способ измерения уровня сыпучих материалов

Формула изобретения

Способ измерения уровня сыпучего продукта с помощью троса с лотом на конце, закрепленного на барабане, связанном с электродвигателем, включающий перемещение лота вниз под действием собственного веса, а с помощью электродвигателя - вверх и регистрацию момента касания лотом поверхности материала, отличающийся тем, что момент касания регистрируют по падению тока, генерируемого в обмотке якоря электродвигателя, а искомое значение уровня определяют по числу импульсов, генерируемых в обмотке якоря до момента касания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня сыпучих материалов, преимущественно угольной пыли.

Известен способ определения уровня сыпучих сред, А.С. СССР N 1820225, G 01 F 23/00, 1993 г. Способ включает закрепление щупа-груза на конце гибкой связи, намотанной на барабан, жестко закрепленный на валу электродвигателя, установку щупа-груза в емкости на заданной отметке, перемещение щупа-груза вниз электродвигателем, регистрацию момента соприкосновения щупа-груза с материалом в момент натяжения троса с усилием, равным 1/3 M_вр; и определение уровня в этот момент, которое фиксируется сельсин-приемником.

Указанный способ не позволяет с необходимой точностью измерять уровень таких сыпучих материалов, как, например, угольная пыль, текучесть которых приближается к текучести жидкости, т.к. в таких материалах щуп-груз тонет, не ослабляя троса, и поэтому зарегистрировать момент соприкосновения не представляется возможным.

Наиболее близким к предложенному способу является способ N 609058, G 01 F 23/00, 1978 г. - прототип.

Этот способ заключается в том, что груз (лот) на тросе, намотанном на барабане, связанный с электродвигателем через редуктор, устанавливают в контролируемой емкости на заданной отметке, перемещают лот под воздействием веса вниз до соприкосновения с поверхностью материала и регистрируют момент касания лотом поверхности сыпучего материала. Определение уровня проводят в момент касания по положению контакта потенциометра, перемещаемого с помощью гайки, взаимодействующей с винтом, вращаемым барабаном. Эта промежуточная механическая связь оказывает влияние на точность измерений, снижая ее.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке простого и надежного способа, обеспечивающего более точную регистрацию момента касания лотом поверхности сыпучего материала, преимущественно угольной пыли.

Поставленная задача решается тем, что в способе измерения уровня сыпучих материалов с помощью троса с лотом на конце, закрепленного на барабане, связанном с валом электродвигателя, включающим перемещение лота вниз под действием собственного веса, а вверх - с помощью электродвигателя, и регистрацию момента касания лотом поверхности материала, момент касания регистрируют по падению тока, генерируемого в обмотке якоря электродвигателя, а искомое значение уровня определяют по числу импульсов, генерируемых в обмотке якоря до момента касания.

На чертеже изображен уровнемер для реализации предложенного способа.

Уровнемер включает сервопривод 1, содержащий электродвигатель постоянного тока 2, барабан 3 с тросом 4, на конце которого закреплен лот 5, и выключатель 6 с нормально разомкнутым (н.р.) контактом. Электродвигатель 2 содержит обмотку возбуждения 7 (статор), обмотку якоря 8 (ротор) и электромагнитный тормоз 9. Уровнемер снабжен блоком управления электродвигателем 10, блоком регистрации момента касания 11 и блоком измерения уровня 12.

Блок управления двигателем выполнен в виде релейной схемы, содержащей пусковую кнопку 13, реле 14 (K1) с переключающими контактами K1.1 и н.р. контактом K1.2 и реле 15 (K2) с переключающими контактами K2.1.

Блок регистрации момента касания выполнен также в виде релейной схемы, содержащей реле 16 (K3), включенное своей обмоткой параллельно обмотке якоря 8, и нормально замкнутый (н.з.) контакт K3.1.

Блок измерения содержит формирователь 17 и счетчик импульсов 18. Формирователь 17 включен параллельно обмотке якоря 8.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

В исходном состоянии лот 5 удерживается электромагнитным тормозом 9 в верхнем крайнем положении. Для проведения измерения уровня кнопкой 13 кратковременно отключают тормоз 9 и лот 5 под действием собственного веса опускается вниз, вращая при этом барабан и якорь электродвигателя. Одновременно с отключением тормоза 9 замыкается контакт выключателя 6, срабатывает реле 14 (K1), через контакты K1.1 которого подается питание на обмотку возбуждения 7, а в замкнутой обмотке якоря 8 генерируется ток. Одновременно с перемещением лота 5 вниз и вращением барабана на формирователь 17, включенный параллельно обмотке якоря 8, поступают импульсы генерируемого тока, где нормализуются и поступают на счетчик 18, шкала которого проградуирована в единицах уровня.

При появлении тока в обмотке якоря срабатывает реле 16 (K3), размыкая н. з. контакт K3.1. В момент касания лотом 5 поверхности материала ток в обмотке якоря исчезает, реле 16 (K3) замыкает контакт K3.1. При этом срабатывает реле 15 (K2) и через его переключающие контакты K2.1 на обмотку якоря подается электропитание. Вал двигателя начинает вращаться в обратную сторону, вращая барабан, и лот подымается вверх до срабатывания выключателя лота 6, который отключает реле 14 (K1) и 15 (K2). Один цикл измерений на этом закончен.

Измерение уровня проводится по мере необходимости, а в остальное время схема выключена и не потребляет электроэнергии.

В предложенном способе момент касания лотом поверхности материала регистрируется по падению тока, генерируемого в обмотке якоря электродвигателя, в схему которого подключен блок измерения. Это позволило исключить сложные кинематические связи и упростить электрическую схему уровнемера для реализации способа и таким образом повысить точность и надежность измерений.