Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do automatycznego pomiaru i dozowania wody w masach formierskich stosowane w przemysle odlewniczym w stacjach przeróbki mas formierskich wszelkich typców.Znane jest urzadzenie oparte o zasade pomiaru wilgotnosci masy formierskiej na drodze dielektrycznej, w którym czujnik pojemnosciowy zamontowany jest na scianie dozownika masy obiegowej znajdujacego sie nad mieszarka. Czujnik ten polaczony jest z urzadzeniem, które porównuje wartosc rzeczywista wilgotnosci masy z wartoscia zadana i brakujaca ilosc wody oblicza i dozuje automatycznie. Urzadzenie to mierzy wilgotnosc masy w zasobnikach przed zadozowaniem jej do mieszarki i przed jej wymieszaniem z innymi skladnikami.Znane jest równiez urzadzenie, w którym czujnik pojemnosciowy wmontowany jest bezposrednio w dnie mieszarki. Czujnik ten polaczony jest z aparatura analizujaca-sterujaca, o dzialaniu analogowym, które steruje elektrozaworami o dwuetapowym dozowaniu wody.Znane jest równiez urzadzenie do pomiaru i dozowania wody w procesie przeróbki mas formierskich wykorzystujace metode mikrofalowa pomiaru wilgotnosci. Sklada sie ono z anten mikrofalowych miedzy którymi umieszczone sa próbki z masy formierskiej. Czujnik polaczony jest z urzadzeniem pomiarowo-regula- cyjnym, które steruje elektrozaworami doprowadzajacymi wode do mieszarek.Wyzej wymienione urzadzenia maja te zasadnicza wade, ze sa bardzo czule zarówno na sklad masy formierskiej jak i na stopien jej zageszczenia i grubosc warstwy. Dlatego zakres ich stosowania jest ograniczony.Inne znane urzadzenie do pomiaru i dozowania wody wykorzystuje zasade spowalniania neutronów predkich przez jadra atomów wodoru wilgotnej masy formierskiej. Czujnik tego urzadzenia umieszczony jest w zasobniku masy zwrotnej i polaczony jest z licznikiem elektronicznym, który podlaczony jest do indykatora.Sterowanie dozownikiem wody odbywa sie recznie przez operatora. Ilosc brakujacej wody odczytana jest z indykatora. Aparatura ta jest niewygodna w uzyciu i w tej wersji nie moze byc wlaczona w cykl automatyczny.Znane jest równiez urzadzenie wykorzystujace zasade okreslajaca stopien nawilzania masy przez okreslenie wlasnosci technologicznych tej masy, w którym czujnikiem jest wibrujaca trzypoziomowa rynna. W rynnie tej na pierwszym poziomie wyciete sa dwa otwory, przez które wysypuje sie masa rtsdrugi poziom. Na poziomie tym zainstalowane sa fotoelementy, które poprzez urzadzenie sterujace steruja elektrozaworami. Dlugi czas pomiaru oraz niepewne dzialanie ogranicza jego zastosowanie.2 84 958 Wymienione urzadzenia do pomiaru i dozowania wody posiadaja szereg wad, z których najczestsza jest zbyt skomplikowana aparatura lub jej elementy ulegajace zepsuciu na skutek oddzialywania róznych warunków panujacych w stacjach przerobu masy formierskiej. Równiez duza wada wiekszosci tych urzadzen jest to, ze pomiar wilgotnosci rzeczywistej osadza sie na podstawie pomiaru wilgotnosci masy zwrotnej przed jej zadozowaniem do mieszarki, a nie przeprowadza sie pomiaru wilgotnosci wszystkich skladników tej masy wymieszanych razem.Celem wynalazku fest umozliwienie stosowania automatycznej regulacji wilgotnosci dla kazdej masy formierskiej.Urzadzenie do automatycznego pomiaru i dozowania wody w masach formierskich wedlug wynalazku zbudowane jest z automatycznego urzadzenia do pobierania i formowania próbek masy formierskiej, w którym zamontowane sa czujniki ultradzwiekowe oraz z ultradzwiekowego wilgotnosciomierza cyfrowego i automatycz¬ nego urzadzenia dozowania wody realizujacego dozowanie wody na drodze cyfrowej. Urzadzenie oparte jest o zasade pomiaru wilgotnosci masy formierskiej wstepnie wymieszanej w mieszarce mas, co gwarantuje duza dokladnosc wartosci pomiaru, który jest wynikowa wilgotnoscia powstala ze zmierzenia róznych skladników mas, przy czym kazdy z tych skladników najczesciej posiada inna wilgotnosc. Pomiar wilgotnosci mas przeprowadzony jest przy wykorzystaniu zjawiska przechodzenia fal ultradzwiekowych przez masy o róznych wilgotnosciach z rózna predkoscia. Zaleta urzadzenia wedlug wynalazku jest bardzo duza szybkosc pomiaru w postaci cyfrowej.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat automatycznego urzadzenia do pobierania i formowania próbek masy formierskiej, nato¬ miast fig. 2 i fig. 3 przedstawiaja schematy blokowe ultradzwiekowych wilgotnosciomierzy cyfrowych polaczo¬ nych z automatycznymi urzadzeniami dozowania wody.Przyklad J, Urzadzenie do automatycznego pomiaru i dozowania wody w masach formierskich wedlug wynalazku sklada sie z automatycznego urzadzenia I do pobierania i formowania próbek masy formierskiej, w sklad którego wchodza silownik 1 polaczony z klapa 2 zamykajaca otwór do pobierania masy formierskiej z mieszarki 3. Lej 4 doprowadza mase do dozownika skrzynkowego 5, napedzanego przez silownik 6. Dozownik 5 laczy sie z komora zageszczania 7, w której umieszczony jest tlok & sterowany silownikiem 9.Komora zageszczania 7 zamknieta jest ruchoma plyta 10 sterowana silownikiem 11. W komorze zageszczania 7 zamontowany jest czujnik 12, skladajacy sie z glowic nadawczej i odbiorczej fal ultradzwiekowych i wchodza w sklad ultradzwiekowego cyfrowego wilgotnosciomierza II. Czujnik 12 polaczony jest z wejsciem cyfrowego miernika wilgotnosci 13, Cyfrowy miernik wilgotnosci 13 polaczony jest z cyfrowym urzadzeniem sterujacym 14 automatycznego urzadzenia dozowania wody II], oraz z urzadzeniem 15 sterujacym dozowaniem wody. Cyfrowe urzadzenie sterujace 14, które oparte jest na dekadowym liczniku impulsów, potoczone jest z nadajnikiem 16 sluzacym do nastawienia zadanej wartosci wilgoci masy formierskiej, polaczone jest równiez z cyfrowym dzielnikiem impulsów 17 oraz z urzadzeniem 15 sterujacym dozowaniem wody, które polaczone jest z elektroza¬ worem 18, który odcina lub otwiera przeplyw wody. Elektrozawór 18 sprzezony jest przeplywem wody z impulsatorem 19. Impulsator 19 polaczony jest z cyfrowym dzielnikiem impulsów 17, który polaczony jest z nastawnikiem 20 sluzacym do ustawienia wartosci modulowanej wdziejniku 17, or^z z cyfrowym urzadzeniem sterujacym 14.Przyklad II. W przykladzie tym automatyczne mza^zm\% I do pobierania i formowania próbek mesy formierskiej oraz ultradzwiekowy wilgotnosciomierz cyfrowy U sa tak samo zbudowane jak w przykladzie I, natomiast cyfrowy miernik wilgotnosci 13 ultradzwiekowego wilgotnosciomierza cyfrowego II polaczony jest z pamiecia wilgotnosci miernika 21 automatycznego urzadzenia dozowania wody III oraz z urzadzeniem 15 sterujacym dozowaniem wody. Pamiec 21 miernika wilgotnosci polaczona jest z deszyfratorem 22, który zamienia zapamietana wartosc w pamieci 21 na odpowiednia ilosc jednostek objetosciowych wody dozowanej jako „pierwsza woda". Deszyfrator 22 polaczony jest z ukladem 23 kontrolujacym dozowanie „pierwszej wody". Uklad 23 kontrolujacy dozowanie „pierwszej wody", który zeruje dekady licznika wody 24 po zadozowaniu „pierwszej wody", polaczony jest z urzadzeniem przelaczajacym 25 oraz z wejsciem zerujacym dekadowego licznika wody 24* Urzadzenie przelaczajace 25, które przelacza wyjscie dekadowego licznika wody 24 polaczone jest z ukladem 23 kontrolujacym dozowanie „pierwszej wody" i z ukladem 26 kontrolujacym dozowanie „drugiej wody". Uklad kontrolujacy dozowanie „drugiej wody", który wylacza uklad po osiagnieciu przez licznik 24 stanu równego zadanej ilosci wody, polaczony jest z wejsciem zerujacym licznika 24 oraz z urzadzeniem 15 sterujacym dozowaniem wody. Urzadzenie 15 sterujace dozowaniem wody, które wlaczane jest na sygnal gotowosci pomiaru i dozowania polaczone jest z cyfrowym miernikiem wilgotnosci 13 i elektrozawo¬ rem 18, który sprzezony jest przeplywem wody z impulsatorem 19. Impuisator 19, który sluzy do zamiany ilosci dozowanej wody na odpowiednia ilosc impulsów elektrycznych polaczony jest z wejsciem liczacym dekadowego licznika wody 24.84 958 3 Praca urzadzenia do automatycznego pomiaru i dozowania wody w masach formierskich rozpoczyna sie na sygnal z urzadzenia sterujacego praca mieszarki. Na sygnal wysylany z urzadzenia sterujacego praca mieszarki nastepuje automatyczne otwarcie klapy 2 silownikiem 1 co trwa okolo 2 sekund. Przez otwór zamykany klapa 2 z mieszarki wydostaje sie masa formierska, która spada lejem 4 do dozownika skrzynkowego 5 odmierzajacego okreslona objetosc masy. Nastepnie silownik 6 przesuwa dozownik skrzynkowy 5 nad otwór komory zageszczania 7, przez który masa z dozownika spadnie do wnetrza komory 7. Silownik 6 wycofuje dozownik skrzynkowy 5 pod lej 4 a jednoczesnie silownik 9 przesuwa tlok 8, który zageszcza mase formierska w komorze 7. Masa zostaje zageszczona w miejscu komory 7, gdzie sa zamontowane czujniki ultradzwiekowe 12. Tlok 8 utrzymuje stan zageszczania przez okres kilku sekund. W tym czasie zostaje wyslany sygnal gotowosci pomiaru i dozowania, który uruchamia prace ultradzwiekowego cyfrowego wilgotnosciomierza II i automatycznego urzadzenia III dozowania wody. Po czasie zageszczenia rozpoczyna sie praca silownika 11, który odsuwa plyte przez co otwiera sie komora 7. Tlok 8 poruszany ponownie przez silownik 9 wyrzuca na zewnatrz zageszczona próbke masy, po czym plyta 10 ponownie zamyka otwór 7 a tlok 8 wraca do polozenia wyjsciowego. W powyzszy sposób zostal wykonany i zakonczony cykl pracy automatycznego urzadzenia I do pobierania i formowania próbek masy formierskiej.Ultradzwiekowy cyfrowy wilgotnosciomierz II rozpoczyna prace na sygnal gotowosci pomiaru i dozowa¬ nia. Cyfrowy miernik wilgotnosci 13 generuje odpowiednie impulsy elektryczne, które wytwarzaja w glowicy nadawczej czujnika 12 fale ultradzwiekowe nastawionej czestotliwosci i czasowego okresu trwania. Fale te odebrane przez glowice odbiorcza czujnika 12 zostaja przetworzone na impulsy elektryczne. Cyfrowy miernik wilgotnosci dokonuje pomiaru róznicy czasu pomiedzy impulsem nadanym i odebranym w czujniku 12. Róznica czasu zalezna jest od wilgotnosci badanej masy formierskiej zageszczonej pomiedzy glowicami czujnika 12.Cyfrowy miernik wilgotnosci zbadana róznice czasu przetwarza na sygnal cyfrowy, którego wartosc przekazana jest do automa+ycznego urzadzenia 111 dozowania wody.Praca automatycznego urzadzenia III dozowania wody moze sie odbywac wedlug dwóch wersji. Cyfrowe sterujace urzadzenie 14 wyposazone jest w pamiec, która zapamietuje w liczniku dekadowym przekazany z ultradzwiekowego cyfrowego wilgotnosciomierza II sygnal cyfrowy odpowiadajacy okreslonej wilgotnosci masy formierskiej. Zadajnikiem 16 nastawiana jest wartosc sygnalu odpowiadajaca zadanej wilgotnosci masy formierskiej. Jesli wartosc nastawiana jest wieksza od wartosci zmierzonej przekazanej do pamieci wówczas urzadzenie sterujace dozowaniem wody 15 powoduje otwarcie elektrozaworu 18, który uruchamia przeplyw wody przez przeplywomierz. Praca przeplywomierza uruchamia impulsator 19, który wysyla impulsy elektrycz¬ ne do cyfrowego dzielnika impulsów 17. Ilosc impulsów wysylanych przez impulsator 19 jest proporcjonalna do ilosci wody przeplywajacej przez przeplywomierz. Nastawnik 20 sluzy do zaprogramowania charakteru pracy cyfrowego dzielnika impulsów 17.Istota pracy automatycznego urzadzenia III dozowania wody jest to, ze pomiar wilgotnosci oraz kontrola dozowania wody odbywa sie nie w jednostkach procentowych wody a jednostkach czasu przejscia ultradzwie¬ ków.Zadanie automatycznego urzadzenia III dozowania wody polega na przeliczaniu ilosci dozowanej wody z litrów wody na czas przejscia ultradzwieków wedlug krzywej kalibracji wykonanej dla kazdego gatunku masy formierskiej oddzielnie oraz do dozowania wody wedlug odcinków prostych aproksymujacych dana krzywa kalibracji.Nastawnik 20 oraz cyfrowy dzielnik impulsów 17'sluzy do realizacji nachylenia odcinków aproksymuja¬ cych, polegajacej na sumowaniu impulsów pochodzacych od jednostkowych objetosci wody w takiej ilosci, aby odpowiadaly jednostce czasu przejscia ultradzwieków z krzywej kalibracji. Impulsy przekazywane sa do licznika dekadowego cyfrowego urzadzenia sterujacego 14 i zwiekszaja jego stan od wartosci zmierzonej przez cyfrowy miernik wilgotnosci 13. Po osiagnieciu przez licznik dekadowy cyfrowego urzadzenia sterujacego 14 stanu równego punktowi zalamania lamanej aproksymujacej, deszyfrator cyfrowego urzadzenia sterujacego 14 ustawi cyfrowy dzielnik impulsów 17 na nachylenie kolejnego odcinka aproksymacji. Natomiast po osiagnieciu przez licznik cyfrowego urzadzenia sterujacego 14 stanu równego wartosci nastawionej zadajnikiem 16 przerwana zostanie praca urzadzenia sterujacego dozowaniem wody 15. Urzadzenie sterujace dozowaniem wody 15 przerwie prace elektrozaworu 18, konczac tym samym dozowanie wody.Podczas jednego cyklu dozowania praca drugiej wersji automatycznego urzadzenia dozowania wody III dzieli sie na dwa etapy; etap dozowania „pierwszej wody" i etap dozowania „drugiej wody". Ilosc wody dozowanej w pierwszym etapie cyklu dozowania jest zmienna i zalezna od wilgotnosci masy zmierzonej.Zadaniem tego etapu dozowania jest uzyskanie stalej wilgotnosci masy, której wartosc jest mniejsza od wilgotnosci koncowej lecz wieksza od kazdej wilgotnosci zmierzonej. Róznica wilgotnosci pomiedzy wilgotnoscia stala po pierwszym etapie dozowania a wilgotnoscia koncowa uzupelnia sie podczas drugiego etapu dozowania.4 84 958 Ilosc wody dozowanej w drugim etapie jest zawsze stala a zmienia sie ja tylko wtedy jak konieczna jest zmiana wilgotnosci koncowej.Urzadzenie III dozowania wody w drugiej wersji rozpoczyna prace na sygnal gotowosci pomiaru i dozowania. Sygnal ten wlacza prace cyfrowego miernika wilgotnosci 13 oraz otwiera elektrozawór 18 powodujac przeplyw wody przez przeplywomierz. Praca przeplywomierza uruchamia impulsator 19, którego impulsy zliczane sa pfzez dekadowy licznik wody 14. Stan dekad licznika 24 kontrolowany jest przez urzadzenie kontrolujace dozowaniem pierwszej wody. Gdy stan dekad dekadowego licznika wody 24 pokryje sie z wartoscia wybrana przez deszyfrator 22 zadziala uklad 23 kontrolujacy dozowaniem „pierwszej wody", który wyzeruje licznik 24 oraz spowoduje zadzialanie ukladu przelaczajacego 25, wlaczajacego uklad 26 kontroli dozowania „drugiej wody". Urzadzenie kontroluje wzrastajacy od zera stan dekadowego licznika wody 24 i gdy stan ten stanie sie równy wartosci nastawionej, wówczas zostanie wylaczone urzadzenie 15 sterujace dozowaniem wody natomiast urzadzenie przelaczajace 25 ustawi sie w pozycji umozliwiajacej kontrolowanie dozowania pierwszej wody w nastepnym cyklu dozowania, a licznik wody 24 zostaje ponownie wyzerowany. Wylaczenie urzadzenia sterowania dozowaniem wody spowoduje przerwanie pracy elektrozaworu 18 przez co zostaje przerwany przeplyw wody i zakonczony cykl pracy automatycznego urzadzenia III dozowania wody w wersji drugiej. PL