Бесконтактное токосъемноеуСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК H01R39/00 

(54) БЕСКОНТАКТНОЕ ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматическому контролю параметров процессов на обогатительных фабриках в цветной и черной металлургии, а также к измерительно-информационной технике и может использоваться для бесконтактной передачи измеряемых сигналов с вращающихся совместно с объектом первичных преобразователей на неподвижную аппаратуру. Известно бесконтактное токосъемное устройство, содержащее вращающийся вал и неподвижный корпус El. Однако этому устройству присущ сле дующий недостаток. Как известно, при автоматизации процессов обогащения, например процес сов измельчения руд, любой параметр (шум мельницы, мощность ее двигателя, давление масла в цапфенном подшипнике и др.), характеризующий работу мельницы, имеет в своем составе высокочастотные периодические помехи типа флюктуации параметра около среднего значения. Характер этих флюктуации различен в зависимости от физической -природы конкретного контролируемого параметра, а их периодичность обуслов лена вращением мельницы с определенным числом оборотов в минуту. Искажение полезного сигнала такого рода помехами значительно осложняет получение необходимой чувствительности и точности измерения контролируемого параметра, что в конечном итоге сказывается науменьшении точности регулирования процесса измельчения руд. Недостаток известного устройства состоит в том, что оно передает .любой электрический сигнал, характеризующий работу мельницы, например ее шум (таким, каков он есть, т. е. искаженный помехами), Цель изобретения - повышение чувствительности измерения и расширение области применения токосъемного устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено пусковым элементом, закрепленным на валу, корпус снабжен фланцем, на котором неподвижно укреплен дополнительно введенный бесконтактный выключатель, местоположение которого регулируемо относительно воздействующего на него пускового элемента, фланец укреплен на корпусе с возможностью углового перемещения. На чертеже схематически показано предлагаемое устройство, На корпусе 1 токрсъемника, о его торца, закрытого крышкой 2, установлен бесконтактный выключатель 3, а н вращающемся валу 4 - пусковой элемен Б. Бесконтактный выключатель 3 (в ка честве которого может быть использован, например, прибор КВД-6) закреплен на флаМцё 6, прижимаемом к крьашке 2 с помощг1Ю фиксирующей шайбы 7 винтами 8. Пусковой элемент 5 при вращении вала 4 один раз за полный оборот последнего проходит через паз 9 в теле выключателя 3. Отпуская винты 8, можно поворачивать фланец б, тем самым устанавлива бесконтактный выключатель 3 в любой точке окружности. Концентричной с вр щающимся валом, т. е. задавать любое требуемое пространственное положение бесконтактного выключателя 3 относительно вращающегося объекта, Работа токосъемника осуществляется следующим образом. Передача сигнала с вращающегося датчика на неподвижный регистрирующий прибор происходит аналогично тому, как это осуществляется в известном устройстве. Далее сигнал проходи фильтрацию для устранения высокочастотных периодических помех. Фильтрация заключается в том, что измерение сигнала осуществляется всегда при од ном и том же положении мельницы в пространстве, а регистрация сигнала производится в течение времени меньшем, чем один оборот мельницы. Этого мо«по достигнуть, если подавать весь измеряемый сигнал на вторичный регис рирующий прибор, в управляющей обмот ке реверсивного двигателя которого находится нормально открытый контакт периодически замыкаемый на непродолжительное время один раз за полный оборот мельницы. Импульс, необходимы для срабатывания упомянутого контакт выдается бесконтактным выключателем 3 в тот момент, когда через паз 9 по следнего проходит пусковой элемент 5 укрепленный на вращающемся валу 4, Перемещая (при отжатых винтах 8) фла нец 6 вместе с укрепленным на нем вы ключателем 3, можно тем самым привязывать момент срабатывания последнего .к необходимому положению мельницы в пространстве. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить чувствительность измерения. Это подтверждается примером замера давления масла в подшипниках. Так, практика замера давления на мельнице ММС-70 х 23 показывает, что флюктуации около среднего значен давления 10 кгс/см- составляют 25-30 от диапазона измерения первичного датчика (налример, манометра типа МЭД, шкала 0-16 кгс/см) , т. е, 10 + + 2 кгс/см. При этом ширина записи на диаграмме вторичного прибора (типа ЭПИД, шкала 0-10 кгс/см) составляет 10-15 делений на 100%-ной диаграмме прибора. Причиной появления этих флюк туаций является изменение толщины масляной пленки между цапфой и подшил НИКОМ вследствие изменения макро- и микрорельефа трущихся поверхностей. При общем весе упомянутой мельнищл т (вес самой мельницы 300 т плюс вес материала и шаров- 80 т) чувствительность /г шкалы вторичного прибора крайне низкая с 0,03 кгс/см. Повышение же чувствительности, например в 5 раз (за счет выбора рабочего диапазона прибора 0-2 кгс/см и вывода за пределы шкалы веса самой мельницы путем встречного включения напряжения, что, однако, все равно недостаточно для целей управления заполнением мельницы материалом), ведет к увеличению ширины записи также в 5 раз, т, е. ширина записи становится недопустимо велика - более 50% шкалы, Если бы чувствительность измерения была больше, то не потребовалось бы ее увеличения за счет растяжки шкалы вторичного регистрирующего прибора и, следовательно, ширина записи контролируемого параметра была бы меньше. Поэтому возникает проблема эффективной отстройки от значительных флюктуации контсюлируемого параметра при условии достижения требуемой чувствительности измерения. Предлагаемый метод отстройки от флюктуации в измеряемом сигнале с использованием пускового элемента, периодически воздействующего на бесконтактный выключатель, устраняет противоречие между достижением необходимой чувствительности измерения и получением минимального размаха (ширины) записи на диаграмме вторичного прибора и базируется на следующих закономерностях: периодичности процесса измельчения (мельница вращается с определённым числом оборотов в минуту) и равенстве нугао среднего значения флюктуации на некотором интервале времени. ..,; ; ,; . Поэтому, если в цепь управляющей рбМотки реверсивного двигателя вторичного регистрирующего прибора, работающего иа ксяутенсационном принципе, включить контакт, замыкающийся, при кааддм обороте мельницы на одно и то же время At (меньшее, чем время Т одного оборота мельницы), то при соответствующем соотношении этих двух времен происходит почти полная отстройка от упомянутых флюктуации, Действительно за время д t. дц отключенного состояния упомянутого контакта среднее значение флинстуаций относительно полезного сигнала, как материамтического ожидания, равно нулю.

За время д t-, пока упомянутый контакт разомкнут, очевидно, имеется накопление приращения полезного нала,, несущего непосредственную информацию о ходе процесса измельчения и усреднения сигнала, которое равносильно операции линейной фильтрации с памятью фильтра

т -лц

д t.

VC

Данный фильтр усредняет гармонические составляющие полезного сигнала с частотой вьше

15Г

н

Т-М,

Для эффективной работы такого фильтра весьма важно соблюдать соотношение At Tj в этом случае прибор не усп-евает реагировать на флюктуации а ширина записи прибора равна толщине пера самописца, т. е. имеется полная фильтрация флюктуации.

Таким образом, удается достичь высокой чувствительности без потери точности измерения.

Дополнительный эффект может быть получен за счет оптимального выбора времени включения бесконтактного выключателя, а,следовательно, и момента регистрации, т. е. привязки последнего к определенному положению мельницы в пространстве. Это возможно по той причине, что в эпюре изменения давления масла за время.одного оборота мельницы можно обнаружить участки как со значительными флюктуациями, так и с минимальными.

Так, например, на шаровой мельнице в эпюре изменения сигнала за один оборот имеются периодические броски значительной амплитуды в моменты входа хоботка улиткового питателя в приямок. с пульпой и т. п.

Вполне естественно выбирать момент регистрсщии при таком положении барабана мельницы в пространстве, когда флюктуации наименьшие. Записав эпюру изменения сигнала за один оборот мельс ницы, можно затем выбрать на ней участок с наименьшими флюктуациями, и установить фланец 6 с выключателем 3 в таком положении, чтобы момент регистрации сигнала совпал с выбранным

оптимальным участком с наименьшими флюктуациями.

Применение данного токосъемника для измерений на шаровой мельнице 3200 X 3100 по сравнению с известными позволяет в Десять раз увеличить

5 чувствительность измерения.

Достижение требуемой чувствительности позволяет устранить также те потери, которые имеются при регулировании производительности измельчи0 тельных агрегатов в условиях малой чувствительности регулируемого параметра к регулируемому воздействию.

Формула изобретения

25

Бесконтактное токосъемное устройство, содержащее вращающийся вал и неподвижный корпус, отличающееся тем, что, с целью повыше30

ния чувствительности измерения и расширения его области применения, оно снабжено пусковым элементом, закрепленным на валу, корпус снабжен фланцем, на котором неподвижно укреплен 35 дополнительно введенный бесконтактный выключатель, местоположение которого регулируемо относительно воздействующего на него пускового элемента фланец укреплен на корпусе с возможностью углового перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 01 R 39/00, 1978.

45