровень материала в емкости, в системе предусматривается подстройка коэффициента передачи регулятора 10 путем подачи на его управляющий вход сигнала от датчика 3 уровня материала в емкости, предварительно пропущенного через блок 8 нелинейного преобразования, который учитывает нелинейность зависимости коэффициента передачи объекта в контуре управления побуждением от уровня материала в емкости.

Таким образом, в предлагаемой системе обеспечивается оптимальная подстройка регуляторов в контуре регулирования производительности, ° обеспечивающем подачу требуемого количества материала, и в контуре управления побуждением, обеспечивающем равномерную выдачу материала из емкости. При этом достигается согласование работы обоих контуров, что в целом увеличивает эффективность системы регулирования.

Составитель Т. Озерова

Редактор И. Орковецкий Техред И. Рейвес Корректор А. Гриценко

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб. „ д. 4/5

Заказ 113/28

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 держки - с выходом датчика скорости питателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Основные тенденции развития весовых дозаторов непрерывного дей903815 8 ствия. M., ЦНИИТЭИ приборостроения, 1977, r.. 5

2. Там же, с. 10, 3. Авторское свидетельство СССР

Ф 666519, кл. G 05 D 7/06, 1979 (прототип).