Устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя Советский патент 1992 года по МПК B01D21/00 G01F23/00 G05D27/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при обогащении полезных ископаемых, в гидрометаллургии, химической промышленности, при очистке сточных вод и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя, содержащее источник света, фотоприемник, связанные через блок управления с реверсивным двигателем,и измерительную ячейку,

Недостатком устройства является наличие стеклянных защитных баллонов для источника света и фотоприемника, размещение их в сгустителе, что приводит к усложнению

конструкции и снижению надежности работы устройства.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя, содержащее гидравлически связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть и измерительную ячейку в виде наклонной трубки с двумя симметричными отверстиями, источник света и фотоприемник, блок управления и реверсивный электродвигателцкинематически связанный с пробоотборным элементом.

Недостатком прототипа является неустойчивые показания и надежность устройvел

4

Ј Ч)

ства в условиях больших температурных колебаний окружающего воздуха и в условиях наличия в отбираемой пробе осветленного слоя гелей, агрессивных газов и паров,

Известно, что интенсивность света источника света и фоточувствительность фотоприемника зависят от температуры среды окружающей данные элементы фотодатчика прототипа.

Исходя из этого очевидно то, что при изменении температуры среды окружающей фотодатчик прототипа будет меняться величина выходного сигнала фотодатчика, включенного на вход измерительного устройства блока управления. Возможные изменения величины выходного сигнала фотодатчика будут тем больше, чем больше будут перепады температуры среды. В практике эксплуатации технологических сгуститилей на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях довольно часты случаи, когда суточные колебания температуры воздуха около сгустителя могут быть 15-20° С и более. Это обстоятельство сказывается на устойчивости показаний глубины осветленного слоя в сгустителе измеряемой с помощью устройства-прототипа за сутки его непрерывной работы, особенно в условиях размытой границы раздела осветительной слой - пульпа. Например, в промышленных условиях установлено что суточный дрейф показаний устройства-прототипа за счет изменения температуры окружающего воздуха в условиях медной обогатительной фабрики Алмалыкского ГМК колеблется в пределах 3,5-8% от диапазона измерения 1,5м.

Известно также, что в продуктах сгущения могут находится реагенты - коагулянты, такие как полиакриламид. реагенты, образующие агрессивные пары и газы, такие как аммиак, сероводород. Наличие в устройстве прототипа измерительной ячейки, выполненной в виде трубки с двумя симметричны- ми отверстиями, т.е отсутствие герметизации отбираемой пробы жидкости и элементов электрической схемы приводит к снижению надежности в работе за счет появления случайных электропроводящих цепей и ложных срабатываний, что приводит к преждевременному старению и выходу из строя элементов электрической схемы. Так как в прототипе использован автосифон отбираемой пробы жидкости, то в процессе непрерывной работы устройства отмечаются случаи отказа в работе устройства из-за прекращения стока отбираемой пробы жидкости за счет заростания сечения всего гидравлического тракта реагентами - коагулянтами. В случае такой неисправности в работе, блок управления прототипа подает на реверсивный двигатель управляющий сигнал, который опускает пробоот- борный элемент в крайнее нижнее

положение, в котором устройство находится до ремонта. Устранение выхода из строя устройства осуществляется путем разъема подвижной пробозаборной части и наклонной трубки с отверстиями и промывки от0 дельно трубки и пробозаборной части. Осуществить одновременную промывку всей гидравлической линии прототипа без разбора на составляющее невозможно из- за негерметичности фотодатчика прототи5 па. Этот недостаток прототипа снижает его надежность в работе,

Целью изобретения является повышение устойчивости работы и надежности, Поставленная цель достигается тем, что

0 устройство, содержащее гидравлически связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть и измерительную ячейку в виде наклонной трубки, источник света и фотоприемник, блок управления и

5 реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с пробоотборным элемен- том,дополнительно снабжено камерой для термостабилизации,в которой размещен источник света, фотоприемник и измеритель0 ная ячейка, выполненная в виде полого усеченного конуса, с углом конусности 25- 30°, из прозрачного гидрофобного материала с расширением диаметра по ходу движения пробы жидкости.

5 Устройства с аналогичными отличительными признаками не выявлено.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения глубины осветленного слоя сгустителя,

0 Устройство для определения границы

раздела осветленного 1 и неосветленного 2

слоев сгустителя содержит пробоотборный

элемент 3, подвижную заборную часть 4,

выполненную в виде гибкого шланга, каме5 ру 5 для термостабилизации с теплозащитным кожухом 6, светодиод - источник света 7, фотодиод - фотоприемника 8, измерительную ячейку 9, выполненную в1 виде полого усеченного конуса из прозрачного

0 гидрофобного материала, блок управления 10, реверсивный двигатель 11 и кинематический узел 12 связи двигателя с пробоотборным элементом и шкалой 13 устройства. Устройство работает следующим обра5 зом.

Проба жидкости границы раздела осветленного 1 и неосветленного 2 слоев через пробоотборный элемент 3, подвижную пробозаборную часть 4, под действием автосифона непрерывно поступает в камеру 5

для термостабилизации. В камере 5 установлен полый усеченный конус 9 из прозрачного гидрофобного материала таким образом, что проба жидкости свободно истекает из подвижной заборной части 4 в сторону расширения диаметра конуса 9 и вытекает в теплозащитный кожух 6 и далее на сброс. Постоянный проток жидкости через камеру 5 создает условия равенства температуры тела камеры температуре жидкости протекающей через нее за счет площади контакта жидкости с телом камеры и за счет кожуха 6, изолирующего камеру 5 от воздействия температуры окружающего воздуха. В каналах камеры 5 расположенных перпендикулярно оси полого усеченного конуса 9 размещены светодиоды 7 и фотодиод 8, которые в совокупности с полым усеченным конусом 9 образуют фотодатчик, включенный на вход блока управления 10. Световой поток от светоди- ода 7 проходит прозрачные стенки конуса 9, поток жидкости непрерывно отбираемой пробы и воспринимается фотодиодом 8. Сигнал от фотодатчика поступает на вход блока управления, где он измеряется и преобразуется в сигнал управления реверсивным двигателем 11, который в свою очередь через узел кинематической связи 12 осуществляет перемещение пробоотборного элемента 3 в сторону границы между осветленным 1 и неосветленным 2 слоями. Показания глубины осветленного слоя сгустителя измеренной с помощью устройства производится по шкале 13, а также могут быть преобразованы в аналоговый выходной сигнал 0-5 мА с помощью стандартного преобразователя типа ИП-Т1.

Полный усеченный конус 9 измерительной ячейки выполнен из фторпласта, например, марки Ф-4МБ. Свойства материала предложенного для конструкции измерительной ячейки, такие как изоаморфная структура полимера, гидрофобность и низкие адгезионные свойства поверхности к неорганическим веществам и минералам, определяют постоянство прозрачности стенок измерительной ячейки в процессе эксплуатации заявляемого устройства. Форма измерительной ячейки в виде полого усеченного конуса с расширителем диаметра по ходу движения пробы жидкости предложена исходя из условия подачи пробы жидкости сверху вниз. В совокупности с регулировкой по месту установки угла наклона измерительной ячейки расширение ее внутреннего диаметра по ходу движения пробы обеспечивает свободный сток пробы жидкости в виде ламинарной струи освобожденной От пузырьков воздуха. Экспериментально определен оптимальный угол конусности измерительной ячейки, который находится в пределах 25-30°. Соблюдением оптимального угла конусности измеритель- ной ячейки обеспечивается независимость выходного сигнала фотодатчика от глубины погружения пробоотборного элемента на всем диапазоне измерения 1,5-2 м.

Камера 5 для термостабилизации вы0 полнена из металла, например, нержавеющей стали, а теплоизолирующий кожух 6 из пластмассы, например, оргстекла. Форма нижней части теплоизолирующего кожуха в виде воронки для слива протекающей про5 бы жидкости является рациональной и длг- термостабилизации камеры 5, так как значительно увеличивается площадь теплообме на камеры 5 и пробы протекающей жидкости за счет конвекционных потоков

0 воздуха внутри кожуха 6.

Как показано выше, при непрерывной работе устройства температура камеры для термостабилизации, в которой установлены о элементы фотодатчика, будет равна темпе5 ратуре непрерывной протекающей пробы жидкости отбираемой из сгустителя. Эффект термостабилизации элементов фотодатчика достигается за счет постоянного протока теплоносителя-пробы жидкости из

0 сгустителя через камеру для термостабилизации. Так как суточные колебания температуры пульпы в сгустителе небольшие, то, при эксплуатации заявляемого устройства на объекте, величина выходного сигнала фо5 тодатчика практически не зависит от температуры окружающего воздуха и устройство имеет устойчивые показания в течение суток.

Предлагаемое устройство имеет герме0 тичность конструкции, исключающей воздействие агрессивных паров и газов на элементы электрической схемы устройства, что повышает его надежность в работе. Кроме того герметичность предложенной кон5 струкции позволяет предусмотреть в устройстве узел промывки гидравлической линии без демонтажа и разборки устройства, что так же является его преимуществом & перед устройством - прототипом и повыша0 ет его надежность в работе за счет возможности автоматизации операции промывки. При автоматизации промывки гидравлической линии устройства могут быть использованы несколько вариантов, в том числе

5 промывка по жесткой заданной программе времени, промывка гадравлической линии блокированная с крайним нижним положением пробоотборного элемента устройства, дистанционная промывка устройства. Все перечисленные варианты промывки исполнимы при установке на выходе из гидравлического тракта устройства электромагнитного клапана перекрывающего при его включении сток пробы жидкости и открывающий доступ в гидравлический тракт устройства промывочной жидкости под давлением.

Предлагаемые устройства в количестве трех опытных образцов Зона-2А прошли испытания на медно обогатительной фабрике Алмалыкского горнометаллургического комбината в течение IV квартала 1989 г, Результаты испытаний показали отсутствие суточного дрейфа показаний устройства, в отличии от устройства Зона-2 (прототип), работающего на комбинате предприятия, причем погрешность измерения глубины осветленного слоя составила 3,1 % от диапазона измерения 1,5 м. Устройства показали высокую надежность в работе и за период работы выходов из строя сбоя в работе не было отмечено.

Опытный образец устройства Зона- 2А находится в стадии освоения производством,

Формула изобретения

. Устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя, содержащее гидравлически связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть и измерительную ячейку в виде наклонной трубки, источник света и фотоприемник, блок управления и реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с пробоот- борным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости

работы и надежности, оно дополнительно снабжено камерой для термостабилизации, в которой размещены источник света, фотоприемник и измерительная ячейка, выполненная в виде полого усеченного конуса с

углом конусности 25-30° из прозрачного гидрофобного материала с расширением диаметра по ходу движения пробы жидкости.

/

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при обогащении полезных ископаемых и в гидрометаллургии, Целью изобретения является повышение устойчивости и надежности Устройство содержит гидравлические связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть, камеру для термостабилизации, в которой размещены источник света, фотоприемник и измерительная ячейка, блок управления и реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с пробоотборным элементом Измерительная ячейка выполнена в виде полого усеченного конуса из прозрачного гидрофобного материала с расширением диаметра по ходу движения пробы жидкости. Размещение элементов фотодэтчика устройства и измерительной ячейки в камере с внешней термоизоляцией и исполнение ячейки в виде полого усеченного конуса из гидрофобного материала повышает устойчивость работы устройства и его надежность. 1 ил (Л С