Устройство для измерения концентрации твердых частиц в суспензии Советский патент 1983 года по МПК G01N15/06 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения концентрации твер- . дых частиц в суспензии и автоматического управления работой аппаратов, заполняемых суспензией, например, массообменных аппаратов, аппаратов для промывки суспензии и т.п. Известен датчик-измеритель соотношения твердой и жидкой фаз, который содержит установленную на вращающемся валу сетку-уловитель, на которую направляют лоток суспензии. О содержании твердой фазы в потоке суспензии судят по величине угла поворота устройств, воспринимающих нагрузку от задерживающихся на сетке частиц твердой фазы, в то время как жидкая фаза свободно проходит сквозь сетку 1.

Недостаток устройства заключается в том, что конструкция его не позволяет измерять процентное соотношение жидкой и твердой фаз суспензии непосредственно в рамом промышленном аппарате, например, промывателе гранул.

Кроме того, недостатками устройства являются сложность конструкции, громоздкость и ненадежность в работе.

Известно также устройство для измерения уровня сыпучих, материалов под слоем жидкости, включающее чувсвительный элемент в виде лопатки, закрепленный на одном конце поворотного двуплечего рычага, второй конец которого с помощью пружины соединен с рычагом привода командного элемента и установле нные на этих рычагах элемент л переключателя в виде питающего и приемного сопел. Это устройство по существу является устройством для измерения концентрации оседающей твердой фазы. Оно может быть использовано и для измерения концентрации твердой фазы в суспензиях со взвешенными частицами 2.

Недостаток устройства - ненадежность работы переключателя, включаю щего подающее и приемное сопла, которые располагаются на концах рычагов привода и чувствительного элемента (лопатки) , соединенных между собой пружиной. Эта ненадежность обуславливается наличием люфта в опо|)е рычага, лопатки, вибрацийми технологического оборудования, на котором устанавливается устройство, а также изменением угла наклона устройства, что вызывает отклонение осей питающего и приемного сопел.

Для устранения динамического воздействия колеблющейся среды на лопатку и устранения возможности оседания твердых частиц на поверхности чувствительного элемента-лопатки устройство должно быть установлено таким образом, чтобы плоскость его лопатки была параллельна

основному потоку (направлению колебания) . На лопатку воздействуют пульсируняцие потоки среды, перемещая ее. При этом отклоняется не только лопатка, но и жестко установленное на рычаге лопатки приемное сопло, в то время как питающее сопло, установленное на рычаге привода, остается на месте.

В описанном случае отклонения

лопатки обусловлены наличием люфта в опоре рычага лопатки.

Изменение смещения между осями питающего и приемного сопел может происходить также в результате

усталости пластинчатой пружины, которая будет изгибаться под действием веса рычага с лопаткой. Кроме того, вибрации технологического оборудования могут поразному отражаться на корпусе аппарата, в котором установлена лопатка, и на приводе командного -элемента, что приведет к тому, что приемное и питающее сопла будут перемещаться (вибрировать) с разной амплитудой . Это в конечном итоге и приводит к ненадежности работы переключателя : ложным срабатыванием или несрабатыванием в нужный момент

за .счет нарушения соосности сопел.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации твердьЕс частиц в суспен:зии, содержащем чувствительный элемент в виде лопатки, закрепленный на одном конце поворотного двуплечего рычага, второй конец которого с помощью пружины соединен с рычаFOM привода командного элемента, и элементы переключателя в виде питающего и приемного сопел, последние установлены соосно на противоположных сторонах скобы, закрепленной на конце рычага привода, а между питающим и приемным соплами предусмотрена заслонка, закрепленная на конце двуплечего рычага. Целесообразно при этом, чтобы

соединяющая концы рычагов пружина была выполнена цилиндрической, а ее крайние витки должны быть жестко закреплены на концах рычагов .

Такое выполнение устройства позволяет получить следующие преимущества.

Питающее и. приемное сопла закреплены на скобе, т.е. жестко

связаны между собой и поэтому всегда остаются соосными. При этом точность работы переключателя (а, следовательно, и устройства) определяется только степенью колебания конца двуплечего рычага, на котором закреплена заслонка, Кроме того, только горизонталь-, ные.колебания заслонки влияют на со стояние переключателя, так как заслонка имеет высоту, большую величины удвоенной амплитуды возмож.ных колебаний.. В то же время влияние колебаний двуплечего рычага устраняется тем, что цилиндрическая пружина, соединяющая концы рычагов, при установке закручивается (для выборки люфта в опоре) и растягивается для создания продольной жесткости (для устранения колебаний от вибраций), Преимущество цилиндрической пружины по сравнению с пластинчатой еще и в- том, что она может растягив ться при изменении расстояния между концами рычагов, а пластинчатая пру жийа при этом быстро изнашивается и ломается. Таким образом, предотвр щаются ложные срабатывания устройст ва и повышается надежность его работы. На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства в начальной ст дии работы при малой концентраций твердых частиц (горизонтальный разрез) ; на фиг.2 - то же, в режиме до стижения заданной концентрации твердых частиц. Устройство для измерения концентрации твердых частиц в суспензии содержит чувствительный элемент в виде сетчатой лЬпатки 1, которая закреплена на конце 2 поворотного двуплечего рычага 3, привод 4 и вторичный прибор 5. Привод выполнен, например, в, виде двух пневмоцилиндров, juTOK б которых связан с рычагом 7, на конце которого жест ко закреплена скоба 8. На скобе 8 установлены элементы переключателя, например, питающее 9 и приемное 10 сопла, повернутые друг к другу. Питакяцее сопло 9 соединено с источником сжатого воздуха, а приемное сбпло 10 - с вторичным прибором 5. Элементы переключателя могут быть выполнены в виде мембранного исполнительного механизма, сильфонов, электропривода и т.п. Рычаг 3 установлен на опоре 11, закрепленной на кронштейне 12. Его конец 2, входящий внутрь аппарата 13, изолирован с помощью разделительного сильфона 14. Рычаг 3 расположен на одной оси с рычагом 7 и соединен с ним с помощью цилиндрической пружины 15, крайние витки которой жест ко закр еплены на концах рычагов. На конце рычага 3 установлена заслонка 16 переключателя, перпендику-i лярная оси пит:ающего и приемного сопел. Высота заслонки такова, что при расположении рычагов 3 и 7 на одной оси, заслонка расположена между соплами, при этом струя воздуха из питающего сопла 9 не проходит на приемное сопло -10. Сторона заслонки 16, отсекающая струю воздуха, из питающего сопла 9/ выполнена перпендикулярной относительно плоскости перемещения рычагов. Устройство работает слёдутцям образо1м.. Командные пневмосигналы от пневматического генератора 17 подаются поочередно в полости пяевмоцилиндров привода 4, шток которых, перемещаясь, ртклоняет рычаг 7, а вйесте с ним и рычаг 3 с лопаткой 1 на некоторый угол последовательно в одну и другую стороны относительно оси аппарата вокруг неподвижной опоры 11. Пока количество твердых частиц в суспензии сравнительно невелико, лопатка 1 испытывает малое сопротивление своему перемещению, так как жидкость свободно проходит через ячейки лопатки. При этом пружина 15 не изгибается и рычаги 3 и 7 сохраняют соосность. Подаваемая в питающее сопло 9 струя воздуха не проходит к питающему соплу 10, так как на ее пути находился заслонка. При постепенном увеличении количества твердых частиц, взвешенных или оседающий в жидкости, возрастает сопротивление перек1ещению лопатки. В результате этого пружина 15 изгибается и рычаг 3 отклоняется от оси рычага 7. Вместе с рычагом 3 отклоняется и установленная на нем заслонка 16. По достижении отклонения, соответствующего заданной концентрации твердой фазы в суспензии, струя воздуха из питающего сопла 9 попадает в приемное сопло 10, а затем сигнал передается на вторичный прибор, управляющий работой загрузочного и выгрузочного устройстве. Суспензия с отмытьми гранулшки выгружается йз аппарата 13, а в него поступает новая порция гранул и промывной жидкости.. . Надежность работы устройства обуславливается следующим. Питающее и приемное сопла закреплены на скобе соосно друг дрУгу и -поэтому при отклонении заслонки происходит четкое срабатывание переключателя. Так как сторона заслонки, отсекающая струю воздуха, поступающую

иа питающего сопла, перпендикулярна плоскости перемещения рьочагов, то ..колебавия в вертикальной плоскости не могут вызвать ложного обрабатывания устройства.

Применение цилиндрической пружины позволяет ликвидировать люфт в оси вращения двуплечего рычага и путем растяжения ее устранить влияние вибрации на точность работы устройства..

Устройство может быть применено в.установках каскадного полиамидирования, экстракции и сушки гранулята для высокопрочного

Применение предлагаемых устройств в составе указанных установок позволяет реализовать непрерывную промывку крошки поликапроамида от низкомолекулярных веществ (НМВ). Предлагаемое устройство способствует лоддержанию постоянной концентрации крошки в , воздействуя на загрузочные и выгрузочные устройства, П9эволяет регулировать производительность промывного annapata, получать продукт.с высокой степенью отмывки крошки.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАОДЙ.ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В СУСИЕЙЗИИ, содержащее чувствительf R элемент в виде; лопатки, saKpeti леи1гш} Haf однсж конце поворотного дв5т лечего рычага, второй конец котоI - I 7 , у ,...г ьллй,; J-, -. .. „ ...., .ййЛйоЧ- ;:; рого с помо1цью пружины соединен с Еядчагся. привода командного элемента, и элементы переключателя в виде питающего и приемного српел, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, питающее и приемное сопла установлены соосно на. противоположных сторонах скобы, закрепленной на конце рычага привода, а между питаиадим и приемным соплами установлена заслонка, закрепленная на конце двуплечего рычага. 2. Устройство по П.1, от л и чающееся тем, чтЪ соединякк(ая концы рычагов пружина вьшолнена цилиндрической, а ее крайние витки жестко закреплены на концах рычагов.