Устройство для определения гранулометрического состава зернистого материала

Устройство для определения гранулометрического состава зернистого материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ

<и>864063

Союз Советских

Социалистических

Весиублик (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (51)М. Кл.з, 22) Заявлено 24.1177 (21) 2548451/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 N 15/02

Государственный коинтет

СССР по делан нзобретеннй

w открытнй

Опубликовано 1509.81. Бюллетень ИЯ 34

Дата опубликованию описанию 150981 (53) УДК5З2.584.08 (088.87 (72) Авторы изобретению

A.М. Тарасов, В.Б. Полянский, A.Ï. Сарва

A.Н. Селиванов и В,И. Пахотин (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО

СОСТАВА ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА

; 1

Изобретение относится к гранулометрам и может быть использовано для классификации материалов по крупности. частиц в технологическом процессе, например на производствах

5 горно-рудной промышленности.

Известно устройство для гранулометрического анализа частиц зернистого материала, содержащее оптическую 10 систему с осветителем и фотоприемником, размещенными напротив друг дру

ra с противоположных сторон измерительного сосуда, а также усилитель, соединенный с выходом фотоприемника, пересчетную схему,связанную с генера- 15 тором тактовых импульсов, самописец, датчик температуры жидкости в цепи регулирования частоты тактовых импульсов.

Работа устройства осуществляется 20 следующим образом.

Через определенные промежутки времени включается источник света одновременно с запуском ленты самопис» ца. B это время засыпают в измери25 .тельный сосуд исследуемый материал.

Самые крупные частицы тонут первыми и поэтому абсорбция света в начальный момент времени показывает количество крупных фракций в составе. На 30 диаграммной лейте. самописца отмечается значение этой абсорбции, пропор циональное количеству частиц данного размера. Через определенный промежуток времени снова.включается источник света, и на ленте самописца фиксируется величина абсорбцйи-света частицами следующей фракции н т.д.

При иэменеии температуры в жидкости датчик температуры синхронизирует работу генератора тактовых импульсов и время вклкчения и выключения оптической системы (11 .

Однако устройство обладает большой длительностью получения информации о процейтном содержании различных по крупности частиц в объеме исследуемой жидкости, обусловленной необходимостью обработки осциллограмм, а принцип работы устройства не позволяет его испольэовать при непрерывном контроле крупности частиц и при контроле тяжелых зерен материала, так как последние тонут практически одновременно.

Известно также устройство для определения распределения по крупности зернистого материала, содержащее корпус с проточным каналом, боковые стен. ки которого выполнены пропускающими

864063.излучение, загрузочное отверстие, расположенное на одной из сторон канала, и систему излучения, с расположенными друг против друга источником и приемником, между которыми помещена исследуемая жидкость, при .этом к загрузочному отверстию присоединен питатель, а система излучения вместе с источником к приемником установлена на подставке, шарнирно укрепленной с внешней стороны пропускающих излучение боковых стенок.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При введении в поток рабочей жидкости. исследуемого материала через загрузочное отверстие с помощью питателя, благодаря большой скорости введения и разной кинетической энергии, которой обладают различные по крупности частицы, происходит их распределение по толщине потока жидкости. Это распределение фиксируется но степени поглощения излучения от источника к приемнику. При этом излучение производится в разных точках бокьвой стенки корпуса по мере вращения подставки вокруг шарнира P2), Однако и это устройство характеризуется длительностью получения информации о процентном содержании частиц отдельных фракций по крупности в контролируемом составе материала обусловленной необходимостью переме-щения подставки на шарнире вдоль всей боковой стенки измерительной емкости и последовательном облучении всех участков траекторий движения частиц. Кроме того, устройство обладает низкой надежностью за счет наличия шарнирно закрепленной подставки, которая должна с большой частотой и скоростью постоянно совершать возвратно-поступательное движение вдоль измерительной емкости.

Наиболее близким по технической сущности и схемному исполнению к предлагаемому является устройство для определения гранулометрического состава зернистого материала, работающее.по принципу распределения частиц по крупности в зависимости от градиентов скоростей рабочего потока, содержащее корпус с проточным каналом и измерительной емкостью, стенки которой выполнены пропускающими излучение, загрузочное отверстие, расположенное на одной иэ сторон канала, систему излучения с; источникамк и приемниками, между которыми помещена исследуемая среда, и электронный блок обработки сигналов при этом одна пара источника и приемника излучения расположена в точке измерения, а другая - в контрольной точке на стенке измерительной емкости, и выходы приемников излучения подключены на входы электронного блока обработки сигналов.

Работа этого устройства осуществляется следующим образом.

В поток рабочей жидкости через загрузочное отверстие вводится исследуемый материал, который поступа ет в измерительную емкость. На всем протяжении измерительной емкости ,поддерживается постоянная скорость протекания потока через поперечное сечение емкости. Этим достигается резкое изменение градиента скорости потока жидкости вблизи стенок емкости. Более мелкие частицы материала скапливаются вблизи стенок емкости, а остальные распределяются по толще потока, в зависимости от их размера.

Жидкость облучают в процессе измерения в точке измерения и в контрольной точке. На приемниках излучения величина интенсивности поступившего сигнала преобразуется в частотный код

2О и подается на блок обработки сигналов, На последнем осуществляется срав- нение частоты сигнала от измерительного к контрольного приемников, и в случае совпадения кодов частотный сигнал преобразуется в удобную для считывания информации форму. В случае несовпадения кодов происходит коррекция сигнала в зависимости от контрольной информации. 53 °

Устройство характеризуется длительностью получения процентного содержания различных по крупности фракций частиц в исследуемом объеме, так как частицы движутся непрерывно перед источниками и приемниками излучения, и для определения нужного параметра концентрации необходимо знать время и определить объем жидкости, прошедший через. сечение канала и емкости за зто время. Это усложняет обработку

40 информации и не позволяет применить устройство для гранулометрического анализа в производственном процессе непосредственно на технологической. линии»

Цель изобретения — ускорение процесса анализа гранулометрического состава зернистого материала.

Цель достигается тем, что устройство снабжено электронным блоком управленкя включением источников излуче, ния, временньк эадатчиком, синхронизатором к логическим блоком выбора канала измерения, при этом выходы блока управления включением источников кзлучеккя непосредственно соединены с соответствующими источниками излучения, а на его вход подключен выход временного задатчика, другой выход которого соединен со входом логического блока выбора канала изфф меренкя, соединенного с выходами приемников излучения, а выход временного задатчкка подключен к выходу синхронизатора, соединенного с блоком обработки сигналов, причем

Я вход синхронизатора подключен к ло.864063 кости 10, например с помощью придания емкости формы перевернутого усеченного конуса. Это обуславливает распределение частиц исследуемого материала на различных уровнях восходящего потока в измерительной емкости 10 в зависимости от крупности час- . тиц. Включается один из источников 1 излучения по сигналу с блока 2 управления включением источников излучения, который выдается с выхода ключевой схемы 13, которая подсоединяет источник 1 излучения к стабилизи рованному источнику 12 питания. Разрешающий сигнал на включение блока 2 поступает с выхода временного задатчика 5, .например с одного из виконтов сдвигающего регистра 18. Включение источника происходит в момент уравновешивания частиц различной крупности на восходящем потоке в измерительной емкости 10 за счет созданного распределения скоростей потока. Соответствующий приемник 3 фиксирует сигнал от источника 1, прошедший через. среду с исследуемым материалом. Величина этого сигнала характеризует концентрацию частиц исследуемого материала на заданном уровне, т.е. определенной крупности. С выхода приемника 3 сигнал поступает на вход логического блока 4 выбора канала измерения, который управляется сигналом с временного задатчика 5.

На блоке 4 сигнал через усилитель

14 поступает на вход время-импульсно-. го преобразователя 15, куда подаются также задающие тактовые импульсы с вывыхода сдвигающего регистра 18. Сигнал с выхода преобразователя 15 в виде стробирующего импульса подается на вход элемента И-HE 16, куда на второй вход поступает сигнал заполнения с генератора 17. С выхода блока

4 сигнал подается на блок 7 обработки сигналов, в котором, например, происходит преобразование количества.. импульсов в потенциальный код числа, и этот код далее запоминается нли отображается в виде цифровой информации.

Перезапись информации в блоке 7 обработки сигналов производится эадйим фронтом стробирующего импульса с время-импульсного преобразователя 15.

Синхронизатор б, управляемый генератором 17 импульсов блока 4, регулирует работу сдвигающего регистра 18 и осуществляет обнуление информации на блоке 7 обработки сигналов. Переключение сдвигающего регистра 18 осуществляется после каждого прихода импульса с синхронизатора б на временной задатчик 5, от чего срабатывает следующая ключевая схема 13 в блоке 2 управления включением источников излучения.

Таким образом, осуществление последовательного переключения каналов гическому блоку выбора канала изме- рения, а другой выход этого блока подсоединен ко входу блока обработки сигналов.

На фйг. 1 изображена принциПиальная, схема предлагаемого устройства., на фиг,2 — конкретный пример реализации устройства для гранулометрийеского анализа пульпы на обогати»тельном производстве. устройство (см.фиг.1) содержит источники 1 излучения, выходы которых соединены с блоком 2 управления включением источников 1 излучения, приемники 3 излучения» выходы которых соединены с логическим блоком 4 выбора канала измерения, на вход которого также подсоединен выход временного эадатчика 5. Другой выход временного задатчика 5 подключен к выходу синхронизатора б, соединенного с блоком 7 обработки сигналов, . Щ

Вход синхронизатора 6 соединен с выходом логического блока 4 выбора канала измерения,а другой выход последнего подсоединен ко входу блока 7 обработки сигналов. При этом источники .1 д излучения расположены на одной прямой вдоль стенок корпуса 8 с проточным каналом 9 и измерительной емкостью 10, а приемники Э излучения расположены аналогичным образом в З точках попадания излучения от соотвествующих источников 1. В канале 9 также расположено загрузочное отверстие 11.

Влок 2 управления включением источников излучения состоит, например из стабилизированного источника 12 питания, соединенного со входами ключевых схем 13, выходы которых подключены ко входам соответствующих источников 1 излучения. Логический 40 блок 4 выбора канала измерения представляет собой, например, предварительные усилители 14, через которые выходы приемников 3 излучения соединены со входами время-импульсных пре- 4 обраэователей 15, подключенных ко входу блока 7 обработки сигналов и ко входам логических элементов И-НЕ

16. Кроме того, в блок 4 входит регулируемый генератор 17 импульсов, соединенный со входами логических элементов И-НЕ 16 и со входом синхронизатора б. Временной задатчик представляет собой, например, сдвигающий регистр 18, выходы которого подсоединены ко входу ключевых схем 13 и ко входу время-импульсных преобразователей 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Исследуемый материал через отверс- фО тие 11 подается в канал 9 с рабочей средой и выносится потоком в измерительную емкость 10, где любым известным способом создается градиент ско- . ростей движения потока по обьему ем864063 измерения позволяет с помощью устройства зафиксировать процентное содержание различных фракций по крупности материала в определенном объеме, в то время как частицы остаются во взвешенном состоянии. По окончании измерения увеличением мощности пото- ка смывают исследуемый материал, а затем вновь устанавливают нужную скорость и загружают новую партию частиц.

С помощью устройства осуществляют контроль гранулометрического состава пульпы на обогатительном про,изводстве. На фиг.2 показана одна иэ возможных конструктивных реализаций изобретения, представляющая 15 собой изиерительную камеру 19, выполненную.в,виде перевернутого усеченного конуса, например иэ органического стекла, на который одетакрышка 20 в виде перевернутого стаха- Щ на, свободно укрепленная над верхним основанием конуса 19. Крышка снабжена водоотливными патрубками 21. В нижнее основание измерительной камеры вставлена мелкоячеистая решетка 22 для создания ламинарности IloTQKa рабочей среды. Внутри измерительной камеры расположены вертикальные прозрачные трубки 23, в-которых закреплены соответственно источники и приемники излучения. В верхней части крышки

20 сделано загрузочное отверстие 24 со специальным приспособлением для равномерной засыпки исследуемого материала на поверхности рабочего потока (приспособление не показано) .

Вся электронная часть устройства выполнена в виде отдельного блока 25 с измерительными шкалами. Устройство позволяет с погрешностью х 5% определять процентное содержание различных 4Q по крупности классов частиц обогащаемогоепродукта в пульпе, Определяются классы крупности 1 — 0,05 мм. Содержание твердого компонента в рабочей среде составляет 0 - 100В. Ана- 4 лиэ грансостава производится в автоматическом режиме, причем время на определения грансостава одной порции пульпы составляет 10 — 30 с, что позволяет использовать информацию с уст О ройства для регулирэвания процесса обогащения.

Использование предлагаемого устройства значительно ускофяет процесс анализа гранулометрического состава зернистого материала, на который 55 затрачивается в средйем 20 с. Это дает возможность использовать устройство для контроля и управления технологическими процессами на горно-обогатительных производствах, например процессами помола, дробления, флотации и т.д. Кроме того, устройство обладает простотой, что позволяет применить его в качестве первичного преобразователя информации в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Формула изобретения

Устройство для определения гранулометрического состава зернистого материала, работающее по принципу распределения частиц по крупности в зависимости от градиентов скоростей рабочего потока, содержащее корпус с проточным каналом и измерительной емкостью, стенки которой выполнены пропускающими излучение, загрузочное отверстие, расположенное на одной иэ сторон канала, систему излучения с источниками и приемниками, между которыми помещена исследуемая среда, и электронный блок обработки. сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью ускорения процесса анализа, оно снабжено электронным блоком управления включением источников излучения, временным задатчиком, синхронизатором и логическим блоком выбора. канала измерения, при 9том выходы блока управления включением источников излучения непосредственно соединены с соответствующими источниками излучения, а на его вход подключен выход временного задатчика, другой выход которого соединен со входом логического блока выбора канала измерения, соединенного с выходами приемников излучения, а выход времен-, ного задатчика подключен к выходу синхронизатора, соедйненного с бло-. ком обработки сигналов, причем вход синхронизатора подключен к логическому блоку выбора канала измерения, а другой выход этого блока подсоединен ко входу блока обработки сигналов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 491881, кл.С 01 N 15/04, 1976.

2. Патент ФРГ 9 2304879, кл. G 01 N 15/02, 1976.

3. Патент CIIIA 9 3982126, кл. 250-272, 1976 (прототип) .

864063 х ч

Елал 7

Заказ 7763/61 Тираж 910 Подписное

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и:открытий

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

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

Составитель В.И. Воцанкин

Редактор N. Келемеш Техред M. Голинка КорректоР Ю. Макаренко