RU147669U1 - Дозатор битума - Google Patents

Abstract

Дозатор битума, содержащий приемную воронку с подогревом, трубопровод подачи битума с электромагнитным клапаном, трубопровод слива битума с насосом, S-образный тензометрический датчик, верхнее плечо которого жестко соединено с рамой, смонтированной на металлоконструкциях дозировочно-смесительной установки приготовления асфальтобетона, и блок управления и контроля, вход которого связан с выходом S-образного тензометрического датчика, а выходы соединены с пускорегулирующей аппаратурой электромагнитного клапана и насоса, отличающийся тем, что нижнее плечо S-образного тензометрического датчика с помощью стержня жестко связано с вертикальным цилиндрическим элементом, установленным внутри приемной емкости таким образом, что верх вертикального цилиндрического элемента располагается выше максимального уровня заполнения приемной емкости битумом, а низ вертикального цилиндрического элемента опущен ниже минимального уровня слива битума и находится в зоне остаточного тарного веса дозатора, при этом вес вертикального цилиндрического элемента в 2-3 раза больше веса битума, вытесняемого им при заполнении приемной емкости, а объем вертикального цилиндрического элемента в 10-30 раз меньше объема приемной емкости, ограниченного максимальным уровнем заполнения битума и минимальным уровнем его слива.

Description

Полезная модель относится к области приготовления асфальтобетонных смесей в дорожном строительстве и может использоваться для дозирования горячего битума и других расплавов вязких материалов, применяемых в различных отраслях промышленности.

Дозирование горячего битума, применяемого в качестве связующего компонента смеси, состоящей из песка, каменных материалов, минерального порошка и других ингредиентов асфальтобетонной смеси, осуществляется либо с помощью шестеренных насосов, производительность которых задается по времени работы или по количеству оборотов рабочих органов (шестерен), либо с помощью объемных и весовых дозаторов. Дозирование с помощью подобных насосов не всегда обеспечивает требуемую точность дозирования, так как объем перекачиваемого битума при заданном времени работы насоса сильно зависит от температуры и вязкости перекачиваемого материала.

Объемные дозаторы, оснащенные поплавковым измерителем уровня битума, подаваемого в мерную емкость, позволяют достичь меньших погрешностей дозирования, но их точность также зависит от температуры и удельной плотности материала. Наибольшая точность дозирования битума обеспечивается тензометрическими весовыми дозаторами, в которых приемная емкость либо стационарно устанавливается на три балочных тензометрических датчика, либо шарнирно подвешивается на один 8-образный датчик с помощью трех цепных подвесов.

Известен объемный дозатор битума [1], содержащий: приемную емкость битума, оснащенную теплоизолирующим кожухом; трубопровод подачи битума с электромагнитным клапаном; трубопровод слива битума с шестеренным насосом, поплавковый уровнемер с отсчетной шкалой и датчик уровня. Данный дозатор имеет стабильные показатели работы лишь

при стабильной плотности битума и не обеспечивает необходимой точности дозирования по весу.

Известен также весовой дозатор битума [2], у которого приемная емкость снабжена тремя весоизмерительными датчиками, установленными на опорную раму. Данный дозатор обеспечивает высокую точность дозирования лишь при незначительных вибрациях металлоконструкций, на которые монтируется опорная рама, что не всегда достижимо. Поскольку подводящие и сливающие битум трубопроводы не могут в данной конструкции иметь жесткие соединения с приемной емкостью, требуется их монтаж через отверстия в крышке дозатора, что приводит к удлинению этих труб. Также нельзя реализовать и теплоподогрев приемной емкости с помощью пара.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является весовой дозатор битума [3], у которого приемная емкость с помощью трех цепных подвесов шарнирно соединена с 8-образным тензометрическим датчиком, жестко закрепленным на раме, изолированной от вибрирующих металлоконструкций площадки асфальтобетонного смесителя.

Сигнал с 8-образного датчика подается в цифровой измерительный блок, в котором по мере достижения заданного веса битума формируется сигнал на выключение электромагнитного клапана подачи битума в приемную емкость дозатора и включение насоса слива битума для подачи его в смеситель.

Недостатком данного дозатора является то, что вся нагрузка от веса дозируемого битума и веса непосредственно дозатора передается на один тензодатчик большой грузоподъемности, что снижает относительную точность дозирования. Также к дозатору подобной конструкции нельзя жестко подключить трубопроводы подачи и слива мазута, а также, если требуется, - трубопровод пара. Это обусловлено тем, что вся конструкция дозатора находится в весовой системе. Не исключено и раскачивание подвешенного бункера, что также снижает точность измерений.

Кроме того указанные конструкции весоизмерительных систем дозаторов предусматривают полную замену существующих объемных дозаторов, что не всегда целесообразно из-за высокой стоимости подобного оборудования.

Решаемая задача - повышение точности дозирования битума, упрощение конструкции весоизмерительной системы, а также сокращение затрат на модернизацию и реконструкцию асфальтобетонных установок.

Указанный технический результат достигается тем, что в дозаторе битума, содержащем приемную емкость с подогревом, трубопровод подачи битума с электромагнитным клапаном, трубопровод слива битума с насосом, 8-образный тензометрический датчик, верхнее плечо которого жестко соединено с рамой, смонтированной на металлоконструкциях дозировочно-смесительной установки приготовления асфальтобетона, и блок управления и контроля, вход которого связан с выходом 8-образного тензометрического датчика, а выходы соединены с пускорегулирующей аппаратурой электромагнитного клапана и насоса, нижнее плечо 8-образного тензометрического датчика с помощью стержня жестко связано с вертикальным цилиндрическим элементом, установленным внутри приемной емкости таким образом, что верх вертикального цилиндрического элемента располагается выше максимального уровня заполнения приемной емкости битумом, а низ вертикального цилиндрического элемента опущен ниже минимального уровня слива битума и находится в зоне остаточного тарного веса дозатора, при этом вес вертикального цилиндрического элемента в 2-3 раза больше веса битума, вытесняемого им при заполнении приемной емкости, а объем вертикального цилиндрического элемента в 10-30 раз меньше объема приемной емкости, ограниченного максимальным уровнем заполнения битума и минимальным уровнем его слива.

Отличием данного технического решения от известного уровня техники является то, что приемная емкость битума, подверженная механическим колебаниям во время работы асфальтобетонной установки, не

находится в весоизмерительной системе, как в известных весовых дозаторах. Это позволяет снизить влияние вибраций на точность измерений.

Кроме того простая система измерения веса дозируемого битума, основанная на измерении и масштабировании веса битума, вытесняемого вертикальным цилиндрическим элементом, жестко связанным с 8-образным тензометрическим датчиком, позволяет использовать тензодатчики, рассчитанные на небольшое (в несколько раз меньше чем вес дозируемого битума) усилие сжатия и растяжения. Это не только снижает относительную погрешность измерения веса, но и уменьшает стоимость измерительного канала.

Также, использование предлагаемой системы измерения веса позволяет легко и с небольшими затратами модернизировать объемные весовые дозаторы, жестко связанные с подходящими и отходящими трубопроводами битума и пара.

Принцип работы дозатора битума поясняется с помощью чертежей, на которых:

Фиг. 1 Общая схема дозатора битума с поперечным разрезом А-А; Фиг. 2. Загруженное состояние дозатора битума;

Фиг. 3. Разгруженное состояние дозатора битума с остаточным тарным весом.

Дозатор битума содержит: приемную емкость 1 с подогревом (не показан) и крышкой 2; трубопровод 3 подачи битума из системы его подготовки и рециркуляции; электромагнитный клапан 4, установленный на трубопроводе 3; трубопровод 5 слива битума с насосом 6; 8-образный тензометрический датчик 7, закрепленный на раме 8; стержень 9; вертикальный цилиндрический элемент 10; блок контроля и управления 11; пускатель 12 электромагнитного клапана 4; пускатель 13 насоса 6.

Максимальный уровень дозы битума 14 при заполнении емкости 1 соответствует позиции 15, а минимальный уровень остаточного тарного веса битума соответствует объему 16 и уровню 17.

Дозирование битума осуществляется следующим образом. По команде блока 11 контроля и управления (может использоваться программируемый контроллер типа СПК-107 производства ЗАО «ОВЕН») включается магнитный (возможен тиристорный) пускатель 12, который открывает электромагнитный клапан 4, установленный на трубопроводе 3 подачи битума и системы его подготовки й рециркуляции (Фиг. 1). Горячий битум 14 начинает поступать в приемную емкость 3 и заполнять ее до уровня 15 (Фиг. 2). При этом первое заполнение дозатора битумом осуществляется с учетом формирования остаточного тарного веса 16 (Фиг. 3). Заданный вес дозируемой порции в этом случае определяется объемом, ограниченным максимальным уровнем 15 заполнения приемной емкости и минимальным уровнем 17 остаточного тарного веса.

В исходном состоянии вес вертикального цилиндрического элемента 10 вместе со стержнем 9 составляет Р_и. По мере заполнения приемной емкости 3 битумом 14 вес элемента 10 уменьшается в соответствии с законом Архимеда на величину РБ, равную весу битума, вытесненного объемом элемента 10, погруженного в битум. Результирующая сила веса Р_р = Р„ - РБ воздействует на 8-образный тензометрический датчик 7 (может использоваться датчик типа СА8 8ВА-20), жестко закрепленный на раме 8, изолированной от вибраций работающего смесителя. Сигнал с этого датчика пропорциональный Р_р поступает в блок 11 контроля и управления для соответствующих вычислений и формирования управляющих сигналов на пускатели 12, 13.

Поскольку блок 11 получает информацию о весе битума вытесненного объемом элемента 10, ограниченным уровнями 15 и 17, можно с помощью

масштабирующего коэффициента

, где

УПЕ - объем приемной емкости 3, ограниченный уровнями 15, 17 Уцэ - объем вертикального цилиндрического элемента 10, ограниченный уровнями 15, 17

определить общий вес дозируемой порции битума (за вычетом остаточного тарного веса). Общий вес дозируемой порции Р₀ = К_м х Р_Б. Так как Р_Б = Р_и - Р_Р

(получаем из выражения Р_р = Р_и - Р_Б), то

. В

этом выражении все величины постоянные кроме Р_р, поэтому, измеряя вес цилиндрического элемента 10 погруженного в битум, можно легко вычислить вес битума во всем объеме приемной емкости 3. Например, вес Р_и = 10 кг, Уцэ = 2дм³, УПЕ ⁼ 50дм³, вес Р_р=7,8 кг. Подставляя эти значения в

формулу для определения Р₀, получаем

кг. Таким

образом, измеряя уменьшение веса цилиндрического элемента на 2,2кг (вес объема битума 2дм ), при соотношении объемов К_м= 25 получаем вес дозируемой порции равный 55кг. То есть для измерения веса 55кг можно использовать тензометрический весовой датчик на 10-20кг. Соотношение веса вертикального цилиндрического элемента 10 по отношению к весу вытесненного битума равное 2-3 выбирается из условий стабильного положения элемента 10 в битумной массе (более легкий элемент 10 может испытывать боковые смещения и влиять на точность измерения).

Увеличивая или уменьшая' значение коэффициента К_м, можно с помощью одной и той же измерительной системы и одного и того же 8-образного датчика 7 дозировать с необходимой точностью порции битума в пределах от 30 до 150 кг и более (все определяется объемом дозатора и емкостью смесителя).

После набора заданной дозы блок 11 контроля и управления формирует команду на закрытие электромагнитного клапана и при условии готовности смесителя (не показан) - команду на включение пускателя 13 насоса 6. Уровень битума в приемной емкости 3 после включения насоса 6 снижается и при сливе заданной дозы (дозирование ведется по разгрузке с остаточным тарным весом) и достижении битума уровня 17 (Фиг.З), блок 11 дает команду на отключение насоса 6 и начинается новый цикл дозирования.

Так как исходный вес вертикального цилиндрического элемента 10 известен, то по измерению результирующего веса можно контролировать и необходимую величину остаточного тарного веса. Подобное дозирование по разгрузке с остаточным тарным весом позволяет игнорировать возможное налипание остатков битума на стенках приемной емкости, что также повышает точность дозирования.

Таким образом, использование в дозаторе битума системы измерения веса битума, вытесненного вертикальным цилиндрическим элементом, связанным с 8-образным тензометрйческим датчиком, позволяет при помощи масштабирующего коэффициента и простых арифметических операций автоматически контролировать вес всего объема битума, подаваемого в дозатор. А независимая подвеска цилиндрического элемента, не связанная с вибрирующими металлоконструкциями, существенно повышает точность измерений и, следовательно, дозирования.

Источники информации, на' которые следует обратить внимание при экспертизе:

1.	Электронное издание СДМ- Строительные дорожные машины и техника. Кафедра ДСМ МАДИ, ПО «Стройтехника».

Сортировочные устройства и бункера, раздел 1.1 Дозирующие устройства. Ьйр:\у\у^.5о!т.51г-1:.ш

Дозатор битума весовой «ГАММА 50-1» (ТЕНЗО-М) пйр:уулу\у.1еп50-т.ги

Дозатор битума серии ДБ-03 (весовой) АБЗ Автоматика, г. Набережные Челны, пгтр:УУУУЛУ.аЪгаЩотайса.ш

Claims (1)

1. Дозатор битума, содержащий приемную воронку с подогревом, трубопровод подачи битума с электромагнитным клапаном, трубопровод слива битума с насосом, S-образный тензометрический датчик, верхнее плечо которого жестко соединено с рамой, смонтированной на металлоконструкциях дозировочно-смесительной установки приготовления асфальтобетона, и блок управления и контроля, вход которого связан с выходом S-образного тензометрического датчика, а выходы соединены с пускорегулирующей аппаратурой электромагнитного клапана и насоса, отличающийся тем, что нижнее плечо S-образного тензометрического датчика с помощью стержня жестко связано с вертикальным цилиндрическим элементом, установленным внутри приемной емкости таким образом, что верх вертикального цилиндрического элемента располагается выше максимального уровня заполнения приемной емкости битумом, а низ вертикального цилиндрического элемента опущен ниже минимального уровня слива битума и находится в зоне остаточного тарного веса дозатора, при этом вес вертикального цилиндрического элемента в 2-3 раза больше веса битума, вытесняемого им при заполнении приемной емкости, а объем вертикального цилиндрического элемента в 10-30 раз меньше объема приемной емкости, ограниченного максимальным уровнем заполнения битума и минимальным уровнем его слива.

   

Images