СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КРУПНОСТИ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ МАТЕРИАЛА Российский патент 2010 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к устройствам и способам измерения размеров частиц потока материала в процессе мокрого или сухого измельчения в области обогащения полезных ископаемых в горнохимической, абразивной, строительной и других отраслях промышленности.

Известны различные способы для определения гранулометрического состава материала в потоке: общепринятый ситовой анализ, ультразвуковой, фотометрический. С использованием ультразвукового способа выполнены гранулометры типа ПСМ-100 - ПСМ-400. [Л 1]

Недостаток этих устройств: необходима деаэрация пульпы, достаточная сложность устройств либо значительная длительность процесса измерения.

На процессах помола руды в мельницах обогатительных фабрик нашел применение также способ определения содержания контрольного класса крупности в пульпе, основанный на дискретных замерах частиц твердой фазы пульпы микрометрическим щупом, реализованный в гранулометрах типа ПИК-074, ПИК-074П. [Л. 2, 3]

В этом способе используют дискретный метод замера абсолютного размера частицы, зажатой между пятой измерительной штангой и подпятником датчика крупности гранулометра. Измерительную штангу непрерывно поступательно передвигают вверх вниз кулачковым механизмом, установленным на валу двигателя. Положение измерительной штанги в момент замера частицы передают через коромысло на шток индуктивного преобразователя, который выдает электрический сигнал, пропорциональный размеру замеряемой частицы и фиксируют один раз за цикл измерения. Измерительный сигнал с преобразователя направляют на измерительное устройство обработки сигнала, которое после обработки выдает значение величины контрольного класса крупности.

Недостаток - влияние скорости вращения двигателя и размера измеряемой частицы на точность нахождения момента, когда пята измерительной штанги касается измеряемой частицы, и соответственно на точность измерения размера частицы и вычисления значения контрольного класса крупности.

Важной составляющей в точности измерения является определение момента времени фиксации частицы между пятой и подпятником датчика крупности. Фактически момент времени, в который производится замер частицы, задается исходя из скорости вращения двигателя. При изменении скорости двигателя под действием нагрузки или напряжения питания двигателя сигнал измерения может не соответствовать моменту зажатия частицы и следовательно не соответствовать измеряемому размеру частицы (как показано на фиг.1).

Задачей данного изобретения является предложение способа, обеспечивающего более точное измерение размера частицы только в момент ее фиксации между пятой измерительной штанги и подпятником.

Эта цель достигается за счет обеспечения автоматического анализа величины циклически меняющегося сигнала индуктивного преобразователя датчика крупности, в ходе которого задают величину порога этого сигнала (U_n) и определяют в каждом цикле среднее значение из n минимальных значений его величины ниже заданного порога в диапазоне (abcd) (см. фиг.2).

В качестве прототипа принимают способ, реализуемый устройствами по [Л. 2, 3].

Предложенный способ поясняется представленными чертежами (фиг.2), которые демонстрируют алгоритм обработки сигнала от индуктивного измерителя размера частицы и с использованием датчика крупности (фиг.3):

1. Датчик крупности ДКП-04;

2. Частица пульпы, зафиксированная между пятой и подпятником в данном цикле измерения;

3. Пята;

4. Измерительная штанга;

5. Подпятник;

6. Кулачок;

7. Двигатель;

8. Кулиса;

9. Индуктивный преобразователь;

10. Измерительное устройство обработки сигнала;

Т_к - период измерения сигнала индуктивного преобразователя;

U - фактическое значение сигнала с индуктивного преобразователя положения;

U_n - заданный порог сигнала индуктивного преобразователя для данного измеряемого потока;

U_m ⁿ - сигнал индуктивного преобразователя, равный максимальному размеру частицы в измеряемом потоке;

U_m - максимальный сигнал индуктивного преобразователя за цикл измерения;

n - число фиксации измерений сигнала индуктивного преобразователя за один цикл измерения.

В исходном состоянии система измерительная штанга - подпятник - пята, кулиса - индуктивный преобразователь отрегулированы так, что при прямом соприкосновении без частицы подпятника и пяты напряжение на выходе индуктивного преобразователя положения равно нулю.

В корпусе датчика положения ДКП-04 закреплена стойка, на которой на кронштейне размещен электродвигатель 7, на оси которого закреплен профилированный кулачок 6. При вращении двигателя 7 кулачок 6 отжимает измерительную штангу 4 вверх, а пружина перемещает измерительную штангу 4 вниз до соприкосновения подпятника 5 с пятой измерительной штанги 3. Вместе с подпятником 5, через кулису 8 и соединительный плунжер перемещает чувствительный элемент индуктивного преобразователя 9, при этом на выходе 9 датчика положения ДКП-04 появляется напряжение.

Напряжение индуктивного преобразователя 9 поступает в устройство обработки сигнала 10.

При условии заданного цикла время измерения Т_к равно постоянной величине. Но в силу мешающих факторов изменяется скорость вращения электродвигателя 7 и диапазон bc, в котором производят измерение частицы 2 посредством сигнала датчика, сдвигается во времени цикла.

Предложенный способ включает фиксацию заданной величины сигнала преобразователя, меньшего значения U_n, и выбор из нескольких наименьших значений сигнала датчика в количестве n минимальных значений. Эти выбранные n минимальные значения индуктивного датчика подвергают запоминанию и дальнейшей обработке в измерительном устройстве обработки сигнала 10, где получают величину контрольного класса крупности частиц помола.

Предложенный способ автоматического контроля крупности частиц помола (пульпы) в потоке материала отличается следующим:

1. Назначают величину порога изменяющегося сигнала индуктивного преобразователя положения U_n, большую максимального значения размера частицы U_m ⁿ;

2. Определяют величину изменения сигнала индуктивного преобразователя в диапазоне;

3. Определяют из многих текущих значений сигнала индуктивного преобразователя положения «n» наименьших значений, меньшие заданного порога U_n;

4. Запоминают их;

5. Обрабатывают эти значения для получения значения величины контрольного класса крупности частиц помола;

6. Минимальное число значений фиксации принимают равным n≥3;

Предложенное изобретение является новым, так как предложенный способ измерения позволяет фиксировать абсолютный размер частиц независимо от скорости вращения двигателя датчика крупности и величины частиц (фиг.2, 3).

Предложенный способ представляет изобретательский шаг, найдет широкое применение при автоматизации технологических процессов в измельчении пород в производственных цехах обогащения руд, других полезных нерудных компонентов (пески, глины и др.).

ЛИТЕРАТУРА

1. Каталог «Ультразвуковой гранулометр ПСМ-400 фирмы «Аутометрикс», США, 1998 г.

2. Патент РФ на полезную модель №20965, Бюллетень ИЗ №34 от 10.12.01.

3. Патент РФ на полезную модель №30990, Бюллетень ИЗ №19 от 10.07. 03.

Изобретение относится к способам автоматического измерения частиц потока материала, в процессе мокрого или сухого измельчения в области обогащения полезных ископаемых, в горно-химической, абразивной, строительной и других отраслях промышленности. Способ автоматического контроля крупности частиц в потоке материала включает периодическое ощупывание частиц материала микрометрическим щупом в потоке, с преобразованием измеренных частиц в период их фиксации механизмом ощупывания в электрический сигнал индуктивного преобразователя. Затем устанавливают заданный порог величины U_n сигнала индуктивного преобразователя измерения частицы. Далее вычисляют среднее значение n минимальных значений электрического сигнала индуктивного преобразователя в диапазоне его значений ниже заданного порога в каждом цикле измерений. При этом значение контрольного класса крупности пульпы (среды) определяют как величину функционально зависимую от среднего значения n минимальных значений электрического сигнала преобразователя в каждом цикле измерений. Причем в способе автоматического контроля крупности частиц величину заданного сигнала порога (U_n) и количество усредненных минимальных значений выбирают из условий: U_m>U_n≥U_m ⁿ n≥3, где U_m ⁿ - величина сигнала, соответствующая максимально возможному размеру частицы; U_m - величина сигнала преобразователя, максимально возможного за цикл измерения. Техническим результатом изобретения является создание способа, обеспечивающего более точное измерение размера частицы только в момент ее фиксации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ автоматического контроля крупности частиц в потоке материала, включающий периодическое ощупывание частиц материала микрометрическим щупом в потоке с преобразованием измеренных частиц в период их фиксации механизмом ощупывания в электрический сигнал индуктивного преобразователя, отличающийся тем, что устанавливают заданный порог величины U_n сигнала индуктивного преобразователя измерения частицы, вычисляют среднее значение отобранных n-минимальных значений электрического сигнала индуктивного преобразователя в диапазоне его значений ниже заданного порога в каждом цикле измерений, при этом значение контрольного класса крупности частиц потока (пульпы, среды) определяют как величину, функционально зависимую от среднего значения n минимальных значений электрического сигнала в каждом цикле измерений.

2. Способ автоматического контроля крупности частиц в потоке материала по п.1, отличающийся тем, что величина заданного сигнала порога (U_n) и количество усредненных значений n выбирают из условий:
U_m>U_n≥U_m ⁿ,
n≥3,
где U_m ⁿ - величина сигнала, соответствующая максимально возможному размеру частицы,
U_m - величина сигнала преобразователя максимально возможного за цикл измерения.