Устройство для контроля крупности сыпучих материалов

Устройство для контроля крупности сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВб1аЛЯ КОНТРО ЛЯ КРУПНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИ АЛОВ , содержащее приспособление для (Л формирования струи исследуемого материала , расположенное над измерительным приемником частиц, отличающееся тем, что, с целью повьшЕения точкости определения и обеспечения непрерывности контроля, устройство снабжено оптимизатором со вторичным прибором и исполнительным механизмом, измерительный приекшик частиц выполнен в виде подвижного датчика ударной нагрузки, выход которого соединен с входом оптимизатора , при этом выход оптимизатора соединен с входом исполнительного механизма, а исполнительный механизм кинематически связан с датчнк л«{ ударной нагрузки

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1012103

3(5D Я 01 l4 15/00 д

7,j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlVtV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ъ> (21) 3291765/18«25 (22 ) 2 5.0 5,81 (46) 15.04.83. Бюл. № 14 (72) Ф. В. Шевцов, Б. А. Топерман и В. В. Донской (53) 539.215(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство-СССР

% 621991, «л. Q 01 Й 15/02 1977. "

2. Авторское свидетельство СССР № 512407, «л. G 01М 15/02, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 30858 кп. G 01 Ц 15/00) 1980. . (54) (57) УСТРОЙСТВО,ПЛЯ КОНТРОЛЯ КРУПНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИ—

АЛОВ, содержашее приспособление для,—

Р формирования струи исследуемого материала, расположенное над измерительным приемником частиц, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точ- . ности определения и обеспечения непре- рывности контроля, устройство снабжено оптимизатором со вторичным прибором. и исполни тельным механизмом, измерительный приемник частиц выполнен в виде подвижного датчика ударной нагрузки, выход . которого соединен с входом оптимизатора, при этом выход оптимизатора соединен с входом исполнительного механизма, а исполнительный механизм кинематически связан с датчиком ударной нагрузки..

1 101210$ 2

Изобретение относится к устройствам для контроля крупности сыпучих материалов и может найти применение в хими ческой, металлургической промышленности, промышленности строительных материалов н других отраслях, где требуется определять крупность, ди персность или гранулометрический состав сыпучиХ материалов.

Известно устройство для контроля крупности сыпучих материалов, содержащее две плоские пластины, установленные под разными углами к падающему потоку ма« териала. Пластины закреплены упругими связями на опоре и присоединены свобод-, !

5 ными концами к датчикам - измерителям вращающих моментов, от которых сигналы поступают на электрический преобразоватепь. О степени измельчения материала судят по разности моментов сил, :, приложенных к пластинам 1 1), Однако данное утройство требует спе.циального дозируюшего устройства, которое формировало бы два потока материала с постоянным соотношением расходов что на практике приводит к снижению точности измерения.

Кроме того, необходимость, практически, двух дозируюших устройств, наличие двух пластин,. двух датчиков ударной на- ЗО грузии, а также необходимость деУгаточно точного монтажа (углы наклона пластин, место воздействия потоков с пластинами, сечение потоков) значительно ус" ложняют конструкцию устройства и его эксплуатацию и приводят к возникновению дополнительной погрешности измерения.

Известно также устройство дпя контроля крупности дробленой руды, содержащее дозатор - чувствительный элемент- 40 заслонку, установленную под углом к па-1 дающему вертйкапьно потоку анализируемого материала и имеющую измеритель этого угла. Устройство снабжено измери- тельной головкой, содержащей систему ли-45 нейного развертывающего преобразования, выход которой подключен к блоку иэмере ния длительности сигнала, выход которого подключен к входу решающего устройства, при этом другой вход решающего устройства подключен к выходу измерителя угла заслонки (2), Этому устройству присущи следующие недостатки: траектория потока зави;, S5 сит от качества доэирования, расхода материала и положения наклонной поворотной заслонки, что приводит к появлению дополнительной погрешности измерения; при этом точность измерения резко сниI жается при уменьшении крупности час тиц, так как высота отскока становится случайной величиной, а поток материала может сгекать с наклонной заслонки практцчески не расширяясь.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является устройство для контроли крупности частиц бумажной массы, содержащее приспособление дпя формирования струи исследуе- . мого материала, расположенное над измерительным приемником крупности частиц. Принцип действия прибора основан на изменении скорости истечения жидкости в зависимости от ее вязкости вследствие изменения коэффициента трения о стенки трубки. О количестве жидкости судят по соотношению степени ааполнения ячеек измерительного приемника P3).

Однако известное устройство непригодно для непрерывного контроля; при этом устройство о механической индикацией (визуальный отсчет) делает его полностью непригодным для систем автоматического управления. Кроме того, известное устройство характеризуется низкой точностью определения.

Целью изобретения является повышение точности и осуществление непрерывного контроля, Постаьленная цель достигается тем, что устройство дпя контроля крупности сыпучих материалов, содержащее приспособление для формирования струи исследуемого материала, расположенное над измерительным приемником частиц, снабжено оптимизатором со вторичным прибором и исполнительным механизмом измерительный приемник частиц выполнен в виде подвижного датчика ударной нагрузки, выход которого соединен с входом оптимизатора, при этом выход оптимизатора соединен с входом исполнительного механизма, а исполнительный механизм кийематически. связан с датчиком ударной нагрузки, .

Ъ дополнительное введение подвижного датчика ударной нагрузки, оптимизатора и исполнительного механизма позволило реализовать, автоматическую систему поиска положения траектории потока сыпучего материала в пространстве.

Наличие вторичного прибора, подключенного к выходу оптимизатора, управля« юшего перемещением исполнительного механизма, связанного с датчиком ударной

03 4 положение траектории в пространство не влияет (см. формулы 1 и 2).

Нв фиг. 1 представлено устройство дпя измерения крупности сыпучих материалов; нв фнг. 2 - схема положения траектории потока сыпучего материала в пространстве, где х - горизонталь, у — вертикаль; на фиг. 3 - схема положения по. токочувствитепьного элемента в потоке; на фнг. 4 - график экстремальной зависимости усилия, измеряемого датчиком ударной нагрузки от положения элемента в потоке.

Устройство сойержит жестко закрепленную наклонную пластину 1; установлен ную под углом 6 к горизонтали, датчик

2 ударной нагрузки, выход которого сое динен с входом оптимизатора 3. Выход оптимизатора 3 одновременно соединен с входами вторичного прибора 4 и исполни тельного механизма 5, выход которого кинематически связан с датчиком 2 уйарной нагрузки. Датчик 2 выполнен подвиж.:ным и может перемешаться в горизон- . тальной плоскости. Диапазон перемещения датчика 2 выбран таким, чтобы его потоt кочувствительный элемент 6 пересекал траекторию соскальзывающего с непод1. внжной наклонной IQIGGTBHbl 1 ltoToKG сы пучего материала при любом его возможном коэффициенте трения.Испопьэованные в предлагаемом устройстве средства автоматики1 оптимизатор 3, вторичный прибор 4, исполнитепьl ный .механизм 5,шляются общепринятыми . в технике автоматики и описаны в технической литературе.

3 10121 нагрузки; позволяет осуществлять непрерывный автоматический контроль положения исполнительного механизма, являюшеrîñÿ мерой горизонтальной координаты траектории потока в пространстве. Эта . координата в свою очередь является мерой коэффициента трения, характеризующего крупность сыпучего материала.

Выполнение датчика ударной нагрузки йодвижным позволяет ему перемещаться 16

fto горизонтали под воздействием испЬлии тельного механизма, управляемого выходным сигналом оптимизатора, вслед эа потоком сыпучего материала, траектория падения которого зависит только от коэф- 1s фициентв трения анализируемого материала, Прй этом оптимизатор управляет поиском траектории падающего потока сыпучего материала, перемещая при помощи исполнительного механизма датчик уйар- 26 ной нагрузки, прн любом расходе анализируемого материала, Наличие оптимизатора исключает такие устройства, как специальный дозатор и устройства для под.держания постоянного расхода, за счет 25 . чего упрощается конструкция предлагаемо-, . го устройства.

Принцип действия.устройства основан на измерении координат траектории потока сыпучего материала, сосквпьзываюше- j6

ro с наклонной пластины. При этом если все геометрические параметры неизменны, то при изменении коэффициента трения сыпучего материала однозначно изменяет» . ся траектория потока.

Эта обнаруженная нами зависимость имеет вид

x " > 9 + (уИ .- СО д. СОЬ (1) . 46 или после преобразования

Х =.Ь ck аЕ р-Х.Ь . ) ОЬ. 2

Гйе 0(угол наклона неподвижной плас4S тины к горизонту, грай;

1 - длина рабочего участка неподвижной наклонной пластины, м;

К, - координаты потока сыпучего материала по горизонтали и вертикали, м (начало координат

56 в нижней точке наклонной пластины).

Таким образом, измеряя координаты траектории потока сыпучего материала в И какой-либо точке, устройство фактически измеряет коэффициент трения. При этом величина расхода сыпучего материала иа

В качестве оптимизатора 3 в устройстве может быть использован прибор типа ЛРС -- 2-0; в качестве исполнительного механизма - поршневой пневмопривод типа ПСП-1, в качестве вторичного прибора-пневматический прибор типа ПВ10, 1Э.

Датчик 2 ударной нагрузки выполнен в виде устройства для измерения силы удара потока сыпучего материала о какой-либо потокочувствитепьный элемент

6, выполненный,. например; в виде пластинки, устанавливаемой в потоке сыпучего материала. При этом потокочувствиг тельный элемент 6 датчика 2 ударной нагрузки связан через систему рычагов с преобразователем, входящих в состав датчика 2; выходной сигнал которого пропорционален измеряемому уаилню, воэникаюшему на потокочувствительном элементе

6 при соприкосыовешф с потоком.

1012103 4

$ . Выходные и входные сигналы всех перечисленных устройств имеют унифицированный пневматический сигнал, поэволяВ копий использовать их .без -дополнительных преобразователей и согласующих устройств 5

Материальные частицы (М) потока соскальзывают с наклонной пластины 1 (о,угол наклона к горизонтали, - длина пластины) °

На фиг. 3 представлена схема положения потокочувствительного элемента. 6 датчика 2 ударной нагрузки в потоке сыпучего материала. При э том середина потокочувствительного элемента 6 находится на линии наибольшей концентрации час- 5

И тиц сыпучего материала, что соответствует измеряемой горизонтальной координа-. те х, При этом индексами 8g, цс и д { в мм) обозначены соответственно начало потока, часть потока с наибольшей концентрацией частиц и конец потока по ширине. Ha фиг. 4 представлен график экстремальной зависимости усилия Й1 измеряемо-?5 го датчиком 2 .ударной нагрузки, от положения потокочувствительного элемента 6 в потоке материала. Кривая на фиг. 4 может быть как симметричной, так несим— метричной. Эта зависимость использует- 30 ся при работе оптимизатора 3, который поддерживает положение середины потокочувствительного элемента 6 в точке d< т.е. на линии наибольшей концентрации частиц. Эта линия принимается эа определяемую траекторию потока сыпучего ма териала.

Устройство работает следуюшим образом.

Сыпучий материал подают на неподвижную наклонную пластину 1 таким образом, чтобы поток на ее плоскости имел постоянную начальную скорость. В частном слу- чае, при перпендикулярной подаче материала начальная скорость равна нулю

Далее в зависимости от качественного состава (крупности) сыпучего материала и, следовательно, вполне определенного коэффициента .трения траектория по56 тока сыпучего материала также вполне определенная. Затем поток ударяется о потокочувствительный элемент 6 датчика

2 ударной нагрузки, а последний вырабатывает сигнал, пропорциональный созда55 ваемому потоком усилию. Этот сигнал поступает на оптимизатор 3, который вы-. рабатывает выходной сигнал, управляюший исполнительным механизмом 5.

Исполнительный механизм 5 перемешает датчик 2 ударной нагрузки до тех пор, пока усилие, создаваемое потоком сыпучего материала, не достигнет максимального значения. Это положение соответствует горизонтальной координате х потока (точке с наибольшей концентрацией частиц), которая является мерой коэффициента трения.

Вторичный прибор 4 измеряет выходной управляюший сигнал, поступающий на исполнительный механизм 5, что фактически соответствует измеряемой горизонтальной координате )(по величине которой и судят о коэффициенте трения и качественных характеристиках сыпучего материала.

Таким образом, при изменении коэффициента трения .х меняется и траектория потока сыпучего материала, соскальзывающего с неподвижной наклонной пластины

1, В предлагаемом устройстве параметры о((у постоянны. Изменяется только )(I

Следовательно, измеряя горизонтальную координату .)(потока, мы имеем сигнал, пропорциональный коэффициенту трения .

Поскольку для каждого конкретного сыпучего материала есть своя однозначная ч функциональная зависимость крупности ф от коэффициента трения 1, т.е.. = f Ц )то градуировку шкалы прибора целесообразно производить в безразмерных единицах коэффициента трения, которЪ|й может в обшем случае находиться в пределах 0"-Я 1.

Но,так как. у реального сыпучего материала изменение не так широко, целе-. сообразно растянуть шкалу, т.е. выбрать пределы, например, 0,4 Я%0,6.

Градуировку в реальных единицах крупности использовать для шкалы неудобнб, так как все частицы могут быть разбиты на нескоцько фракций с их долей в процентах, что имеет громоздкую запись.

Поэтому прибор дополнительно следует снабдить таблицей перевода, удобного для восприятия коэффициента трения в единицы крупности материала.

Таким образом, основными техникоэкономическими преимуществами являются: повышение. точности и осушествление непрерывного автоматического контроля.

Это достигается тем, что при перпендикулярной подаче материала на неподвижную наклонную пластину траектория потока определяется однозначно и зависит только от коэффициента трения. При этом плоская пластина позволяет сформировать поток в пространстве равной толшины и

7 1012 ширины в каждом сечении в отличие от трубки.

При этом введение оптимизатора позво- ляет производить иэмерерия при любом расходе и исключйть неоднозначность от разброса потока по топшине и ширине, что у прототипа неизбежно. Точность предлагаемого устройства выше, чем у прототипа в среднем s 3-4 раза за счет исключения изменения траекторйи потока при измеиякщемся расходе (режиме истечения) °

103 8

Кроме того, повышается надежность эе счет исключения влияния емкости, трубки, клапана на равномерность истечения и, как следствие, повышается точность.

Причем допопннтельное введение оптимизатора, вторичного прибора, испопнитепьного механизма и подвижного датчика ударной нагрузки позволяет .осушествлять непрерывный поиск положения потока в а пространстве (его траектории) с индикацией на вторичном приборе положения ис попнитетьного механизма, являюшегося мерой горизонтальной координаты потока.

Составитель О. Алексеева

Редактор М. Бандура Техред Т.Маточка . Корректор И. Шулла

Заказ 2750/53 Тираж 871 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитента СССР по делаМ изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектна, 4