Устройство для определения среднего размера токопроводящих дисперсных материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ, предназначено для определения степени дисперсности измельченных материалов и может быть использовано в электродном производстве для измерения степени измельчения прокаленной углеграфитовой шихты.

Цель предлагаемого изобретения - улучшения эксплуатационных характеристик устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства определения степени дисперсности сортовых фракций прокаленных коксов; на фиг. 2 - конструкция нижней части .корпуса устройства; на фиг. 3 - циклограмма работы схемы управления раскрытием выходной воронки.

Устройство (фиг. 1) содержит измерительную ячейку 1 из диэлектрического материала в металлический корпус 2 и имеющую два сквозных отверстия 3. В теле измерительной ячейки 1 помещен электрод 4 емкостного датчика, выполненный в виде кольца, расположенного соосно с измерительной ячейкой 1 и соединенного с первым входом измерительной схемы 5. Второй вход изме- .рительной схемы 5 электрически соединен через корпус 2 с контролируемым материалом 6. Толщина стенки измерительной ячейки 10 мм, а толщина части стенки измерительной ячейки 1 между электродом и контролируемым материалом 0,5 мм. Третий разрешающий вход измерительной схемы 5 соединен с датчиком уровня 7, расположенным над измерительной ячейкой 1. Четвертый разрешающий вход измерительной схемы 5 соединен с 8 струи материала, расположенным под выходным отверстием 9 воронки 10.

Измерительная схема 5 имеет на входе два согласующих элемента 11 и 12 и состоит из измерительного моста переменного тока 13 с питающим генератором 14, дифференциального усилителя 15, детектора 16, схемы И 17. интегрирующего устройства 18 и

со С

00

го ю о

ю

преобразователя напряжение-ток 19. Выход измерительной схемы 5 соединен с вторичным регистрирующим и показывающим прибором 20.

Датчик 8 струи материала соединен также с преобразователем 21 переменного тока в постоянный, выход которого соединен с входом элемента НЕ 22. Выход элемента НЕ 22 соединен с первым входом элемента И 23, выход которого соединен с входом элемента ЗАДЕРЖКА 24, выходом соединенного с элементом ПАМЯТЬ 25. К выходу элемента ПАМЯТЬ 25 через усилитель 26 подключена схема питания исполнительного механизма 27. Датчик 7 через согласующий элемент 11 соединен также с вторым входом элемента И 23 и через второй элемент НЕ 23 - с входом элемента И 29, второй вход которого через элемент ЗАДЕРЖКА 30 соединен с преобразователем 21, а выход подключен ко входу СБРОС элемента ПАМЯТЬ 25. К выходу элемента ЗАДЕРЖКА 24 также подключен счетчик 31.

Воронка 10 состоит (фиг. 2) из двух полуконусов 32 и 33, установленных соответственно на горизонтальных осях 34 и 35, прикрепленных при помощи крепежной шайбы 36 к корпусу 2. К полуконусу 33 прикреплены направляющие 37, сочлененные с цилиндрическими штифтами 38 полуконусов 32. К полуконусу 33 прикреплен также рычаг 39, связанный шарнирно через тягу 40 с подвижной частью исполнительного механизма 27, прикрепленного при помощи крепежного хомута 41 к корпусу 2 устройства. Над осями 34 и 35 установлены соответственно оси 42 и 43, также прикрепленные при помощи крепежной шайбы 36 (со стойками к корпусу 2. На осях 42 и 43 подвешены кронштейны: на оси 42 - кронштейн 44 (кронштейн на оси 43 на фиг. 2 не виден). Кронштейн 44 имеет две вилки 45 и 46, также как и имеет две вилки кронштейн, не показанный на фиг. 2. К полуконусам 32 и 33 также прикреплены по две вилки, к полуконусу 32 - вилки 47 и 48, вилки, прикрепленные к полуконусу 33,. на фиг. 2 не видны. Каждая из пар вилок 45-47, 46-48 и пары соответствующих вилок полуконуса 33 и его кронштейна, не показанные на фиг. 2, находятся в соединении. На кронштейнах закреплены толкатели: на кронштейне 44 - толкатель 49, на кронштейне - не показанном на фиг. 2 - толкатель 50.

Внутри воронки 10, состоящей из полуконусов 32 и 33, соосно ей расположена воронка 51. На наружной поверхности воронки 51 напротив линии сочленения полуконусов 32 и 33 закреплены фартучки 52 (один из этих фартучков на фиг. 2 не виден).

Устройство встроено Оаипвсно в наклонный технологический трубопровод и работает следующим образом

Момент прохождения материала через измерительную ячейку 1 на выходе датчика 8 струи материала появляется сигнал, поступающий через согласующий элемент 12 на вход элемента И 17. До тех пор пока контролируемый материал не достигнет датчика 0 у уровня, последний не выдает сигнал

второй вход, элемента И 17, и сигнал на выходе измерительной схемы 5 отсутствует, то есть равен 0.

При достижении контролируемым мате5 риалом чувствительного элементами датчика 7 уровня с последнего поступает сигнал на второй вход элемента И 17 в измерительной схеме 5, И только при наличии сигнала на обеих входах элемент 1/117 пропускает

0 сигнал детектора 16 на интегрирующее устройство 18. Если сигнал отдатчика 7 уровня поступает на вход элемента И 17, а сигнал от датчика 8 струи материала отсутствует, сигнал измерения с электрода 4 не будет

5 поступать на интегрирующее устройство 18, поскольку схема совпадения И 17 блокирует прохождение сигнала. Поскольку сигнал от датчика 8 струи отсутствует, сигнал с преобразователя 21 переменного тока в постоян0 ный на элемент НЕ 22 не поступает, на выходе элемента НЕ 22 появляется сигнал, поступающий на первый вход первого элемента И 23, на второй вход которого приходит сигнал с датчика 7 уровня.

5 Так как сигналы имеются на обоих входах элемента И 23, то на входе его появляется сигнал, который через элемент ЗАДЕРЖКА 24, срабатывающий через 3-5 с появления сигнала на его входе, поступает

0 на вход элемента ПАМЯТЬ 25. с выхода ко- .торого сигнал через усилитель 26 подает

питание на исполнительный механизм 27.

Сердечник электромагнита, соединенный через тягу 40 (фиг. 2) с рычагом 39,

5 начинает втягиваться, рычаг 39 поворачивает полуконус 32 вокруг горизонтальной оси 34. вместе с полуконусом 32 поворачиваются и соединенные с ним направляющие 37. Цилиндрические штифты 38 поворачива0 ют полуконус 33 вокруг горизонтальной оси 35 в сторону, противоположную повороту полуконуса 32.

В результате поворотов полуконусов 32 и 33 воронка 10 раскрывается, площадь вы5 ходного отверстия значительно увеличивается и застрявший материал выпадает из устройства. При повороте полуконусов 32 и 33 против часовой стрелки соответствую щему увеличению площади выходного отверстия, находящиеся в соед.1 -мши вилки

кронштейнов и полуконусов 32 и 33, в частности вилки 45-47 и 46-48, показанные на фиг. 2, поворачивают кронштейны {один из них - кронштейн 44) соответственно вокруг осей 42 и 43 в противоположном направлении. При этом толкатели 49, 50 входят через прорези внутрь нижней части измерительной ячейки (внутрь воронки 51) и разрушают слипшийся комок материала, если по какой- либо причине он оказался в измерительной ячейке и затруднил контролируемого мате- риала из последней.

Когда материал 6 начинает проходить через измерительную ячейку 1 устройства, сигнал от датчика 8 струи материала через преобразователь 21 переменного тока в постоянный и элемент;ЗАДЕРЖКА 30 поступает на второй вход элемента И 29. Как только исчезнет сигнал с датчика 7 уровня, на выходе элемента НЕ 28 появится сигнал, который через элемент И 29 сбрасывает элемент ПАМЯТЬ 25 в исходное состояние. Сиг- нал на выходе элемента ПАМЯТЬ 25 исчезает, питание исполнительного механизма 27 отключается, рычаг 39, полуконуса 32 и 33, а следовательно, и выходное отверстие воронки 10, а также толкатели 49 и 50 возвращаются в первоначальное положение.

Поскольку величина площади выходного отверстия возвратилась к исходному значению, то высота столба материала в измерительной ячейке 1 достигнет требуемого для нормальной работы устройства значения, то есть материал достигнет датчика 7 уровня. Сигнал от датчика 7 уровня, проходящий через элемент НЕ 28, на первом входе элемента И 29 исчезнет, а следовательно, исчезнет сигнал и на входе СБРОС элемента ПАМЯТЬ 25. Схема управления исполнительным механизмом 27 вернулась в исходное состояние. Сигнал с электрода 4 проходит на измерительную схему 5.

Устройство работает в измерительном режиме.

При каждом появлении сигнала на выходе элемента ЗАДЕРЖКА 24, при каждом исчезновении струи материала на выходе устройства больше, чем на 3-5 с, при нали- ии требуемого уровня материала в измерительной ячейке 1 поступает сигнал на вход счетчика 31, который считает количество случаев забивания устройства материалом.

Счетчик установлен на пульте оператора-дробильщика и соединяется со схемой кабелем. По показаниям счетчика оператор или технолог может судить о нарушении целостности сит. Счетчик сбрасывается в исходное состояние кнопкой СБРОС.

- В случае, если струя материями ми п о- де устройства исчезла (есть сигнал ма р- вом входе И 23), но нет требуемого материала в измерительной ячейке 1 (отсут- 5 ствует сигнал на втором входе И 23), то сигнал на выходе элемента И 23 таюке отсуслвунг, элемент ПАМЯТЬ 25 не срабатывает, питание исполнительного механизма 27 не включается, воронка 10 не раскрывается, увеличения

0 площади выходного отверстия не происходит. (Струи материала на выходе устройства нет, потому что нет материала в измерительной ячейке 1 - не работает размольное и рассеянное оборудование).

5На фиг. 3 изображающей циклограмму

работы схемы управления открытием воронки, рассмотрены следующие ситуации:

а) через устройство материал не пает,

0 б) материал 6 поступает в устротгоо с избытком, И 17 - включено,

в) выходное отверстие воронки 10 (с рас крывающимися полу конусами) забилось, И 7 отключилось,

5 г) после срабатывания исполнительного ; механизма материал проходит через измерительную ячейку 1 (через увеличенное исходное отверстие) до понижения уровне в верхней части ниже датчика 7 уровня. И 17

0 работает,

д) период восстановления уровня мате- риала в устройстве контроля дисперсное ги до срабатывания датчика уровня, И 17 отключено,

5 е) восстановлен нормальным режим работы устройства, И 17 включилось.

Металлический корпус 2 одновременно является защитным экраном и повышает помехоустойчивость устройства. Электрод ег/:0 костного датчика 4 может быть выполп ч также в виде металлического стержня, го- крытого диэлектрическим материалом и i :- груженного в контролируемый матера. Однако это будет ухудшать проходимость

5 материала в измерительной ячейке. В каме стве датчика уровня и датчика струи используются контактные датчики, выполненные в виде металлических стержней, пропущенных в рабочее пространство устройства через изо-,

0 лирующие втулки. Схемы преобразователя 21, элементов ЗАДЕРЖКА 24 и 30, усилителя 26 выполнены на транзисторах КТ 315. Т 361, КТ 316, КТ 817. В качестве элементов НЕ 22 и 28, И 23 и 29, счетчика 31, ПАМЯТЬ

5 25 (триггер) используются интегральные микросхемы К511. В качестве регистпиру .- щего прибора-использоеан прибор типа К V (КСП-4).

Выходное отверстие воронки 51 (фиг. 2), имеющее величину площади близ,/-о к «личине площади выходного отверстия раскрытой воронки 10, расположено в верхней части воронки 10.

Воронка 51 служит для формирования потока материала, чтобы последний не попадал между движущимися частями (полуконусами 32 и 33) воронки 10. Фартучек 52 из эластичного материала (фторопластовая пленка толщиной 0,2-0,4 мм) закреплен на наружной поверхности воронки 51 напротив линии сочленения полуконусов 33 и 34, При раскрытии воронки 10 ( полуконусов 33 и 34) материал прижимает фартучек к поверхности полуконусов, прикрывая зазор между ними.

По сравнению с прототипом использование заявляемого технического решения позволит улучшить эксплуатационные характеристики устройства, обеспечив возможность самоочищения измерительной ячейки устройства при забивании ее куском слипшегося материала или при возникновении арочного эффекта в формирующей воронке, что обеспечит практически бесперебойную его работу.

Формула изобретения

Устройство для определения среднего размера токопроводящих дисперсных материалов, содержащее измерительную ячейку из диэлектрического материала, выполненную со сквозным каналом, диаметр которого не менее чем на порядок превышает средний размер измеряемых частиц и в котором размещены два кольцевых электрода, разделенных диэлектрическим слоем и соединенных соответственно с первым и вторым входами измерительной схемы, датчик уровня, установленный над измерительной ячейкой и соединенный с третьим входом

измерительной схемы, датчик струи материала, выход которого соединен с четвертым входом измерительной схемы из цепочки последовательно соединенных между собой

преобразователя переменного тока в постоянный, первого элемента НЕ, первого элемента И, первого элемента ЗАДЕРЖКА, элемента ПАМЯТЬ, усилителя и исполнительного механизма, второй элемент И выходом соединен с вторым входом элемента ПАМЯТЬ, первый вход второго элемента И соединен с выходом второго элемента НЕ, а второй вход - с выходом второго элемента ЗАДЕРЖКА, второй вход первого элемента

И соединен через согласующий элемент с датчиком уровня и с входом второго элемента НЕ, а вход второго элемента ЗАДЕРЖКА - с выходом преобразователя переменного тока в постоянный, при этом нижняя часть

измерительной ячейки выполнена в виде воронки с возможностью изменения площади ее выходного сечения, причем воронка состоит из двух полуконусов, установленных на горизонтальных осях, соединенных своими концами с измерительной ячейкой, причем один из полуконусов соединен через рычаг и тягу с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, измерительная ячейка снабжена установленными над горизонтальными осями полуконусов дополнительными двумя осями с подвешенными на них кронштейнами с двумя вилками, на каждом из кронштейнов

закреплен толкатель, размещенный в прорези стенки измерительной ячейки, а полуконусы дополнительно снабжены вилками, соединенными с соответствующими вилками кронштейнов.

ФигЛ .

7Г

SO

&/

5/ 4/

Ј7

Ј

г I - h 1 С

(AAAAAAJ

НАЛЛЛЛ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при производстве электродов. Сущность изобретения: в устройстве измерительная ячейка снабжена дополнительными осями с подвешенными на них кронштейнами с двумя вилками. На каждом из кронштейнов закреплен толкатель, размещенный в прорези стенки измерительной ячейки. Полуконусы, из которых состоит воронка, дополнительно снабжены вилками, соединенными с соответствующими вилками кронштейнов. 3 ил.

сзн

С312 Я

Ъ2Ь

-Т30

0,3с

И29

Hit

161 (ЧетекЛ

тор)

5-6 с

Ј

л

Ь:

Сброс

пгв