SU1756016A1 - Устройство дл дозировани жидкого металла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к. литейному производству, в частности к устройствам автоматического дозировани  жидкого метал- ла в ковше в услови х воздействи  повышенных температур окружающей среды и их периодических колебаний, вибраций оборудовани , ударных нагрузок, агрессивных и взрывоопасных сред Устройство дл  дозировани  жидкого металла содержит

Description

Изобретение относитс  литейному производству, и частности к устройствам автоматического дозировани  жидкого металла в ковше, и может быть использовано в металлургии, а также в химической и других отрасл х промышленности при дозировании х идких и сыпучих материалов в услови х воздействи  низких и повышенных температур окружающей среды вибрации оборудовани , ударных нагрузок и перегрузок , агрессивных и взрывоопасных сред дл  автоматизации процессов заливки или загрузки .

Известно устройство дл  дозирвани  металла, содержащее дозировочный ковш, грузоподъемную платформу, основание, выполненное в виде коаксиально рзсположен- ныхпустотелыхцилиндров,

взаимосв занных между собой посредством рычаго в, силомзмерительный датчик, схему контрол  и управлени , раздаточный ковш

В известном устройстве вес дозировочного ковша с металлом передаетс  через грузоподъемную платформу на силоизмери- тельный датчик, с которого поступает сигнал в схему управлени  и контрол , состо щую из вторичного измерител , блока установки нул , блока автоматики, пускового блока, привода раздаточного ковша При включении пускового блока блок автоматики подает сигнал на привод раздаточного ковша, который наклон етс  и заполн ет металлом дозировочный ковш. По мере увеличени  массы металла в дозировочном ковше измен етс  нагрузка на датчик и его упругий элемент деформируетс . Деформаци  упругого элемента, преобразованна  в электрический сигнал, отражаетс  вторичным измерителем

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что тензометрические датчики, используемые в устройстве, обладают низкой эксплуатационной надежностью при работе

в услови х ударных нагрузок, вибрационных и температурных воздействий, а также при работе в услови х агрессивных сред и взрывоопасного производства Кроме того, в устройстве не предусмотрен контроль изменени  веса ковша в процессе работы за счет выгорани  футеровки, образовани  настылей на ковше и весовой раме Отсутствие такого контрол  может привести к переливам дозировочного ковша и созданию авармйных ситуаций, а также к снижению точного дозировани .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  дозировани  жидкого металла содержащее дозировочный и раздаточный ковши, взвешивающее устройство, механизм подъема взвешивающего устройства, механизм фиксации дозировочного ковша, задатчик дозы, указатель массы дозы, блок компенсации массы балласта, блок управлени  с приводом и редуктором. Взвешивающее устройство содержит горизонтальную грузоподъемную платформу, жестко закрепленную на вертикальном штоке,

взаимодайствующем с силоизмерительным датчиком в момент взвешивани  металла

Така  конструкци  взвешивающего устройства позвол ет максимально уменьшить вли ние веса дозировочного ковша и грузоподъемной платформы со штоком при взве- шивании доз металла, свести к минимальному значению сопротивлени , возникающие при взвешивании исключить воздействие на Силоизмерительный датчик

всех нагрузок кроме нагрузки взвешивани . Однако известное устройство не обеспечивает необходимой надежности и точности дозировани  жидкого металла в услови х мен ющихс  температурных и вибрационных воздействий, при работе в услови х ударных нагрузок и перегрузок, а также при работе в услови х агрессивных среди взрывоопасного производства, ввиду использовани  в качестве силоизмеритель- ного органа тензометрического датчика. Кроме того, хот , устройство и включает блок компенсации веса дозировочного ковша и грузоподъемной платформы со штоком, который выводит систему дозировани  на нулевой отсчет, оно не застраховано от аварийных ситуаций, св занных с переливами ковша ввиду отсутстви  средств контрол  изменени  веса ковша в процессе работы за счет образовани  настылей или при неполном сливе из ковша ранее отмеренной дозы металла.

Цель изобретени  - повышение точности и надежности дозировани  жидкого металла в услови х воздействи  возмущающих факторов промышленного производства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  дозировани  жидкого металла, включающее раздаточный и дозировочный ковши, основание и грузоприемный узел, взаимосв занные посредством силоиЗме- рительного органа, задатчик дозы, блок индикации , блок компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ков шом, привод раздаточного ковша и блок управлени  приводом, при этом выход блока компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом соединен с первым входом блока управлени  приводом, выход блока управлени  приводом соединен с входом блока индикации и с первым входом привода раздаточного ковша, снабжено дифференциальным преобразователем, коммутатором, задатчиком предельного веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и заданной дозы металла, блоком сравнени , двум  аналого-цифровыми преобразовател ми и датчиком наличи  ковша,, выход дифференциального преобразовател  соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с датчиком наличие ковша, первый и второй выходы коммутатора соединены с входами блока компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом, второй выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход задатчика предельного веса грузоприемного узла с дозировочным кбв- шом и дозой металла соединен с входом первого аналого-цифрового преобразовател , его выход соединен с вторым входом блока сравнени , а выход последнего соеди нен с вторым входом привода раздаточного ковша, выход задатчика дозы через второй 5 аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым входом блока управлени , при этом силоизмерительный орган выполнен в виде двух герметичных гидросистем, кажда  из которых содержит по кр айней мере

10 один сильфон, установленных на основании и соединенных соответственно с первым и вторым входами дифференциального преобразовател , одна из гидросистем жестко св зана с грузоприемКым узло м.

15 Блок компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом, содержит третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи , оперативно-запоминающий блок и блок вычитани , вход третьего анало0 го-цифрового преобразовател  соединен с первым выходом коммутатора, выход третьего аналого-цифрового преобразовател  соединен с вторым входом блока сравнени  и первым входом блока вычитани , вход чет5 вертого аналого-цифрового преобразовател  св зан с вторым выходом коммутатора, выход четвертого аналого-цифрового преобразовател  соединен с входом оператив- но-запоминающего блока, а выход

0 последнего - с вторым входом блока вычитани .

Выполнение силфизмерителъного органа в виде двух уст§нЬ в лШн ых йа ВснсГбание . герметичных гидросистем, кажда  из кото5 рых состоит из одного или группы сильфо- нов, с установлением взаимосв зи обеих гидросистем с входами дифференциального преобразовател  и жестким соединением одной из этих гидросистем с грузоприем0 ным узлом позвол ет исключить вли ние возмущающих факторов промышленного производства на точность и надежность дозировани  жидкого металла. Это обусловлено самой конструкцией сильфонов и

5 взаимной компенсацией сигналов помех, поступающих с обеих гидросистем, в дифференциальном измерительном преобразователе . В результате этого сигнал на вход коммутатора поступает свободным от вли 0 ни  упом нутых факторов производства,

Снабжение устройства датчиком наличи  ковша и установка его на грузоприем- ном узле с взаимосв зью : вторым входом 5 коммутатора позвол ют фиксировать поступление ковша на позицию заливки и взвешивани  металла и передавать соответствующий сигнал на вход коммутатора, который , в свою очередь, подает или снимает напр жение питани  с электрической схемы . Этим обеспечиваетс  повышенна  надежность дозировани  металла в ковше в силу того, что электрическа  схема находитс  в рабочем состо нии не посто нно, а только во врем  нахождени  ковша на гру- зоприемном узле. Кроме того, коммутатор прерывает подачу сигнала на аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом оперативно-запоминающего блока, после запоминани  последним сигнала веса пустого ковша с грузоприем- ным узлом,

Снабжение устройства задатчиком предельного веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и дозой металла, соединение его выхода с входом блока сравнени , на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный возрастающему значению веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и заливаемой дозой металла , позвол ют посто нно сравнивать фактическое на данный момент времени значение веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и заливаемой дозой металла с предельным значением. В случае достижени  равенства упом нутых сигналов с блока сравнени  подаетс  сигнал на вход привода раздаточного ковша на прекращение заливки металла, даже если доза металла в ковше не достигла заданного значени . Этим предотвращаетс  аварийный перелив металла в ковше в том случае, когда дозировочный ковш прибыл на позицию заливки металла не полностью освобожденным от предыдущей дозы металла или сильно зашлакованным.

На чертеже приведена компоновочна  схема устройства.

Устройство дл  дозировани  жидкого металла в ковше содержит неподвижное основание i, грузоприемный узел, состо щий из подвижной платформы 2, жестко св занной с подвижным.участком 3 монорельса 4, и двух герметичных гидросистем 5 и 6. Кажда  из герметичных гидросистем состоит из одного или группы сильфонов 7, объединенных в гидросистему коллекторами 8 и 9. Гер- метичные гидросистемы 5 и 6 в совокупности  вл ютс  силоизмеритель- ным органом устройства. Они установлены независимо одна от другой на неподвижном основании 1. Герметична  гидросистема 6 соединена с подвижной платформой2 и  вл етс  рабочей Герметична  система 5 не св зана с подвижной платформой 2 и служит дл  компенсации изменений давлени  в рабочей гидросистеме 6, возникающих под воздействием изменений температуры окружающей среды и атмосферного давлени , вибраций формовочного оборудовани  Коллекторы 8 и 9 обеих герметичных гидросистем 5 и б соединены соответственно с первым и вторым входами дифференци- ального преобразовател  10, выход

которого св зан с первым входом коммутатора 11.

На подвижном участке монорельса 4 установлен датчик 12 наличи  на позиции заливки ковша 13, соединенный с вторым

0 входом коммутатора 11. Первой и второй выходы коммутатора 11 соединены с блоком 14 компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом 13. Блок 14 состоит из аналого-цифровых преобразователей 15

5 и 16, один из которых непосредственно, а другой через оперативно-запоминающее устройство 17 соединены с входами блока

18вычитани . Выход блока 18 вычитани  св зан с первым входом блока 19 управле0 ни , к второму входу которого через аналого-цифровой преобразователь 20 подключен задатчик 21 дозы. Выход блока

19управлени  соединен с блоком 22 индикации и тиристорным электроприводом 23

5 раздаточного ковша 24. Выход аналого-цифрового преобразовател  15 св зан с одним из входов блока 25 сравнени , второй вход которого через аналого-цифровой преобразователь 26 соединен с задатчиком 27 пре0 дельного веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и металлом. Выход блока 25 сравнени  подключен к тиристор- ному электроприводу 23 раздаточного ковша 24, к которому присоединен такж е пульт

5 28 управлени .

Дозирование жидкого металла в ковше осуществл етс  следующим образом.

При отсутствии дозировочного ковша 13 на подвижном участке 3 монорельса 4 дав0 ление в герметичных гидросистемах 5 и 6 передаетс  на первый и второй выходы дифференциального преобразовател  10. С выхода дифференциального преобразовател  10 сигнал поступает на вход коммутатора

5 11. Далее сигнал не поступает, так как коммутатор 11 при отсутствии ковша 13 на подвижном участке 3 монорельса 4 снимает напр жение питани  с электрической схемы . В силу того, что конструкци  сильфонов

0 позвол ет частично погасить вибрацию, создаваемую работой производственного оборудовани , сигналы на входы дифференциального преобразовател  10 поступают частично освобожденными от вли ни  ука5 занного фактора В дифференциальном измерительном преобразователе 10 сигналы с герметичных гидросистем 5 и 6 с оставшимис  нескомпенсированными за счет сильфонов помехами от воздействи  вибраций, а также сигналы, помехи, возникающие под

вли нием изменений температуры и атмосферного давлени , уравновешивают друг друга, что позвол ет на выходе дифференциального преобразовател  получить полезный сигнал, свободный от погрешностей измерений, возникающих под воздействием перечисленных факторов.

При по влении ковша 13 на подвижном участке 3 монорельса 4 датчик 12 наличи  ковша передает сигнал на вход коммутатора 11, который после этого осуществл ет подачу напр жени  питани  на электрическую схему. По вление ковша 13 на позиции заливки вызывает изменение давлени  в рабочей герметичной гидросистеме 6, пропорциональное весу ковша 13. Сигнал, соответствующий суммарному весу грузо- приемногоузла (подвижной платформы 2 и соединенного с ней подвижного участка 3 монорельса 4) и пустого ковша 13, поступает с выхода дифференциального преобразовател  10 на вход коммутатора 11. С первого выхода последнего сигнал передаетс  на вход аналого-цифрового преобразовател  15, а с второго выхода - на вход аналого- цифрового преобразовател  16 С выхода аналого-цифрового преобразовател  сигнал поступает на вход оперативно-запоминающего блока 17. По истечении времени, необходимого дл  запоминани  веса грузо- приемного узла с дозировочным ковшом 13, коммутатор 11 отключает выход аналого- цифрового преобразовател  16 и в дальнейшем непрерывный аналоговый сигнал с коммутатора 11 поступает только на вход аналого-цифрового преобразовател  15.

По мере заливки металла в дозировочный ковш 13 давление в рабочей герметичной гидросистеме 6 будет непрерывно возрастать, пропорционально ему будет возрастать и сигнал, поступающий с аналого-цифрового преобразовател  15 на первый вход блока 18 вычитани . На другой вход блока 18 вычитани  непрерывно поступает фиксированный сигнал с оператив- но-запоминающего блока 17, пропорциональный весу грузоприемного узла с дозировочным ковшом 13, который вычитаетс  из сигнала, поступающего с аналого-цифрового преобразовател  15. С выхода блока 18 вычитани  непрерывно возрастающий сигнал, пропорциональный в любой момент времени возрастающему весу, заливаемого в дозировочный ковш 13 металла, поступает на вход блока 19 управлени  тиристорного электропривода 23. Эти сигналы сравниваютс  с заданием, поступающим через аналого-цифровой преобразователь 20 с задатчика 21 дозы и полученный разностный сигнал подаетс  на вход блока

22 индикации, а также формирует управл ющее воздействие на тиристорный электропривод 23. По мере увеличени  массы металла в дозировочном ковше 13 измен - 5 етс  соотношение между сиг налами, поступающим с блока 18 вычитани  и задатчикэ 21 дозы. При заданном соотношении этих сигналов скорость наклона раздаточного ковша начинает снижатьс . В момент окон- 10 чани  набора дозы тиристорный электропривод 23 раздаточного ковша 24 реверсируетс , залибКа металла прекращаетс .

Одновременно с подачей сигнала с ана- 15 лого-цифрового преобразовател  15 на блок 18 вычитани , сигнал, пропорциональный возрастающему в процессе заливки металла весу грузоприемного узла с дозировочным ковшом 13 с дозой металла, поступает 20 на вход блока 25 сравнени . Это сигнал сравниваетс  с заданием, поступающим через аналого-цфировой преобразователь 26 с задатчика 27 предельного веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и до- 5 зой металла. В случае, если дозировочный ковш пришел на позицию заливки с превышением нормального веса (не полностью вылита  предыдуща  доза металла, сильна  зашлакованность ковша), то при заливке ме- 0 талла при достижении значени  предельного веса ковша 13 с блока 25 сравнени  на тиристорный электропривод 23 поступает сигнал на аварийный отвод ковша 24 в исходное положение. Этим предотвращаетс  5 возможный перелив металла в дозировочный ковш 13 и св занные с переливом аварийные ситуации.

Устройство дл  дозировани  жидкого металла, кроме автоматического, может ра- 0 ботать и в полуавтоматическом режиме, когда команда на начало и окончание заливки металла подаетс  с пульта 28 управлени  оператором.

Claims (1)

1. Формула изобретени  5 1. Устройство дл  дозировани  жидкого металла, включающее раздаточный и дозировочный ковши, основание и грузоприем- ный узел, взаимосв занные посредством силоизмерительного органа, задатчик дозы, 0 блок индикации, блок компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом , привод раздаточного ковша и блок управлени  приводом, при этом выход блока компенсации веса грузоприемного узла с 5 дозировочным ковшом соединен с первым входом блока управлени  приводом, выход блока управлени  приводом соединен с входом блока индикации и с первым входом привода раздаточного ковша, отличаю- щ е е с   тем, что, с целью повышени 

   точности и надежности дозировани  жидкого металла в услови х воздействи  возмущающих факторов промышленного производства, оно снабжено дифференциальным преобразователем, коммутатором, задатчиком предельного веса грузоприем- ного узла с дозировочным ковшом и заданной дозы металла, блоком сравнени , двум  аналого-цифровыми преобразовател ми и датчиком наличи  ковша, при этом выход дифференциального преобразовател  соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с датчиком наличи  ковша, первый и второй выходы коммутатора соединены с входами блока компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом, второй выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход эадатчика предельного веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и заданной дозой металла соединен с входом первого аналого-цифрового преобразовател , его выход соединен с вторым входом блока сравнени , выход последнего соединен с вторым входом блока сравнени , выход последнего соединен с вторым входом привода раздаточного ковша, выход задатчика дозы через второй аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым

   входом блока управлени , а силоизмери- тельный орган выполнен в виде двух герметичных гидросистем, кажда  из которых содержит по крайней мере один сильфон,

   установленных на основании и соединенных соответственно с первым и вторым входамидифференциального преобразовател , при этом одна из гидросистем жестко Св зана с грузопрмемным узлом

   2 Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что блок компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом со- держит третий и четвертый

   аналого-цифровые преобразователи, оперативно-запоминающий блок и блок вычитани , причем вход третьего аналого-цифрового преобразовател  соединен с первым выходом коммутатора, выход

   третьего аналого-цифрового преобразовател  соединен с вторым входом блока сравнени  и первым входом блока вычитани , вход четвертого аналого-цифрового преобразовател  св зан с вторым выходом коммутатора ,выходчетвертого

   аналого-цифрового преобразовател  соединен с входом оперативно-запоминающего блока, а выход последнего - с вторым входом блока вычитани