Устройство для контроля за процессом прессования

 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве фанеры и фанерных плит. Целью изобретения является повышение контроля. Устройство контроля состоит из пневмоцилиндра 5 со штоком 6, верхняя часть которого выполнена в виде плунжера 7, клапана 8 сброса, пневмолинии 9, трехходового перепускного клапана 10, рессивера 11, датчика 12 контроля за процессом прессования и датчика 13 контроля состояния устройства. При сжатии пресса, загруженного пакетами 3 шпона, упор 2, взаимодействуя со штоком 6, воздействует на воздух в пневмоцилиндре 5. Плита пресса, воздействуя на шток 6, передвигает плунжер 7 в нижней части пневмоцилиндра 5, который сжимает воздух, создавая разрежение в пневмоемкости, расположенной над плунжером 7 и ресивером 11. При этом избыточное давление воздуха через пневмолинию 9 передается датчику 12, который по величине изменения давления фиксирует положение плит пресса, а, следовательно, позволяет контролировать процесс прессования. 1 ил. (С (Я

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 27 D 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1416307 (21) 4326428/15 (22) 12. 11.87 (46) 28.02.91. Бюл. № 8 (71) Научно-производственное фанерное объединение «Научфанпром» (72) В. В. Вознесенский, В. Н. Романов и А. Н. Павлов (53) 674.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1416307, кл. В 27 D 3/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА

ПРОЦЕССОМ ПРЕССОВАНИЯ (57) Изобретение относится к деревообрабатываюшей промышленности и может быть использовано при производстве фанеры и фанерных плит. Целью изобретения является повышение контроля. Устройство контроля состоит из пневмоцилиндра 5 со штоком 6, „„SU, 1630885 А2 верхняя часть которого выполнена в виде плунжера 7, клапана 8 сброса, пневмолинии 9, трехходового перепускного клапана 10, рессивера 11, датчика 12 контроля за процессом прессования и датчика 13 контроля состояния устройства. При сжатии пресса, загруженного пакетами 3 шпона, упор 2, взаимодействуя со штоком 6, воздействует на воздух в пневмоцилиндре 5.

Плита пресса, воздействуя на шток 6, передвигает плунжер 7 в нижней части пневмоцилиндра 5, который сжимает воздух, создавая разрежение в пневмоемкости, расположенной над плунжером 7 и ресивером 11. При этом избыточное давление воздуха через пневмолинию 9 передается датчику 12, который по величине изменения давления фиксирует положение плит пресса, а, следовательно, позволяет контролировать процесс прессования. 1 ил.

1630885

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве фанеры и фанерных плит.

1ель изобретения — повышение достоверно и контроля.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит многоэтаж ный пресс, имеющий нижнюю подвижную плиту 1 с закрепленным на ней упором 2. Плита пресса, перемещаясь снизу вверх (показано условно), сжимает пакеты 3 шпона между плитами 4 пресса. Устройство также содержит пневмоцилиндр 5 со штоком 6, верхняя часть которого выполнена в виде плунжера 7, клапана 8 сброса, пневмолинию 9, трехходовый перепускной клапан 10, ресивер 11, датчик 12 контроля за процессом прессования и датчик 13 контроля состояния устройства. Пневмоцилиндр 5 закреплен неподвижно на станине или верхней плите пресса. Трехходовой клапан 10 может принимать два положения. Первое положение— когда воздух не может поступать из пневмолинии 9, как в ресивер 11, так и на выход клапана 8, а может перепускаться из ресивера по пневмолинии на выходе клапана 8 и в пневматическую емкость, образуемую нижней поверхностью подвижного плунжера с цилиндром. Второе положение осуществляет подключение ресивера 11 к пневмолинии 9, соединяющей пневмоцилиндр 5 с датчиком 12, и перекрывает поступление воздуха из ресивера к выходу клапана 8. Причем ресивер 11 имеет внутренний объем Vð, равный объему, заключенному в цилиндре между плунжером и пневмолинией, соединяющей полость цилиндра с клапаном 8, до начала процесса прессования.

Устройство работает следующим образом.

Пресс загружается пакетами 3 шпона, выдается команда «Пуск», плиты пресса сжимаются, упор 2, взаимодействуя со штоком 6, воздействует на воздух в пневмоцилиндре 5.

Возможны два случая работы устройства на прессе, производящем фанеру, например, двух толщин из семислойного шпона и из тринадцатислойного шпона.

В первом случае осуществляется прессование пакетов максимальной толщины в

360 мм из тринадцатислойного шпона. При этом клапан 8 сброса давления находится в закрытом состоянии, а трехходовой клапан

10 находится в первом положении, т. е. в положении, не пропускающем воздух из пневмоцилиндра 5 в ресивер 11.

Плита пресса может передвигать плунжер 7 в нижней части пневмоцилиндра 5, т. е. в той части, где не находится, в данном случае, зона, в которой необходимо контролировать толщину прессуемых листов шпона., Шток 6 с помощью плунжера 7 сжи10

55 мает воздух, расположенный над плунжером и создает разрежение в пневмоемкости, расположенной над плунжером 7 и ресивером 11. При этом избыточное давление воздуха передается через пневмолинию 9 датчику 12, который по величине изменения давления фиксирует положейие плит пресса, а следовательно, позволяет контролировать процесс прессования. При линейном преобразовании датчиком 12 избыточного давления в сигнал контроля (например, угол П поворота стрелки датчика) зависимость между показанием датчика 12 и ходом плиты будет равен (что вытекает из зависимости PiVi=const) П=

Vi — HS где П вЂ” показание датчика (например, угол поворота в градусах);

Vi — объем, заключенный в пневмоцилиндре 5 между плунжепом 7 и пневмолинией 9 при нахождении штока 6 в крайнем нижнем положении, м, Н вЂ” величина хода штока 6, м;

S — поверхность плунжера 7, м, Pi — давление над штоком и под ним при нахождении его в крайнем нижнем положении, Па.

Учитывая, что величина P i в крайнем нижнем положении для всех случаев прессования в герметически закрытой емкости постоянна, величина Vi постоянна, поверхность S неизменна, то зависимость показания датчика от хода плиты 1 будет равна

К

П= — — — —, К вЂ” КзП где К, К и Кз — постоянные коэффициенты.

Отсюда следует, что с увеличением хода штока увеличивается и коэффициент усиления устройства по каналу «Ход .плиты 1 пресса — показание датчика 12». Это обстоятельство позволяет более точно осуществлять контроль за процессом прессования на завершающей стадии, когда необходимо контролировать величину упрессовки фанеры. Однако увеличение давления на завершающей стадии контроля может привести в процессе эксплуатации и к интенсивной утечке воздуха через неплотности, образуемые в сальниках клапанов 8 и 10, в местах разветвления. пневмолинии 9 и соединения его с элементами схемы. Контроль за герметичностью пневматической системы осуществляется датчиком 13, получающим как сигнал избыточного давления, ссютветствующий давлению, подаваемому на датчик 12, соединяющей выход клапана 8 и пневмоемкость, образуемую нижней поверхностью подвижного плунжера 7 с пневмоцилиндром 5. Датчик 13 сравнивает между собой по абсолютному значению посту163088Г

О, при Рв — 4/Рн/(ai,;

А, при Р— 4/Рн/)ci, б, при Рв — /Pн/ (ь,;

Б, при Pg fP@/)ь, пающие давления, вырабатывая трехуровневый релейный сигнал: где Ps .—. давление, поступающее на датчик

12и 13,Па;

Р— давление (разрежение), поступающее на датчик И по пневмолинии, подключенной к клапану 8, Па; в и е — зоны нечувствительности датчика 13.

Сигнал К=О соответствует состоянию устройства, когда разность давлений в двух контролируемых пневмоемкостях, подключенных к датчику 13, не выходит из зоны в> допустимых пределов. Это состояние характеризует отсутствие утечек воздуха через неплотности в устройстве контроля за процессом прессования и говорит о достоверности измерения положения плит пресса.

Сигнал К=А указывает на наличие разгерметизации пневматической системы устройства и несоответствия положения плит пресса значению П показания датчика 12.

Сигнализация о появлении К=А идентифицируется на датчике 13, например, в виде непрерывного звукового сигнала (условие, рпределяющее равенство Р— — 4/Рн/ при работе устройства в процессе прессования, вытекает из соотношения объемов воздуха, расположенного над штоком и под штоком 6, подчиняясь закону PV=const).

Во втором случае на прессе изготавливается фанера из семислойного шпона с максимальной толщиной пакетов в 140 мм.

При этом клапан 10 принимает второе положение, а клапан 8 открывается, соединяя внутренние полости (над штоком и под штоком) цилиндра между собой. При движении из крайнего нижнего положения плунжер 7 выжимает воздух через клапан 8 в объем, образуемый в пневмоцилиндре 5 под штоком 6 до тех пор, пока плунжер не перекроет пневмолинию, соединяющую полость цилиндра с клапаном 8 сброса давления. В этот момент суммарный объем воздуха, расположенного над плунжером 7, будет состав1 лять V =Vi+V =V, где V — внутренний объем ресивера, м, Vi — объем, заключенный в пневмоцилиндре 5 между плунжером 7 и пневмолинией 9 при нахождении плунжера 7 на уровне пневмолинии, соединяющей полость цилиндра с клапаном 8 сброса давления, м .

Объем воздуха под плунжером 7 будет равен Vg=Vi.

В этом положении (когда объем воздуха равен Ч ) плита пресса передвинула плунжер 7 во вторую половину пневмоцилиндра 5, т. е. в зону, где в данный момент необходимо контролировать толщину прессуемого пакета, а давление воздуха

55 над плунжером и под ним оставалось равным -P . Далее шток 6, взаимодействуя с плитой 4 пресса, плунжером 7 начинает сжимать воздух, расположенный над плунжером 7, и создавать разрежение в объеме, расположенном над плунжером. При этом обеспечивается преобразование датчиком 12 избыточного давления в сигнал контроля, аналогичный вышеприведенной зависимости, но при новых значениях Vq и Н, будет равен

PlVl Р!Ч2

Чi — HS V — Н S где Н вЂ” величина хода штока во второй половине пневмоцилиндра 5, м.

Необходимым условием работы устройства является равенство давлений (-Рi) над плунжером и под ним при его движении перекрытия отверстия, соединяющего его с клапаном 8. В этом случае Рв будет изменяться по известному закону Pi Vs=const от величины Р до Р V /V и устройство будет иметь одинаковые статические характеристики, обладающие максимальным коэффициентом передачи по каналу «ход штока цилиндра — давление, поступающие на датчик контроля» при прессовании фанеры различных слоев.

Выравниванию давлений между собой в емкости над штоком 6 и под ним способствует величина разрежения Pð воздуха, образуемая под штоком до момента перекрытия отверстия, соединяющего цилиндр с клапаном 8. Влияние этой величины Рр на скорость удаления воздуха Q из объема над штоком 6 будет определяться выражением

7 где К вЂ” коэффициент. характеризующий пропускную способность пневмолинии, соединяющей объем, расположенный над штоком 6, с объемом, расположенным над штоком 6, при этом величина К определяется диаметром условного прохода данной линии (у — объемный вес воздуха, кг/м, Р. и Рр в кгс/см-, причем Рв-/Р,/; q в м ).

Анализ приведенной зависимости показывает, что при одном и том же значении. коэффициента К разрежение P ускоряет в два раза время установления равенства давлений в объеме над плунжером и под ним до момента перекрытия отверстия, соединяющего плунжер с клапаном. Различная скорость плунжера 7 до момента перекрытия отверстия, соединяющего плунжер с клапаном, будет определять и различные остаточные давления Рв и Рр (равные по абсолютной величине, но противоположные по знаку) в момент перекрытия плунжером клапана.

Величина этих остаточных давлений будет сказываться на точности определения положения плит пресса датчиком 12. Контроль за предельно допустимыми значениями остаточного давления, внутри которых допус1630885

Формула изобретения

Сос1 !вн с !ь В ыняный

Редактор 1 Ренин Тск1; ;! Л. Кравчук Корректор 11. Пилипенко

Заказ 514 Тираж 322 Подписное

ВГ1ИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК11Т CCCP

113С35, . 1осква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 415

11!!опзнод TBHHb Hb.: и !г!вский комбгHBT «Г3T!Нт >, г. Ужгоро С 1чз. а, ап 1а, 1 О 1 кается функционирование устройства, осуществляется датчиком 13, который вырабатывает либо си!пал К=Б, если разность да,.лений между Р и t Р.! превышает зону в2 чувсвительности, установленную на датчике !

3 и соответс!вующей предельному значе.и!о, определяемому допустимой погрешностью измерения положения плит пресса, либо сигнал К= — О, elли разность давлений е про !ппает в, что соответствует нормальнс заботе устройства с допустимыми .„:.гр ц.«остями измерения. Сигнал К=Б («ри c!)0) иде1ггифициpуeтся датчиком 13, !!а«ример, в виде светового сигнала. Нали .ие сиг«ала К = Б (при е )0) указывает ,а необходимость снижения скорости движения штока 6 в начальный момент времени (до перекрытия штоком отверстия, сое.ь1няющего цилиндр с клапаном 8) при пресс<ива нии пакетов минимальной толщины, гуз 40 мм) . Дальнейшая диагностика функ::,:; "!ирования устройства при прессовании тих пакетов определяется датчиком 13, «a! было описано выше, путем сравнения .авлений Рв и Рн со значением в!.

)кспериментальные исследования функционирования предлагаемого устройства «оказывают, что наличие связи клапана 8 с объемом, образуемым между нижней поверхностью плунжера 7 и пневмоцилиндром 5, позволяет уменьшить величину остаточного давления в пневмоцилиндре 5

5 (над плунжером) при прессовании пакетов минимальной толщины со 100 до 50 Па (значение в2 соответствует значению в 70 Па).

Это ведет к снижению относительной приведенной погрешности устройства на -0,3о .

Использование датчика 13 позволяет осуществить диагностику устройства. Величина зоны е! устанавливалась равной 0,5 кПа, что обеспечивало стабильное показание датчика 12 в течение 1,2 ч (до момента появления сигнала К=А). IG

Устройство для контроля за процессом прессования по авт. св. № 1416307, отличаюи ееея тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно дополнительно снабжено датчиком контроля состояния, первый вход которого подключен к пневмолинии, соединяющей цилиндр с датчиком контроля, а второй вход соединен с выходом клапана сброса давления и с пневматической емкостью, обр-ç"óå,ìîé нижней поверхностью подвижного плунжера с цилиндром.