Автоматический гранулометр сыпучих материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измери- тельной технике, предназначено для определения гранулометрического состава сыпучих материалов и может быть использовано в строительстве, горнорудной и других отраслях про- мьшшенности.

Цель изобретения - расширение исследуемого диапазона гр ан-улЪметричес кого состава сьшучих материалов и повышение точности экспресс-анализа за счет использования нефракционного анализа и вспомогательной тарировки,

На чертеже изображена функциональная схема гранулометра.

Устройство содержит колосниковый грохот 1, группу из пяти весоизмери- телей 2.1-2, группу из трех расходных: бункеров 3 .1 -3.3, причем расходный бункер 3.1 снабжен ленточным питателем, а бункер 3.3 - реверсивный ленточным питателем, группу.из накопительных емкостей 4.1-4.3, два набора 5.1 и 5.2 вибросит, щелевой делитель 6 потока, проходной сушильный барабан 7, два исполнительных механизмаj выполненные в виде пневмо цилиндров 8.1 и 8,2, дозатор 9 пробы пр озрачный седиментационный цилиндр 10, в нижней части которого установлены два оптико-электронных датчика 11 и 12 и шла.ц-говый затвор 13, а также схему .обработки информации, содержащую группу из трех сумматоров 14.1-14.3, группу из девяти бло- ков 15.1-15.9 запоминания., группу из девяти .блоков 16.1-16.9 деления, два инвертора 17.1 и 17.2,, два электронных, ключа 18.1 и 18.2,, два интегратора 19.1 и 19.2, группу из и логических элементов И 20„1-20. (где п - целое число., определяемое экспериментально, значение которого равно 10-20), дешифратор 21, два счетчика 22.1 и 22.2, генератор 23 тактовых импульсов, логический элемент ИЛИ 24, цифроаналоговый преобразователь 25, группу из трех блоков 26.1-26.3 умножения, блок 27 управления и блок 28 индикации и регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Сыпучий композиционный материал, гранулометрический анализ которого следует провести, поступает на колосниковый грохот 1. В результате грохочения на грохоте 1 остается фракция 500-100 мм, остальная часть материа

-,

10

20

25

241106

ла попадает в первый расходный бункер 3 „ 1.

Сигнал, пропорциональный массе материала, находящегося в грохоте 1 J а также сигнал, пропорциональный массе материала, находящегося в расходном бункере 3.1, с выходов весоиз- мерителя 2.1 и 2.2 соответственно поступают на входы сумматора 14.1, где алгебраически суммируются,

С выхода сумматора 14.1 сигнал, пропорциональный массе всего анализируемого материала, поступает на вход блока 15.1 запоминания, на управляют 15 щий вход которого поступает сигнал с блока 27 управления. Сигнал с выхода весоизмерителя 2.1 поступает на первый вход (вход .делимого) блока 16.1 деления, на второй вход которого (вход делителя) поступает сигнал с блока 15.1 запоминания.

Таким образом, на выходе блока 16.1 деления, формируется сигнал - результат даттения величины массы материала, находящегося в колосниковом грохоте 1, на величину всей массы анализируемого материала.

Этот сигнал далее поступает на вход блока 28 индикации и регистра- 30 ции, где регистрируется в виде коэф- фищлента содержания материала фракции 500-100 4м, относительной общей массы матери;1ла.

Далее по сигналу с выхода блока 27 управления взслючается ленточный питатель расходного бункера 3.1 и ма- териал М 100 начинает поступать в первый набор вибросит 5.1, в котором происходит разделение, материала на Q фракции 100-60 и 60-20 мм. Материал фракции мене«з 20 мм, проходя через первый набор вибросит 5.1, поступает далее во второй расходный бункер 3.2 и через щелевой делитель пото- j ка 6 - в третий расходный бункер 3,3 с реверсивным ленточным питателем.

Щелевой дсшитель потока сыпучих матери;1пов служит для отделения от общей массы потока части, достаточной для обеспечения представительности пробы и по возможности уменьшен- . ной для сокращения времени сушки в барабане 7.

После окончания просева материала через набор 5.1 вибросит сигналы с выходов весоизмерителей 2.3 и 2.4, которые связаны с накопительными емкостями 4.1 и 4.2 соответственно, поступают на первые входы блоков

35

50

55

.31

16.2и 16.3 деления. На вторые входы этих блоков поступает сигнал с выхода блока 15.1 запоминания, пропорциональный суммарной массе всего анализируемого материала. Результаты деления с выходов блоков 16.2 и

16.3поступают на соответствующие входы блока 28 индикации и регистрации, где происходит регистрация величин коэффициентов содержания фрак- ций 100-60 и 60-20 мм относительно общего количества исследуемого материала.

Далее по сигналу с соответствующего выхода блока 27 управления вклю чается реверсивный ленточный питател расходного бункера 3.3 в сторону дозатора 9 пробы. Материал поступает.в дозатор 9 и при достижении заданной массы, оптимальной для последующего седиментационного разделения и гранулометрического анализа, управляющим сигналом дозатора реверсивный ленточный питатель отключается. Затем осуществляется сброс материала в седиментационный цилиндр 10, в который предварительно заливается рабо- чая жидкость (например вода). В процессе осаждения материала в седимен- тационном цилиндре 10 в силу различного ве.са частиц, а тдкже их размеров происходит пофракционное разделение материала по всей длине цилиндра 10.

Частицы материала размером 20-5 м фиксируются в устройстве фотоприемни ком 12, а частицы размером 1,2-0 и 5-1,2 мм - фотоприемником 11. Вьиеле ние сигнала, пропорционального ,коэф- фицие нту содержания материала фракции 20-3 мм, осуществляется следующи образом. В моменты времени прохождения частиц материала зоны действия фотодиодного датчика 12, состоящего из источника света, формирующего плоскопараллельный пучок света, и фотоприемника, при перекрытии потока света частицами с фотоприемника поступают электрические сигналы в виде импульсов на логические элементы И 20.1-20.П, причем с каждого элемента фотоприемника сигнал поступает на свой элемент И. На другие.входы элементов И поступают сигналы с дешифратора 21, которьй совместно со счетчиком 22.1 является распределителем импульсов, поступающих с генератора 23. Частота генератора задается таким образом, чтобы за время про

06-4 .

хождения частицей размером 5 мм (минимальный размер частиц, которые анализируются фотоприемником 12) каждый из элементов И 20. 1-20.fT бьш открыт при подаче разрешающего сигнала с . блока 21 несколько раз. Тем самым фиксируется каждая частица, проходящая зону действия фотоприемника.

Сигналы с элементов И 20.1-20. поступают на элемент ИЛИ 24, выход которого соединен со счетчиком 22.2. Цифровой код со счетчика 22.2 поступает на цифроаналоговый преобразователь 25. С блока 25 сигнал в аналоговой форме поступает на блок 15.9 запоминания, который запоминает электрический сигнал в виде напряжения, пропорционального содержанию фракции 20-5 мм. Одновременно этот сигнал поступает на первый вход блока-26.1 умножения, на второй вход которого поступает напряжение, пропорциональное тарировочному коэффициенту К,. Этот коэффициент поступает с блока 16.7 деления. На первый вход блока 16.7 деления поступает сигнал с блока 15.9, пропорциональный содержанию фракции 20-5 мм, измеренной с помощью разделения пробы материала в седиментационном цилиндре 10. На второй блок 16.7 поступает сигнал с блока 15.2. Этот сигнал также пропорционален содержанию фракции 20-5 мм, но он получен после измер1ения содержания данной фракции с помопц тари- ровочного второго набора вибросилы, который используется в качестве уст- ройства.

Сигнал, пропорциональный корректирующему тарировочному коэффициенту

К

го-5

, поступает на второй вход блока 26.1 усилителя, выход которого подключен к соответствующему входу блока 28 регистрации и индикации.

Измерение фракции 5-1,2 и 1,2-0 мм с помощью седиментационной колонки осуществляется следующим образом.

При прохождении сначала материала фракции 5-1,2 мм, а затем 1,2-0 мм плоскости оптико-электронного датчика 11 сигнал с фотоприемника поступает на входы электронных ключей 18.2 и 18.1. На управляющие входы электронных ключей поступают,разрешающие сигналы с блока 27 управления. Они поступают сначала на блок 18.1, а затем на блок 18.2. Моменты времени подачи этих сигналов определяются опытным путем. Во время подачи разреающих сигналов, совпадающих со вреенем прохождения фракцией ,2 ли 1,2-0 мм плоскости оптико-элекронного датчика 11,,с выкода электронных ключей сигнал подается на входы интеграторов 19.1 и 19,2, на выходе которых формируются сигнаы, пропорциональные массам фракций ,2 и 1, мм соответственнОр |g которые затем поступают на блоки 15,7 и 15.8 запоминания.

Запоминание происходит в моменты времени окончания прохо.ждения фракции плоскости оптико-электронного .J.J

атчика по сигналам с блока 27 управления, подаваемы также на блоки 15.7 и 15,8 запоминания. С блоков 15.7 И 15в8 запоминания сигналы, пропорциональные фракциям 5-1,2 и о 1J, 2-0 мм, поступают на входы для елителя блоков 16.8 и 16.9 деления соответственно. На входы для делимого этих блоков поступают сигналы с блоков 15.3 и 15.4, пропорциональ- 25 ные тарировочным значениям содержания этих же фракций, измеренньпс с помощью второго ситового набора 5,8.

. В блоках 16.8 и 16.9 формируются значения тарировочных коэффициентов о s-ii iz-o аналопгчно тарировоч- ному коэффи циеиту для фракции 20-5 мм.

Сигналы, пропорциональные этим коэффициентам, поступают на. первые входы блоков 26.2 и 26.3 y JHOжeния, на. вторые входы которых поступают сигналы, пропорциональные измеренным с помощью седиментационного .цилиндра значения. Скорректированные сигналы для фракций 5-1,2 и 1,2-0 мм подают- ся на соответствующие входы блока 28 регистрации и индикации.

Тарировочный анализ материала на фракции 20-5, 5-1,2 и 1,2-0 мм с помощью второго набора вибрации происходит следующим образом. .

В моменты времени, задаваемые блоком 27 управления и определяемые временем ситового анализа материала на втором наборе 5,2 вибросит, реверсивный ленточный питатель расходного бункера 3,3 начинает вращаться в сторону проходного сушильного барабана 7, и материал из бункера 3,3 посту- на С5пику, Пройдя сушку,, материал попадает во второй набор 5.2 вибро- сит, где рассеивается. Верхнее сито имеет отверстия 5 мм, а нижнее 1,2 мм, При этом фракция 20-5 мм остается на

.15

«

50

g

.J.J

о 5

о

5

0

верх.нем сите и, скят.ываясь с него, попадает сразу в н.акопительпую емкость .З, Материал фракции 5-1,2 мм,, оставшийся на нижнем сите, к материал фракции 1,2-0 мм, проше.дигий СРСВОЗЬ .все сита,, уд рлдавз.ются .задвижками, управ.г1яем11П и пневмоцштикдрг1М И и 3,2 соответствен55о, Находящаяся в накопительной емкости 4„3 фракция 20-5 мм в;-звешивается весоизмерителем 2„5, и .этот сигнал запоминается блоком 15„5, на :оторьш: .поступает разрешающий запоминание .сигнал с блока 27 управления , Пос.пе окончания взве- лшвания и зап 5минаиия фракции 2О-5 мм блок 27 выдает разрешающие сигналы на цилиздр 8. ; пневмоупраэлеьгия и на блок IS.б запоминания. При этом фракция 5-1 ,,2 мм чере.з открытую задвижку, управляемую иилиндрог 8 . 1., .поступает в накопительную емкость 4.3, взвешивается весоизмерителем 2.5 cyMi.ja 2-х фракций 20-5 и 5-1 2 ммs и это значение запоминается в бло- ке 15.6. После этого блок 27 управления выдает сигнал на Щ1ЛИ1Щр 8,2 пневмоуправления, и фракция 12-0 мм поступает в накопительную емкость 4.3s а на выходе весоизмерения формируется сигнал, пропор:1диона.пьньгй суммарной массе биатфиала фракций 20-5, 5-15,2 и 1.2-0 . Этот сигнал поступает на сумматор 14,3, Сигнал, ггропорциональный фракции 20-5 №4, с блока 15о5 за.поминани.ч поступает на инвертор 17„1 и с обратным знаком -- на С5т матор.ы 14.3 и 14,2, На сумматор 14„2 прступает также сигнал с блока 15.6 запоминания, л.ро- порционалыгый суммарной массе 20-5 и 5-1,2. мм., С выхода сумматора 14,,2 сигнаг., пропорБ;иональный только массе фракции 5-1,2 мм, которьй инвертируется в инверторе , поступает на сумматор 14.3.

Таким обра.зом5 на сумматор 14.3 поступают сигналы, пропорционэ.лы1ые общей с сиарной массе трех фракций, со знаком минус - массе фракции мм и со знаком минус - массе фракции 5-13 2 м:м. На входы для делимого указанных блоков деления поступает сигнал, пропорциональный суммарной массе с зесоизмерителя 2.5. На выходах бло.ков 16,4-16.6 соответственно формируются сигналы, пропор- ционалъшза процентному содеГржаиию фракций 20-5, 5-1,2 и 1,2-0 1чм. Эти

значения запоминаются блоками 15,2- 15.4, являются тарировочными и используются для корректировки текущего значения измеря-емой величины, полученной с оптико-электронных датчиков седиментационного цилиндра.

Формула изобретения

Автоматический гранулометр сьту- чих материалов, содержащий седимен- тационный цилиндр, снабженный пробоотборником, два оптико-электронных датчика, состоящих из источника света и фотоприемника и установленных в нижней части седиментационного цилиндра, блок управления и электрон нуга схему обработки информации с блоком регистрации, о тлич ajo- щ и и с я тем, что, .с целью расширения исследуемого диапазона гранулометрического состава сьшучих материалов и повышения точности, гранулометр дополнительно снабжен колосниковым грохотом, соединенным с первым весоизмерителем и входом первого расходного бункера с ленточным питателем, причем первый расходный бункер соединен с вторым весоизмерителем, а выход, ленточного питателя подключен к входу первого набора вибросит, выходы надситовых фракций первого набора вибросит присоединены к входам первой и второй накопительных емкостей, соединенных

соответственно с третьим и четвертым .весоизмерителями, выход подситовой фракции первого набора вибросит подключен к входу второго расходного бункера, выход которого соединен с входом щелевого делителя,- выход последнего подключен к входу третьего расходного бункера с ленточным реверсивным питателем, причем выход третьего расходного бункера выполнен с возможностью попеременного подключения посредством реверсивного ленточного питателя соответственно к входу пробоотборника и входу проходного сушильного барабана, выход последнего подключен к входу второго

набора вибросит, причем выход первой подситовой фракции второго набора вибросит непосредственно, а выходы надситовой и подситовой фракций через первьй и второй исполнительные

механизмы соответственно соединены с входом третьей накопительной емкости, соединенной с пятым весоизмерителем, при этом блок управления подключен к управляющим входам ленточных питателей и исполнительных механизмов, а выходы всех весоизме- рителей и фотоприемников соединены с входами электронной схемы обработки информации.

28

В АСУ ГП

Автоматический гранулометр сыпучих материалов предназначен для определения гранулометрического состава сыпучих материалов и позволяет повысить точность экспресс-анализа за счет использования нефракционного анализа и вспомогательной тарировки. Гранулометр содержит седиментационный цилиндр, снабженный пробоотборником, два оптико-электронных датчика, блок управления и электронную схему обработки. При этом гранулометр имеет колосниковый грохот, соединенный с первым весоизме- рителем и входом первого расходного бункера с ленточным питателем. Первый расходный бункер соединен с вторым весоизмерителем, а- выход ленточного питателя подключен к входу первого набора вибросит. Выходы надси- товых фракций первого набора вибросит присоединены к входам первой и второй накопительных емкостей, соединенных соответственно с третьим и четвертым весоизмеритвлями. Вьпсод подситовой фракции первого, набора вибросит подключен к входу второго расходного бункера, выход которого соединен с входом щелевого делителя, соединенного с третьим расходным бункером. При этом выход третьего расходного бункера выполнен с возможностью попеременного подключения по- средством реверсивного ленточного питателя к входу пробоотборника и входу сушильного барабана. Выходы , всех весоизмерителей и фотоприемников соединены с входами электронной схэмы обработки информации. 1 ил. с (Л to 4;:. СХ)

Редактор Е. Копча

Составитель Д, Громов

Техред М.Моргентал Корректор 0. Луговая

Заказ 3480/37 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного ког«1тета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4