Устройство для измерения гранулометрического состава дисперсных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N15/02 G01N15/04 

где По - сигнал на выходе детектора при отсутствии твердой фазы в пульпе;А - коэффициент нроиорциопальиости;

С| - весовая концентрация твердой фазы в пульпе па входе спирали. При небольших изменениях концентрации твердой фазы можно записать выражение (1) в линейном приближении:

п, По -ACiii;,(2)

Аналогично выражению (2) для случая установки источника и детектора ионизирующего нзлучення вблизи виешней степкн на выходе спирали при условии одииаковой геометрии измереиий, можно записат1 уравнение для сигнала на выходе детектора П2:

п-2 По -ПоАС2,(3)

где С2 - весовая концентрацня твердой

фазы в нульпе вблизи внешней стенки

на выходе спирали.

При постояином режиме работы (давление и расход пульпы) па выходе спирали происходит разделение фазы по крупности по высоте выходной трубки спирали. Таким образом, решая уравнения (2) и (3) отиосительио величин Ci и Са и вычислив

-, получим величииу отиосиотношение

С,

тельно весового содержаиия частиц определенного класса круппости.

Недостатком описаиного устройства является сложность поддержания постоянного давлення, требуемого для обеспечения необходимой скорости поступлепия пульпы па вход спирали. (Напорный бак устанавливается иа высоте около 10 м над сииралью). Кроме того, с помощью такого устройства для конкретной спирали можно измерить гранулометрический состав твердой фазы только одной определенной крунпости, так как размер граничного зерна зависит от геометрических размеров спирали. Наличие системы перемещения ввиду сложности обеспечения идентичности установки источника и детектора уменьшает точность измереиий гранулометрического состава. Недостатком прототипа является также относительно сложная электродная система обработки даиных.

Целью изобретения является повышение точности измерений гранулометрического состава дисперсных материалов.

Указапная цель достигается тем, что в устройстве для измерения гранулометрического состава дисиерсиых материалов гидравлический классификатор выполнен в виде разделительного столбика, при этом в устройство введены дополпительпые источник и детектор ионизнрующего излучения, три вентильиых устройства, две реверсивные пересчетные схемы и генератор, причем дополнительные источники и детектор

установлеиы иа верхнем выходе раздели, тельного столбика, выход первого детектора через первое вептильпое устройство соединен с входом вычитания нервой ре5 версивной пересчетной схемы, выход дополнительного детектора через второе веитильиое устройство соединен с входом вычитания второй реверсивной пересчетпой схемы, выход генератора через третье вен10 тильиое устройство подключен к входам сложения обоих реверсивиых нересчетных схем, а выход нервой реверсивной пересчетной схемы соединен с управляющими закрывающими входами трех вентильпых

15 устройств.

На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения граиулометрического состава дисиерсных материалов.

0 Устройство содержит следующие основные узлы: гндравлический классификатор 1, первый 2 и второй 3 источиики ионизирующего излучения, первый 4 и второй 5 детекторы ионизирующего излучения, нер5 вое 6, второе 7 и третье 8 веити.чьные устройства, нервую 9 и вторую 10 реверсивные пересчетные схемы, генератор 11. Пульпа поступает на вход гидравлического классификатора 1 и разделяется в нем иа два

0 потока : верхний и нижний. Скорость движеиия верхнего потока выбирается равной скорости падения частицы дисперсного материала граничного размера. Таким образом, в верхнем потоке нульпы будут содержаться преимущественно частицы дисперспого материала размерами меиьще граничного. . ,

Детектор 4 регистрирует поток ионизирующего излучеиия от источника 2 и имеет

0 иа выходе сигнал в виде последовательностн импульсов, зависящий от концентрации дисперсного материала в нульне, в соответствии с выражением (2). Детектор 5 регистрирует поток ионизирующего излучения

5 от источника 3 и имеет иа выходе Сигнал в виде последовательности имнульсов, зависящий от коицентрации дисперсного материала с размерами преимун1,ественно меньше граничного, в соответствии с выражением (3).

В исходном состоянии вентильные устройства 6, 7, 8 закрыты. По сигналу «Пуск вентильные устройства открываются. Пмпульсы от детектора 4 через вентиль5 пое устройство 6 поступают на вход вычитания реверсивной нересчетной схемы 9. На вход сложения реверсивной пересчетной схемы 9 через вентильное устройство 8 поступают импульсы с генератора 11. Импульсы от детектора 5 через вептильиое устройство 7 поступают иа вход вычитания реверсивной нересчетной схемы 10. На вход сложения реверсивной иересчетной схемы 10 через вентильиое устройство 8

5 поступают импульсы с генератора 11. После заполнения реверсивной нересчетной схемы 9 на ее выходе появится сигнал, поступаюп.1,ий на закрывающие управляющие входы вентильных устройств 6, 7 и 8. Вентильные устройства закрываются. Период времени / от начала измерений до момента появления сигнала на выходе реверсивной пересчетной схемы 9 онределяются выражением где М - объем счета реверсивной пересчетной схемы 9; Пг-частота следования импульсов с генератора 11; «1 - средияя частота следования импульсов с детектора 4. Количество импульсов N, зарегистрированное реверсивной пересчетиой схемой 10 за время /, определяется соотношением N (Пр-По) /-,(5) где П2 - средняя частота следования импульсов с детектора (5). . С учетом выражения (4) соотношение (5) принимает вид: При соответствующем выборе геометрии измерении или частоты следования импульсов генератора молсио обеспечить равенство «о гТогда при подстановке выражений (2) и (3) в уравнение (6) получим Из выражения (7) видно, что количество импульсов, зарегистрированное реверсивной пересчетной схемой 10, проиорциональио значению относительно весового содержания дисперсного материала заданного класса крупности. Таким образом данное з стройство для измерений гранулометрического состава 5 1Q 15 20 25 30 35 40 45 гд дисперсных материалов обеспечивает автоматическое измерение гранулометрического состава дисперсных материалов, имеет относительно простую электронную обработку результатов измерений, ие содержит механических систем перемещеиия источника и детектора. Соответствующим выбором скорости потока пульпы устройство может быть настроено на контроль различных классов крупности дисперсиых материалов. Формула и 3 о б р е т е н и я Устройство для измерения гранулометрического состава дисперсных материалов, содержащее гидравлический классификатор, источник и детектор ионизирующего излучения, установленные на входе классификатора, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерений, гидравлический классификатор выполнен в виде разделительного столбика, при этом в устройство введены дополиительные источник и детектор ионизирующего излучения, три вентильных устройства, две реверсивные пересчетпые схемы и генератор, причем дополнительные источники и детектор установлены на верхнем выходе разделительного столбика, выход первого детектора через первое вентильное устройство соединен с входом вычитания первой реверсивной пересчетной схемы, выход дополнительного детектора через второе вентильиое устройство соединен с входом вычитания второй реверсивной пересчетной схемы, выход генератора через третье вентильное устройство иодключен к входам сложения обоих реверсивных пересчетных схем, а выход первой реверсивной иересчетной схемы соединен с зправляющими закрывающими входами трех вентильных устройств. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.С. Р. TOSS. Particle size analysis by Gamma Ray A6sorptcon Analytical Chemistry vol 31, № 3, 1959, p. 337-339. 2.Экспресс-информация «Цветная металлургия N° 47, 1974, реферат 362, с. 1 - 12. 3. Патент Великобритании N° 1.137.394, кл. G 01 N 15/02.