Устройство для регулирования процесса дробления Советский патент 1990 года по МПК B02C25/00 

Изобретение относится к дроблению и может быть использовано в горнорудной, строительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На фиг о 1 представлено устройство для регулирования процесса дробления; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходах элементов устройства.

Устройство содержит двигатель 1 дробилки, датчик 2 мощности двигателя дробилки, усилительно-формирующий блок 3, блок 4 выделения минимального сигнала, блок 5 выделения максимального сигнала, выходной блок 6, привод 7 двигателя дробилки, датчик 8 циклов, блок 9 синхронизации, формирователь 10 и генератор 11 импульсов.

Усилительно-формирующий блок 3 включает одновибратор 12, который включен параллельно времязадающему резистору 13 и который содержит транзистор 14 и резистор 15. Выходной блок 6 включает транзистор 16, резистор 17, транзисторы 18 и 19 и резисторы 20 и 21. Блок 9 синхронизации включает резисторы 22 и 23, стабилитрон 24, транзистор 25, элемент И-НЕ 26, резистор 27 и генератор 28 импульсов.

Формирователь 10 включает одно- вибратор 29, генератор 30 одиночных импульсов, одновибратор 31, генератор 32 одиночных импульсов и одно- вибратор 33. Блоки 4 и 5 выделения максимального и минимального сигналов выполнены одинаково и включают резисторы 34, транзистор 35, резистор 36, конденсатор 37, транСП

00

со 1

о

со

зисторы 38-40, транзистор 41, диод 42, конденсатор 43, транзистор 44, резистор 45, транзистор 46, резисторы 47 к 48, транзистор 49, диод 50 конденсатор 51, резистор 52, транзистор 53 j резисторы 54 и 55, транзисторы 56 и 57 и резистор 58,.

Устройство работает следующим образом.

На вход блока 9 синхронизации поступает синусоидальное напряжение (фиг. 2а)- На выходе блока 9 синхронизации D момент перехода синусоидального напряжения синхронизации от отрицательных значений к положительным формируются короткие синхро- низируюгуш импульсы, следующие с частотой синхронизирующего напряжения (фиг„ 2б), которые следуют с частотой ударов щеки дробилки 0,6 с. Выходные импульсы блока синхронизации 9 запускают одновибратор 29 г На прямом выходе которого (фиг„2 формируются импульсы длительностью 1 эл. град, периода напряжения синхронизации Urv,H ,

На инверсном выходе одновибратора 29 фсрмируется инвертированный импульс (фиг„ 26), положительный фронт которого запускает генератор 30 одиночного импульса и является задним фронтом выходного импульса (фиг.2б). Генератор одиночного импульса формирует импульс в момент времени t, , который запускает сдновибратор 31. Выходной импульс однопибратора 31 на прямо.- выходе (фиг. 2г) длительностью 2 эл. град, поступает на второй выход генератора 10 серии импульсов с Передний фронт выходного импульса одновибратора 33 соответствует заднему фронту выходного импульса одновибратора 31. Длительность выходного импульса на прямом выходе одновибратора 33 равна 1 эла град. Выходные импульсы генератора 10 управляют работой блоков 4 и 5 выделения максимального и минимального сигналов с На выходе выходного блока формируется напряжение, пропорцио- нальное разности максимального и минимального напряжений управляющего

напряжения U,, за перид синхрони i

зирующего напряжения: Генератор 11 импульсов вырабатывает импульсы, частота которых ir на два порядка больше частоты синхронизации (фнг„ 2е). С приходом в момент времени 1/гг за

0

5

0

5

пускающего импутьсэ одновибратора 12 запускается и на его прямом выходе формируется импульс, длительность которого обратно пропорциональна входному управляющему напряжению. На инверсном выходе одновибратора 12 длительность импульса прямо пропорциональна Uuno (Лиг. 2з) .

v I

Постоянная времени времязадающей цепи однопибратора 12 равна периоду выходных импульсов генератора 11. Поэтому при Uunp 0 длительность импульсов на прямом выходе одновибратора 12 максимальна и выбирается равной 380 эл. град, периода выходных импульсов генератора 11. Оставляется запас в 10 эл. град, для стабильной работы усилителя-формирователя 3. При увеличении Ь иПр транзистор 14 открывается в большей степени, эквивалентная постоянная времени одновибратора 12 уменьшается, что приводит к уменьшению длительности импульса на прямом выходе одновибратора 12 tгЈ L (фиг. 2ж) и увеличению длительности импульса на инверсном выходе одновибратора 12. Длительность импульса с момента времени t2 до 2/fr больше длительности импульса с момента t до 2/fr.

Таким обрязом, на выходе усилительно-формирующего блока 3 формируются два (прямой и инверсный) ши- ротно-модулированных выходных импульса с периодом следования на два порядка больше периода синхронизации. Импульс, длительность которого прямо пропорциональна управляющему напряжению UunD , с инверсного выхода

усилительно-формирующего блока 3

поступает на вход блока 5 выделения максимального сигнала. Импульс, длительность которого обратно пропорциональна управляющему напряжению, с прямого выхода одновибратора 12 поступает на вход блока 4 выделения минимального сигнала. Принципиальные схспы блоков 4 и 5 аналогичны Блок 5 выделения максимального сигнала формирует ка выходе напряжение, прямо пропорциональное максимальной длительности входного импульса на входе за период напряжения синхронизации иси(| следующим образом. В момент времени 1/1 г (фиг. 2е) импульс с прямого выхода генератора 11 запускает по запускающему входу одновибратор 12, который переходит в

51

метает абчпыюе состояние. Одновременно инвертированный сигнал (фиг. 2е) с инверсного входа генераторе 1 1 через синхронизирующий вход Стока 5 выделения максимального сигнала поступает на базу транзисто ра 38 „ Происходит разряд конденсатора 37 через резистор 36 и открытый эмиттерно-коллекторный переход транзистора 38. Постоянная времени pis- ряда конденсатора 37 меныие 1 эл. град, периода выходных импульсов генератора 11. К моменту окончания положительного импульса на базе транзистора 38 конденсатор 37 разрч ен (момент времени t5), По окончачип входного импульса на базе транзистор 38 он закрыьается.

При наличии на входе Uunp , однг,- вибратир 12 возвращается в исход ое состояние в момент времени t. При этом на инверсном выходе усилительно-формирующего блока 3 появляется напряжение логической единицы которое открывает транзистор 35. С момента Ц до 2/fr происходит заряд конденсатора 37„ Постоянная времени заряда конденсатора 37 и резистора

36равна 5 периодам выходного сигнала генератора 11. В начале второго периода частоты синхронизации генератора 11 (в момент времени 2/fr) происходит разряд конденсатора 37, а одновибратор 12 переходит в метаста- бильное состояние. Таким образом, напряжение на конденсаторе 37 в конце периода fr прямо пропорционально напряжению управления, представляет величину, пропорциональную среднему значению U ип„ за период fr, что повышает помехоустойчивость датчика. Напряжение на конденсаторе

37через высокоомный эмиттерный повторитель на транзисторе 41 и диод 4 сравнивается с напряжением на конденсаторе 43. Гели напряжение на конденсаторе 37, а соответственно на аноде диода 42, больше напряжения на конденсаторе 43, то диод 42 открывается и конденсатор 43 заряжается до напряжения конденсатора 37. Если напряжение на конденсаторе 37 меньше, чем на конденсаторе 43, то диод 42

не открывается и значение напряжения на конденсаторе остается неизменным. Так как входное сопротивление эмит- терного повторителя на транзисторе 49 больше, то утечки заряда конден5

7636

сатира чере высокоомный резистор незначительны и практически не влияют на сохранение значения напряжения конденсаторов 43 и 51 за период синхронизации UCWH .

Постоянная цепи конденсатора 43 и резистора 48 на порядок болипе периода синхронизирующего напряжения

in CVMI положительный импульс с ггер- РОГО выхода генератора 10 серии импульсов (фиг. 2в) открывает транзистор 53, Происходит разряд конденсатора 51 на резистор 54, т.е. пропс) с, ходит начальная установка нулевого напряжения на конденсаторе 51. Постоянная времени цепи разряда конденсатора 51 в 3-5 раз меньше длительности импульса на четвертом

20 входе блоков выделения минимального 4 и мчксимального 5 сигналов и равна 0,3-0,2 эл, град, периода управляющего напряжения Uunp . После, начальной, нулевой установки напряжения

5 на конденсаторе 51 положительный импульс с третьего входа блока 5 выделения максимального сигнала поступает на коллектор транзистора 49. Происходит перезапись напряжения кон0 ценсатора 43 на конденсатор 51.

По окончании положительного импульса на коллекторе транзистора 49 змиттерный повторитель на транзисторе 49 отсекается диодом 50 от конденсатора 51 о В течении оставшейся длительности периода синхронизации напряжение на конденсаторе 51 практически остается неизменным. Постоян0 пая времени разряда конденсатора 51 через резистор в цепи базы транзистора 56 на порядок больше периода синхронизации UCMH « Если во время интервала времени с 1/fr до 2/fr дей,с ствовало напряжение Uunp то с момента времени t начинается заряд конденсатора 37 В момент времени t& напряжение на конденсаторе 37 сравняется с напряжением U, на конQ денсаторе 43. В последующие моменты времени диод 42 открывается и напряжение на конденсаторе 43 повторяет напряжение на конденсаторе 51 до момента времени 2/fr. С момента 2/fr происходит начальная нулевая установка напряжения на конденсаторе 37. При этом напряжение на аноде диода 42 отрицательнее катодного. Диод 42 запи- раестяо На конденсаторе 43 сохраня5

5

ется предыдущее максимальное значение напряжения конденсатора 37.

Если в течении времени от 1/fr до 2/fr значение управляющего напряжения меньше величины .i - Uunp.i , то заряд конденсатора 37 начинается в момент времени t, t3 t2 Конденсатор 37 заряжается до меньшей величины, если напряжение U, на конден- саторе 43 больше максимального значения на конденсаторе 37, то за период от 1/fr до 2/fr диод 42 не откроется. На конденсаторе 43 сохраняется предыдущее значение U4 (фиг.2к)

Если за период времени с интервалом 1/fr - 2/fr до 2/fr-3/fr управляющее напряжение увеличилось с величины Uqnp до 5, т „е . U пр. , то заряд конденсатора продолжается на больший промежуток времени, начиная с момента времени t.. В момент времени t7 напряжение на конденсаторе 37 сравняется с напряжением на конденсаторе 43 В последующие моменты вре- мени до З/fr диод 42 открывается и напряжение на конденсаторе 43 повторяет напряжение на конденсаторе 37.

Если с интервала времени 1/fr- -2/fr до 2/fr-3/fr управляющее напря- жение изменилось со значения Uunpi

Д° ичпр % т«е° U у пр. «, .2. то ДИОД 42 открывается раньше.

С момента времени напряжение на конденсаторе 43 повторяет на- пряжение на конденсаторе 37. Положительный импульс с момента времени 1/fr до t (фиг. 2ж) открывает транзистор 35 блока 4 выделения минимального сигнала, а конденсатор 37 этого блока заряжается о С момента времени ta напряжение на конденсаторе 43 повторяет напряжение на конденсаторе 37 блока выделения минимального сигнала ВМС (фиг. 2м). С момента времени от t до 2/fr транзистор 35 ВМС 4 закрыт и напряжение на конденсаторе 37 ВМС 4 остается неизменным. В момент времени 2/fr происходит установка нулевого значения напряжения на кон- денсаторе 37 с помощью положительного короткого импульса, поступающего с инверсного выхода генератора 11 на базу транзистора 38 ВМС 4„

На выходе ВМС 4 формируется на- пряжение К,, (фиг. 2м) s пропорциональное минимальному за период синхронизации UC1,,, напряжению управления Uynp . Транзисторы 18 и 19 включены параллельно времязадающему сопротивлению одновибратора 16 выходного блока Ь и изменяют эквивалентное сопротивление времязадаклцей цепи одновибратора 16. Тем самым изменяют скважность выходных импульсов блока 3. Широтно-модулированное напряжение на выходе одновибратора 16 равно U6WX IW,+ UBblx v К (макс Urp - мин Uunp), где U6bn( , U 6Ь,хч - вьгход SnP

ное напряжение блоков 4 и 5 выделения максимального и минимального сигналов;

К - коэффициент пропорциональности;

макс Uuoo

мин Ь цпп максимальное н минимальное за период синхронизации исин напряжение управления.

Генератор 10 серии импульсов первым за период UCrtH импульсом осуществляет сброс напряжения на конденсаторе 51 (фиг, 2в) Вторым импульсом (фиг. 2г), поступаюгщм с прямого выхода одновибратора 31, осуществляется перезапись напряжения с конденсатора 43 на конденсатор 51. Генератор 10 третьим импульсом (фиг. 2д) устанавливает нулевое напряжение на конденсаторе 43 путем разряда конденсатора 43 на резистор 45 через открытый транзистор 44„

Устройство позволяет путем изменения положения движков резисторов в эмиттерных цепях транзисторов 56 блоков выделения максимального и минимального сигналов изменять соотношение между сигналами, пропорциональными максимуму и минимуму управляющего напряжения LLnp за период синхронизации. Если движок резистора, стоящего в эмиттерной цепи транзистора 53 слока 5 выделения максимального сигнала, стоит в верхнем положении (фиг. 1а), а движок аналогичного переменного резистора блока 4 выделения минимального сигнала в нижнем, то на выходе выходного блока 6 сигнал пропорционален только максимальному значению напряжения, если наоборот - минимальному. Если движки находятся в одинаковых положениях, то сигнал пропорционален разности минимального и максимального напряжений за период синхронизации. Возможно получение и промежуточных соотношений межд: величинами максимальной и минимальной составляющих выходного блока 3.

Выделение сигнала, пропорционального прочности перерабатываемой породы, позволяет вести регулирование процессом дробления непосредственно по физико-механическим свойствам материала, а не по обобщенному показателю трудность дробления. Ожидаемое увеличение производительности принято ориентировочно в размере 0,5% от общей производительности,,

Формула изобретения

Устройство для регулирования процесса дробления, содержащее датчик мощности двигателя дробилки, отличающееся тем, что, п целью повышения точности регулирования, оно снабжено усилительно-формирующим блоком, генератором импульсов, выходным блоком, блоками выделения максимального и минимального сигналов, блоком синхронизации, формирователем и датчиком циклов, причем датчик мощности подключен к первому входу усилительно-формирующего блока, второй вход которой и первый вход выходного блока соединены с

первым ЕЫХОДОМ генератора импульсов, второй выход которого подключен к первым входам блоков выделения мак- симального и минимального сигналов, выход блока выделения минимального сигнала соединен с вторым входом выходного блока, выход которого соединен с приводом двигателя дробилки, 0 третий выход выходного блока соединен с выходом блока выделения максимального сигнала, второй вход которого соединен с первым выходом усилительно-формирующего блока, 5 второй выход которого подключен к второму входу блока выделения минимального сигнала, третий вход которого и третий вход блока выделения максимального сигнала подключены Q к первому выходу формирователя, второй выход которого подключен к четвертому входу блока выделения минимального сигнала и к четвертому входу блока выделения максимального 5 сигнала, датчик циклов через блок синхронизации подключен к входу формирователя, третий выход которого подключен к пятому входу блока выделения максимального сигнала и к пя- о тому входу блока выделения минимального сигнала.

Изобретение относится к области дробления и может быть использовано в горнорудной, строительной и других отраслях промышленности. Оно позволяет повысить точность регулирования. Устройство содержит двигатель дробилки, датчик мощности двигателя дробилки, усилительно-формирующий блок, блоки минимального и максимального сигналов, датчик циклов, блок синхронизации, формирователь и генератор импульсов. 2 ил.

сН

Первый ими

Фиг. г