RU2018789C1

RU2018789C1 - Weighting portion doser

Info

Publication number: RU2018789C1
Authority: RU
Inventors: И.П. Рябкин
Original assignee: Рябкин Иван Петрович
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: weight measuring equipment. SUBSTANCE: doser has load receiving hopper with stops mounted on force-measuring sensors, for example temperature sensors. Each temperature sensor has calibrating device formed as loading member and sample sensor. Loading member has U-shaped bracket secured with its ends on frame. Clamping screw is axially positioned in horizontal web portion of U-shaped bracket. Heating member is disposed in axial alignment with clamping screw. Sample sensor is positioned in axial alignment with temperature sensor on stop of hopper. Temperature sensors are positioned on frame. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к весоизмерительной технике. The invention relates to a weight measuring technique.

Известен весовой порционный дозатор, содержащий грузоприемный бункер, опорными частями установленный на силоизмерительные датчики, закрепленные на раме, электромагниты, смонтированные на грузоприемном бункере, и грузы известной массы [1]. Known weight portion batcher containing a load hopper, supporting parts mounted on load cells mounted on a frame, electromagnets mounted on a load hopper, and loads of known mass [1].

Тарировка этого весового порционного дозатора осуществляется с помощью грузов известной величины, периодически и одновременно присоединяемых к электромагнитам. Calibration of this weighted portion batcher is carried out with the help of loads of known size, periodically and simultaneously connected to electromagnets.

Основной недостаток известного весового порционного дозатора состоит в том, что тарировка производится в одной точке, причем в начальной точке из всего диапазона измерения. Вследствие этого такая тарировка по измеренной величине сигнала силоизмерительного датчика не позволяет судить об истинном весе материала в грузоприемном бункере, поскольку так называемый рабочий коэффициент передачи не является постоянным на всем диапазоне дозирования, т. е. точность измерения на остальной части диапазона измерения снижается. The main disadvantage of the known weighted portion batcher is that the calibration is performed at one point, and at the starting point from the entire measurement range. As a result of this, such calibration based on the measured signal value of the load-measuring sensor does not allow us to judge the true weight of the material in the load hopper, since the so-called working transmission coefficient is not constant over the entire dosing range, i.e., the measurement accuracy in the rest of the measuring range decreases.

Точность измерения веса материала снижается и из-за того, что электромагниты смонтированы на грузоприемном бункере, так как при заданном наибольшем пределе дозирования увеличение веса пустого грузоподъемного бункера требует применения силоизмерительных датчиков на большее усилие. Но чем больше нагрузочная способность силоизмерительного датчика, тем менее от точен. А увеличение веса грузоприемного бункера из-за электромагнитов может быть весьма значительным, поскольку тяговое усилие электромагнита в десятки раз меньше его собственного веса. The accuracy of measuring the weight of the material is also reduced due to the fact that the electromagnets are mounted on a load hopper, since at a given maximum dosing limit, increasing the weight of an empty load hopper requires the use of force sensors for greater force. But the greater the load capacity of the load cell, the less accurate. And the increase in the weight of the receiving hopper due to electromagnets can be quite significant, since the pulling force of an electromagnet is tens of times less than its own weight.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является весовой порционный дозатор [2]. Он содержит раму, грузоприемный бункер, опорными частями установленный на силоизмерительные датчики, каждый из которых снабжен тарировочным приспособлением, выполненным в виде нагружающего элемента с перемычкой, в которой установлен с возможностью перемещения винт, и размещенного под ним образцового датчика, расположенного соосно силоизмерительному датчику и винту. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is a weighted portion batcher [2]. It contains a frame, a receiving hopper, supporting parts mounted on load cells, each of which is equipped with a calibration device made in the form of a loading element with a jumper in which the screw is mounted with the ability to move, and an exemplary sensor located under it, located coaxially with the load sensor and screw .

Недостаток данного весового порционного дозатора состоит в следующем. После тарировки каждый образцовый датчик снимается. Для этого винт вращают так, что вначале маятниковый подвес опускается до положения, когда грузоприемный бункер коснется опорной части рамы, а затем еще до тех пор, пока между концом винта и образцовым датчиком не образуется зазор. При этом для создания зазора перемычку тем или иным образом поднимают. После демонтажа образцового датчика винт устанавливают соосно силоизмерительному датчику и перемещают его вниз до тех пор, пока грузоприемный бункер не потеряет контакт с рамой. The disadvantage of this weight portion batcher is as follows. After calibration, each reference sensor is removed. To do this, the screw is rotated so that at first the pendulum suspension is lowered to the position where the load hopper touches the supporting part of the frame, and then until a gap is formed between the end of the screw and the reference sensor. In this case, to create a gap, the jumper is raised in one way or another. After dismantling the reference sensor, the screw is mounted coaxially with the load sensor and moved downward until the load receiving hopper loses contact with the frame.

Следствие таких операций трудно избежать смещения силоизмерительных датчиков относительно опорных частей грузоприемного бункера, что ведет к появлению поперечной силы. В дополнение к этому силоизмерительные датчики оказываются под различной нагрузкой вследствие их неодинакового поднятия, при этом эти нагрузки отличаются и от тех, что были до и сразу же после тарировки. The consequence of such operations is difficult to avoid displacement of the load cells relative to the supporting parts of the load receiving hopper, which leads to the appearance of a transverse force. In addition to this, load cells are subjected to different loads due to their unequal lifting, and these loads differ from those that were before and immediately after calibration.

Таким образом, точность известного весового порционного дозатора будет невелика. Thus, the accuracy of the known weighted portion dispenser will be small.

Кроме того, известный весовой дозатор сложен в эксплуатации ввиду того, что винты должны опускать или поднимать маятниковые подвески с силоизмерительными датчиками практически синхронно. В противном случае неизбежно будет происходить смещение силоизмерительных датчиков от оси винтов из-за отклонения тяг какого-либо маятникового подвеса, вызванного негоризонтальным положением опорных частей грузоприемного бункера. In addition, the known weighing batcher is difficult to operate due to the fact that the screws must lower or raise the swingarm suspensions with load cells almost synchronously. Otherwise, displacement of the force sensors from the axis of the screws will inevitably occur due to deviation of the rods of a pendulum suspension caused by the non-horizontal position of the supporting parts of the load receiving hopper.

Цель изобретения - повышение точности весового позиционного дозатора и упрощение его эксплуатации. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the weight positional dispenser and simplify its operation.

Цель достигается тем, что в известном весовом порционном дозаторе, содержащем раму, грузоприемный бункер, опорными частями установленный на силоизмерительные датчики, каждый из которых снабжен тарировочным приспособлением, выполненным в виде нагружающего элемента с перемычкой, в которой установлен с возможностью перемещения винт, и размещенного под ним образцового датчика, расположенного соосно силоизмерительному датчику и винту, нагружающий элемент исполнен в виде П-образного кронштейна, концами закрепленного на раме, на которой установлен силоизмерительный датчик, причем образцовый датчик размещен на опорной части грузоприемного бункера, в него введены электрические нагреватели, установленные коаксиально винтам. The goal is achieved by the fact that in the known weighted portion batcher containing a frame, a load hopper, supporting parts mounted on load cells, each of which is equipped with a calibration device made in the form of a loading element with a jumper in which the screw is mounted with the ability to move, and placed under the reference sensor located coaxially with the load sensor and the screw, the loading element is made in the form of a U-shaped bracket, the ends mounted on a frame on which anovlen force-measuring sensor, the exemplary sensor is disposed on a supporting part of the load bin, it administered electric heaters mounted coaxially to the screws.

Новое исполнение нагружающего элемента, закрепление его и силоизмерительного датчика на раме, размещение образцового датчика на опорной части грузоприемного бункера позволяют производить тарировку силоизмерительных датчиков без изменения их пространственного положения, т. е. в заявленном весовом порционном дозаторе центр тяжести грузоприемного бункера при монтаже или демонтаже образцовых датчиков остается неизменным, что и обеспечивает повышение точности. A new design of the loading element, fixing it and the load sensor on the frame, placing the model sensor on the supporting part of the load hopper allow calibration of the load sensors without changing their spatial position, i.e., the center of gravity of the load hopper in the declared weighted batcher when mounting or removing the model sensors remains unchanged, which provides increased accuracy.

По этой же причине отпадает надобность в синхронном перемещении (ходе) винтов, что упрощает эксплуатацию заявленного весового порционного дозатора. For the same reason, there is no need for synchronous movement (stroke) of the screws, which simplifies the operation of the claimed weighted portion batcher.

Введение электрических нагревателей, установленных коаксиально винтам, позволяет дополнительно повысить точность заявленного весового порционного дозатора за счет одинаковой установки показаний образцовых датчиков на реперных значениях, поскольку нагревом винтов можно обеспечить малые (микронные) перемещения их концов. The introduction of electric heaters mounted coaxially to the screws allows one to further increase the accuracy of the declared weighted batch dispenser due to the same setting of the indications of model sensors at reference values, since the heating of the screws can provide small (micron) movements of their ends.

На фиг. 1 представлен весовой порционный дозатор, грузоприемный бункер которого лежит на силоизмерительных датчиках, общий вид; на фиг. 2 - то же, грузоприемный бункер подвешен к силоизмерительным датчикам. In FIG. 1 shows a weighted batch dispenser, the receiving hopper of which lies on the load cells, general view; in FIG. 2 - the same, the hopper is suspended from the load cells.

Весовой порционный дозатор (фиг. 1) содержит грузоприемный бункер 1, лежащий опорными частями 2 на силоизмерительных датчиках 3, установленных на раме 4. Каждый силоизмерительный датчик снабжен тарировочным приспособлением, выполненным в виде нагрузочного элемента 5 и образцового датчика 6. Нагружающий элемент исполнен в виде П-образного кронштейна с концами 7 и перемычкой 8, через центр симметрии которой проходит винт 9 с возможностью перемещения в ней. На одном конце винта закреплен штурвал 10. Другой конец винта исполнен с цилиндрической частью 11, которая охвачена электрическим нагревателем 12, причем провода от него подключены к регулируемому источнику питания (на фиг. условно не показан). The weighted batch dispenser (Fig. 1) contains a load hopper 1 lying supporting parts 2 on the load cells 3 mounted on the frame 4. Each load cell is equipped with a calibration device made in the form of a load element 5 and a model sensor 6. The load element is made in the form U-shaped bracket with ends 7 and a jumper 8, through the center of symmetry of which passes a screw 9 with the possibility of movement in it. A steering wheel 10 is fixed at one end of the screw. The other end of the screw is made with a cylindrical part 11, which is covered by an electric heater 12, and the wires from it are connected to an adjustable power source (not shown conventionally in Fig.).

Образцовый датчик 6, имеющий циферблатный указатель, установлен на опорной части 2 грузоприемного бункера 1 так, что размещен под винтом 9 соосно силоизмерительному датчику и винту. Концы 7 кронштейна закреплены на раме 4 с помощью болтового соединения 13. В нижней части грузоприемного бункера смонтирован затвор 14, приводимый в движение штоком 15 пневмоцилиндра 16. An exemplary sensor 6 having a dial pointer is mounted on the supporting part 2 of the load receiving hopper 1 so that it is placed under the screw 9 in alignment with the load cell and screw. The ends 7 of the bracket are mounted on the frame 4 by means of a bolted connection 13. In the lower part of the load hopper, a shutter 14 is mounted, which is driven by the rod 15 of the pneumatic cylinder 16.

Тарировка весового порционного дозатора производится следующим образом. Винт 9 с помощью штурвала 10 подводят к образцовому датчику 6 до соприкосновения так, чтобы его стрелка только слегка отклонилась от нулевого значения (менее одного деления шкалы). Calibration weight portion batcher is as follows. The screw 9 with the help of the steering wheel 10 is brought to the exemplary sensor 6 until it touches so that its arrow only slightly deviates from the zero value (less than one scale division).

После этого, в зависимости от программы тарировки (или экспериментов по изучению влияния несимметричной нагрузки на силоизмерительные датчики на точность весового порционного дозатора в целом), осуществляют нагружение силоизмерительных датчиков по возможности одновременно (моделирование симметричной загрузки грузоприемного бункера материалом), либо по отдельности (моделирование несимметричной загрузки грузоприемного бункера материалом). After that, depending on the calibration program (or experiments to study the effect of asymmetric load on load cells on the accuracy of the weight portion batcher as a whole), load sensors are loaded at the same time as possible (simulation of a symmetrical loading of the load hopper with material), or separately (simulation of an asymmetric loading the hopper material).

Нагружение каждого силоизмерительного датчика до заданной реперной точки производят винтом вначале с помощью штурвала с недостатком, а потом точно - путем нагрева цилиндрической части винта электрическим нагревателем. О достижении реперной точки судят по показаниям образцового датчика. The loading of each load cell to a given reference point is carried out with a screw first using a helm with a defect, and then precisely by heating the cylindrical part of the screw with an electric heater. The achievement of a reference point is judged by the testimony of a reference sensor.

После установления показаний образцового датчика производят сличение его показаний с показаниями измерительного прибора, измеряющего значение сигнала силоизмерительного датчика ( на фиг. не показан). В качестве измерительного прибора могут быть использованы известные приборы, например аналого-цифровой преобразователь, если применены тензорезисторные силоизмерительные датчики. Затем отключают электрический нагреватель и с помощью винта производят нагрузку силоизмерительного датчика до следующей реперной точки, потом осуществляют те же операции, что и с предыдущим измерением. Количество реперных точек может быть велико. Для получения больших усилий при значительном перемещении (ходе) винта может быть применен электропривод. При незначительном ходе винта (менее 0,3 мм) все реперные точки могут быть достигнуты с помощью электрического нагревателя. After establishing the readings of the reference sensor, its readings are compared with the readings of the measuring device that measures the signal value of the load sensor (not shown in Fig.). As a measuring device, known devices, for example, an analog-to-digital converter, can be used if strain gauge force sensors are used. Then, the electric heater is turned off, and with the help of the screw, the load of the load sensor is produced to the next reference point, then the same operations are performed as with the previous measurement. The number of reference points can be large. To obtain great efforts with significant movement (stroke) of the screw, an electric drive can be used. With a small screw stroke (less than 0.3 mm), all reference points can be reached with an electric heater.

На фиг. 2 изображен весовой порционный дозатор, у которого грузоприемный бункер 1 подвешен к раме 4 посредством тензорезисторного датчика 3 и опорной части 2, а в качестве образцового датчика взят также тензорезисторный силоизмерительный датчик, но более высокого класса точности. Он присоединен к опорной части посредством оси 17, а к винту - с помощью цанги 18. In FIG. 2 shows a weighted batch dispenser, in which the load hopper 1 is suspended from the frame 4 by means of a strain gauge sensor 3 and a support part 2, and a strain gauge force measuring sensor, but of a higher accuracy class, is also taken as an exemplary sensor. It is attached to the supporting part via the axis 17, and to the screw - using the collet 18.

Тарировка весового порционного дозатора в этом случае имеет некоторые особенности. Они состоят в том, что перед началом тарировки электрический нагреватель включают на максимальную мощность и затем с помощью винта 9 добиваются нулевого значения сигнала от образцового тензорезисторного силоизмерительного датчика с небольшим отклонением в отрицательный диапазон. Точную установку значений сигнала от образцового тензорезисторного датчика производят путем уменьшения мощности электрического нагревателя до тех пор, пока значение его сигнала не станет точно нулевым. В этот же момент фиксируют сигнал от тензорезисторного силоизмерительного датчика 3. Поскольку оба тензорезисторных силоизмерительных датчика являются датчиками нулевого перемещения, то нагружение их во всем диапазоне измерения производят за счет уменьшения степени нагрева цилиндрической части винта. Усилия, развиваемые в таком случае, могут достигать несколько десятков тонн. Calibration of a weight portion batcher in this case has some features. They consist in the fact that before starting calibration, the electric heater is turned on at maximum power and then, using screw 9, they achieve a zero signal value from a standard strain gauge force measuring sensor with a slight deviation into the negative range. The exact setting of the signal values from the exemplary strain gauge sensor is carried out by reducing the power of the electric heater until the value of its signal becomes exactly zero. At the same moment, the signal from the strain gauge force measuring sensor 3 is fixed. Since both the strain gauge force measuring sensors are zero displacement sensors, they are loaded in the entire measurement range by reducing the degree of heating of the cylindrical part of the screw. The efforts developed in this case can reach several tens of tons.

Снабжение весового порционного дозатора предлагаемыми тарировочными приспособлениями позволяет производить его тарировку во всем диапазоне измерения с точностью, близкой к точности образцового датчика. Supplying the weighted batch dispenser with the proposed calibration devices allows it to be calibrated over the entire measurement range with an accuracy close to the accuracy of the reference sensor.

После тарировки образцовые датчики демонтируются без изменения пространственного положения грузоприемного бункера. After calibration, the model sensors are dismantled without changing the spatial position of the receiving hopper.

Claims

1. WEIGHT PORTION DOSER, containing a frame, a hopper, supporting parts mounted on load cells, each of which is equipped with a calibration device made in the form of a loading element with a jumper in which the screw is mounted with the ability to move, and an exemplary sensor located underneath coaxial with the load sensor and screw, characterized in that, in order to improve accuracy, the load element is made in the form of a U-shaped bracket, the ends fixed to the frames e, on which a load sensor is installed, and exemplary sensors are placed on the supporting part of the load receiving hopper.

2. The dispenser according to claim 1, characterized in that electric heaters inserted coaxially to the screws are inserted into it.