專利名稱:豎直位移沖擊式電子秤的制作方法
本實(shí)用新型屬于粉粒體物料流量計(jì)量，特別是定量給料的設(shè)備。
沖擊式電子秤是利用粉粒體在一定的高度下落時(shí)在檢測(cè)板上獲得的沖擊力與粉粒體瞬時(shí)流量成正比例關(guān)系制造成的。現(xiàn)有的沖擊式電子秤的檢測(cè)板是與水平面斜放的平板，受到?jīng)_擊力時(shí)，檢測(cè)板受到水平分力的作用而產(chǎn)生水平位移，使差動(dòng)、變壓器送出電訊號(hào)，以測(cè)定流量的大小，或根據(jù)電訊號(hào)來(lái)控制流量大小。但這種結(jié)構(gòu)需要復(fù)雜而精細(xì)的力傳遞系統(tǒng)(如十字簧片組構(gòu)成的力平行四邊形的結(jié)構(gòu))和阻尼機(jī)構(gòu)(如油阻尼器)，其二次儀表基本上是DDZ－Ⅱ型儀表，調(diào)校操作需要較高的技術(shù)，而且電子秤的零點(diǎn)容易漂移，計(jì)量精度受機(jī)械因素、溫度、電壓影響，控制器電路復(fù)雜。
本實(shí)用新型的目的是利用相同的原理，提供功能相同，而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，調(diào)校和操作容易，減少零點(diǎn)漂移，計(jì)量精度不受溫度、電壓影響，控制器電路簡(jiǎn)單，易于制造生產(chǎn)和安裝，用戶使用方便的計(jì)量設(shè)備。
本實(shí)用新型的目的是用以下方式實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)板做成圓錐形罩，檢測(cè)板上方的下料管其橫截面積按照S =QΥ2gh]]>(式中S－下料管的橫截面積、Q－物料流量、r－物料假比重、h－物料離整形管進(jìn)料口的高度、g－重力加速度)使物料能集中而對(duì)稱地沖擊在錐罩上，只要物料對(duì)中心線對(duì)稱，所有沖擊力的水平分量的合力為零，只有豎直向下的合力，其大小約為F＝Q2hg]]>，在圓錐形罩的下部連接有位移傳感器，位移傳感器的主要結(jié)構(gòu)為一根傳力桿的頂部與圓錐形罩的錐頂緊固連接，鐵芯緊套在傳力桿的中部，鐵芯的外部有線圈繞組，線圈的接線頭與控制器電連接，在鐵芯的兩端各有一彈簧與傳力桿相套?？ㄗ¤F芯使之位置穩(wěn)定，緊接著彈簧的是端蓋和支座。傳力桿的下部與秤桿的一端鉸連接，秤桿的另一端用平衡重來(lái)平衡圓錐形罩和傳感器的傳力桿、鐵芯、彈簧的重量，秤桿由支點(diǎn)來(lái)支撐。圓錐形罩受到物料的沖擊時(shí)，將力傳給傳力桿，通過(guò)鐵芯，將力傳給彈簧，彈簧受力后而被壓縮和拉伸，這時(shí)，圓錐形沖擊板、傳力桿、鐵芯一起產(chǎn)生向下的位移，鐵芯的位移運(yùn)動(dòng)使線圈繞組里產(chǎn)生輸出電壓，這電壓的大小與位移的大小成正比，即△u＝K1△L，而位移與沖擊力成正比，即△L＝FK2，所以△u＝K1K2Q2hg=KQ]]>，即位移與物料的流量成正比，電訊號(hào)經(jīng)過(guò)放大被顯示儀表顯示，經(jīng)積算電路而累計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)定物料流量和累計(jì)物料量的功能。如果在秤桿的帶有平衡重的一端，再裝置砝碼，讓物料沖擊力和砝碼重取得平衡，并由砝碼重來(lái)確定流量，當(dāng)流量的沖擊力小于給砝碼重力時(shí)，鐵芯就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生負(fù)位移，從而產(chǎn)生負(fù)電壓訊號(hào)，當(dāng)流量的沖擊力大于給定的砝碼重力時(shí)，鐵芯向下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生正位移和正電壓訊號(hào)，電訊號(hào)經(jīng)控制器來(lái)控制給料機(jī)增大流量或減少流量，從而達(dá)到定量給料的作用。
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是傳感器正面剖示圖。
圖3是定量給料裝置的控制器原理電路圖。
圖4是位移－偏差電壓特性曲線。
圖5是恒定給料自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖。
圖中1－物料整形管 2－上蓋 3－檢測(cè)板 4－位移傳感器 5－漏斗 6－傳感器支架 7－傳力桿 8－密封體 9－秤桿 10－砝碼 11－支點(diǎn) 12－平衡重 13－隔磁體 14－鐵芯 15－線圈骨架 16－線圈 17－傳感器外殼 18－螺釘 19－端蓋 20－定位塊 21－密封膜 22－密封螺母 23－插座 24－底座 25－電振機(jī) 26－控制器 27－料斗 28－彈簧 29－引出電線 30－偏差顯示儀表 31－輸出電流顯示儀表 32－偏差電路 33－比例、積分電路 34－可控硅電路 A1－偏差指示儀 A2－輸出指示儀 CI－積分電容 W2－起始電流調(diào)整電位器 W1－偏差輸入大小調(diào)整電位器 DZ－電磁振動(dòng)給料機(jī) L1、L2－位移傳感器線圈。
橫截面積按S =QΥ2gh]]>由上至下逐漸變小的物料整形管(1)由三節(jié)構(gòu)成，上節(jié)是錐度大的矩形漏斗，下節(jié)是錐度小的長(zhǎng)圓臺(tái)形管，中間是上矩形下圓形過(guò)渡連接管，檢測(cè)板(3)為圓錐形罩，錐角約為90°，圓錐形罩的錐頂與位移傳感器(4)的傳力桿(7)的上端部螺紋連接，傳力桿(7)的中部與鐵芯(14)螺紋連接，鐵芯(14)的兩端有與傳力桿(7)同樣是螺紋連接的隔磁體(13)，彈簧(28)壓著隔磁體(13)，上部彈簧的上端為用螺釘(18)與外殼(17)緊固著的端蓋(19)，下部彈簧有底座(24)支撐著，彈簧力使鐵芯在線圈中有一個(gè)穩(wěn)定的位置。并且當(dāng)有一定位移時(shí)平衡著物料的沖擊力或砝碼(10)的扭矩力。線圈(16)(也就是圖3中的L1、L2)繞在線圈骨架(15)上，線圈骨架(15)緊固在外殼(17)上。整個(gè)傳感器(4)由傳感器支架(6)支承。傳力桿(7)的下部與秤桿(9)鉸連接，秤桿的另一端有平衡重(12)和砝碼(10)，支點(diǎn)(11)將秤桿分為兩部分l1和l2，平衡重(12)和砝碼(10)可沿秤桿(9)滑動(dòng)。改變l2的長(zhǎng)度，使傳感器(4)的鐵芯(14)在零點(diǎn)位置上(鐵芯在線圈中有一位置，偏差電壓是零，該位置稱為零點(diǎn))。當(dāng)本實(shí)用新型只作為流量測(cè)定裝置時(shí)，可不需砝碼(10)，物料給檢測(cè)板(3)的沖擊力使傳感器(4)中的鐵芯產(chǎn)生位移，由線圈(16)將位移訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)，電訊號(hào)經(jīng)電壓／電流轉(zhuǎn)換電路由瞬時(shí)流量?jī)x表顯示，并經(jīng)積算電路，顯示累計(jì)量。當(dāng)本實(shí)用新型用作定量結(jié)料的計(jì)量裝置，需使用砝碼(10)，電訊號(hào)經(jīng)控制器(26)里的偏差電路(32)、比例積分電路(33)、可控硅電路(34)將控制訊號(hào)輸出給電振機(jī)(25)，控制給料量的大小。圖5所示，是定量給料裝置與電振機(jī)組成的恒定給料自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖，操作者首先調(diào)節(jié)平衡重，使空載時(shí)偏差指示為零，然后根據(jù)所需流量對(duì)應(yīng)的砝碼重(G＝ (Q)/(K) ，K的數(shù)值可標(biāo)在產(chǎn)品上)加上去，把“停止 ()/() 給料”開關(guān)撥向“給料”位置，流量就會(huì)由小而大自動(dòng)達(dá)到并穩(wěn)定在給定值。有多臺(tái)這樣設(shè)備即能實(shí)現(xiàn)多種原料按所需配比給料、調(diào)節(jié)配比或產(chǎn)量可通過(guò)調(diào)節(jié)砝碼重來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的沖擊式電子秤比較有以下幾個(gè)特征1.物料整形管(1)的橫斷面積按公式S =QΥ2gh]]>從上至下逐漸變小，使物料易于集中而對(duì)稱地下落到檢測(cè)板(3)上。
2.檢測(cè)板(3)做成圓錐形罩，使水平力互相抵消了僅有垂直沖擊力，因而使傳力結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。
3.本實(shí)用新型只作物料流量測(cè)定裝置時(shí)，零點(diǎn)位置是平衡重(12)與檢測(cè)板(3)和位移傳感器(4)的自重達(dá)到平衡時(shí)鐵芯(14)所處的位置；用作定量給料裝置時(shí)，并不直接把物料的沖擊力轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞲衅麟娪嵦?hào)作為物料瞬時(shí)流量的模擬量，而是讓物料沖擊力和砝碼重取得平衡，并由這時(shí)砝碼重來(lái)確定流量，如圖1所示，平衡時(shí)應(yīng)有F·l1＝Gl2，式中F－物料的沖擊力 G－砝碼重 l1、l2－秤桿的杠桿臂長(zhǎng)，由此可得Q＝ (l2)/(l1)g2h]]>＝KG，式中K＝ (l2)/(l1)g2h]]>，稱為“砝碼－流量轉(zhuǎn)換系數(shù)”，也就是本裝置的量程，它完全由機(jī)械因素確定，l2可以調(diào)整，這樣可消除環(huán)境因素和眾多參數(shù)(如溫度、電壓等)變化因素，使定量給料精度高，調(diào)校操作直觀容易。
4.傳感器(4)中的鐵芯(14)被兩端的彈簧(28)卡住，能保持穩(wěn)定的位置。零點(diǎn)不易漂移，平衡檢測(cè)板(3)和傳感器(4)重量的平衡重(12)由于做成比單塊物料要重的多，就可減少物料的突然沖擊而引起的振動(dòng)，使輸出平穩(wěn)。
5.零點(diǎn)位置通過(guò)調(diào)整秤桿上的平衡重(12)的位置的機(jī)械方法來(lái)確定。圖3的電路里，位移靈敏度為0.3－0.5V／mm，且在零點(diǎn)附近最大。圖4示出了位移——偏差電壓特性曲線。
6.控制器(26)的電路簡(jiǎn)單。作為流量測(cè)定裝置時(shí)，電路系統(tǒng)由訊號(hào)電路、電壓／電流轉(zhuǎn)換電路、積算電路組成(電路圖省略了)。作為定量給料裝置，控制器的電路如圖3所示，偏差電壓直接做運(yùn)算放大器輸入，經(jīng)比例積分運(yùn)算后的運(yùn)算放大器輸出，做可控硅電路的控制電壓?！巴Ｖ埂蔽恢猛ㄟ^(guò)開關(guān)觸點(diǎn)應(yīng)使輸出電流表A2為零。由“停止”撥向“給料”位置的瞬間通過(guò)電位器W2的調(diào)節(jié)應(yīng)使輸出電流比所需物料流量要小，這時(shí)偏差指示是負(fù)值，而使運(yùn)算放大器輸出電壓逐漸增加，也使電振機(jī)電流增加，這樣物料沖擊力隨著下料量增加而增大，因此和給定砝碼重比較的偏差逐漸減少，控制電路自動(dòng)消除這偏差，穩(wěn)定在偏差等于零的地方恒定給料。這時(shí)CI積分電容在所需極性的正向電壓下工作，積分增益高(CI是鉭電解電容)。
7.易于密封，環(huán)境條件好。除傳力桿(7)和引出電線(29)用密封體(8)防護(hù)起來(lái)外，整個(gè)裝置可以全密封，不會(huì)有粉塵外揚(yáng)。
本實(shí)用新型的調(diào)校簡(jiǎn)化為通過(guò)秤桿平衡重調(diào)節(jié)平衡，操作僅是撥動(dòng)“停止 ()/() 給料”開關(guān)，完全省去了其它電子秤難解決的零點(diǎn)、量程、給定值的調(diào)校，又避免了其它電子秤難解決的零點(diǎn)飄移，溫度、電壓變化影響精度等問(wèn)題，因此調(diào)校容易，操作簡(jiǎn)單，計(jì)量特別是定量給料精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并具有防塵性能好，制造成本低。適合于水泥、陶瓷、玻璃、礦山、冶金測(cè)定流量和定量給料使用。
權(quán)利要求
1.一種沖擊式電子秤，包括物料整形管(1)、檢測(cè)板(3)、傳力桿(7)、鐵芯(14)、線圈(16)、電子控制器(26)，其特征在于(1)物料整形管(1)的橫截面積按S =QΥ2gh]]>(式中S-橫截面積，Q-物料流量，γ-物料假比重，g-重力加速度、h-物料離整形管進(jìn)口處高度)從上至下逐漸變??；(2)檢測(cè)板(3)為園錐形罩；(3)與檢測(cè)板(3)螺紋連接的傳力桿(7)在中部與鐵芯(14)緊固連接，鐵芯(14)的兩端有彈簧(28)卡住，彈簧(28)分別緊固在端蓋(19)和底座(24)上，線圈(16)由線圈骨架(15)緊固在傳感器外殼(17)上；(4)傳力桿(7)的下端與秤桿(9)鉸連接，秤桿(9)的另一端有平衡重(12)，秤桿(9)由支點(diǎn)(11)支撐。
2.按照權(quán)利要求
1所規(guī)定的計(jì)量裝置，其特征在于橫截面積按QΥ2gh]]>變化的物料整形管(1)分為三節(jié)構(gòu)成，上節(jié)是錐度大的矩形漏斗，下節(jié)是錐度小的長(zhǎng)園臺(tái)管、中間是上矩形下園形過(guò)渡連接管。
3.按照權(quán)利要求
1所規(guī)定的計(jì)量裝置，其特征在于檢測(cè)板(3)的園錐形罩的錐角為90°。
4.按照權(quán)利要求
1所規(guī)定的計(jì)量裝置，其特征在于(1) 秤桿(9)的有平衡重(12)的一端掛有定量給料的砝碼；(2) 控制電振機(jī)(25)給料的控制器(29)的電路由偏差電路(32)、比例積分電路(33)、可控硅電路(34)組成。
5.按照權(quán)利要求
4所規(guī)定的計(jì)量裝置。其特征在于運(yùn)算放大器組成的比例積分電路里有在運(yùn)行時(shí)是處在所需極性的正向電壓作用下的鉭電容CI。
專利摘要
本實(shí)用新型是一種豎直位移沖擊式電子秤。物料整形管，使物料集中而對(duì)稱地沖擊在圓錐形罩的檢測(cè)板上，豎直向下的沖擊力作用在位移傳感器軸上，使被雙彈簧卡住的位移傳感器鐵芯產(chǎn)生位移，并使線圈產(chǎn)生電訊號(hào)，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換，顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)重量。當(dāng)作為定量給料使用時(shí)，讓沖擊力和通過(guò)秤桿作用在傳感器軸上的砝碼重平衡時(shí)，偏差電路輸出為零，不平衡就有偏差電壓，控制給料機(jī)實(shí)現(xiàn)按砝碼重標(biāo)定的流量定量給料。
文檔編號(hào)G01G7/00GK86202597SQ86202597
公開日1987年8月26日 申請(qǐng)日期1986年4月15日
發(fā)明者譚天佑 申請(qǐng)人:譚天佑導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan