Комбинационный патент это

22.10.2018 Выкл. Автор admin

лазерный материал для вынужденного комбинационного рассеяния света

Изобретение используется в квантовой электронике, в частности в лазерах на вынужденном комбинационном рассеянии (ВКР). Сущность изобретения: материал для ВКР-преобразования частоты лазерного излучения на основе монокристалла вольфрамата бария-стронция с составом (Ba1-хSrx)уWzO4, где 0x1; 0,997 -1 [2] .

Недостатком кристалла КГВ как элемента для ВКР-преобразования является большая ширина линий спонтанного комбинационного рассеяния (СКР) 5-6 см -1 при 300 К, что снижает коэффициент ВКР-усиления и увеличивает порог ВКР-преобразования.

Технической задачей изобретения является улучшение энергетических параметров лазеров с ВКР-преобразованием частоты, в частности увеличение коэффициента ВКР-усиления и снижения порога ВКР-генерации. Это достигается тем, что в качестве материала для ВКР-преобразования лазерного излучения используется монокристалл вольфрамата бария-стронция с составом (Ba1-хSrx)yWzO4, где 0x1, 0,997 -1 при 300 К) в спектре СКР на частоте 922-925 см -1 . Эта ширина в 3-4 раза меньше ширины линий СКР, используемых для ВКР-преобразования в кристалле КГВ. Если учесть, что сечение рассеяния линий 901 и 768 см -1 в кристалле КГВ и линии 922-925 см -1 в кристалле вольфрамата бария стронция практически одинаковы, то пиковая интенсивность линии СКР в вольфрамате бария-стронция оказывается в 3-3,5 раза выше линий в кристалле КГВ. Это обстоятельство позволяет получить более высокий коэффициент ВКР-усиления и снизить порог ВКР-преобразования в кристалле вольфрамата бария-стронция по сравнению с кристаллом КГВ.

На фиг. 1 и 2 показаны спектры СКР кристалла КГВ (фиг. 1) и вольфрамата бария стронция с х= 0, y= 1 и z= 1 — (BaWO4) (фиг. 2) в области частот, используемых для ВКР-преобразования. Для иллюстрации более высокой интенсивности линии СКР в BaWO4 масштаб по оси ординат выбран одинаковым на обоих чертежах. Спектры записаны на образцах равной толщины (0,8 мм) при одинаковых условиях возбуждения и регистрации спектров СКР.

Пример конкретного выполнения.

Эксперимент по ВКР-преобразованию проводился на монокристаллах (Ba1-xSrx)yWzO4 с х= 0, (BayWzO4) c длиной 31 мм. Накачка осуществлялась импульсно-периодическим лазером на ИАГ с Nd 3+ с пассивной модуляцией добротности на длине волны 532 нм. Было получено эффективное ВКР-преобразование на кристалле BayWzO4, а также измерены коэффициент усиления (G) и порог (W) ВКР-преобразования. Полученные значения G и W для BayWzO4 сравнивались с аналогичными значениями для кристалла КГВ с длиной 36 мм. Оказалось, что коэффициент ВКР-усиления для кристалла BayWzO4 был в 2 раза выше, чем для КГВ кристалла. Порог ВКР-преобразования в BayWzO4 был ниже, чем в КГВ в 1,5 раза несмотря на большую длину и более высокое оптическое качество кристалла КГВ.

Полученный эффект снижения порога и увеличения коэффициента ВКР-усиления в кристалле BayWzO4 объясняется только особенностями колебательного спектра этого кристалла, определяемыми его структурой.

Данные по составу кристалла BayWzO4 при его работе в качестве элемента ВКР-преобразования при различных режимах работы сведены в таблицу.

Литература
1. Грасюк А. З. Квантовая электроника, 1974, 3, 485.

2. Андрюнас К. , Вищакас Ю. , Кабелка В. , Мочалов И. В. , Павлюк А. А. , Петровский Г. Т. , Сырус В. Письма в ЖЭТФ, 1985, 42, с. 333.

Здесь могла быть ваша реклама

Генри Форд «Моя жизнь, мои достижения»

В наших инструкциях агентам говорилось между прочим следующее:

«Торговый агент должен знать имена всех жителей своего района, могущих быть покупателями автомобиля, включая и тех, которым идея покупки еще не приходила в голову. Каждого из них он должен по возможности посетить лично, в крайнем же случае сделать письменное предложение, все результаты переговоров должен записывать, чтобы можно было знать мнение каждого отдельного жителя относительно покупки автомобиля. Если вы затрудняетесь проделать такую работу в своем районе, то это означает, что ваш район слишком велик для одного агента».

На нашем пути встречались все же тернии. Ведение дела затормозилось грандиозным судебным процессом, поднятым против нашего Общества с целью принудить его присоединиться к синдикату автомобильных фабрикантов. Последние исходили из ложного предположения, что рынок для сбыта автомобилей ограничен, и что поэтому необходимо монополизировать дело. Это был знаменитый процесс Зельдена. Расходы на судебные издержки достигали иногда для нас весьма крупных сумм. Сам, недавно скончавшийся Зельден, имел мало общего с упомянутым процессом, который был затеян трестом, желавшим при помощи патента добиться монополии. Положение сводилось к следующему:

Георг Зельден заявил еще в 1879 году патент на изобретение, охарактеризованное следующими словами: «постройка простого, прочного и дешевого уличного локомотива, имеющего небольшой вес, легко управляемого и достаточно мощного, чтобы преодолевать средние подъемы».

Эта заявка была законно зарегистрирована в департаменте привилегий под входящим номером, пока в 1895 году по ней не был выдан патент.

В 1879 году при первоначальной заявке некто еще не имел понятия об автомобиле, в момент же выдачи патента самодвижущиеся экипажи давно уже были в ходу.

Многие техники, в том числе и я, занимавшиеся много лет проектированием автомобилей, с изумлением узнали в один прекрасный день, что разработка самодвижущегося экипажа защищена патентом много лет тому назад, хотя заявитель патента указал только идею и ничего не сделал в смысле ее практического осуществления.

Предмет привилегии был охарактеризован в заявке шестью параграфами, из которых ни один, по моему мнению, не мог претендовать на оригинальность даже в 1879 году. Департамент привилегий признал заслуживающей выдачи патента одну из комбинаций и выдал на нее так называемый «комбинационный патент», определяющий следующим образом предмет привилегии:

а) вагона, снабженного рулевым механизмом и рулевым колесом;

б) рычажного механизма и передачи, служащей для поступательного движения;

Такое описание не подходило к нашим экипажам. Я был убежден, что мой автомобиль не имеет ничего общего с идеей Зельдена. Но могущественная группа промышленников, выступавшая под именем «законных фабрикантов», так как они работали в согласии с владельцем патента, возбудила против нас процесс, как только наша фирма стала играть видную роль в автомобильной промышленности. Процесс затянулся. При помощи его нас хотели запугать и заставить отказаться от своего дела.

комбинационный сумматор структурных кодов

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для параллельного суммирования многоразрядных двоичных чисел. Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства для счет одновременного суммирования трех чисел, представленных в двоичной избыточной минимальной системе счисления. Сумматор содержит разряды, каждый из которых состоит из трехвходового одноразрядного двоичного сумматора, мажоритарного элемента, четырех элементов ИЛИ, четырех элементов И, двух элементов ИМПЛИКАЦИЯ, элемента ЗАПРЕТ. Второй и четвертый разряды содержат дополнительно по одному элементу ИЛИ. 3 ил., 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2023288

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для параллельного суммирования многоразрядных двоичных чисел.

Известно устройство для сложения чисел, представленных в двоичной избыточной системе счисления, содержащее последовательно соединенные логические узлы и трехвходовые одноразрядные двоичные сумматоры (1). Недостаток данного устройства — низкое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению является комбинационный сумматор (2), содержащий в каждом разряде трехвходовой одноразрядный двоичный сумматор, четыре элемента И, пять элементов ИЛИ, причем входные шины первого и второго операндов каждого i-го разряда (i = (i = , где n — разрядность операндов) подключены, соответственно, к первому и второму входам первого элемента ИЛИ и первого элемента И i-го разряда, выход первого элемента И данного разряда соединен с первым входом второго элемента ИЛИ i-го разряда, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И i-го разряда, первый вход которого соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ, третьего элемента И, пятого элемента ИЛИ данного разряда и выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i+1)-го разряда, второй вход второго элемента И i-го разряда соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ i-го разряда и выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i-2)-го разряда, выход третьего элемента ИЛИ i-го разряда подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ данного разряда, выходы первого и четвертого элементов ИЛИ i-го разряда соединены соответственно с первым и вторым информационными входами трехвходового одноразрядного двоичного сумматора данного разряда, вход переноса которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ i-го разряда, третий вход которого подключен к выходу третьего элемента И i-го разряда, второй вход которого соединен со вторым входом пятого элемента ИЛИ i-го разряда и выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i-3)-го разряда, третий вход пятого элемента ИЛИ i-го разряда соединен с выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i-5)-го разряда и третьим входом третьего элемента И данного разряда, четвертый вход которого соединен с входом разрешения суммирования в минимальной и оптимальной системах счисления и первым входом четвертого элемента И i-го разряда, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ i-го разряда, а выход — со вторым входом четвертого элемента ИЛИ данного разряда, третий вход второго элемента И i-го разряда соединен со входом разрешения суммирования в «Фибоначчиевой» системе счисления.

Недостаток этого устройства — низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия сумматора за счет способности суммировать одновременно три числа, представленных в двоичной избыточной минимальной системе счисления.

Любое натуральное число А в двоичной минимальной системе счисления представляется в виде многочлена
A =(i) ,, где i <0,1>
(i) = ,1
Значение (n+2) определяет мощность минимального n-разрядного кода.

Минимальная система счисления предполагает наличие не менее четырех нулей после каждой единицы.

Метод сложения основан на выражениях, вытекающих из рекуррентного соотношения
+(( при при 3 i > i 5 5
Следовательно, правило сложения имеет вид
0 + 0 + 0 = 0
0 + 0 + 1 = 1
0 + 1 + 0 = 1
1 + 0 + 0 = 1
0 + 1 + 1 = 100001 при 3 i 5
0 + 1 + 1 = 10000001 при i > 5
1 + 1 + 1 = 101001 при 3 i 5
1 + 1 + 1 = 10100001 при i > 5
Анализ выражения позволяет предположить, что операция сложения будет протекать с появлением в ряде случаев промежуточных сумм. Это обусловлено приходом сигналов переноса в разряды, в которых есть единица. Однако, учитывая, что минимальная форма представления числе предполагает наличие не менее чем четырех нулей после каждой единицы, видно, что при наличии единицы в двух или трех слагаемых данного разряда возможен приход сигнала переноса только из (i+5)-го разряда, при одном слагаемом — из (i+5)-го и (i-2)-го разрядов.

Такой анализ показывает, что в сложении участвуют не более четырех сигналов. При этом правило сложения принимает следующий вид:
1 + 1 + 1 + 1 = 1 0 1 0 11 0 1
Перенос в (i-2)-ой разряд осуществляется беспрепятственно, при переносе в (i-3)-й разряд в него же может прийти сигнал переноса из (j+2)-го разряда (j = i-5).

В таблице представлены значения сигналов, поясняющие работу i-го одноразрядного сумматора
При составлении таблицы полагалось, что на входы трехвходового одноразрядного двоичного сумматора подаются сигналы суммируемых слагаемых в данном разряде а; b; c;
В таблице обозначено : S — сигнал суммы трехвходового одноразрядного двоичного сумматора, P — сигнал переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора, Рi-2,i, Pi+5,i, Pi+2,i, Pi+3,i — сигналы переноса в i-й разряд сумматора соответственно из (i-2)-го, (i+5)-го, (i+2)-го, (i+3)-го разрядов, Si — сигнал суммы одноразрядного сумматора, Pi,i+2, Pi,i-5, Pi,i-2, Pi,i-3 — сигналы переноса из i-го разряда сумматора соответственно в (i+2)-й, (i-5)-й, (i-2)-й, (i-3)-й разряды.

На основе данной логики строится комбинационный сумматор для трех слагаемых.

Рассмотрим пример сложения чисел A, B и C.

B и C A = B = 00001000010000100001000
С = 00100000010000000100000
Для сложения чисел A, B и C и минимизации кода суммы потребовалось 11 тактов.

Сущность изобретения состоит в реализации выражений (2), (3) в соответствии с таблицей.

На фиг. 1 приведена структурная схема комбинационного сумматора для трех слагаемых; на фиг. 2 — функциональная схема p-го разряда сумматора (p = 1,3,5-n); на фиг. 3 — функциональная схема q-го разряда сумматора (q = 2,4).

Комбинационный сумматор для трех слагаемых содержит n (где n — разрядность операндов) разрядов 1, имеющих выходы 2, 3 переносов, входные шины первого 4, второго 5 и третьего 6 слагаемых, шину суммы 7.

Каждый p-n разряд 1, имеющий входы 8-11 переносов, содержит трехвходовый одноразрядный двоичный сумматор 12 с выходами 13, 14 суммы и переноса, мажоритарный элемент 15, четыре элемента или 16-19, четыре элемента И 20-23, два элемента ИМПЛИКАЦИЯ 24, 25, элемент ЗАПРЕТ 26.

Каждый q-й разряд содержит, кроме того, элемент ИЛИ 27 и входы 28, 29, 30 переносов.

Разряд 1 предназначен для суммирования разрядов слагаемых и сигналов переноса, поступающих в данный разряд и выдачи значения суммы данного разряда на выходную шину 7 и сигналов переноса из данного разряда в соседние.

Элемент ИЛИ 27 предназначен для формирования сигнала переноса соответственно из пятого, шестого и седьмого разрядов во второй и из восьмого и девятого разрядов в четвертый.

Трехвходовый одноразрядный двоичный сумматор 12 предназначен для суммирования разрядов слагаемых и выдачи значений для дальнейшего суммирования с сигналами переноса.

Элементы ИЛИ 16, ИЛИ 17 предназначены для выдачи сигнала о наличии переноса в данный разряд.

Мажоритарный элемент 15 предназначен для выдачи сигнала при наличии двух сигналов переноса в данный разряд.

Элементы ИМПЛИКАЦИЯ 24, 25, ЗАПРЕТ 26, элементы И 21, И 22 и элемент ИЛИ 18 предназначены для суммирования сигналов, поступающих с трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 14 и сигналов переноса в данный разряд и выдачи значения суммы данного разряда на шину суммы Г.

Элементы И 20 и ИЛИ 19 предназначены для формирования сигналов переноса из данного разряда в (i+2)-ой и (i-5)-й разряды.

Элемент И 23 предназначен для формирования сигналов переноса из данного разряда в (i-2)-й и (i-3)-й разряды.

Устройство работает следующим образом:
Сигналы разрядов слагаемых поступают на входы трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 12. В зависимости от значений разрядов формируются сигналы для дальнейшего суммирования с сигналами переноса или выдачи сигнала через элементы ИМПЛИКАЦИЯ 24, И 21, 22, ИЛИ 18 на шину суммы 7.

При наличии в данном разряде «1» в одном из слагаемых на выходе 13 трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 12 формируется единичный сигнал, поступающий на входы элемента И 20 и элемента И 22, на второй вход которого поступает сигнал с элемента ИМПЛИКАЦИЯ 24, свидетельствующий об отсутствии сигналов переноса в данный разряд. С выхода элемента И 22 сигнал через элемент ИЛИ 18 проходит на шину суммы 7. Если сигнал переноса в данный разряд есть, он через элемент ИЛИ 17 и ЗАПРЕТ 26 поступает на инверсный вход элемента ИМПЛИКАЦИЯ 25 и запирает его — сигнал суммы данного разряда не формируется. Одновременно сигнал переноса в данный разряд через элементы И 20 и ИЛИ 19 проходит на выход переноса 13 в (i+2)-ой и (i-5)-й разряды. При помощи «1» в одном из слагаемых и двух сигналов переноса в данный разряд элемент ЗАПРЕТ 26 запирается, открывается элемент ИМПЛИКАЦИЯ 25, формируется сигнал суммы данного разряда и сигнал переноса в (i+2)-ой и (i-5)-й разряды.

При наличии «1» в двух слагаемых в данном разряде сигнал с выхода 14 трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 12 через элемент ИЛИ 19 проходит на выход переноса 3 в (i+2)-й и (i-5)-й разряды.

При одном сигнале переноса в данный разряд он через элементы ИЛИ 17 и ЗАПРЕТ 26 проходит на вход элемента И 21, на втором входе которого «1» с выхода элемента ИМПЛИКАЦИЯ 24.

При двух сигналах переноса в данный разряд они через мажоритарный элемент и элемент ИЛИ 19 поступают на выход переноса 3 в (i+2)-й, (i-5)-й разряды.

Наличие «1» в трех слагаемых приводит к формированию сигнала суммы данного разряда и сигналов переноса в (i+2)-ой, (i-5)-й разряды. Приход в это время в данный разряд сигнала переноса из (i+5)-го разряда вызывает формирование в элементе И 23 сигналов переноса в (i-2)-й и (i-3)-й разряды с выхода переноса 2.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

КОМБИНАЦИОННЫЙ СУММАТОР СТРУКТУРНЫХ КОДОВ, содержащий в каждом i-м разряде ((i = ), где n — разрядность операндов) трехвходовой одноразрядный двоичный сумматор, четыре элемента И и четыре элемента ИЛИ, причем выход первого элемента И i-го разряда соединен с первым входом первого элемента ИЛИ данного разряда, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И данного разряда, первые входы второго элемента ИЛИ и третьего элемента И данного разряда соединены с выходом переноса из (K + 5)-го разряда (k i, k = , выход второго элемента ИЛИ i-го разряда подключен к первому входу четвертого элемента И данного разряда, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ данного разряда, выход переноса из данного разряда подключен к входам переносов (j — 2)-го и (j — 3)-го, (j i, j = ) разрядов, отличающийся тем, что в каждый разряд комбинационного сумматора для трех слагаемых введены элементы ИЛИ, мажоритарный элемент, два элемента ИМПЛИКАЦИЯ, элемент ЗАПРЕТ и два элемента ИЛИ соответственно в второй и четвертый разряды сумматора, причем входные шины первого, второго и третьего операндов данного разряда подключены соответственно к первому, второму и третьему входам трехвходового одноразрядного двоичного сумматора i-го разряда, выход суммы которого подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И данного разряда, к первому входу второго элемента И данного разряда и к инверсному входу первого элемента ИМПЛИКАЦИЯ данного разряда, выход которого подключен к первому входу первого элемента И данного разряда, второй вход которого соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ и инверсным входом второго элемента ИМПЛИКАЦИЯ данного разряда, выход которого подключен к второму входу второго элемента И i-го разряда, а прямой вход соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ данного разряда, инверсным входом элемента ЗАПРЕТ данного разряда и выходом мажоритарного элемента i-го разряда, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ данного разряда и вторым входом второго элемента ИЛИ данного разряда, выход которого подключен к прямому входу элемента ЗАПРЕТ i-го разряда, выход переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора данного разряда подключен к прямому входу первого элемента ИМПЛИКАЦИЯ данного разряда и к третьим входам третьих элементов И и ИЛИ данного разряда, выход первого элемента ИЛИ данного разряда является выходом суммы i-го разряда, выход третьего элемента И каждого j-го разряда соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ (j — 2)-го разряда и вторым входом четвертого элемента ИЛИ (j — 3)-го разряда, выход третьего элемента И второго разряда подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ первого разряда, выход третьего элемента ИЛИ каждого l-го разряда (l i, l = ) подключен к второму входу мажоритарного элемента (l + 2)-го разряда и к третьему входу второго элемента ИЛИ (l + 2)-го разряда, первый, второй и третий входы пятого элемента ИЛИ второго разряда подключены соответственно к выходам третьих элементов ИЛИ пятого, шестого и седьмого разрядов, первый и второй входы пятого элемента ИЛИ четвертого разряда подключены соответственно к выходам третьих элементов ИЛИ восьмого и девятого разрядов, входы пятых элементов ИЛИ второго и четвертого разрядов подключены к третьим входам мажоритарных элементов соответственно второго и четвертого разрядов и к первым входам второго элемента ИЛИ и третьего элемента И второго и четвертого разрядов, третий элемент ИЛИ каждого k-разряда соединен с третьим входом мажоритарного элемента (k — 5)-го разряда.

Читайте так же:  Коллекторы перфоратора

роторный комбинационный дозатор

Изобретение относится к устройствам для весового дозирования сыпучих продуктов. Дозатор содержит каркас, вибропитатель сыпучего продукта, приемник взвешенных доз продукта, накопительные корзины с приводными заслонками. Минимум одна весовая корзина с приводной заслонкой связана с тензодатчиком. Выход тензодатчика соединен с входом микропроцессора, который снабжен выходом для управления приводами заслонок корзин. Накопительные корзины закреплены на роторе, установленном на каркасе. Ротор оборудован шаговым приводом с возможностью останова накопительной корзины под весовой корзиной. Приемник взвешенных доз продукта размещен под ротором в зоне, расположенной под весовой корзиной. Достигается упрощение конструкции при сохранении точности весового дозирования. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2311324

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для весового дозирования сыпучих продуктов, преимущественно, брикетированных продуктов типа конфет.

Известно устройство для весового дозирования, содержащее питатель порошка, который сообщен с весовой корзиной, связанной с рычажными весами (см. а.с. СССР № 259688, 1969 г.).

Известен также дозатор, содержащий вибропитатель и весовой узел с чувствительным элементом в виде тензодатчика (см. а.с. № 1706916, 1992 г.). Указанные дозаторы порошковых материалов не пригодны для дозирования дорогостоящих брикетированных продуктов типа шоколадных конфет, которые упаковывают, как правило, небольшими дозами. Ошибка в одну конфету, неизбежная при однократном весовом дозировании, накапливается и к концу смены приводит к недопустимым потерям.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является комбинационный дозатор типа мультипод, содержащий электронную мультисистему взвешивания, включающую центральный микропроцессор, соединенный с весовыми узлами (см. Чернов М.Е. Упаковка сыпучих продуктов, М.: «ДеЛи», 2000, с.45-47, рис.13 — прототип). В указанном дозаторе весовые узлы, выполненные в виде яруса закрепленных на несущем каркасе модулей, содержат накопительные корзины, под которыми установлены весовые корзины с тензодатчиками. В процессе весового дозирования сыпучий продукт поступает через систему радиальных вибролотков сначала в накопительные корзины в виде частей дозы. Затем части дозы высыпают в весовые корзины. После сравнения и суммирования сигналов от мультисистемы взвешивания процессор выгружает части дозы в приемник, где они соединяются в одну дозу.

К недостаткам прототипа следует отнести сложность его конструкции, которая объясняет высокую стоимость дозатора мультипод. Два яруса корзин с приводными заслонками, мультисистема электронного взвешивания — все это вызвано требованием высокой производительности (100-120 доз/мин). Производство и сборка корзин с приводными заслонками, затраты на монтаж электронной мультисистемы увеличивают стоимость изготовления дозатора. Высокая цена делает дозатор мультипод нерентабельным для малых предприятий, где достаточно иметь производительность 10-20 доз/мин. Следует указать, что требования по точности остаются, так как дозируются те же самые продукты.

Технической задачей является упрощение конструкции при сохранении точности весового дозирования.

Технический результат достигается тем, что в весовом комбинационном дозаторе, содержащем каркас, вибропитатель сыпучего продукта, приемник взвешенных доз продукта, накопительные корзины с приводными заслонками, как минимум, одну весовую корзину с приводной заслонкой, связанную с тензодатчиком, выход которого соединен с входом имеющего функции запоминания, сравнения и суммирования сигналов от тензодатчика микропроцессора, который снабжен выходом для управления приводами заслонок корзин, накопительные корзины закреплены на установленном на каркасе роторе, оборудованном шаговым приводом с возможностью останова накопительной корзины под весовой корзиной, при этом приемник продукта размещен под ротором в зоне, расположенной под весовой корзиной.

Неочевидным в предлагаемом решении является то, что система электронного взвешивания включает только одну весовую корзину, расположенную над ярусом накопительных корзин, перемещающихся по окружности.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором показан общий вид роторного комбинационного дозатора.

В примере конкретного исполнения дозатор содержит каркас 1, на котором закреплен бункер 2 для брикетированного сыпучего продукта типа конфет. С бункером через питатель 3 сообщен вибролоток 4. Под вибролотком на каркасе установлена весовая корзина 5, оборудованная приводной заслонкой 6. Корзина 5 связана с тензодатчиком 7, выход которого соединен через блок управления 8 с входом микропроцессора 9.

На каркасе при помощи подшипниковых узлов установлен ротор 10, который связан через передачу 11 с приводом шагового поворота 12. На роторе по окружности закреплены накопительные корзины 13. Каждая корзина 13 имеет в нижней части приводную заслонку 14. Привод заслонки 6 и приводы заслонок 14 соединены с соответствующими управляющими выходами микропроцессора. На каркасе под ротором имеется подставка 15 для приемника 16.

На роторном комбинационном дозаторе работают в следующем порядке. Брикетированный сыпучий продукт (например, шоколадные конфеты) засыпают в бункер 2. Отсюда продукт поступает через питатель 3 на вибролоток 4. Вибролоток высыпает некоторую часть дозы продукта в корзину 5, после чего выключается. Корзина 5, опускаясь, воздействует своим весом на тензодатчик, который вырабатывает сигнал, соответствующий весу части дозы продукта в корзине 5. Сигнал от тензодатчика поступает через блок 8 в микропроцессор 9. Микропроцессор автоматически преобразует сигнал в цифровой код, нормирует, запоминает его, после чего подает команду в блок 8 на открытие заслонки 6. Взвешенная часть дозы попадает в накопительную корзину, помещенную под корзиной 5 в зоне загрузки-выгрузки.

После освобождения корзины 5 тензодатчик подает в микропроцессор нулевой сигнал. Микропроцессор закрывает заслонку 6, затем включает вибролоток 4 и шаговый привод 12. Вибролоток высыпает в корзину 5 очередную часть дозы продукта, а привод поворачивает ротор 10 на угол, соответствующий расстоянию между корзинами 13. Пока очередную часть дозы взвешивают в корзине 5, после поворота и останова ротора в зоне загрузки под корзиной устанавливается вторая накопительная корзина. Взвешенную часть дозы высыпают во вторую корзину 13 и так далее.

При каждой загрузке взвешенной части дозы в одну из корзин 13 микропроцессор запоминает номер накопительной корзины и соотносит с ним величину сигнала от тензодатчика, показывающего вес части дозы в данной корзине. Микропроцессор постоянно сортирует сигналы по величине и составляет из них комбинации с целью определить сумму сигналов, наиболее близкую к сигналу, соответствующему весу заданной дозы. Подобрав подходящую комбинацию, микропроцессор пересылает номера выявленных корзин 13 в оперативный буфер и запускает программу выгрузки.

По программе привод 12 поворачивает ротор 10 на определенное число шагов, соответствующих номеру корзины, с целью перемещения ее в зону загрузки-выгрузки, под которой находится приемник 16. Здесь заслонку 14 открывают и часть дозы из данной корзины 13 выгружают в приемник. Затем заслонку 14 закрывают, а заслонку 6 открывают и в корзину 13 загружают из весовой корзины 5 следующую взвешенную часть дозы.

Если данная часть дозы оптимально сочетается с выгруженной частью дозы, ее сразу высыпают в приемник. В противном случае ротор поворачивают, чтобы доставить в зону выгрузки другую корзину 13, указанную микропроцессором. Таким образом, ротор автоматически доставляет в зону выгрузки накопительные корзины с нужными частями дозы, которые выгружают в приемник. После соединения частей дозы в приемнике дозу продукта выгружают из приемника и отправляют на упаковочный узел.

Описанное выше техническое решение существенно отличается от прототипа. В предложенном дозаторе один узел электронного взвешивания обслуживает весь ярус накопительных корзин. Значительное упрощение конструкции, снижение затрат на монтаж дорогостоящего электронного оборудования заметно уменьшает стоимость дозатора и снижает срок его окупаемости, что имеет важное значение в рыночных условиях.

Согласно описанной выше схеме на предприятии «Сигнал-Пак» (г.Екатеринбург) разработана рабочая документация на роторный комбинационный дозатор, имеющий следующие технические характеристики:

Комбинационный сумматор

И 3 О Б Р Е Т Е Б И Я

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 091277 (2f j 2553499/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки Мо

Гоеударствеи иы и ком итет

«о делам изобретений и открытий (23) Приоритет (531 УДК 681, 325, 5 (08S. 8) СМубликовано 15.01.80- Ьолле-;cab Ио 2

Дата опубликования опис ни»»-: 18,01.80 (72) Автор изобретения а.А.Чечин (71 ) Заявитель (54 ) КОМБИНАЦИОННЫЙ Су !йР ТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны сумматоры, которые кроме сложения выполняют и логические операции, обеспечивающие контроль операции сложения по четности (1) .

Наиболее близким к изобретению является комбинационный cóüìàòoð, содержащий элементы И, ИЛИ и HE причем входы первого, второго и третьего элементов И попарно соединены с входами сумматора, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выходы которого подключены к выходу переноса сумматора, входы нторого элемента ИЛИ и четвертого элемента И подключены к входам сумматора, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу первого элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выходом подключенного к вьжсду суммы сумматора (2

В случае, когда происходит ошибка в формировании переноса, в любом разряде соответствующие элементы схемы одноразрядного сумматора формируют ошибку и в разряде суммы. Это позволяет в дальнейшем обнаружить ошибку в формировании переноса при контроле по четности И -разрядного сум:атсра.

Таксе устройство предс †.авляет собой сложную комбинационную схему.

Поэтому и t;—разрядные сумматоры, создаваемые на его основе, имеют сравнительно большое количесTBo элементон и связей между ними, что ведет к сн:.жению аппаратурной и функциокалькой надежности этих устройств.

Целью изобретения явля ется уттрощение сумматора, Для этого выходы четвертого элемента И и перного элемента HE подключены к входам четвертого злемен а ИЛИ, oZr, x oTopoz o подключен второму входу пятого элемента И и первому входу пятого элемента ИЛИ, второй вход которого -одключен к выходу перього элемента ИЛИ,, а выход через второй элемент HE — к второму

Входу третьего элемента i». T0! .

На ф;=:. 1 представлена функциональная схема комбинационного сумматора; на фиг. 2 — таблица истиннсст.,- которой описывается функ циониров ание комбинацион ного сумматора.

ЦНИИПИ Заказ 8761/49

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Комбинационный сумматор имеет выход суммы 1, входы 2, 3 и 4 и выход переноса 5 и содержит элементЫ И 6-10, элементы ИЛИ 11-1 5 и элементы аЕ 16 и 17, причем элементы

И 9 и 10, элементы ИЛИ 12-15 и эле— менты йЕ образуют узел формирования сигнала суммы,а элементы И 6,7 и 8 и элемент ИЛИ 11 образуют узел формирования сигнала переноса.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: х, У вЂ” суммируемые переменные, — переменная, соответствующая переносу из младшего разряда, S u

8 — значения разрядной суммы на выходе 1 сумматора при отсутствии и наличии сбоя в результате формирования переноса соответственно, Р и Р сформированные в сумматоре значения. переноса без ошибки и с ошибкой соответственно.

Одноразрядный комбинационный сум- 20 матор вырабатывает сигнал суммы данного разряда на выходе 1 из сигналов того же разряда слагаемых (Х,У) на входах 2 и 3, сигналов переноса (Z) из соседнего младшего разряда на входе 4 и сигнала переноса (Р) своего разряда на выходе 5. Сигнал переноса (Р) в соседний старший разряд на выходе 5 формируется из сигналов данного разряда слагаемых (Х,У) на входах 2 и 3 и сигнала переноса из соседнего младшего разряда (2) на входе 4 в узле формирования сигнала переноса. В таблице истинности значение суммы в столбце S соответств ует случаю, когда значение переноса P сформировано правильно. Значение суммы в столбце S+ñooòâåòñòâóåò случаю, когда значение переноса P сформировано не А правильно.

Из сравнительной оценки схем данного сумматора и прототипа видно, то структура данного устройства проще, а следовательно, и надежнее. Поскольку рассматриваемые одноразрядные сумматоры служат элементарной ячейкой 4$ многоразрядных сумматоров, то полуГ ченный выигрыш по числу элементов и связей от использования описанного одноразрядного сумматора возрастает в п раз, где п- число разрядов в многоразрядном сумматоре. Это ведет к тому, что аппаратурная и функциональная надежность vl-разрядных сумматоров возрастает.

Комбинационный сумматор, содержащий элементы И, ИЛИ и лЕ, причем входы первого, второго и третьего элементов И попарно соединены с входами сумматора, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ, выходы которого подключены к выходу переноса сумматора, входы второго элемента ИЛИ и четвертого элемента И подключены к входам сумматора, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу первого элемента нЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И, выход Ко торого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу суммы сумматора, отличающийся тем, что, с целью упрощения сумматора, выходы четвертого элемента И и первого элемента нЕ подключены к входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И и первому входу пятого элемента ИЛИ, в торой в ход которого подключен к вь ходу первого элемента

ИЛИ, а выход через второй элемент Е подключен к второму входу .третьего элемента ИЛИ .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

комбинационный дозатор

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания сыпучих материалов. Технический результат — повышение эффективности работы дозатора при взвешивании /дозировании/ продукта /сырья/ с НПД более 100 кг. Это достигается применением во взаимосвязи шести фильтров низкой частоты, синхронных детекторов, измерительных усилителей, тензодатчиков, нагруженных основными и дополнительными бункерами, входы и выходы тензодатчиков через усилители мощности, измерительные усилители подключены, соответственно, к контроллерам, а контроллеры через последовательный интерфейс соединены с промышленным компьютером, что позволяет повысить эффективность весоизмерительного комплекса с получением высокой производительности и точности действительного значения массы при отгрузке /выгрузке/ продукта и ведением необходимой базы данных, как при отгрузке, так и при контроле работы дозатора, путем передачи необходимых параметров от контроллеров к промышленному компьютеру. Согласно изобретению входы-выходы последовательного интерфейса устройств управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров соединены с промышленным компьютером общей шиной, а устройство управления содержит контроллер, четыре фильтра низкой частоты, синхронный амплитудный детектор, блок управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, усилитель мощности, измерительный усилитель, причем дифференциальные входы измерительного усилителя подключены к выходу второго фильтра низкой частоты и выходу третьего фильтра низкой частоты, первый же вход устройства управления подключен к входу второго фильтра низкой частоты, второй вход устройства управления подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, а выход измерительного усилителя соединен с входом синхронного амплитудного детектора, выход которого подключен к входу первого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом контроллера, первый, второй выход которого подключены к первому, второму входам блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, первый и второй выходы блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек соединены с первым и вторым выходами устройства управления, третий и четвертый выходы устройства управления через усилитель мощности подключены к выходу четвертого фильтра низкой частоты, вход которого соединен с третьим выходом контроллера. 4 ил.

Читайте так же:  Договор субаренды земельного участка между физическими лицами образец

Рисунки к патенту РФ 2229103

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, в частности к весоизмерительной технике, и может быть использовано для взвешивания сыпучих материалов при отгрузке или поступлении /дозировании/ их в технологической цепочке предприятий, относящихся к различным отраслям хозяйственной деятельности.

Известен автоматический комбинационный дозатор (а.с. 1654674 СССР, 5 G 01 G 19/22, опубл. 07.06.1991 г.), содержащий устройство распределения входного потока материала, связанное со снабженными управляемыми загрузочными окнами N питателями, под которыми размещены весовые бункеры, снабженные управляемыми разгрузочными окнами и датчиками веса и установленные над приемником дозы, N управляемых коммутаторов, входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков веса, первые выходы к входам блока вычисления среднего веса, вторые выходы — к входам сумматора, а управляющие входы — к соответствующим выходам генератора комбинаций, которые подключены к входам блока управления разгрузкой, выходы которого соединены с соответствующими управляемыми разгрузочными окнами и входами блока управления загрузкой, выходы которого соединены с входами соответствующих питателей, а /N+1/-й вход блока управления загрузкой подключен к выходу блока выработки управляющего воздействия, первый вход которого соединен с блоком управления, подключенного своим вторым выходом к /N+1/-му входу блока управления разгрузкой, а второй вход — последовательно с выходом первого блока памяти, первый вход которого связан с выходом блока вычитания, к первому входу которого подключен задатчик среднего веса, причем к выходу сумматора подключен блок сравнения, выход которого связан с /N+2/-м входом блока управления разгрузкой и первым входом блока подачи сигнала среднего веса, вторым входом подключенного к выходу блока вычисления среднего веса, а выходом — к второму входу блока вычитания, задатчик времени загрузки и задатчик времени разгрузки, подключенные к соответствующим входам блока управления, при этом второй блок памяти и блок обработки сигнала рассогласования, первый вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выход — с первым входом первого блока памяти, второй вход которого совместно с вторым входом блока обработки сигнала рассогласования подключены к второму выходу блока управления, первый вход второго блока памяти соединен с выводом блока подачи сигнала среднего веса, а выход — с вторым входом блока вычитания, выход блока сравнения подключен к второму входу второго блока памяти.

Автоматический комбинационный дозатор дозирует материал, поступающий через загрузочные бункеры в весовые бункеры путем вычисления среднего веса и подачи команды при достижении суммарного заданного значения веса на разгрузку от блока управления, открывая соответствующие разгрузочные окна. Недостатками автоматического комбинационного дозатора являются низкая производительность при дозировании материала, продукта /сырья/ с наибольшим пределом дозирования /НПД/ более 100 кг и централизованного накопления /регистрации/ величины дозы для учета отгруженного сырья.

Известны также весы комбинационного типа с вибрационным подающим устройством и наполнительным бункером (патент США №4548287, G 01 G 19/22, опубл. 22.10.1985), содержащие накопительный стол, на который поступает продукт, подлежащий взвешиванию. По периметру стола расположены падающие лотки, с которыми соединены промежуточные желоба и дозаторы. Продукт с распределительного стола через лотки и промежуточные желоба поступает в дозаторы для взвешивания. В весах имеется ЭВМ для выбора такой комбинации дозаторов, при которой общая масса продукта в них равна требуемой массе. После этого дозаторы, образующие данную комбинацию, открываются для выпуска продукта. Распределительный стол оборудован двумя удлиненными вибрирующими распределительными пластинами, с помощью которых продукт подается в двух противоположных направлениях, пластинчатый элемент, допускающий изменение его положения по высоте и проходящий к входным отверстиям лотков. Элемент позволяет регулировать количество продукта, поступающего к лоткам. Лотки установлены по краям и дозаторы установлены напротив выпускных отверстий лотков. Каждый промежуточный желоб и дозатор имеет донную часть, выпускное отверстие и закрывающий механизм.

Недостатком весов комбинационного типа с вибрационным подающим устройством и наполнительным бункером является низкая производительность при дозировании материала с НПД более 100 кг.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являются весы комбинационного типа с дополнительным взвешивающим бункером (патент США №4618013, G 01 G 19/22, опубл. 21.10.1986 г.), содержащие несколько основных взвешивающих бункеров, в каждый из которых с помощью подающего устройства поступает порция продукта. В основных бункерах производится взвешивание продукта и вырабатываются основные сигналы, соответствующие его массе. В весах имеется устройство для получения комбинаций основных весовых сигналов и выбора из них комбинаций, сумма сигналов которой удовлетворяет заданным требованиям по массе продукта.

После взвешивания и выбора указанной комбинации входящие в нее блоки разгружаются от продукта. Весы также содержат один или несколько дополнительных взвешивающих блоков и устройство для подачи к ним порций продукта, меньших чем порции, подаваемые к основным блокам. В дополнительных взвешивающих блоках вырабатываются дополнительные весовые сигналы, соответствующие массе дополнительных порций продукта. В весах имеется устройство, через которое дополнительный весовой сигнал вводится в комбинации основных сигналов, если они не удовлетворяют заданным требованиям. В весах также имеется устройство, чувствительное к получению результирующих комбинаций, удовлетворяющих этим требованиям.

При срабатывании чувствительного устройства одновременно разгружаются дополнительный взвешивающий блок и основные блоки, образующие полученную комбинацию.

Недостатком весов комбинационного типа с дополнительным взвешивающим бункером является низкая эффективность работы дозатора при дозировании материала с НПД более 100 кг из-за отсутствия:

— централизованного накопления /регистрации/ величины дозы /веса/ для учета отгруженного продукта;

— ведения базы данных взвешиваний, необходимых при отгрузке продукции;

— автоматического контроля работы комбинационного дозатора;

— высокой производительности и точности.

Целью изобретения является повышение эффективности работы дозатора при взвешивании /дозировании/ продукта /сырья/ с НПД более 100 кг.

Цель достигается тем, что комбинационный дозатор содержит устройство подачи продукта, устройство разгрузки продукта, первый, второй основные бункеры, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой дополнительные бункеры, при этом каждый из основных и дополнительных бункеров через устройства нагружения установлены на трех тензодатчиках, входы и выходы тензометрических мостов которых включены параллельно, каждый из основных и дополнительных бункеров имеют устройства открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, входы которых соединены с первыми и вторыми выходами устройства управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров, причем третий и четвертый выходы устройства управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров подключены к первому и второму входам тензометрических мостов, трех тензодатчиков первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров, первый и второй выходы тензометрических мостов тензометрических датчиков первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров подключены к первому и второму входам устройства управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров, входы-выходы последовательного интерфейса устройств управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров соединены с промышленным компьютером общей шиной, а устройство управления содержит контроллер, четыре фильтра низкой частоты, синхронный амплитудный детектор, блок управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, усилитель мощности, измерительный усилитель, причем дифференциальные входы измерительного усилителя подключены к выходу второго фильтра низкой частоты и выходу третьего фильтра низкой частоты, первый же вход устройства управления подключен к входу второго фильтра низкой частоты, второй вход устройства управления подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, а выход измерительного усилителя соединен с входом синхронного амплитудного детектора, выход которого подключен к входу первого фильтра низкой частоты, а выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом контроллера, первый, второй выходы которого подключены к первому, второму входам блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, первый и второй выходы блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек соединены с первым и вторым выходами устройства управления, третий и четвертый выходы устройства управления через усилитель мощности подключены к выходу четвертого фильтра низкой частоты, вход которого соединен с третьим выходом контроллера.

Для доказательства соответствия предложенного технического решения критерию «существенных отличий» определим, в каких технических решениях имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа. Отличительными признаками предложенного комбинационного дозатора являются то, что входы-выходы последовательного интерфейса устройств управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого бункеров соединены с промышленным компьютером общей шиной, а устройство управления содержит контроллер, четыре фильтра низкой частоты, синхронный амплитудный детектор, блок управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, усилитель мощности, измерительный усилитель, причем дифференциальные входы измерительного усилителя подключены к выходу второго фильтра низкой частоты и выходу третьего фильтра низкой частоты, первый же вход устройства управления подключен к входу второго фильтра низкой частоты, второй вход устройства управления подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, а выход измерительного усилителя соединен с входом синхронного амплитудного детектора, выход которого подключен к входу первого фильтра низкой частоты, а выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом контроллера, первый, второй выходы которого подключены к первому, второму входам блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, первый и второй выходы блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек соединены с первым и вторым выходами устройства управления, третий и четвертый выходы устройства управления через усилитель мощности подключены к выходу четвертого фильтра низкой частоты, вход которого соединен с третьим выходом контроллера.

Перечисленные устройства, как фильтры низкой частоты, измерительные усилители, контроллер широко применяется в технических решениях по прямому назначению (см. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах Л.: Энергия, 1980 г.), синхронный амплитудный детектор (Прянишков В.А. Электроника. Курс лекций — СПб, КОРОНА принт, 1998 г., Виртуальный измерительный комплекс, последовательный интерфейс, ГЕлль п. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс. Пер. с франц. — 2-е изд. испр. — М., ДМК, 1999, 144 с.). Применение во взаимосвязи шести фильтров низкой частоты, синхронных детекторов, измерительных усилителей, тензодатчиков нагруженных основными и дополнительными бункерами, входы и выходы тензодатчиков через усилители мощности, измерительные усилители подключены, соответственно к контроллерам, а контроллеры через последовательный интерфейс соединены с промышленным компьютером, что позволяет повысить эффективность весоизмерительного комплекса с получением высокой производительности и точности действительного значения массы при отгрузке /выгрузке/ продукта и ведением необходимой базы данных как при отгрузке, так и при контроле работы дозатора, путем передачи необходимых параметров от контроллеров к промышленному компьютеру.

Наличие таких новых свойств позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг.1-3 показана блок-схема комбинационного дозатора, на фиг.4 — структурная схема контроллера.

Комбинационный дозатор (фиг.1) содержит: устройство подачи продукта 1, устройство разгрузки продукта 2, первый основной бункер 3, второй основной бункер 4, дополнительные бункеры: третий 5, четвертый 6, пятый 7, шестой 8, седьмой 9, при этом каждый из бункеров через устройства нагружения для первого бункера 10, 11, 12, для второго бункера 13, 14, 15, для третьего бункера 16, 17, 18, для четвертого бункера 19, 20, 21, для пятого бункера 22, 23, 24, для шестого бункера 25, 26, 27, для седьмого бункера 28, 29, 30 установлены на трех тензодатчиках, так первый бункер на тензодатчиках 31, 32, 33, второй бункер на тензодатчиках 34, 35, 36, третий бункер на тензодатчиках 37, 38, 39, четвертый бункер на тензодатчиках 40, 41, 42, пятый бункер на тензодатчиках 43, 44, 45, шестой бункер на тензодатчиках 46, 47, 48, седьмой бункер на тензодатчиках 49, 50, 51, входы-выходы тензометрических мостов тензодатчиков каждого бункера включены параллельно, каждый из основных и дополнительных бункеров имеет первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки и второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки, так для первого бункера первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки 52, второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки 53, для второго бункера первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки 54, второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки 55, для третьего бункера первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки 56, второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки 57, для четвертого бункера первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки 58, второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки 59, для пятого бункера первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки 60, второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки 61, для шестого бункера первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки 62, второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки 63, для седьмого бункера первое устройство открытия-закрытия верхней задвижки 64, второе устройство открытия-закрытия нижней задвижки 65, входы устройств открытия-закрытия верхних и нижних задвижек соединены с первым и вторым выходами устройств управления соответственно (фиг.2), так входы устройств открытия-закрытия верхних и нижних задвижек первого бункера 52, 53 подключены к первому, второму выходам устройства управления первого бункера 66, входы устройств открытия-закрытия верхней и нижней задвижек второго бункера 54, 55 подключены к первому, второму выходам устройства управления второго бункера 67, входы устройств открытия-закрытия верхней и нижней задвижек третьего бункера 56, 57 подключены к первому, второму выходам устройств управления третьего бункера 68, входы устройств открытия-закрытия верхней и нижней задвижек четвертого бункера 58, 59 подключены к первому, второму выходам устройства управления четвертого бункера 69, входы устройств открытия-закрытия верхней и нижней задвижек пятого бункера 60, 61 подключены к первому, второму выходам устройства управления пятого бункера 70, а входы устройств открытия-закрытия верхней и нижней задвижек шестого бункера 62, 63 подключены к первому, второму выходам устройства управления шестого бункера 71, а входы устройств открытия-закрытия верхней и нижней задвижек седьмого бункера 64, 65 подключены к первому, второму выходам устройства управления седьмого бункера 72. Третий, четвертый выходы устройств управления бункерами подключены к входам тензометрических мостов трех тензодатчиков, включенных параллельно, так третий выход устройства управления первого бункера 66 подключен к первому входу тензометрических мостов тензодатчиков 31, 32, 33, а четвертый выход устройства управления первого бункера 66 подключен к второму входу тензометрических мостов тензодатчиков 31, 32, 33, третий выход устройства управления второго бункера 67 подключен к первому входу тензометрических мостов тензодатчиков 34, 35, 36, а четвертый выход устройства управления второго бункера 67 подключен к второму входу тензометрических мостов тензодатчиков 34, 35, 36, третий выход устройства управления третьего бункера 68 подключен к первому входу тензометрических мостов тензодатчиков 37, 38, 39, а четвертый выход устройства управления третьего бункера 68 подключен к второму входу тензометрических мостов тензодатчиков 37, 38, 39, третий выход устройства управления четвертого бункера 69 подключен к первому входу тензометрических мостов тензодатчиков 40, 41, 42, а четвертый выход устройства управления четвертого бункера 69 подключен к второму входу тензометрических мостов тензодатчиков 40, 41, 42, третий выход устройства управления пятого бункера 70 подключен к первому входу тензометрических мостов тензодатчиков 43, 44, 45, а четвертый выход устройства управления пятого бункера 70 подключен к второму входу тензометрических мостов тензодатчиков 43, 44, 45, третий выход устройства управления шестого бункера 71 подключен к первому входу тензометрических мостов тензодатчиков 46, 47, 48, а четвертый выход устройства управления шестого бункера 71 подключен к второму входу тензометрических мостов тензодатчиков 46, 47, 48, третий выход устройства управления седьмого бункера 72 подключен к первому входу тензометрических мостов тензодатчиков 49, 50, 51, а четвертый выход устройства управления седьмого бункера 72 подключен к второму входу тензометрических мостов тензодатчиков 49, 50, 51. Первый и второй входы устройств управления подключены к первому и второму входам тензометрических мостов тензодатчиков, включенных параллельно, так первый вход устройства управления первого бункера 66 подключен к первому выходу тензометрических мостов тензодатчиков 31, 32, 33, а второй вход устройства управления первого бункера 66 подключен к второму выходу тензометрических мостов тензодатчиков 31, 32, 33, первый вход устройства управления второго бункера 67 подключен к первому выходу тензометрических мостов тензодатчиков 34, 35, 36, а второй вход устройства управления второго бункера 67 подключен к второму выходу тензометрических мостов тензодатчиков 34, 35, 36, первый вход устройства управления третьего бункера 68 подключен к первому выходу тензометрических мостов тензодатчиков 37, 38, 39, а второй вход устройства управления третьего бункера 68 подключен к второму выходу тензометрических мостов тензодатчиков 37, 38, 39, первый вход устройства управления четвертого бункера 69 подключен к первому выходу тензометрических мостов тензодатчиков 40, 41, 42, а второй вход устройства управления четвертого бункера 69 подключен к второму выходу тензометрических мостов тензодатчиков 40, 41, 42, первый вход устройства управления пятого бункера 70 подключен к первому выходу тензометрических мостов тензодатчиков 43, 44, 45, а второй вход устройства управления пятого бункера 70 подключен к второму выходу тензометрических мостов тензодатчиков 43, 44, 45, первый вход устройства управления шестого бункера 71 подключен к первому выходу тензометрических мостов тензодатчиков 46, 47, 48, а второй вход устройства управления шестого бункера 71 подключен к второму выходу тензометрических мостов тензодатчиков 46, 47, 48, первый вход устройства управления седьмого бункера 72 подключен к первому выходу тензометрических мостов тензодатчиков 49, 50, 51, а второй вход устройства управления седьмого бункера 72 подключен к второму выходу тензометрических мостов тензодатчиков 49, 50, 51. При этом входы, выходы последовательного интерфейса каждого устройства управления 67, 68, 69, 70, 71, 72 соединены общей шиной 73 с промышленным компьютером 74. Каждое устройство управления (фиг.3) 67, 68, 69, 70, 71, 72 содержит контроллер 75, первый фильтр низкой частоты 76, синхронный амплитудный детектор 77, измерительный усилитель 78, второй фильтр низкой частоты 79, третий фильтр низкой частоты 80, блок управления открытия-закрытия верхней и нижней задвижками 81, четвертый фильтр низкой частоты 82, усилитель мощности 83.

Читайте так же:  Налог на имущество транспортный земельный

Первый же вход контроллера 75 соединен с выходом первого фильтра низкой частоты 76, вход первого фильтра низкой частоты 76 подключен к выходу синхронного амплитудного детектора 77, вход синхронного амплитудного детектора 77 соединен с выходом измерительного усилителя 78, дифференциальные входы измерительного усилителя 78 подключены к выходам второго фильтра низкой частоты 79 и третьего фильтра низкой частоты 80 соответственно, первый вход устройства управления подключен к входу второго фильтра низкой частоты, а второй вход устройства управления подключен к входу третьего фильтра низкой частоты. Первый и второй выходы контроллера 75 подключены, соответственно, к первому и второму входам блока управления открытия-закрытия верхней и нижней задвижек 81, первый и второй выходы блока управления открытия-закрытия верхней и нижней задвижек 81 соединены с первым и вторым выходами устройства управления. Третий выход контроллера 75 подключен через четвертый фильтр низкой частоты 82 к входу усилителя мощности 83, первый и второй выходы усилителя мощности 83 подключены к третьему и четвертому выходам устройства управления. Причем контроллер 75 каждого устройства управления 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72 содержит в своем составе (фиг.4) микроконтроллер 84, аналого-цифровой преобразователь 85 (АЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 86, порт последовательного интерфейса 87 (типа RS-485), соединенный соответствующими шинами 88, 89, 90 для обмена данных между микроконтроллером 84 и ОЗУ 86, АЦП 85 и портами ввода-вывода 87, по соответствующей программе. Микроконтроллер 84 содержит в своем составе ЦАП 91, выход которого подключен к третьему выходу контроллера 75, дискретный порт ввода-вывода 92, выходы которого подключены к первому и второму выходам контроллера 75, первый выход контроллера 75 соединен с входом АЦП 85.

Практическая реализация устройств открытия-закрытия верхних и нижних задвижек осуществлена за счет пневмоцилиндров с управлением от электропневмоклапанов, блоки управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек реализованы на транзисторных усилителях мощности с релейным выходом для управления электропневмоклапанами, входы усилителей мощности согласованы с выходами контроллера. Реализация бункеров тензометрических датчиков не вызывает сомнения, при этом для тензометрических датчиков необходимо соблюдать требования, предъявляемые к числу поверочных делений для соответствующего класса точности. Применение /выбор/ соответствующих ОЗУ, АЦП и микроконтроллеров обуславливается параметрами точности, быстродействия и наличием необходимого количества соответствующих портов ввода-вывода.

Комбинационный дозатор работает следующим образом.

В исходном состоянии в основных бункерах 3, 4 и дополнительных 5, 6, 7, 8, 9 продукт отсутствует, устройства открытия-закрытия верхней и нижней задвижек 52…65 закрыты, устройство подачи продукта 1 продукт не подает. Устройства управления 66. 72 вырабатывают с помощью микроконтроллера 84 через внутренний цифроаналоговый преобразователь 91 синусоидальный сигнал низкой частоты, который подается через третий выход контроллера 75 и четвертый фильтр низкой частоты 82 на вход усилителя мощности 83, с выходов которых запитываются синусоидальным сигналом тензометрические датчики 31…51 основных и дополнительных бункеров 3. 9. Данный синусоидальный сигнал с определенной частотой и амплитудой является опорным. Каждый основной и дополнительные бункеры подгружены тарной нагрузкой /вес бункеров/ и на выходе тензодатчиков вырабатывается синусоидальный сигнал, пропорциональный тарной нагрузке, который поступает на входы третьего и четвертого фильтров низкой частоты 79, 80, с выходов которых сигнал поступает на дифференциальные входы измерительного усилителя 78. Измерительный усилитель 78 усиливает амплитуду переменного синусоидального сигнала низкой частоты. Синхронный амплитудный детектор 77 детектирует сигнал. Детектированный сигнал поступает на первый вход фильтра низкой частоты 76. Синхронный амплитудный детектор 77 и фильтр низкой частоты необходимы для выделения постоянной составляющей сигнала и фильтрации сигналов различных низкочастотных вибрационных помех. Отфильтрованная постоянная составляющая поступает на вход АЦП 85 контроллера 75, каждого устройства управления 66…72. Контроллер 75 предварительно обрабатывает сигнал /усреднение/ и через последовательный порт готовит передачу весоизмерительной информации в виде кода, значения которого пропорциональны /равны/ значениям веса тарной нагрузки. Промышленный компьютер является ведущим и обрабатывает весоизмерительные сигналы. На мониторе промышленного компьютера 74 отображается исходное значение тарной нагрузки в делениях АЦП и поверочных делениях для каждого основного и дополнительного бункеров. Программа контроллера запоминает исходные значения АЦП как исходный нуль для последующего взвешивания /дозирования/, при этом работает программа автоматической коррекции нуля в контроллере.

Далее оператор вводит необходимые переменные параметры дозирования: наименьшее значение дозы (НмД), номинальное значение дозы (НЗД), число поверочных делений (е), реквизиты продукции и заказчика, формируя необходимый массив базы данных. В дальнейшем работа комбинационного дозатора происходит путем нажатия соответствующей клавиши «Пуск» для получения /формирования/ необходимой величины дозы каждым контроллером. При этом срабатывают устройства открытия верхней задвижки 52 первого основного бункера 3, устройства открытия верхних задвижек 56, 58, 60, 62, 64 дополнительных бункеров 5, 6, 7, 8, 9, включается устройство подачи продукта 1, таким образом продукт начинает поступать в первый основной и пять дополнительных бункеров. Срабатывание устройств открытия верхних задвижек 52, 56, 58, 60, 62, 64 происходит путем подачи соответствующего кода на включение задвижек от микроконтроллера 84, который через дискретный порт ввода-вывода 92 микроконтроллера вырабатывает управляющий сигнал /единица/ по первому выходу контроллера 75, что приводит к включению /открытию/ через блок управления открытия-закрытия верхних задвижек 81, соответствующих устройств открытия-закрытия верхних задвижек 52, 56, 58, 60, 62, 64. Погрешность массы продукта, которое необходимо дозировать /взвесить/ в каждом бункере, распределяются в следующей пропорции, в зависимости от числа поверочных делений (е) и НЗД:

Первый основной бункер (±1е).

Второй основной бункер (±1е).

Третий дополнительный бункер ±0,5е.

Четвертый дополнительный бункер ±0,5е.

Пятый дополнительный бункер ±0,5е.

Шестой дополнительный бункер ±0,5е.

Седьмой дополнительный бункер ±0,5е.

Точность взвешивания продукта в дополнительных бункерах выше (точнее), чем точность взвешивания в основных бункерах. Погрешность взвешивания комбинационного дозатора соответствует следующему соотношению:

=А+Е1В1+Е2В2+Е3В3+Е4В4+Е5В5,

где А — точность взвешивания основного бункера, соответствует среднему классу точности при числе поверочных делений, равном 2000е.

В — точность взвешивания дополнительных бункеров, соответствует среднему классу точности.

Е — часть компенсации веса, осуществляемая дополнительными бункерами, по отношению к НЗД.

Таким образом, продукт загружается в основной и дополнительный бункеры через устройство подачи продукта 1. При этом происходит анализ значений массы продукта (веса) контроллером 75, вычисляется скорость подачи продукта и при достижении необходимого расчетного значения продукта, равного 0,9 от НЗД, подается с упреждением команда от контроллера 75 на закрытие устройства открытия-закрытия верхней задвижки 52. Аналогично подаются команды на закрытия от контроллера устройства управления дополнительных бункеров.

При достижении значения веса, равного 0,9 от НЗД в первом основном бункере 3, а также значения веса, равного 0,03 от НЗД для третьего дополнительного бункера 5, значения веса, равного 0,03 от НЗД для четвертого дополнительного бункера 6, значения веса, равного 0,03 от НЗД для пятого дополнительного бункера 7, значения веса, равного 0,03 от НЗД для шестого дополнительного бункера 8, значения веса, равного 0,03 от НЗД для седьмого дополнительного бункера 9 — 0,03 от НЗД. Контроллер 75 подает команду на выключение /закрытие/ верхних задвижек бункеров 3, 5, 6, 7, 8, 9, т.е. контроллер 75 устройств управления 66, 68, 69, 70, 71, 72 вырабатывает сигнал /нуль/. Блок управления открытия-закрытия верхней и нижней задвижек 81 устройств управления 66, 68, 69, 70, 71, 72 подает соответствующий сигнал устройствам открытия-закрытия верхней задвижки 52, 56, 58, 60, 62, 64 на закрытие, верхние задвижки бункеров 3, 5, 6, 7, 8, 9, которые закрываются. При достижении веса, равного 0,9 от НЗД, первым основным бункером 3 подается также команда от контроллера 75 на открытие верхней задвижки второго основного бункера 4, при этом через блок управления открытия-закрытия верхней и нижней задвижек 81 устройство управления 67 получает сигнал с первого выхода контроллера 75, с помощью которого вырабатывается выходной сигнал для устройства открытия-закрытия верхней задвижки 54. Таким образом продукт начинает поступать во второй основной бункер 4. Далее промышленный компьютер 74 подает команду на выгрузку продукта из основного первого бункера 3, команда на выгрузку продукта подается через общую шину 73, контроллером 75 через блок управления открытия-закрытия верхней и нижней задвижек 81 с выхода 2 устройства открытия-закрытия нижней задвижки 53.

После этого промышленный компьютер 74 анализирует значение веса /оставшегося/ выгруженного продукта из первого основного бункера и зафиксированного в третьем, четвертом, пятом, шестом и седьмом бункерах в статике, и выбирает необходимую комбинацию из трех значений доз для выгрузки, данные значений веса обрабатываются с учетом падающего столба продукта и оставшегося значения веса в основном бункере. После выбора необходимой комбинации промышленный компьютер 74 подает через общую шину 73 контроллеру 75 устройств управления 66, 68, 69, 70, 71, 72 команду на выгрузку продукта через устройство разгрузки продукта 2, т.е. с выхода 2 контроллера 75 устройств управления 66, 68, 69, 70, 71, 72 через блок управления открытия-закрытия верхней и нижней задвижек 81 подается команда на открытие с выхода 2 устройству открытия-закрытия нижней задвижки 57, 59, 61, 63, 65. Таким образом происходит выгрузка дозирующего продукта. Цикл дозирования происходит непрерывно, т.е. заполняется продукт в первый, затем во второй основные бункеры, при этом происходит одновременно компенсация величины падающего столба продукта и досылка с учетом оставшегося продукта путем взвешивания продукта в третьем, четвертом, пятом, шестом и седьмом бункерах /дополнительных/, вырабатывая необходимую комбинацию величины дополнительного значения веса, для получения заданного номинального значения дозы продукта с минимальной погрешностью. Контроллеры комбинационного дозатора управляют открытием-закрытием задвижек каждого бункера, обрабатывают весоизмерительный сигнал с помощью АЦП и передают текущие /фиксированные/ значения величины веса в каждом бункере в промышленный компьютер 74. Таким образом, при циклической работе комбинационного дозатора, промышленный компьютер 74 определяет необходимую комбинацию массы продукта в дополнительных бункерах и подает команды контроллерам на загрузку и выгрузку оптимальной дозы, создает базу данных взвешиваний.

По сравнению с прототипом комбинационный дозатор обладает повышенной эффективностью работы, что позволяет непрерывно производить дозирование массы продукта с минимальной погрешностью и повышенной производительностью, а также формировать необходимый массив базы данных при отгрузке продукта.

На дату подачи патента разработан и испытан опытный образец комбинационного дозатора.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Комбинационный дозатор, содержащий устройство подачи продукта, устройство разгрузки продукта, первый, второй основные бункеры, третий — седьмой дополнительные бункеры, при этом каждый из основных и дополнительных бункеров через устройства нагружения установлены на трех тензодатчиках, входы и выходы тензометрических мостов которых включены параллельно, каждый из основных и дополнительных бункеров имеют устройства открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, входы которых соединены с первыми и вторыми выходами устройства управления первого — седьмого бункеров, причем третий и четвертый выходы устройства управления первого — седьмого бункеров подключены к первому и второму входам тензометрических мостов трех тензодатчиков первого — седьмого бункеров, первый и второй выходы тензометрических мостов тензометрических датчиков первого — седьмого бункеров подключены к первому и второму входам устройства управления первого — седьмого бункеров, отличающийся тем, что входы-выходы последовательного интерфейса устройств управления первого — седьмого бункеров соединены с промышленным компьютером общей шиной, а каждое устройство управления содержит контроллер, четыре фильтра низкой частоты, синхронный амплитудный детектор, блок управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, усилитель мощности, измерительный усилитель, причем дифференциальные входы измерительного усилителя подключены к выходу второго фильтра низкой частоты и выходу третьего фильтра низкой частоты, первый вход устройства управления подключен к входу второго фильтра низкой частоты, второй вход устройства управления подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, а выход измерительного усилителя соединен с входом синхронного амплитудного детектора, выход которого подключен к входу первого фильтра низкой частоты, а выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом контроллера, первый, второй выходы которого подключены к первому, второму входам блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек, первый и второй выходы блока управления открытия-закрытия верхних и нижних задвижек соединены с первым и вторым выходами устройства управления, третий и четвертый выходы устройства управления через усилитель мощности подключены к выходу четвертого фильтра низкой частоты, вход которого соединен с третьим выходом контроллера.