Устройство для измерения температуры

 

1384

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 3/06

Пи,УдарстааааЫ1 комитат

СССР до делам изобретений и открытии

К БЗ6.5З

8.8) Б. М. Мединец, А. Ф. Котов, Б. A. Ройтенберт и А. A. Заика (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт продовольственного машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано в устройствах для измерения температуры преимущественно мякиша хлебобулочных изделий при контроле температуры хлебобулочных изделий на непрерывно движу5 щемся конвейере.

Известно устройство для измерения температуры мякиша хлебобулочных изделий, содержащее термощуп с приводным

10 соленоидом, смонтированным на поворотной в горизонтальной плоскости подпружиненной пластине (1) .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, ко15 горая обусловлена тем, что термощуп погружается в центр изделия не во всех случаях и отсутствует контроль положения термощупа по отношению к изделию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения температуры мякиша хлебобулочных иэделий, содержащее термощупы, электромагш1ты, рычажные щупы, конечные выключатели положения центра изделия, толкатели, конечные выключатели угла поворота, штока и кронштейн (2) .

Известное устройство имеет следующие недостатки. Рычажный щуп устройства замыкает электрическую цепь электромагнита при достижении профилем буханки заданной высоты, в то время как буханки хлеба в реальных условиях производства имеют разную высоту (для подового хлеба "арнауг" Н=ч-10мм). Рычажной щуп скользит по огибающей всего профиля, не . проходящей над центром буханки хлеба, что приводит к погружению термощупа не в центр буханки, а на значительном, недопустимом расстоянии or него. Это вызывает погрешность в определении готовности хлеба, так как в этом случае измеряется температура не центральных слоев мякиша. Поскольку гермощуп вводится в буханку хлеба перпендикулярно ее изогермическим поверхностям, ro, вследствие образования температурного .

71 l384

5 о перепада от наружных слоев к центру, происходит дополнительный приток телла к термоэлементу ло корпусу и проводам термощупа. Это приводит к погрешности в измерении истинной температуры центра мякиша. После проведения измерений и извлечения термощупа из буханки возвраг пластины указанного устройства в исходное положение производится пружиной. При этом происходят динамические удары, уменьшающие надежность и срок службы устройства. Корка изделия, например буханки хлеба,обезвоженная во время выпечки, на выходе из печи имеет большую твердость, Это приводит к тому, что игольчатый термощуп при погружении в буханку, испытывая сопротивление корки, изгибается и термоэлемент не попадает в центр мякиша, При перемещении изделия вместе с погруженныМ термощупом происходит натяжение возвратной пружины под ;действием которой игла термощупа, не имеющая дополнительной точки опоры в центрирующем отверстии рычажного щупа, изгибается, что приводи т к дополни тельной погрешности измерения за счет увеличения отверстия в корке и проникновения внутри изделия наружного воздуха„имеющего температуру, отличную от температуры центра изделия.

Целью изобретения является увеличение точности измерения и повышение надежности работы устройства, Указанная цель достигается за счет того, что в устройство введено коромысло, на каждом плече которого симметрично оси его вращения расположены термощуп электромагнит и шток, на котором укреплены рычажный щуп и конечный выключатель положения центра изделия, причем на кронштейне расположены два конечных выключателя угла поворота, а на коромысле — толка тели. Предпочтительно оси симметрии термощупа, штока и рычажного щупа располагать в одной вергикальной плоскости, а рычажный щуп снабжать центрирующим отверстием и выступом, расположенным на его передней части, шток снабжать упором, а термощуп снабжать теплоизоляцией. Предпочтительно, конечные выключатели угла поворота располагать на границах зоны между крайними положениями оси коромысла, соответствуюших двум заданным, находящимся в одном квадранте углам по отношению к осевой линии поперечного ряда изделий, 15

2О

Зо

$0

Д

На фиг. 1 показан обший аид предлагаемого устройства; на фиг. 2 — го же, вид сверху; на фиг. 3 — конструкция устройства;нафиг.4-то же, вид сбоку; на фиг. 5 — вид на конструкцию устройства по стрелке А; на фиг. 6 — вид на участок "а" конструкции устройства; на фиг. 7 — конструкция упора; на фиг. 8конструкция термощупа; на фиг. 9 — схема крайних положений коромысла.

Йа раме 1, укрепленной на корпусе печи 2, из которой выходят хлебобулочные изделия 3, установлено устройство

4, которое содержит поворотное коромысло 5, на каждом плече которого симметрично относительно его оси вращения смонтированы термощупы 6 и 7 с электромагнитами соответственно 8 и 9 и подви>кные в .вертикальном направлении штоки 10 и 1 1, на которых укреплены рычажные щупы 12 и 13 и конечные выключатели положения центра изделия 14 и

15. На неподвижном кронштейне 16 установлено два конечных выключателя угла поворота коромысла 17, 18, взаимодействующих с установленными на коромысле толкателямн 19 и 20. Рычажные щупы 12 и 13 укреплены подвижно на оси 21. Термощуп 6(7) связан с сердечником электромагнита 8(9) при помощи рычага 22(23) механизма погружения. Упор 24 представляет собой выступ, образованный от неполностью профрезерованных пазов в штоке 10, куда входят подшипники 25, направляющие движение штока. В крайнем нижнем поло>кении шток, поджимаемый пружиной 26., упирается своим выступом в подшипники, ограничивая тем самым ход вниз. Термоэлемент термощупа 27 (термопара или термистор) помещен в металлический наконечник 28, который отделен от металлического корпуса 29 теплоизоляционным стержнем 30. Кроме того, соединительные провода термоэлемента изолированы

or корпуса теплоизоляционным материалом. Пружины 31, 32 обеспечивают возврат элементов в исходное положение.

Конечные выключатели угла поворота

17, 18 установлены На кронштейне 16 на границах зоны между крайними попо>кениями оси коромысла 5, соответствующими двум заданным, находящимся в одной квадранте углам g{. и Q > по отношению к осевой линии поперечного ряда изделий I, П(, причем 90>d„+dZ.

Это обеспечивает возможность измерения

711384 температуры двух изделий, расположенных в одном ряду.

Устройство рабсгаег следуюшим образом.

В исходном положении устройство повернуто на угол Q< (фиг 1,2,9), а контакт конечного выключателя угла поворота 18 разомкнут толкатепем 20. При движении в продольном ряду С хлебобулочное изделие 3 вступает в контакт со шго- Ю ком 11 и начинаег его поднимать вместе с рычажным шупом 13. При агом под действием пружин 31 рычажный щуп будет вращаться на оси 21 и занимать все более горизонтальное положение. В положении, когда точка касания штока с изделием и гочка касания рычажного шупа с издепием окажутся на одном уровне огносигепьно основания изделия, рычажный щуп замкнет контакт конечного выкпючателя положения центра изделия. С помощью рычага 23 электромагнит погружает гермошуп 7 в изделие тогда, когда оно занимает положение С . В погруженном состоянии термошуп увлекается движущим-25 ся изделием. При этом коромысло 5, которое на подшипниках установлено на не-, подвижном кронштейне 16, вращается по часовой стрелке. При вращении коромысла и уменьшении угла g, взаимодействие топкателя 20 с конечным выключателем угла поворота 18 нарушается и контакт последнего замыкаегся. При дальнейшем вращении коромысла до угла Д гопкатель 19 раэмыкаег контакт конечного выключатепя угла поворота 17. Электромагнит 9 отключаегся и пружины 32 вытягивают его сердечник. С помощью рычага 23, с которым сердечник связан кинемагически, извлекается термощуп 7. В момент извлечения гермошупа 7 иэделие находится в положении Cg . Измерение температуры изделия, передвигаюшегося в продольном ряду С цроисходиг на уча45

55 стке пути от С цо C< . После извлечения гермощуна 7 вращение коромысла прекращаегся в попожении, когда угол между его осью и осью поперечного ряда изделий равен Д,д . В момент извлечения термощупа 7 ось поперечного ряда иэделий находится в положении 11. Угпы

d.q и (;(. являются конструктивно заданными и определяются положениями конечных выключателей угла поворота коромысла, размещенных на кронштейне 16.

Хлебобупочное изделие 3, движущееся в продольном ряду Я, при своем перемещении из положения В< в положение 3

6 всгупаег в контакт со штоком 10 и поднимает его. Рычажный щуп 12 врашаегся на оси 21. В положении, когда гочка касания штока 10 и гочка касания рычаж ного щупа 12 с изделием окажутся на одном уровне относительно основания изделия, замыкаегся контакт конечного выкпючагепя положения центра изделия 14.

При этом электромагнит 8 с помощью рычага 22 погружаег гермощуп 6 в изделие тогда, когда OHO занимает положение В

В погруженном состоянии термощуп 6 увлекается движушимся изделием. При агом коромысло 5 поворачивается против часовой стрепки. При вращении коромыспа и увеличении угла взаимодействия топкагеля 19 с конечным выключателем,угпа поворота 17 нарушается и контакт,последнего замыкаегся. При дальнейшем вращении коромысла до угпа поворота 18 апекгромагнит 8 огкаючается и пружины вытягивают его серпе тннк. С помощью рычага 22, с которым сердечник связан кинематически, извлекается термощуп 6.

В момент извлечения термощуца 6 изделие находится в торможении Q4. Измерение темпер.пуры издеппя, передвигающеrocs в продольном ряду В но относящегося к тому же поперечному ряду, что и изделие, передвигаюшееся по продоль ному ряду Д,, происходит на участке пути or Q до З4 . После извлечения гермощупа 6 вращение коромысла прекращается в положении, когда угол между его осью и осью поперечного ряда изделий равен А .. В момент извлечения термоmyna 6 on поперечного ряда изделий находится в положен Й . При дальнейшем подходе изделий, расположенных и других поперечных рядах, цикл измерения их температуры повторяется. Конструктивно устройство выполнено, гак, что величина линейного перемещения термощупа 6,7 от момента его погруженпя до момента его извлечения из издепия больше, чем линейное перемешение рычажного щупа 12, 13 относительно конгропируемого иэделия or момента размыкания контакта его конечного выключателя положения центра изделия 14, 15.

Эуим искпючаегся возможность повторного погружения гермошупа в одно и го же изделие..

Применение коромысла с двумя гермощупами повышает надежность работы устройства за счет искпючения пружинного возврага при одновременном повышении информационной способности, необходимой при включении устройства в авгомагиче711384 скую систему управления технологическим процессом. Кроме гого, за счет гого, что игла термощупа имеет точку опоры в центрирующем отверстии рычажного щупа, а момент сопротивления перемещению гермощупа невелик и равен моменту трения в йодшипниках коромысла, игпа термощупа не изгибается и при погружении в издепие термоэпемент термощупа попадает в центр мякиша, при этом диаметр отверс- 10 тия, оставляемого в иэделии поспе извпечения термощупа, практически равен диаметру иглы термощупа.

Подвижный в вертикапьном направлении 15 шток с укрепленным на нем рычажным щупом и конечным выключателем позвопяет бопее точно находить центр изделия, находящийся под его вершиной. Шток перемещается в вертикальном направлении под действием передвигающихся на конвейере изделий, имеющих разную высоту. При агом он обеспечивает воэможность эаня» тия рычажным щупом попожения взаимодействия с конечным выкпючатепем. Это попожение характеризуется тем, что две точки касания щупа и штока с издепием находятся на одном уровне относительно основания изделия. Наличие центрирующего отверстия в рычажном щупе предохраняет иглу термощупа or изгиба и обеспечивает попадание термоэлемента в центр мякиша издепия, чем повышается точность измерения. Для исключения заедания штока при его движении вверх из-за крутого фронта профипя изделия, уменьшения нути контвктирования щупа с иэдепием и, тем самым, повышения надеж ности работы штока и щупа и исключения деформирования издепий штоком, послед о ний снабжен упором, ограничивающим его ход вниз до заданного уровня, что твк же способствует повышению надежности работы устройства.

Описываемое устройство при установке его на выходе из печи в требуемом, в зависимости от чиспа контролируемых ручьев (продопьных рядов изделий), копичестве эксземппяров обеспечивает автоматический многоручьевой контропь готовности (по температуре центра мякиша} acего потока изделий и при соединении их с системами автоматической переработки информации, поступающей от устройств, с целью управления режима55 ми выпечки позвопяют попучить автоматическую систему стабилизации оптимапьной готовности (минимвльно-допустимой температуры центра мякиша) всех издепий, выходящих из печи.

Испытания опытных образцов усгройства показали, что применение этой системы обе печивает сокращение времени выпечки и увепичение производительности линии на 9,8%, уменьшение упека на

0,9% и за счет этого годовой экономический эффект на каждой пинии, например, по производству круглой булки, 1 кг, из пшеничной муки первого сорта, при печах

О 2 с площадью пода 50 м, составит

10422 руб.

Учитывая, что предлагаемое устройство является одним из основных узпов укаэанной автоматической системы, ориентировочно можно оценить ето годовую экономическую эфф ктивность в размере 30 4 от эффективности всей системы, т.е. свыше 3 тыс. руб. нв. каждой пинии.

Формула изобретения

1. Устройство дпя измерения температуры преимущественно мякиша хлебобупочных изделий, содержащее термощупы, эпектромагниты, рычажные щупы, конечные выключатели положения центра издепия, топкагели, конечные выключатели угпа поворота, штоки и кронштейны, о т— п и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения и повышения надежности работы устройства, в него введено коромысло, на каждом плече которого симметрично оси его вращения расположены repvomyn, электромагнит и шток, На котором укреппены рычажный щуп и конечный выключатель ноложения центра издепия, причем нв кронштейне расположены два конечных выключатепя угла поворота, а на коромысле — топкатепи.

2. Устройство по п. 1; о т п и ч в— ю щ е е с я тем, что оси симметрии термощупа, штока и рычажного щупа расположены в одной вертикапьной плоскости, а рычажный шуп снабжен центрирую щим отверстием и выступом, расположенным на его передней части.

3. Устройство по и. 1, о г и и ч в ющ е е с я reM, что оно снабжено упором, расположенным на штоке, 4. Устройство по п. 1, о т и и ч a— ю щ е е с я тем, что конечные выкпючатепи угпа поворота расположены на

Границах зоны между крайними положениями оси коромыспа, соответствуюших

711384

t5 20

22 фиг.5 двум заданным находящимся в одном квадранте углам по отношению к осевой линии поперечного яда изделий.

5. Устройство по п. 1, î r л и ч аю ш е е с я тем, что термощуп снабжен теплоизоляцией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 322659, кл. б 01 К 13/06, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 515041, кл. G 01. К 13/06, 1975 (прототип).

711384

Составитель В. Копаев

Редактор Л. Бибер Техред Келщ„ ещ Корректор Ю. Макаренко

Заказ 8996/27 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужтород, ул. Проектная, 4