Устройство для определения среднего размера токопроводящих дисперсных материалов

Устройство для определения среднего размера токопроводящих дисперсных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О rl и С А н И е втзо40

И3ОВРЕТЕЙ ИЯ

Союз Советсиик

Социапистичееиик республик (6! ) Дополнительное к авт. спид-ву (22)Заявлено !4.02.79 (2!) 2725086/IS-25 с присоединением запвки М

G О! .!! !5/00

1Ье аауетеаеы!! квинтет

СССР йе аеии нмеретеннй к етерытнй

{23)приоритет

Опубликовано !5. !0.8! ° Бюллетень М 38

Дата опубликованию описания !7.!0.8! («З) ЯК 539. 2!5..4(088.8) (72) Авторы изобретения

В. К. Важненко, Н. И. Рогалева и С. С. Че на . 1

1

1., А

Запорожский филиал Всесоюзного научно-иссл довательского и конструкторского института "Цветметавто тика ",. .,: (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА

ТОКОПРОВОДЯЩИХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ, а, именно к,устройствам для определения степени дисперсности измельченных ма" териалов и может найти применение для измерения среднего диаметра дисперсных материалов, например, для определения степени измельчения прокаленной, углеграфитовой шихты в электродном производстве.

Известно устройство, состоящее иэ ! о дозирующего устройства и оптической системы, обеспечивающее непрерывный автоматический контроль

Однако из-за наличия дозирующего

35 устройства для создания пылегазовой смеси устройство сложно в реализации кроме того, оно ненадежно в условиях запыленности, например, в электродном производстве, из-за "заростания" оптических поверхнбстей осаждающейся пылью.

Известно также устройство для измеэения средней крупности руды на ленте транспортера, содержащее нож, индуктивный датчик, регистрирующее устройство (2).

Однако использование устройства предполагает выполнение ряда условий: обеспечения постоянной скорости движения контролируемого материала относительно ножа, поддержания постоянного уровня материала в точке измерения; гомогенности по химическому составу контролируемого материала, что затрудняет возможность применения этого устройства.

Наиболее близким по техническои сущности к предлагаемому является устройство для определения дисперсности порошков,,содержащее измерителвную ячеику с жидкостью (ee вязкость и плотность известны, а диэлектрическая проницаемость по возможности pesко отличается от диэлектрической проницаемости порошка), емкостной датчик и измерительное устройство $3(.

t0

3 87

Однако при помощи этого устройства нельзя осуществить непрерывный контроль дисперсности измельченного материала в потоке, так как необходимо определенное время на оседание частиц, по скорости которого, пропорциональной размеру частиц, определяют дис.персность материала. Время же оеедан14я частиц, определяющее период между измерениями, в зависимости от степени дисперсности контролируемого материала может составлять несколько часов.

Повышение качества и выпуска продукции многих производств в значительной сте пени зависит от оперативного контроля степени дисперсности продуктов измельчения..

Цель изобретения — обеспечение возможности непрерывного контроля.

Поставленная цель достигается тем, что один из электродов выполнен в виде обхватывающего ячейку токопроводящего корпуса, а второй размещен в теле ячейки, причем ячейка снабжена регулятором уровня и выполнена со сквозной полостью, диаметр которой не менее, чем на порядок превышает средний размер частиц. Кроме того, толщина слоя диэлектрика измерительной

4 . ячейки между электродом и контролируемым материалом не,менее,чем на порядок меньше толщины внешнего слоя ячейки.

Благодаря тому, что емкостный дат= чик состоит из электрода, покрытого слоем,циэлектрика, с поверхностью ко- . торого соприкасается контролируемый материал, электрически соединенный со вторым входом измерительной схемы через корпус, первый вход которой соединен с электродом, появляется возможность измерять емкость системы: изолированный электрод — контролируемый материал, которая является функцией среднего размера частиц.

Контроль среднего размера частиц непрерывно в потоке позволяет осуществить выполнение измерительной ячейки со сквозными отверстиями, чеyes которые непрерывно проходит поток контролируемого материала. Ячейка снабжена регулятором уровня, который обеспечивает покрытие всей поверхности изолированного электрода контролируемйк материалом, что создает одинаковость условий измерений; так как емкость системы: изолированный электрод - контролируемый материал, естественно, зависит от площади электрода, покрытого контролируемым материалом.

Регулятор уровня содержит приспособление для обеспечения заданной высоты столба контролируемого материала которое выполнено в виде заслонки для нижнего отверстия измерительной ячейки, подвешенной на стержне, расположенном по оси ячейки, к пружине, жестко закрепленной на растяжке и датчик уровня контролируемого материала в измерительной ячейке, соединенный с разрешающим входом измерительной схемы, Благодаря тому, что устройство снабжено датчиком уровня наличия контролируемого материала в ячейке, соединенным с разрешающим входом измерительной схемы, исключается возможность появления ложных показаний измерительной схемы в моменты недостаточной высоты столба контролируемого материала в измерительной ячейке и, соответственно, неполного покрытия электрода датчика материалом.

Диаметр сквозной полости, который не менее, чем на порядок должен превышать средний размер частиц, выбирается из условий необходимости обеспечения сплошности слоя контролируемого материала.

Толщина внешнего слоя диэлектрика электрода не менее, чем на порядок больше слоя диэлектрика между электродом н контролируемым материалом, что повышает точность измерения, так как в этом случае уменьшается паразитная емкость между электродом .и "землей", которая шунтирует рабочую емкость датчика.

На чертеже представлена конструкция устройства для контроля дисперсности углеграфитовой шихты со средним диаметром 1-10 мм.

Устройство содержит измерительную ячейку 1 из диэлектрического матерна" ла, имеющую два сквозных отверстия 2 и снабженную приспособлением 3 обеспечения заданной высоты столба контролируемого материала, состоящим из заслонки 4 для нижнего отверстия измери- тельной ячейки, подвешенной на стержне 5, расположенном по оси ячейки к пружине 6., жестко закрепленной на растяжке 7. В теле измерительной ячейки 1 помещен электрод 8 емкостного датчика, выполненный в -виде кольца, расположенного соосно ячейке„ и соединенного с одним входом измерительной схемы 9, содержащей интегрирующее устройство.

Формула изобретения

5 ., 87

Второй вход измерительной схемы 9 электрически соединен через корпус 32 выполненный из металла с контролируемым материалом !О. Толщина тела измерительной ячейки - 10. мм, а толщина части тела измерительной ячейки между электродом и контролируемым материа" лом — 0,5 мм. Разрешающий вход схемы 9 соединен с датчиком 11 уровня, ðàñïîложенным над измерительной ячейкой 1, которая помещена в металлический корпус 12.

Устройство работает следующим об-, разом.

Часть или весь поток углеграфито" вой шихты, проходящий с шаровой мельницы среднего помола по наклонному трубопроводу в сортовые бункера, поступает в измерительную ячейку 1 устройства. Пружина 6 выбрана таким образом, чтобы с учетом удельного веса материала и геометрических параметров ячейки обеспечивалось с помощью заслонки 4 поддержание требуемого уров= ня столба материала. В данном случае материал должен перекрывать весь электрод 8.

При уменьшении потока количества материала, поступающего в измерительную ячейку 1 усилие на пружину 6 уменьшается, она сжимается и заслонка 4 прикрывается. Иатериал начинает накапливаться в ячейке.

При увеличении количества материала, поступающего в измерительную ячейку 1, усилие на пружину 6 увеличивается, она начинает растягиваться, заслонка 4 приоткрывается, и количество материала, высыпающегося из измерительной ячейки 1, увеличивается.

Таким образом, обеспечивается возможность непрерывного прохождения контролируемого материала через измерительную ячейку t с обеспечением требуемого уровня.

До тех пор, пока контролируемый материал не достигает датчика 11 уровня, последний не выдает сигнал на разреша;ющий вход измерительной схемы 9 и сигнал на выходе измерительной схемы 9 отсутствует.

При достижении контролируемым мате" риалом чувствительного элемента датчика !1 уровня, от него поступает разрешение на работу измерительной схемы 9, на измерительный вход которой поступает сигнал с конденсатора, одной из обкладок которого является электрод 8, находящийся в теле измерительной ячей3040 6 ки 1, а второй — сам контролируемый материал 10.

Емкость данного конденсатора меняется в зависимости от среднего размера частиц контролируемого материала, поэтому на выходе измерительной схемы получаем величину, являющуюся функцией среднего размера частиц. Интегрирующее устройство, входящее в измеритель1о ную схему, усредняет значения измеряемой емкости за определенный промежуток времени (например за 1 c) и уменьшает тем самым погрешность измерений, обусловпенную мгновенным случайным расположением частиц материала в движущемся потоке.

Металлический корпус 12 одновременно является защитным экраном и повышает помехоустойчивость устройства.

Электрод емкостного датчика может быть выполнен .также в виде металлического стержня, покрытого диэлектрическим материалом и погруженного в конт ролируемый материал.

Принцип действия устройства основан на зависимости, согласно которой средний размер токопроводящих дисперсных. материалов является функцией емкости, измеряемой между изолированным электродом и слоем токопроводящего дисперсного материала, к которому подведен .,потенциал:.g„° к о

С. Кр

35 где 3 . — средний радиус. частиц контролируемого материала;

С. — емкость между слоем контролируемого материала и электродом;

4О К.! — коэффициент, характеризующий размер изолированной пластины электрода;

K> — коэффициент, характеризующий. изолирующий слой электрода;

45 Kg — коэффициент пропорциональности.

Использование предлагаемого устройства позволяет осуществить непрерывный автоматический контроль грансостава углеграфитовой шихты непосредственно в технологическом потоке.

1. Устройство для определения среднего размера токопроводящкх дисперсньй материалов, содержащее измерительную ячейку из диэлектрического мате7 873040 8 риала и электроды емкостиово датчика, " ду электродом и контролируемьаж матерн о т л и ч а ю щ е е с я .тем, что, алом не менее, чем на порядок, меньше с целью обеспечения воэможности непре- толщины внешнего слоя ячейки. рывного контроля, один из электродов Источники информации, выполнен в виде .обхватывающего ячей- принятые во внимание при экспертизе ку токонроводящего корпуса, а второй 1. Патент ФРГ Ф 2427908, размещен в теле ячейки, причем ячей- кл. G 01 и 15/02, опублик. 1973. ка снабжена регулятором уровня и вы- 2. Гринман И.Г. и пр. Контроль и полнена со сквозной полостью, диаметр регулирование процессов дробления и !

II 11 . которой не менее, чем на порядок пре- 10 грохочения руд. Алма-Ата, Наука вышает средний размер частиц. 1977, с. 59-60. 2. Устройство по и. l, о т л и ч а- 3. Зли Ф. Диэлектрические измерею щ e e с я тем, что толщина слоя ния. М., "Химия", 1967, с. 155"157. диэлектрика измерительной ячейки меж- (прототип).

BHHHGH Заказ 9018/65, Тираж 910 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4