Датчик сопротивления и толщины слоя материала Советский патент 1980 года по МПК B03B5/24 

(54) ДАТЧИК СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТОЛЩИНЫ СЛОЯ

1

Изобретение относится к обоган1ению полезных ископаемых и предназначено для использования в угольной и горнорудной отраслях промышленности.

В основном изобретении предложен датчик сопротивления и толшины слоя материала, выполненный в виде поплавка, помещенного в манометрическую трубу, и обратного клапана, выполненного в виде тарелки с седлом, при этом тарелка клапана снабжена жестко связанным с ней полым стаканом, a седло выполнено с каналами 1.

Известный датчик имеет следующие недостатки. Установлено, что в промышленных условиях- происходят колебания уровня воды в пределах ± 25 мм. В то же время уровень воды Zi в датчике при установившемся режиме (когда скорость воды в датчике равна нулю) определяется высотой уровня воды в рабочей камере отсадочной машины г и потерями напора на отсадочной постели и решете Ilk:

..

Таким образом, колебания уровня воды в отсадочной машине увеличивают погрешность измерения датчика, a также в связи с загрязненностью рабочей среды происхоМАТЕРИАЛА

дит забивание каналов в седле клапана, что приводит к искажению сигнала датчика.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что J датчик снабжен дополнительной манометрической трубой с косым срезом в нижней части, содержащей эластичную мембрану, установленную на уровне верхнего конца среза, при этом площадь горизонтального сечения стакана тарелки клапана основной 10 манометрической трубы равна половине площади центрального отверстия в седле клапана.

На чертеже схематически показан предлагаемый датчик сопротивления и толщины

15 слоя материала.

Датчик включает манометрическую трубу 1 (основную), установленную на решете 2 отсадочной машины и сообщенную с под20 решетным пространством машины.

В манометрической трубе 1 установлен обратный клапан, выполненный в виде тарелки 3, помещенной в седло 4 с центральным отверстием 5 и каналами 6. С тарелкой 3 жестко связан полый стакан 7, площадь горизонтального сечения которого равна половине пл.)щади центрального отверстия 5 в седле 4 клапана. Основная манометрическая труба 1 сообщена с дополнительной манометрической трубой 8 посредством каналов 9 и импульсных трубок 10 через емкость 11 со стаканом 12 и дифференциальный манометр 13, составляющие вместе дифференциальный измеритель уровня воды. Манометрическая труба 1 и емкость 11 представляют собой сообщающиеся сосуды. Нижкий конец манометрической трубы 1 снабжен эластичной мембраной 14 и закрыт защитным кожухом 15. Манометрическая труба 8 выполнена с косым нижним срезом 16 и обратным клапаном 17 с каналами 18, а на уровне верхнего конца среза 16 закреплена эластичная мембрана 19, которая защищена нижним концом среза 16 от механических повреждений зернами материала, взвещенными в потоке воды. Размещение мембраны на верхнем конце среза 16 трубы 8 способствует удалению из-под нее потоком воды пузырьков воздуха и плавающих предметов, неизбежно попадающих под мембрану. 3ез косого среза 16 трубы 8 очистка мембраны невозможна, что нарущает работоспособность датчика. В трубе 8 размещен стакан 20 для измерения уровня воды, связанный импульсной трубой 10 с дифференциальным манометром 13. Изоляция манометрических труб от загрязненной технической воды отсадочной мащины эластичными мембранами 14 и 19 устраняет забивание каналов 18 в клапане 17 и каналов 6 в седле 4. Датчик работает следующим образом. Перед началом работы манометрическую трубу 1 заполняют чистой водой 21, а манометрическую трубу 8 чистой водой 22 и устанавливают датчик в рабочей камере отсадочной мащины так, чтобы манометрические трубы 1 и 8 были погружены в рабочую среду 23. При этом манометрическую трубу 1 устанавливают таким образом, чтобы мембрана 14 была расположена под решетом 2 отсадочной машины, а манометрическую трубу 8 устанавливают в рабочей камере так, чтобы нижний конец ее с косым срезом 16 находился несколько ниже поверхности рабочей среды 23. В этом положении эластичная мембрана 14 отделяет манометрическую трубу 1, а мембрана 19 трубу 8 от рабочей среды 22. В рабочем режиме при наличии вертикальных пульсирующих колебаний воды возникающее под рещетом 2 давление передается через эластичную мембрану 14 воде 21, находящейся в манометрической трубе 1, которая в восходящем потоке поднимает тарелку 3 и проходит в верхнюю часть манометрической трубы через центральное отверстие 5 в седле 4 клапана. При нисходящем потоке воды 21 тарелка 3 запираечцентральное отверстие 5 в седле 4 клапана и проход воды через клапан осуществляется через каналы 6 в седле 4. Уровень воды в манометрической трубе 1 фиксируется в сообщающейся с ней емкости 11 с помощью стакана 12 и устанавливается в зависимости от гидравлического сопротивления материала и рещета. Вес обратного клапана манометрической трубы 1 в воде остается постоянным независимо ОТ объема погруженной части стакана 7, так как с изменением уровня воды в манометрической трубе 1 изменение силы Архимеда, действующей на клапан, равно изменению давления воды на него: (S-SCT ) xAfv ScTAfu так как &ст |-S где Д h - изменение уровня в манометрической трубе 1; S-площадь центрального отверстия 5 в седле 4 клапана; SCT- площадь горизонтального сечения стакана тарелки 3 клапана. За счет стабилизации веса клапана получена линейная рабочая характеристика датчика. Манометрическая труба 8 работает следующим образом. В рабочем режиме при наличии вертикальных пульсирующих колебаний воды возникающее при этом давление воды 23 в восходящем потоке передается через эластичную мембрану 19 воде 22, находящейся в трубе 8, которая в восходящем потоке поднимает клапан 17 и проходит в верхнюю часть трубы 8. При нисходящем потоке воды 22 клапан 17 запирает ее в этой части трубы 8, так как проход воды 22 затруднен и вода в этом случае проходит в основном через каналы 18. Уровень воды 22 в манометрической трубе 8 устанавливается в зависимости от уровня воды 23 в рабочей камере отсадочной мащины и фиксируется стаканом 20. Стаканы 12 и 20 открыты снизу, и сжатый водой воздух в них находится под давлением, соответствующим контролируемому уровню воды, в манометрических трубах 1 и 8. Разность давлений воздуха в стаканах 7 и 20 фиксируется дифференциальным манометром 13, в результате чего получают сигнал, соответствующий только величине изменения сопротивления слоя материала. Гидравлическое сопротивление отсадочной ностели определяется главным образом плотностью материала и его толщиной. При постоянной плотности тяжелых фракций в постели показания предлагаемого датчика будут однозначно зависеть от толщины слоя тяжелых фракций. Поэтому датчик может быть использован для контроля толщины слоя продуктов отсадки в системе регулирования процесса их выгрузки.