УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ СЛОЯ ПЕНЫ И УРОВНЯ ПУЛЬПЫ В КАМЕРЕ ФЛОТОМАШИНЫ Российский патент 1998 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов обогащения, например процесса флотации на обогатительных фабриках.

Известно устройство автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины [1], содержащее подвижный электропроводящий щуп, выполненный в виде гибкой нерастяжимой нити с поплавком из электропроводящего материала на конце, реверсивный электродвигатель, программный блок, измерители времени и два блока разрешения.

Фиксирование границ раздела сред воздух-пена-пульпа в этом устройстве происходит по изменению электропроводности цепи через щуп, среду и стенки камеры флотомашины.

Перемещением щупа управляет программный блок с помощью реверсивного двигателя, взаимодействуя с переключателями верхнего и нижнего положений. Интервалы времени, за которые щуп проходит от верхней точки до границ раздела сред, измеряются измерителями времени. Временные интервалы при этом пропорциональны уровню пульпы и толщине слоя пены.

Существенными недостатками устройства [1] является невысокая точность измерения из-за того, что формирование импульса "касание пульпы" происходит по косвенному параметру - измерению электропроводности цепи, который может изменяться от различных причин (например, от изменения температуры среды, реагентного режима, содержанием металла и др.), и низкая надежность, обусловленная наличием реверсивного механизма.

Известно устройство автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины, содержащее подвижный электропроводящий щуп, выполненный в виде гибкой нерастяжимой нити с поплавком из электропроводящего материала на конце, реверсивный электродвигатель, программный блок, два измерителя времени, три блока разрешения и переключатель верхнего и нижнего положения щупа (поплавка) [2].

Недостатком [2] являются низкая надежность, обусловленная наличием реверсивного механизма и избытком механики, и отсутствие непрерывной текущей информации о процессе.

Известно устройство для непрерывного автоматического измерения уровня пульпы в камерах флотомашин (например, датчик уровня ДТП-54) [3], содержащее поплавок, систему рычагов и электронный блок, содержащий преобразователь угол поворота - напряжение, преобразователь напряжение - ток, блок питания.

Одним из недостатков [3] является невозможность измерения толщины слоя пены.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, прототипом предполагаемого изобретения является устройство [3].

Целью предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены n между собой изолированных электродов и преобразователь, содержащий n ключей, n резисторов и усилитель, которые размещены на поплавке.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется графически.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства.

На фиг. 2 изображена функциональная схема преобразователя.

Над камерой флотомашины 1, в которой находятся слой пены 2 и пульпы 3, установлен электронный блок измерителя уровня пульпы 4, соединенный через системы рычагов 5 с поплавком 6. На стержне поплавка механически закреплены n электродов 7 и преобразователь 8, содержащий n ключей 9, n резисторов 10 и усилитель 11.

Корпус камеры флотомашины 1 электрически связан с преобразователем, управляющие входы которого связаны с n электродами 7, соответственно на пульпе 3 находится поплавок 6, который через системы рычагов 5 механически соединен с электронным блоком 4, выход которого является первым выходом устройства, определяющим уровень пульпы 3 в камере флотомашины 1, резисторы 10 одними выводом подключены к управляющим входам ключей 9, а другие выводы объединены и соединены с инверсным входом усилителя 11, на прямой вход которой подается опорное напряжение U_оп, выходы ключей объединены и подключены к общей шине, выход усилителя и инверсный вход являются вторым токовым выходом устройства, определяющим толщину слоя пены 2.

Устройство работает следующим образом.

Поплавок 6, находясь на плаву в пульпе 3, в зависимости от уровня последнего во флотомашине перемещается либо вверх, либо вниз и это перемещение через системы рычагов 5 передается на преобразователь "угол поворота - напряжение" (основой которого является индукционная катушка, выход которой подается на вход преобразователя напряжение - ток, а выход последнего является выходом устройства, однозначно определяющим уровень пульпы в камере флотомашины 1.

Одни концы некоторого числа из n электродов 7 находятся в пене, а другие - в воздухе, причем величины расстояния от концов (по вертикали) первого электрода до конца n-го электрода больше, чем максимально возможная толщина пены (см. фиг. 2), а количество электродов определяет точность измерения.

Если электрод находится в пене, то сигнал с него проходит на управляющий вход соответствующего ключа, который открывается, и через резистор 10 протекает ток. Если таких электродов несколько, то токи через резисторы 10 суммируются. Таким образом, между инверсным выходом усилителя 11 и его выходом получаем токовый сигнал, величина которого ограничивается опорным напряжением U_оп и соответствует толщине слоя пены 2.

Таким образом, предложенное устройство выдает два токовых сигналы, один из которых соответствует уровню пульпы в камере флотомашины, а второй - толщине слоя пены.

Предложенное техническое решение обладает новизной, т.к. включает совокупность новых существенных признаков с соответствующими связями, а именно: n электродов и преобразователь, содержащий n ключей, n резисторов и усилитель, размещенный на поплавке.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет получить новый положительный эффект, заключающийся в расширении функциональных возможностей устройства за счет того, что создана возможность сформировать выходной сигнал, соответствующий толщине слоя пены в камере флотомашины, и промышленно применимо.

Литература
1. Авт.св. СССР, N 501769, кл. B 03 D 1/02, 1976.

2. Авт.св. СССР, N 967577, кл. B 03 D 1/02, 1980.

3. Приборы, системы и средства автоматизации для металлургии, Каталог ОНТК "Союзцветметавтоматика", 1991 г, с. 62. М.: Изд-во НПО "Черметавтоматика", 1991 г.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано для автоматического измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин на обогатительных фабриках. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, который достигается за счет того, что устройство содержит поплавок, механически связанный с датчиком перемещения, выход которого подключен к входу преобразователя напряжение - ток. На вертикальном стержне, соединенном с поплавком, закреплены n различной длины электродов, соединенных с управляющими входами токовых ключей, коммутирующих ток на вход суммирующего усилителя, выход которого является выходом устройства и однозначно соответствует толщине слоя пены в камере флотомашины. 2 ил.

Устройство для автоматического измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины, содержащее поплавок, механически соединенный через систему рычагов с электронным блоком, содержащим блок питания, преобразователи перемещение напряжение и напряжение ток, при этом выход электронного блока является первым выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены n изолированных между собой электродов и преобразователь, содержащий усилитель, n резисторов и n ключей, управляющие входы которых соединены с n электродами, выходы объединены и подключены к общей шине и к корпусу флотомашины, а информационные входы связаны с первыми выводами резисторов, вторые выводы резисторов объединены и подключены к инверсному входу усилителя, на прямой вход которого подано опорное напряжение U_o n, причем электроды и преобразователь механически закреплены на вертикальном стержне поплавка, выход усилителя и его инверсный вход являются вторым токовым выходом устройства.