УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ПЕНЫ И УРОВНЯ ПУЛЬПЫ В КАМЕРАХ ФЛОТОМАШИН Российский патент 2003 года по МПК B03B13/00 

Изобретение относится к автоматизации технологического процесса флотации и может быть использовано для автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин на обогатительных фабриках.

Известно также устройство [1] для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных электропроводящих контактов, блок резисторов, блок ключей, генератор переменного напряжения, кольцевой счетный регистр, два компаратора, две трехвходовые логические схемы И, три RS-триггера, два элемента гальванической развязки, два фильтра, два формирователя "напряжение - ток", формирователь управляющих сигналов, общий и контрольный электроды.

Устройство [1] сложно, имеет низкие помехозащищенность и надежность из-за наличия в устройстве спусковых элементов (RS-триггеров).

Известно устройство [2] для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее поплавок, блок изолированных друг от друга электродов, блоки резисторов и электронных ключей, задатчики опорного напряжения и преобразователь "напряжение - ток", выход которого является одним из выходов устройства, определяющим уровень пульпы в флотомашине.

Устройство [2] имеет низкую надежность и высокую стоимость из-за наличия механических подвижных частей.

Известно устройство для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных друг от друга контактов, блок нагрузочных резисторов, каждый резистор которого соединен с соответствующими контактами блока изолированных друг от друга контактов, погруженных в флотомашину, элемент гальванической развязки, два задатчика опорного напряжения, общий электрод и формирователь переменного напряжения [3].

Известное устройство [3] имеет низкую надежность из-за наличия неустойчивых к помехам RS-триггеров.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин путем устранения неустойчивых к помехам RS-триггеров, повышение его быстродействия и упрощение устройства.

Это достигается тем, что устройство для контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных друг от друга контактов, блок нагрузочных резисторов, каждый резистор которого соединен с соответствующими контактами блока изолированных друг от друга контактов, погруженных в флотомашину, элемент гальванической развязки, два задатчика опорного напряжения, общий электрод и формирователь переменного напряжения, дополнительно снабжено блоком компараторов, первым и вторым суммирующими усилителями, первым, вторым, третьим и четвертым ключами, третьим задатчиком опорного напряжения, блоком управления, первыми вторым запоминающими элементами, при этом выход блока компараторов подключен к первому входу первого суммирующего усилителя, ко второму входу которого подключен выход первого задатчика опорного напряжения, а выход - к входу элемента гальванической развязки, к выходу которого подключены объединенные входы первого и второго ключей, выходами подключенные к входам соответствующих запоминающих элементов, подключенных к разноименным входам второго суммирующего усилителя, выход которого является первым выходом устройства, сигнал которого соответствует толщине слоя пены, а вторым выходом устройства является выход второго запоминающего элемента, сигнал которого соответствует уровню жидкой фазы пульпы, а блок управления первым выходом подключен к объединенным управляющим входам первого и третьего ключей, вторым входом - управляющему входу формирователя переменного напряжения, выход которого подключен к общему электроду, третьим выходом блок управления подключен к объединенным управляющим входам второго и четвертого ключей, первый вход третьего ключа соединен с выходом второго задатчика опорного напряжения, первый вход четвертого ключа соединен с выходом третьего задатчика опорного напряжения, а вторые входы третьего и четвертого ключей объединены и подключены к объединенным входам компараторов блока компараторов, а вторые одноименные входы его компараторов подключены к соответствующим нагрузочным резисторам блока резисторов.

Технический эффект достигается также тем, что в устройство введены четвертый задатчик, третий и четвертый суммирующие усилители, разноименные входы которых объединены и подключены к выходу четвертого задатчика, инвертирующий выход третьего усилителя подключен к выходу второго запоминающего элемента, а неинвертирующий вход четвертого усилителя подключен к выходу первого запоминающего элемента, причем выход третьего усилителя является третьим выходом устройства, сигнал которого соответствует уровню пульпы от сливного порога флотомашины, а выход четвертого усилителя является четвертым выходом устройства, сигнал которого соответствует толщине слоя пены над сливным порогом флотомашины.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма напряжений на выходах соответствующих элементов функциональной схемы; на фиг.3 - схема подключения суммирующих усилителей и задатчика; на фиг.4 - электрическая принципиальная схема блока управления; на фиг.5 - схема запоминающего элемента.

Устройство содержит блок 1 изолированных друг от друга контактов 2, блок 3 нагрузочных резисторов, содержащий резисторы 4, блок компараторов 5, содержащий компараторы 6, к каждому из которых подключен суммирующий резистор 7, первый суммирующий усилитель 8, первый задатчик 9, элемент 10 гальванической развязки, ключи 11 и 12, запоминающие элементы 13 и 14, суммирующий усилитель 15, блок управления 16, ключи 17 и 18, задатчики 19 и 20 опорного напряжения, формирователь переменного напряжения 21, выходом электрически связанный с общим электродом 22. На фиг.1 также изображены флотационная машина 23, в которой находится пульпа 24 и пена 25, сливной порог 26 флотомашины. Параметры Нж - глубина погружения блока контактов в жидкую фазу пульпы, Нп - толщина слоя пены во флотомашине и Но - глубина погружения блока контактов ниже уровня сливного порога флотомашины, Нпс - толщина слоя пены над сливным порогом, Нжс - уровень пульпы ниже сливного порога.

Блок управления 16 выполнен на четырех инверторах 30 и содержит генератор прямоугольных сигналов с выходами "в" и "с". К выходу "с" подключен делитель 31 частоты на 2 и выход делителя 31 является выходом "а" блока управления 16. Запоминающий элемент 13 (14) состоит из конденсатора 32, буферного усилителя 33 (с большим входным сопротивлением) и входного резистора 34.

Устройство работает следующим образом.

Блок управления 16 с выхода а подает на управляющий вход формирователя переменного напряжения 21 управляющие сигналы U16a, в соответствии с которыми с выхода формирователя 21 на общий электрод поступает переменное напряжение U21. При этом от контактов блока 1 на нагрузочные резисторы 4 блока 3 поступает ток, создавая падение напряжения на соответствующих резисторах. При этом из-за различной величины сопротивления участков "общий контакт - контакт в пульпе" и "общий контакт - контакт в пене" падение напряжения на резисторах, соединенных с контактами, находящимися в пульпе и в пене, различны по величине. Блок управления 16, подавая управляющий сигнал Ub, подключает опорное напряжение с задатчика 19 на объединенные входы компараторов 6 блока 5. Выбирая опорное напряжение задатчика 19 таким, чтобы сработали все компараторы, соединенные с контактами, погруженными в пену и в пульпу, получим суммарный сигнал, поступающий на усилитель, соответствующий величине Нж+Нп. В следующий момент (см. фиг. 2) управляющим сигналом Uc подключается опорное напряжение с задатчика 20 и на объединенный вход компараторов 6 поступает опорное напряжение, при котором срабатывают только компараторы, входы которых подключены к контактам, погруженным в пульпу. Синхронно при подключении опорных напряжений к объединенным входам компараторов к выходу элемента 10 гальванической развязки посредством ключей 11 и 12 подсоединяются входы аналоговых запоминающих элементов 13 и 14. Путем вычитания из сигнала Нж + Нп сигнала Нж на выход суммирующего усилителя 15 поступает выходной сигнал Нп, соответствующий толщине слоя пены в камере флотомашины, а на выходе запоминающего элемента 14 - сигнал Нж, соответствующий глубине погружения блока контактов в пульпу.

На фиг.3 показаны введенные в устройство суммирующие усилители 27 и 28, а также задатчик 29 для увеличения числа измеряемых параметров. На вход усилителя 28 поступает сигнал Нжс, соответствующий уровню пульпы до сливного порога, получаемый путем вычитания из сигнала Но - глубины погружения блока контактов в флотомашину сигнала Нж - глубины погружения блока контактов в пульпу, а на выходе усилителя 25 - сигнала, соответствующего толщине слоя пены над сливным порогом флотомашины, путем вычитания из сигнала (Нп+Нж) сигнала Но, установленного на выходе задатчика 9.

Предлагаемое техническое решение является новым, так как включает совокупность новых существенных признаков с соответствующими связями, а именно: введены новые элементы и новые связи - введение в устройство блока компараторов позволило осуществить быстрый (параллельный) способ суммирования информационных сигналов. Подключение токовых сигналов к суммирующему входу усилителя, введение в устройство первого, второго, третьего и четвертого ключей, управляющие входы которых подключены к введенному в устройство блоку управления, также введение первого и второго запоминающих элементов и первого и второго суммирующих усилителей и связей между ними позволили повысить надежность и быстродействие устройства. А введение в устройство дополнительно третьего и четвертого суммирующих усилителей и четвертого задатчика, а также связей между ними позволило получить дополнительно контроль толщины слоя пены над сливным порогом флотомашины и уровень пульпы от сливного порога в камере флотомашины, что является новым положительным эффектом устройства.

Изобретение промышленно применимо для автоматического контроля параметров технологического процесса флотации руд цветных металлов.

Источники информации, принятые во внимание:
1. SU 1 801 583 А1, кл. В 03 В 13/00, 15.03.1993.

2. RU 21 004 800 С1, кл. В 03 В 13/00, 20.09.1998.

3. RU 2 149 698 С1, кл. В 03 В 13/00, 27.05.2000.

Изобретение относится к автоматизации технологического процесса флотации и может быть использовано для автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин на обогатительных фабриках. Задачей изобретения является повышение надежности контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин путем устранения неустойчивых к помехам RS-триггеров, повышение его быстродействия и упрощение устройства. Это достигается тем, что устройство контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок резисторов, блок изолированных друг от друга контактов, два задатчика опорных напряжений, элемент гальванической развязки и два запоминающих элемента, общий электрод, согласно предлагаемому изобретению, снабжено блоком компараторов, первым и вторым суммирующими усилителями, блоком управления, формирователем переменного напряжения, двумя запоминающими элементами, первым, вторым, третьим и четвертым ключами, а также третьим задатчиком опорного напряжения. Введение в устройство блока компараторов позволило осуществить быстрый (параллельный) способ суммирования информационных сигналов. Подключение токовых сигналов к суммирующему входу усилителя, введение в устройство первого, второго, третьего и четвертого ключей, управляющие входы которых подключены к введенному в устройство блоку правления, также введение первого и второго запоминающих элементов и первого и второго суммирующих усилителей и связей между ними позволили повысить надежность и быстродействие устройства. Введение в устройство дополнительно третьего и четвертого суммирующих усилителей и четвертого задатчика, а также связей между ними позволило получить дополнительно контроль толщины слоя пены над сливным порогом флотомашины и уровень пульпы от сливного порога в камере флотомашины. Изобретение промышленно применимо для автоматического контроля параметров технологического процесса флотации руд цветных металлов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных друг от друга контактов, блок нагрузочных резисторов, каждый резистор которого соединен с соответствующими контактами блока изолированных друг от друга контактов, погруженных в флотомашину, элемент гальванической развязки, два задатчика опорного напряжения, общий электрод и формирователь переменного напряжения, отличающееся тем, что оно снабжено блоком компараторов, первым и вторым суммирующими усилителями, первым, вторым, третьим и четвертым ключами, третьим задатчиком опорного напряжения, блоком управления, первым и вторым запоминающими элементами, при этом выход блока компараторов подключен к первому входу первого суммирующего усилителя, ко второму входу которого подключен выход первого задатчика опорного напряжения, а выход - к входу элемента гальванической развязки, к выходу которого подключены объединенные входы первого и второго ключей, выходами подключенные к входам соответствующих запоминающих элементов, подключенных к разноименным входам второго суммирующего усилителя, выход которого является первым выходом устройства, сигнал которого соответствует толщине слоя пены, а вторым выходом устройства является выход второго дополнительного элемента, сигнал которого соответствует уровню жидкой фазы пульпы, а блок управления первым выходом подключен к объединенным управляющим входам первого и третьего ключей, вторым входом - к управляющему входу формирователя переменного напряжения, выход которого подключен к общему электроду, третьим выходом блок управления подключен к объединенным управляющим входам второго и четвертого ключей, первый вход третьего ключа соединен с выходом второго задатчика опорного напряжения, первый вход четвертого ключа соединен с выходом третьего задатчика опорного напряжения, а вторые входы третьего и четвертого ключей объединены и подключены к объединенным входам компараторов блока компараторов, а вторые одноименные входы его компараторов подключены к соответствующим нагрузочным резисторам блока резисторов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введены четвертый задатчик, третий и четвертый суммирующие усилители, разноименные входы которых объединены и подключены к выходу четвертого задатчика, инвертирующий выход третьего усилителя подключен к выходу второго запоминающего элемента, а неинвертирующий вход четвертого усилителя подключен к выходу первого запоминающего элемента, причем выход третьего усилителя является третьим выходом устройства, сигнал которого соответствует уровню пульпы от сливного порога флотомашины, а выход четвертого усилителя является четвертым выходом устройства, сигнал которого соответствует толщине слоя пены над сливным порогом флотомашины.