Кондуктометрический консистометр пульпы в трубопроводе Советский патент 1988 года по МПК E02F3/88 

О

Изобретение относится к измерительной технике, устанавливаемой на земснарядах. Цель изобретения - повышение точности измерения средней консистенции пульпы по всему сечению трубопровода (ТП) 2. За всасывающим оголовком 1 земснаряда на наклонном ТП 2 установлены датчики сопротивления пульпы и осветленной воды, соединенные кабелем 5 с блоком. 6 обработки информации и индикации с источником электропитания. Датчик сопротивления пульпы выполнен в виде электр1тчески изолированного от ТП 2 изоляционными патрубками (ИП) 8 кольцевого рабочего электрода 7. Его внутренний диаметр равен внутреннему диаметру ТП 2, а длина составляет 0,5 внутреннего диаметра ТП 2. Длина ИП 8 составляет не менее двух внутренних диаметров ТП 2. С поверхности электрода 7 ток протекает в две стороны через пульпу в ИП 8 на металлическую поверхность ТП 2. Выбранные длины электрода 7 и ИП 8 позволяют создавать равномерное элект- рическое поле соответственно внутри ТП 2 при прохождении тока черегз пульпу ИП 8 и по сечению ТП 2. Равномерное электрическое поле необходимо для исключения влияния неравномерного расположения частиц в ТП 2 на электрическое сопротивление датчика сопротивления пульпы. 2 ил. Ж аЛ.

tptJS .Z

Изобретение относитсп к измерительным приборам, устанавливаемым на земснарядах для контроля за консистенцией перекачиваемой пульпы в трубопроводе, и может быть использовано для постоянного измерения консистенции пульпы с целью оптимизации режима управления земснарядом и учета производительности по грунту.

Целью изобретения является повышение точности измерения средней консистенции пульпы по всему сечению трубопровода.

На фиг. 1 представлена схема установки датчиков консистометра на земснаряде; на фиг. 2 - конструкция датчика сопротивления пульпы.

За воасываюпуш оголовком 1 земснаряда на наклонном трубопроводе 2 ус- тановлен датчик 3 сопротивления пульпы и датчик 4 осветленной воды. Датчики соединены кабелем 5 с блоком 6 обработки информации и индикации с источником электропитания.

Датчик сопротивления пульпы содержит кольцевой рабочий электрод 7, выполненный в виде металлического кольца, длиной 1/2 диаметра трубопровода изоляционные патрубки 8, длиной не менее двух диаметров пульпопровода D, между которыми смонтировано кольцо, металлическая трубка наклонного всасывающего трубопровода 2 и всасывающий оголовок 1. I

При протекании пульпы через всасывающий наклонный оголовок 1 земснаряда и всасывающий наклонный трубопровод 2, а также через трубу датчика 3 сопротивления пульпы на электрод 7 датчика подается низкое переменное электрическое напряжение по кабелю 5, соединенному одним проводом с кольцом, а вторым - с трубой , Проводящей фазой при прохождении то- ка через пульпу является вода, а частицы грунта являют ся изоляторами и их присутствие в пульпе увеличивает сопротивление датчика в прямой пропорции от их объема. Металлическое кольцо имеет длину, равную 1/2 диаметра D трубопровода, при которой внутренняя площадь кольца равна двойной площади сечения трубопровода

. 1Данная длина кольца необходима для создания равномерного злектрического поля внутри трубопровода при прохождении тока через пульпу в изоляционных патрубках 8, а также для снижения плотности тока на переходном сопротивлении между металлом и водой Электрический ток протекает с поверхности кольца в две стороны через пульпу в изолированных патрубках на металлическую ncteepxHocTb трубопровода. При длине кольца 1/2 диаметра трубопровода появляется возможность заранее рассчитьгоать электрическое сопротивление датчика при известной удельной электропроводности воды. Изоляционные патрубки 8 имеют также определенную длину - не менее двух диаметров трубопровода. Данная длина является минимально необходимой для создания равномерного электрического поля по сечению трубопровода. Организация равномерного электрического поля обусловлена тем, что для получения осредненной величины сопротивления пульпы по сечению необходимо исключить влияние неравномерного расположения частиц в трубе на электрическое сопротивление датчика.

.Данное минимальное расстояние между кольцом и трубопроводом определено опытным путем (подбором расстояния между электродами, исклю-г чающего влияние на сопротивление расположения в трубе вводимого в нее изолятора).

При определенных параметрах 1 и 1- есть возможность заранее рассчитать сопротивление датчика, зная удельную электропроводность воды и концентрацию пульпы.

. Сопротивление проводника равно

R -- л - с

б S

где R - сопротивление. Ом;

S - сечение проводника, см ;

С - удельная электропроводность,

см .

1 - длина проводника, см. Сопротивление датчика равно

Дотчияа

1 i

G- iTD

55

где D - диаметр трубопровода, см. При протекании воды

Датчика воды

L (JR

4 7D

где GB удельная электропроводность

-f

воды, Ом - см При протекании пульпы

R

ДатUико

п)ДЬПЫ

Р..

1 Се

1

4 ITD

1-К

ijAhnW 6 1-К

где К - объемная концентрация частиц грунта в пульпе,

Датчик сопротивления пульпы устанавливается непосредственно за вса- сьтающим оголовком 1, что сокращает передачу сигнала о консистенции пульпы практически без отставания по времени от процесса грунтозабора, что весьма важно для целей управления режимом разработки грунта. Установка этого датчика на наклонной части всасывающего трубопровода позволяет исключить влияние заиления трубы на измерение сопротивления, так как обычно угол наклона всасьшающей трубы на земснаряде составляет около 45% и заиление в нем по этой причине отсутствует .

Датчик 4 сопротивления осветленной воды имеет аналогичную конструкцию с датчиком 3, но через него протекает осветленная вода, освобожденная от частиц грунта.

Информация о сопротивлениях датчиков через кабель 5 поступает в блок 6 обработки информации консистометра, где реализуется отношение сопротивлений датчиков (например, с помощью мостовой схемы измерения)

1 4 в

4 1 тгО 1-К

G-, ITD

ПуЛЬПЬ

р воды

1-К

где К - объемная концентрация грунта. Обработанный сигнал поступает на показывающий прибор.

Реализация предлагаемого технического рещения позволяет получать достоверную информацию о средней по сечению консистенции пульпы, перекачиваемой земснарядом, для целей оперативного управления процессом грунтозабора и гидротранспорта, а также для учета выполняемой работы. Наличие такого прибора позволяет повысить концентрацию грунта в пульпе не менее чем на 5-10% за счет оптимизации

управления грунтозабором.

Формула изо бретения

Кондуктометрический консистометр

пульпы в трубопроводе, содержащий датчик сопротивления пульпы и датчик сопротивления осветленной воды, соединенные с блоком обработки информации и индикации, причем датчик сопротивления пульпы выполнен в виде кольцевого рабочего электрода, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру трубопровода, и электрически изолированного от последнего изоляционными патрубками, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния точности измерения средней консистенции пульпы по всему сечению трубопровода, длина кольцевого pa6ot

чего электрода датчика сопротивления пульпы составляет 0,5 внутреннего диаметра трубопровода а длина изоляционных патрубков при этом составляет не менее двух внутренних диаметров трубопровода. ,

фие.1