Гранулометр Советский патент 1981 года по МПК G01N15/02 C01B13/02 

(54) ГРАНУЛОМЕТР

I -. Изобретение относится к технике опре деления крупности продуктов мокрого измельчения и классификации на обогатительных; фабриках и других производствах Известно устройство для определеивя крупности продуктов измельчения, содержащее в качестве чувствительного элемента микрометрический щуп, связанный через шток с программным механизмом и исполнительным органом. МикрометрИческий щуп совершает возвратно-поступательное движение и в момент опускания замеряет линейЦ размер попавшей под него частицы пульпы. Линейный размер с помощью преобразователя - дифференциально-трансформаторной катушки « преобразуется в электрический сигнал, который поступает на регистрирующий прибор. Причем, в этих устройствах сигнал в регистрирующий-прибор поступает топько в. момент замера. Остальное время двигатель прибора обесточен. Это требует наличия контактной пары, на контакты которой подается высокое найряженив. вследствие чего обслуживание устройств в условиях п овышенной влажности становится небезопасным l . Кроме того, наладка грануляторов отнимает значительное время, так как требуется точное согласование момента замыкания контактов с моментом замера щупом размера частицы. Известно устройство для измерения i гранулометрического состава пульпы, содержащее микрометрический щуп, дифференциально-трансформаторный датчик с плзгнжером, полый шток, в рый помещены пружина и регулировочный винт. В качестве исполнительного Вэтом устройстве используется электродвигатель 2. Однако эго устройство не обеспечивает корошую точность в надежность измерений, ввиду наличия большого количества трущихся деталей, эксцентриков. Оно также небезопасно в обслуживании из-юа подвода напряжения к электродвигателю. Цель изобретения - повышение точности и нацежности измерений. Цель достигается тем, что гранулометр снабжен цилиндрическим полым жест ким центром с пружинным толкателем и с отверстиями в нижнем днище, закрепленном в пневмоцилиндра, снабженном упорами, оси которых совпадают с осями отверстий жесткого центра, причем преобразователь размещен в жестком центре с возможностью перемещения относительно псшого штока, а между верхним днищем жесткого центра и преобразователем помещены пружины сжатия, кроме того исполнительный механизм выполнев в виде воздухораспредел ителя с подводящей трубкой, снабженной камерой с отверстиями, в которую помещена пружина с клапанами, и отводящих трубок, концы которых выполнены коническими, а каналы в них параллельны образующей конуса, причем подводящая трубка посред ством пружины соединена с жестким центром. На чертеже схематически изображен гранул ометр. Oil состоит из пневмоцилиндра 1, жес кого центра 2, с помещенными в нем пре образователем 3 и полым штоком 4. Вну ри полого штока подвешен плунжер 5 пре образователя 3. Плунжер крепится К регу лировочному винту 6, имеющему разъемное (резьбовое) соедч 1ение со штоком. На конец штока насажен микрометрический щуп 7. На верхнем конце жесткого центра закреплен пружинный толкатель 8 Между преобразователем и верхним днищем жесткого центра помешены пружины 9 сжатия. Жесткий центр крепится к пневмоцилинпру с помощью вялой мембраны 10. Для обеспечения высокого коэф фициента трения между преобразователем и полым штоком помещен фрикционный элемент 11, жестко связанный с преобразователем 3. На днище пневмоцилиндра закреплены конусные упоры 12, оси которых совпадают с осями отверстий в ни нем днище жесткого центра.; Воздухоподводящая трубка 13 своей призматической частью упирается в подпятники 14, образуя ось вращения, и - снабжена камерой 15, в которой имеются отверстия 16 для Бьшоца воздуха в каме ры пневмоцилиндра, Внутри камеры 15 помещена пружина 17 с клапанами 18. Подводящая трубка с помощью пружины 19 соединена с жестким центром. Воздух отводится от камеры подводящей трубки И от камер пневмоцилиндра с помощью трубок 20. Гранулометр работает следующим образом. 1. Без контролируемого продукта. При подаче воздуха в верхнюю камеру пневмоцилиндра 1 жесткий центр 2 вместе с преобразователем 3, полым штоком 4, с подвешенными внутри него на регулировочной гайке 6 плунжером 5, пружиннь1М толкателем 8 и микрометрическим винтом идет вниз. При этом между пружинным толкателем 8 и верхним концом штока 4 имеется некоторый зазор -А . В случае достижения щупом 7 упора (пяты) шток 4 останавливается, а жесткий центр продолжает движение вниз до тех пор, пока упоры 12 не войдут в отверстия в днище жесткого центра и не при поднимут преобразователь в жестком центре, сжимая пружины 9. Высота, на которую поднимается преобразователь, ориjejHTHpoBO4HO равна или- немного больше 2h. Таким образом, при движении жесткого Центра вниз относительно штока, пружинный толкатель, несколько разгибаясь, как бы дожимает шток к пяте. После того, как жесткий центр проходит расстоянкв 2{ , происходит переброска воздухоподводящей трубки; 13 в нижнее положение с помощью пружины 9, связанной одним концом с жестким центром, а вторым - с трубкой-13. При этом воздух через камеру15 и нижнюю отводящую трубку 20 начинает поступать в нижнюю камеру пневмоцилиндра. При переброске трубок 13 и 20, как верхняя, так и Нижняя, остаются на своих местах, и отверстие 16 .как бы одевается на трубку 20, причем ввиду того, что канал в трубке выполнен параллельно образующей конуса, клапан 18 не препятствует входу воздуха в трубку 20. Одновременно (при переброске вниз) трубка 13 освобождает трубку 20 (верхнюю), и канал последней оказывается свободным для выхода воздуха из верхней камеры пневмоцилиндра. В общем случае, ход трубки 14 при переброске может быть от нескольких мм до 2О-ЗО мм и не зависит от размера измеряемой частицы. Случаи прекращения подачи воздуха в какую-то из камер , не имеют места, так как переброска осуществляетсяочень быстро. При подаче воздуха в нижнюю камеру пневмоцилиндра в начале начинает подниматься жесткий центр, выбирая зазор между днищем и преобразователем, равный . Вместе с жестким центром ицет вверх и толкатель 8. После того, . как жесткий центр выбирает весь зазор, шток 4 уже освобожаается от толкагеля 8 и зазор между ними .составляет 4i Затем начинает подниматься вверх и шток вместе с плунжером из-за фрикционной втулки 11, закрепленной на преобразователе и обеспечивающей достаточ ный коэффициент трения между преобра- зователем и штоком, во всяком случае больший, чем ме5кду жестким центром и штоком. Совершив полный ход, жесткий центр и связанная с ним пружина 19 перебрас вают возцухоподводящую трубку 13 в верхнее положение, и воздук начинает поступать в верхнюю камеру пневмоцилиндра. Цикл повторяется. При работе гранулометра без конгроли руемого продукта положение плунжера 5 с помощью, регулировочного винта 6 выбирают таким, чтобы регистрирующий пр бор показывал определенную величину, например О, и т. д., и это значение называют нулем гранулометра. 2. В- режиме измерения размера частиц. Размер измеряемых i гранулометром частиц определяется несколькими миллим метрами, например до 3-4 мм. Величину Ь выбирают такой, чтобы t3mctx 5тах размер наиболее крупного куска в контролируемом продукте. Рассмотрим случаи измерения частиц размерами с1 , d , «3 , причем . , ci, 7о1 , , .. При достижении щупом частицы Ол шток 4 с плунжером 5 останавпивакигся, а жесткий центр 2 с преобразователем 3 продолжают двигаться вниз цо тех пор, пока между преобразователем и дни щем не образуется зазор, равный, приме но 241 (,). Ход жесткого центра постоянен, т. в положения жесткого центра, когда проис дит переброска трубки 13, фиксированы {они подбираются жесткостью пружины 19 и радиус№1 вращения трубки 13 ао места крепления пружины 19 на трубке 13). Поэтому, пройдя расстояние 24i {через 4i толкатель 8 надавливает на верхний конец штока 4), происходит переброска. Таким образом, в момент переброски плунжер 5 смещается относительно преобразователя на величину d-j {полагая, что в предыдущем цикле - гранулометр показывал нуль). Это смещение передается в виде элек- тоического сигнала с преобразователя 3 на регистрирующий прибор постоянно до следующего цикла измерения. При подаче воздуха в нижнюю камеру пневмоцилиндра первым начинает подниматься жесткий центр с таакателем 8, затем, когда выбирается зазор.между преобразователем 3 и днищем, начинают подниматься и преобразователь, и шток 4 с плунжером 5. При этом расстояние между толкателем 8 и верхним концом штока становится равным , т. е. имеется зазор, .и толкатель не воздействует- на шток. Поэтому полученное при движении вниз смещение между пре-. образователем 3 и плунжером 5 сохраняется и при движении вверх. Если в следующем цикле измерения под щуп 7 попадает частица, размером d-j 7 d , то плунжер относительно преобразователя смещается на величину , и регистрирующий прибор делает шаг на эту величину. Причем общее смещение от нуля за два цикла составляет c5i,,)da . Если в очередном цикле измеряется частица размером ( , то при движении вниз упоры 12 входятв отверстия в днище жесткого центра и останавливают преобразователь в положении, выбранном при настройке ( днища). А поскольку зазор между толкателем 8 и штоком 4 после измерения 5 стал ® это меньше, чем fj.-d-) , то толкатель 8 раньше надавливает-на конец штока 4, и щуп 7 доходит до частоты ol-Cd. - i Теперь величина смещения плунжера относительно преобразователя становится меньше, чем в предыдущих двух циклах. d,4Vd,)4-c33)-d., и , гак как d dfj , и она отражается на регистрирующем приборе в виде ступени в обратную от предыдущих сторону. Таким образом, гранулометр измеряет как более крупные, так и менее крупные частицы без потери точности. Пэанулмлетр работает как в режиме непрерывной подачи сигнала на регистрирущий прибор, так и импульсной - только момент измерения. Первый режим расмотрен выше. Для реализации второго ежима достаточно зазор между толкатеем 8 и штоком 4 в момент работы без онтролируемого продукта сделать равbiM нулю, в этом случае при работе с родуктом во время опускания жесткого ентра в остановка штока в момент перебррски сигнал переаается на прибор, а при авижении вверх, когда толкатель возвращает шток в искодное положени сигнал с регистрирующего прибора сни мается. Параметры гранулометра ход жесткого центра, мм 1О-12 величина И а еряемь1х частиц, ммО-2 зазор между толкателем н штоком, мм2-5 то же между преобразо;вателем иднищем жесткого центра, мм5 ход воздухоподводящей трубки, мм 10-12 необходимое давление воздуха, кгс/см ОД число измерений от 5 до 20 в минуту Форм у л а изобретени 1. Гранулометр, содержащий щупе п лым штоком, пневмоцилиндр, 1фе6бразо тель, плунжер которого помешен в пол шток, исполнительный механизм, пружи ный толкатель, отличающий .с я тем, что, с целью повышения над 2 носгн и точности измерений, он снабжен цилинарическим полым жестким центром с пружинным толкателем и с отверстиями в нижнем днище, закрепленном в пневмо цилинаре, снабженном упорами, оси которык совпадают с осями отверстий жесткого центра, причем преобразователь размещен в жестком центре с возможностью перемещения относительно полого штока, а между верхним днищем жесткого центра и преобразователем помещены пружины сжатия. 2. Гр1анулометр по п. 1, о т л и ч а « ю ш и и с я тем, что исполнительный механизм выполнен в виде воздухораспределителя с подводящей трубкой, снабженной камерой с отверстиями, в которую помещена пружина с клапанами, и отводящих трубок, концы которых выполнены коническими, а каналы . в них параллельны образующей конуса, причем подводящая трубка посредством пружины соединена с жестким центром. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 562753, кл. Q О1 N 15/О2, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР Nf 542124; кл. G О1 М 15/О2, 1977.

fj