Гидростатический гранулометр Советский патент 1985 года по МПК G01N15/04 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для седиментационного ангшиза суспензий.

Известно устройство для седиментационного анализа суспензий, содержащее камеру осаждения, средства для ее наполнения и опорожнения, датчики для определения скорости осаждения

Недостаток устройства - низкая надежность при работе в производст венных условиях, обусловленная сложностью отбора проб.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является гидростатический гранулометр, содержащий источник сжатого воздуха, подключенный к камере осаждения со сливным отверстием в нижней ее части, соединенным через гидрозатвор с технологическим аппаратом, радиоактивный измеритель плотности и блок измерения 21.

Данное устройство характеризуется низким быстродействием, обусловленнь1М значительным временем измерения при малых скоростях осаждения.

Цель изобретения - повьпвение быстродействия при изменении скорости осаждения частиц в широких пределах путем измерения времени осаждения на различных базовьк расстояниях.

Поставленная цель достигается тем, что гидростатический гранулометр, содержащий источник сжатого воздуха, подключенный к камере осаждения со сливным отверстием в нижней ее части, соединенным через гидрозатвор с технологическим аппаратом, радиоа стивный измеритель плотности и блок измерения, дополнительно снабжен приводом возвратно-поступательного перемещения радиоактивного измерителя плотности, соединенным с задатчиком величины перемещения радиоактивного измерителя плотности, и датчиками верхнего и нижних положений радиоактивного измерителя плотности, а блок измерения содержит три схемы совпадения и два блока измерения скорости осаждения, причем выход радиоактивного измерителя плотности соединен с первыми входами схем совпадения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены с выходом первого датчика положения радиоактивного измерителя плотности, выход первой схемы совпадения подключен к первому входу первого блока измерения скорости осажденияj второй вход которого соединен с первым выходом второй схемы совпадения, втосой выход которой подключен у. первому входу второго блока измерения скорости осаждения и входу задатчика величины перемещения радиоактивного измерителя плотности, соединенному с первым выхдом третьей схемы совпадения, второй выход которой подключен к второму входу второго блока измерения скорости осаждения, выход которого соединен с первым выходом первого блока измерения скорости осаждения и подключен к источнику сжатого воздуха, при этом второй выход первого блока измерения скорости осаждения соединен с входом задатчика величины перемещения радиоактивного измерителя плотности, а второй вход третьей схемы совпадения соединен с выходами датчиков нижнего положения радиоактивного измерителя плотности.

На чертеже представлена схема гидростатического гранулометра.

Гидростатический гранулометр состоит из камеры 1 осаждения, имеющей в нижней части отверстие 2 для наполнения и опорожнения камеры, соединенной с технологическим аппаратом через гидрозатвор 3. На скобе 4, выполненной с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью привода 5 вдоль камеры осаждения, смонтирован радиоактивньй измеритель плотности, содержащий источник 6 излучения и детектор 7 излучения с измерительной схемой.

Сигнализаторы начала и окончания процесса осаждения вьтолнены соответ ственно в виде второй 8 и третьей 9 схем совпадения, первые входы которых соединены с выходом радиоактивного измерителя плотности, вторые входы соединены, соответственно с датчиком 10 верхнего положения и датчиком 11 нижнего положения радиоактивного измерителя плотности, а выходы соединены с вторым блоком 12 измерения скорости осаждения управляющим источником 13 сжатого воздуха, а также соединены со схемой управления упомянутого привода 5.

Устройство содержит также первый блок 14 измерения скорости осаждения, первый вход которого соединен с выходом первой схемы 15 совпадения, входы которой соединены с выходом радиоактивного измерителя плотности и датчиком 10 верхнего положения радиоактивного измерителя плотности, второй вход первого блока 14 измерения скорости осаждения соединен с выходом первой схемы 15 совпадения, а второй выход соединен с задатчиком 16, определяющим величину перемещения радиоактивного измерителя плотности до датчиков 17 или 11 нижнего положения. Первый выход первого блока 14 измерения скорости осаждения соединен с управляющим входом источника 13 сжатого воздуха. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени источник 13 сжатого воздуха отключен от камеры 1 осаждения, скоба 4 с радиоактивным измерителем плотности занимает верхнее положение Г на расстоянии HO от верхней стенки камеры осаждения ., о чем с датчика 10 положения поступает сигнал на вход схем 8 и 15 совпадения. В это время суспензия самотеком заполняет каме15у осаждения. Когда суспензия поднимается до уровня I , то на выходе радиоактивного измерителя плотности 7 появляется сигнал, которьй проходит через схему 15 совпадения и запускает первый блок 14 измерения скорости осаждения. Когда уровень суспензии в камере осаждения сравнйвает.ся с уровнем суспензии в технологическом аппарате, начинается осаждение. Когда тзер дые частицы пройдут путь Н от верхней стенки камеры осаждения до уровня 1, то на выходе радиоактивного измерителя плотности появляется сигнал, которьй проходит через схему 8 совпадения, запускает второй блок 12 измерения скорости осаждения. По это му же сигналу со схемы 8 совпадения заканчивается отсчет времени перВ1Л4 блоком 14 измерения скорости осажде.ния. В измеренное время входит время ( f ) подъема суспензии до уровня суспензии в технологическом аппарате время (72) успокоения суспензий в камере осаждения и время ( to ) оеаждения частиц на расстоянии Н. Средняя величина времени подъема и успокоения суспензии в камере осуж дения определяется экспериментально, затем считьшается постоянной и автоматически учитьгоается при определении скорости осаждения блоком 14 на пути Нд. В зависимости от измеренной величины этой скорости блок 14 задает приводу 5 величину перемещения радиоактивного измерителя плотности. При маленькой скорости осаждения, соответствукнцей нижнему пределу измерения, это перемещение равно Н, а при большей скорости - Н. Соотношение величины перемещения выбирается из условия, чтобы время осаждения (время измерения) бьшо одного порядка во всем диапазоне измерения. При очень маленькой скорости осаждения, например при отсутствии твердых частиц в жидкости, находящейся вне за данных пределов измерения, блок 14 вьщает сигнал на запрет включения привода 5, радиоактивный измеритель плотности остается на месте в положении I , а с блока 14 поступает сигнал на включение источника 13 сжатого воздуха, продувку камеры осаждения и начало нового цикла измерения. Если блок 14 вьщает сигнал о том, что скорость осаждения вьюока и находится во втором диапазоне измерения, то привод 5 перемещает радиоактивный измеритель плотности вниз на расстояние Hj из положения I в положение ж , при котором с датчика 11положения поступит сигнал на второй вход схемы 9 совпадения. Когда твердые частицы осядут до уровня ш, подается сигнал и на первый вход схемы 9 совпадения. По сигналу с выхода схемы 9 совпадения в блоке 12заканчивается отсчет времени, за которое частицы пропши расстояние Н и подается команда на привод 5 для возвращения радиоактивного измерителя плотности в исходное положение -I . Во время измерения соединительная труба 3 выполняет роль гидроз атвора. Автоматически измеренное время осаждения частиц определяется с учетом расстояния Н2 и известных формул размера частиц в суспензии. По окончании цикла измерения блок 12 подает сигнал на включение источника 13 сжатого воздуха на время, достаточное для вытеснения суспензии из камеры 1 осаждения обрат-но в технологический аппарат. Затем источник сжатого воздуха отключается, и нбвая порция суспензии заполняет камеру осаждения. В дальнейшем циклы измерения повторяются.

Четкая фиксация начала отсчета времени осаждения по изменению плотности в верхней части камеры осадения после ее заполнения повышает точность измерения, а отсутствие специального сигнализатора уровня

повышает надежность устройства при контроле высокоагрессивных суспензий

Предложенное устройство изготовлено и испытано для контроля размеров частиц тяжелых материалов в агрессивных растворах. Ипытание показало, что в ряде случаев возможно сократить время измерения за счет изменения высот.ы осаждения и повысить оперативность управления технологическим процессом.

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ГРАНУЛОМЕТР, содержащий источник сжатого воздуха, подключенный к камере осаждения со сливным отверстием в нижней ее части, соединенным через гидрозатвор с технологическим аппаратом, радиоактивный измеритель плотности и блок измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при измерении скорости осаждения частиц в широких пределах путем измерения времени осаждения на различных базовых расстояниях, он дополнительно снабжен приводом возвратно-поступательного перемещения радиоактивного измерителя плотности, соединенным с задатчиком величины перемещения радиоактивного измерителя плотности, и датчи- . ками верхнего и нижних положений радиоактивного измерителя плотности, .а блок измерения содержит три ехему совпадения и два блока измерения скорости осаждения, причем выход радиоактивного измерителя плотности соединен с первыми входами схем совпадения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены с выходом датчика верхнего положения радиоактивного измерителя плотности, выход первой схемы совпадения подключен к первому входу первого блока измерения скорости осаждения, второй вход которого соединен с первым выходом второй схемы совпадения, второй выход которой подключен к первому входу второго блока измерения скорости осаждения и выходу задатчика величи(Л ны перемещения радиоактивного измерителя Плотности, соединенному с пер- выходом третьей схемы совпадения, второй выход которой подключен к второму входу второго блока измерения о скорости осаждения, выход которого соединен с первым выходом первого а: Зо блока измерения скорости осаждения и подключен к источнику сжатого воздуха, при этом второй выход первого блока измерения скорости осаждения СП соединен с входом задатчика величины перемещения радиоактивного измерителя плотности, а второй.вход третьей схемы совпадения соединен с выходами датчиков нижнего положения радиоак- тивного измерителя плотности.