Емкостный измеритель влажности сыпучих материалов

 

ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ СЬЕПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий насьтной бункер и заключенную в экран измерительную камеру с расположенными по ее боковым стейкам электродами. выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработки результатов, отлич. ающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, насыпной бункер выполнен съемным с внутренней полостью в виде усеченного конуса с вертикальным углом наклона стенок 22+3° и соотношением диаметровверхнего и нижнего отверстий 2:1, при этом ко дну насыпного бункера прикреплены две подпружиненные шторки , а измерительная камера выполнена в виде изоляционно1 о стакана, толщина боковых стенок которого соизмерима с зазором между краями пластин (Л электродов по его внешней боковой поверхности.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 ш G- 01 N 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3633916/24-25 (22) 23.08.83 (46) 23.11.84. Бюл. 9 43 (72) В.С.Шумович, В,Ф.Микитченко, В.Я.Дремлюга, С.И.Рудковский и П.И.Куролапник (71) Киевское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (53) 551.508.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 714262, кл. G 01 N 27/22, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 913213, кл. G 01 N 27/22, 1982 (прототип). (54)(57) ЕМКОСТНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ BJIAEНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий насыпной бункер и заключенную в экран измерительную камеру с расположенными по ее боковым стенкам электродами, ..SU„„3 125531 А выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработки результатов, о т л и ч. а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, насыпной бункер выполнен съемным с внутренней полостью в виде усеченного конуса с вертикальным углом наклона стенок

22+3 и соотношением диаметров. верхнего и нижнего отверстий 2:l при этом ко дну насыпного бункера прикреплены две подпружиненные шторки, а измерительная камера выполнена в виде изоляционного стакана, толщина боковых стенок которого соизмерима с зазором между краями пластин электродов по его внешней боковой поверхности.

1 1 1255

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к влагометрии, и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов, например зерновых культур.

Известно устройство для измерения влажности сыпучих материалов, содержащее емкостную измерительную камеру и измерительную схему, приемный и разгрузочный бункеры„ конструктивные узлы, особенности выполнения которых улучшают равномерную по плотности засыпку пробы в измерительную камеру (1).

Недостатки такого устройства— непостоянство гранулометрического состава и насыпной массы пробы анализируемого материала, состояние его поверхности в измерительной камере, для чего введены и усовершенствованы различные стабилизирующие узлы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является емкостный измеритель влажности сыпучих материалов, содержащий насыпной бункер и заключенную в экран измерительную камеру с расположенными по ее боковым стенкам электродами, выходы которых соединены с входами пла3О

iTbl измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработ" ки результатов (2).

Однако в известном устройстве конструкция накопительного бункера не обеспечивает высокую стабильность 35 укладки пробы в измерительной камере.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, 4О что в емкостном измерителе влажности сыпучих материалов, содержащем насыпной бункер и заключенную в экран измерительную камеру с расположенными по ее боковым стенкам элек- 45 ,тродами, выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработки результатов, насыпной бункер выполнен съемным с внутрен- 50 ней полостью в виде усеченного кону- . са с вертикальным углом наклона стенок 22 3 и соотношением диаметров верхнего и нижнего отверстий 2 1, при этом ко дну насып- 55 ного бункера прикреплены две подпружиненные шторки, а измерительная камера выполнена в виде стакана, 31 2 толщина боковых стенок которого соизмерима с зазором между краями пластин электродов по его внешней боковой поверхности.

На фиг.1 схематически представлен емкостный измеритель; на фиг.2 — разрез A-А на фиг, 1, на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство содержит насыпной бункер 1, измерительную камеру 2, блок

3 обработки результатов, цилиндрический стакан 4 насыпного бункера, шторки 5 и 6, штырьки 7 и 8, пружины 9 и 1О, направляющую планку 11, шток 12, спусковую кнопку 13, защелку )4 обойму 15, изоляционный стакан 16 измерительной камеры, электроды 17 и 18, электрические выводы 19 и 20 электродов, плату 21 измерительной схемы и экран 22. Кроме того, d .. dн = 2:1 — соотношение внутренних диаметров верхней и нижней полостей насыпного бункера; d5 d — ве личина зазора между краями пластин электродов и толщина стакана измерительной камеры соответственно.

Конструктивно емкостный измеритель влажности выполнен из трех основных частей (насыпного бункера \, измерительной камеры 2 и блока 3 обработки результатов ).

Насыпной бункер 1 представляет собой съемный цилиндрический стакан

4, внутренняя нижняя полость которого выполнена в виде усеченного конуса с вертикальным углом 22+3 наклона стенок и соотношением 2:1 внутренних диаметров de, d верхней и нижней его частеи. На нижнем срезе насыпного бункера 1 укреплены две шторки 5 и 6 с штырьками 7 и 8 упора и с пружинами 9 и 10, à -.àêæå направляющая планка 11, между которой и дном насыпного бункера 1 находится шток 12 спусковой кнопки 13 с защелкой 14 (пунктиром указаны положения узлов при насыпке пробы в измерительную камеру 2 l. Обойма 15 служит для фиксации насыпного. бункера 1 при его установке на измерительную камеру 2. Измерительная камера 2 представляет собой изоляционный стакан !

6, выполненный, в частности, из фто" ропласта 2 с расположенными на внешней стороне его боковых стенок двух пластин электродов 17 и 18, электрические выводы 19 и 20 которых соединены с платой 21 измерительной схемы, установленной между дном измеритель31 4

3 . 11255 ной камеры 2 и экраном 22. Установ- " ка платы 21 измерительной схемы в непосредственной близости к измерительной камере 2 и защита ее общим экраном 22 снижают погрешность измеS рения от возможных наволок внешних электрических полей, паразитных индуктивностей и делает конструкцию измерителя цельной и компактной.

Выход платы 21 измерительной схемы соединен с блоком 3 обработки результатов, в котором по измеряемым значениям емкости измерительной камеры с сьпгучим материалом и по заданным градуировочныгм характеристикам сыпучих материалов рпределяют их влажность.

Геометрические размеры н конструкция насыпного бункера, а также толщина изоляционного стакана v. расстоя20 ние между краями пласткн электродов по внешнему периметру боковой поверх° ности изоляционного стакана выбраны экспериментальным макетированием с последующим моделированием,на ЭВМ и аппробированием результатов макетирования, исходя из следующего.

Выбранные соотношения с!8 . Йн =231 верхнего и нижнего внутренних диаметров насыпного бункера при верти1кальном угле 22+Зо его внутренних, стенок, а также конструкция узлов за-. сыпки (подпружиненные шторки, расположенные и перемещаемые в горизонталь" ной плоскости, перпендикулярной потоку насыпной пробы) являются оптималь-3 ными для широкого ряда зерновых культур (пшеница, овес, кукуруза, горох, рис, и т.д. 1 с большим разбросом гранулометрических параметров и обеспечивают равноуплотненную засыпку в 40 течение 1,5-2 с как сухого (до 10% влажности 1, так и влажного (до 3540% 1 сыпучего материала. При вертио кальном угле 25 и более внутренних боковых стенок насыпного бункера и 45 увеличении соотношения d . dн "зависание" насылаемой пробы сыпучего материала при открытых шторках, что особенно характерно для крупногранулированных зернопродуктов (например, у кукуруза, горох ) при влажности от !

7 и выше.

Уменьшение вертикального угла до

19 и менее и уменьшение соотношения

d8 : dH приводят к увеличению скоро"- у ти сброса пробы в измерительную камеру, что вызывает неравноуплотненное распределение пробы. Выбор с соизмеримыми размерами d d толщины изоляционного стакана и зазора по его внешней боковой поверхности между краями пластин электродов позволяет получить более однородным электрическое поле внутри измерительной камеры (в экспериментальном образце емкостного преобразователя при внутреннем диаметре изоляционного !дан ст 100 мм, д =с1з =6 мм) .

Увеличением толщины d изоляционного стакана при постоянном внутреннем объеме его рабочей камеры можно снизить максимальное значение разности напряженности электрического поля в точках вблизи вертикальной оси стакана и у его стенок (снижается погрешность измерения от неравйоуплотненной засыпки пробы 1, однако это увеличивает габариты и вес прибора.

Уменьшение толщины стакана приводйт к увеличению величины разностной напряженности электрического поля внутри измерительной камеры, т.е. увели-чивает разброс показаний при неоднократном измерении одной и той же навески пробы.

Емкостный измеритель работает следующим образом.

При закрытых шторках 5 и 6 (шток

12 пусковой кнопки 13 введен до упора в обойму 151 произвольно засыпают пробой сыпучего материала насыпной бункер l и устанавливают его на верхнюю часть измерительной каме ры 2. При отжатии спусковой кнопки, l3 штырьки 7 и 8 упора освобождаются из защелки 14 в под действием пружин

9 и !О шторки 5 и 6 раздвигаются, открывая нижние отверстия насыпного . бункера, проба сыпучего материала в течение 1,5-2 с заполняет изоляцион- ный стакан 16 измерительной камеры 2, после чего измеряют ее емкость, значение которой считывают с вьмода пла" ты 21 измерительной схемы в блок обработки результатов. Расстыковывают насыпной бункер 1 и измерительную камеру 2 и опрокидыванием ее, освобождая от проанализируемой пробы сыпучего материала. Преодолевая усилия пружин 9 и 1О, шторки 5 и 6 сдвигают вместе и нажатием пусковой кноп-. ки 13 фиксируют их закрытое положение защелкой 14, насыпной бункер готов к приему следующей пробы сыпучего материала.

Предлагаемый емкостный измеритель влажности сыпучих материалов облада11255 31 ет простотой, надежностью и повышенной точностью. Проста и надежна конст рукция узлов засыпки, предельно проста измерительная камера, уменьшены ее внешние размеры при сохранении Б постоянным ее полезного внутреннего объема. Это позволяет вручную (простьм опрокидыванием ) освобождаться от проанализированной пробы,. что в свою очередь исключает необходимость в специальном разгрузочном бункере.

Улучшается общая компоновка прибора,.его портативность. Равномерная ско-,.< рость засыпки пробы в измерительную камеру, обусловленная конструктивным решением насыпного бункера, исключает «озможные выбросы пробы вследствие выхода воздуха, вытесняемого движущимся потоком пробы из измерительной камеры, и обеспечивает более равномерную укладку материала беэ принятия специальных мер (конструирование в"эдухопровода и т:д.), которые к тому же лишь частично компенсируют недостатки эась|пной конструкции Кро ме того, выбранные соотношения -и сами величины зазоров между краями пластин электродов и толщины стенок изоляционного стакана позволяют получить более однородное электрическое поле Внутри лзиерительнои камеры что также повышает точность измерения.

1125531

Составитель А. Платова

Техред С.Мигунова

Корректор И. Муска

Редактор А. Мотыль

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 8531/32 Тираж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5