Устройство для непрерывного измерения концентрации твердого компонента в двухфазных потоках Советский патент 1981 года по МПК G01N15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ТВЕРДОГО КОМПОНЕНТА В ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКАХ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для контроля параметров движущегося в линиях пневмотранспорта и гидротранспорта твердого компонента, например для контроля концентрации прокаленной углеграфитовой шихты тонкого помола в .пневмотранспорте после шаровых мельниц, в электродном производстве.

Известно устройство для непрерывного измерения концентрации твердого компонента в потоках аэрозолей, состоящее из трубопровода подачи анализируемого потока, одного емкостного измерительного преобразователя, трех компенсационных емкостных преобразователей и схемы преобразования сигналов, выполненной в виде мостовой cxeNbi 11 .

Поскольку в этом устройстве емкостный преобразователь, служащий для компенсации изменения свойств твердого компонента, заполняется материалом периодически несколько раз в сутки, то осуществляется неточная компенсация изме툫1ия электрических свойств твердого компонента, не учитывающая изменения свойств материала в промежутках между заполнениями преобразователя пробой.

Необходимость периодически заполнять пробой и освобождать от материала компенсационный преобразователь усложняет конструкцию устройства и его эксплуатацию,

По основному авт. св. № 516946 известно устройство для непрерывного

10 измерения концентрации твердого компонента в двухфазных потоках, состоящее из трубопровода подачи анализируемого потока, входной участок которого выполнен в виде изогнутого па5 трубка, измерительного преобразователя и трех компенсационных емкостных преобразователей, установленных по образующим прямолинейного участка трубопровода и схемы преобразования

20

сигналов, выполненной в виде .юстовой схемы 2.

Однако при помощи этого устройства невозможно измерять конце1|уграции в потоках .с содержанием

25 твердого компонента, при которых емкостный метод не обладает достаточной разрешающей способностью.

Кроме того, поскольку даже при большой скорости потока мелкая пыль

30 не может двигаться независимо от

лпижеиия воздуха, в котором оча находится, то в транспортирующей фазе, находящейся в верхнем слое, возможно наличие различного количества твердой фазы на различных участках по длине трубопровода, следовательно, и значения емкости емкостных преобразователей для компенсации изме;чений электрических свойств транспортирующей фазы могут быть различны Это отрицательно влияет на точность измерения концентрации тонкодисперсного твердого компонента.

. Цель изобретения - расгиирение диапазона измеряемых концентраций и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено концентратом циклонного типа, установленны на трубопроводе подачи анализируемог потока перед изгибом, при этом два компенсационных емкостных преобразователя установлены в вы.хлопной трубе концентратора.

Благодаря тому, что устройство снабжено циклоном, установленным на трубопроводе подачи анализируемого потока перед изогнутым патрубком увеличивается концентрация твердого компонента в месте расположения емкостного измерительного преобразователя и емкостного преобразователя для компенсации.измерений электрических свойств твердого компонента, а значит, и толщина слоя твердого компонента, что вызывает даже при малых концентрациях в трубопроводе до циклона существенное изменение емкости емкостных преобрвзователей в измерительной зоне, а следовательно, расширение диапазона измеряемых концентраций .

Благодаря тому, что два компенсационных емкостных преобразователя для компенсации изменений электрических свойствтранспортирующей фазы установлены в выхлопной трубе циклона, повышается точность измерений, так как степень очистки транспортирующей фазы, выходящей из выхлопной трубы циклона, больше, чем при расслоении потока, проходящего по изогнутому патрубку трубопровода, а то незначительное количество пыли, которое может выноситься через выхлопную трубу, одинаково для обоих емкостных компенсационных преобразова.телей.

На чертеже схематически представлено устройство для измерения концентрации прокаленной углеграфитовой шихты в nHeBMOTjjaHспорте после шаровых мельниц.

Устройство состоит из трубопровода 1 подачи анализируемого потока, перед участком 2 которого, выполненным в виде ИЗОГНУТОГОпатрубка, установлен циклон 3. В корпусе-экране 4 установлены вдоль боковых образующих выхлопной трубы 5 циклона 3 электроды двух идентичных емкостных компенсационных преобразователей 6 и 7 для компенсации изменений электрических свойств транспортирующей фазы потока. В корпусе-экране 8 по нижней образующей трубопровода 1 установлен преобразователь 9 для компенсации изменений электрических свойств твердого компонента, а вдоль верхней и нижней образующих - электроды емкостного измерительного преобразователя 10. Преобразователи 6, 7, 9 и 10 при отсутствии твёрдого компонента имеют одинаковую ачальную емкость.

Преобразователи 6 и 10 являются плечами одной ветви мостовой схемы 11, а преобразователи 7 и 9 - плечами второй. Ответные плечи ветвей мостовой схемы образованы вторичными обмотками дифференциальных трансформаторов.

Первая ветвь мостовой схемы 11 включена на вход генератора 12 переменного напряжения. Общая диагональ моста 11 (первой и второй ветвей) включена на выход усилителя 13, к которому подключена вторая ветвь мостовой схемы. Параллельно ей включен блок 14 контроля концентрации, содержащий детектор и измерительный прибор, проградуированный в единицах измерения концентрации.

Устройство работает следующим образом.

Транспортирующийся по трубопроводу 1 твердый компонент сначала попадает в циклон 3, где под действием центробежных сил происходит разделение анализируемого потока на две части.

Очищенная транспортирующая фаза, составляющая значительную часть всей транспортирующей фазы, отводится через выхлопную трубу 5 циклона 3.

Транспортирующая фаза с повышенным содержанием твердого компонента транспортируется далее по участку 2 тру- бопровода, сечение которого после пылевыпускного отверстия циклона меньше сечения входного патрубка циклона, т.е. сечения трубопровода до циклона.

Количество очищенной транспортиующей фазы, удаляемой через выхлопную трубу, а следовательно, и стеень повышения концентрации твердого компонента в пылевыпускном патрубке циклона задается соотношением сечений выхлопного и пылевыпускного отверсий.

При транспортировании анализируеого потока по трубопроводу, выполненному Б виде изогнутого патрубка, возникает центробежная сила, действие оторой направлено в сторону выпукости патрубка.

Под действием центробежной силы транспортируемый поток расслаивается на две фазы.

Емкостный измерительный преобразователь 10, электроды которого установлены вдоль верхней и нижней образующих трубопровода, измеряют концентрации твердого компонента в анализируемом потоке.

Изменения электрических свойств твердого компонента компенсируются преобразователем 9, установленным в зоне прижатия твердого компонента. Это обусловлено тем, что электрическое поле преобразователя проникает в трубопровод на глубину, меньшую или равную радиусу трубопровода. Глубина проникновения электрического поля регулируется выбором зазора между электродами преобразователей.

Преобразователями 6 и 7, установленными в зоне, свободной от твердого компонента (в выхлопной трубе циклона), осуществляется непрерывная компенсация изменения электрических свойств транспортирующей фазы потока

В результате происходит непрерывное измерение концентрации и компенсации изменений электрических свойст твердого компонента преобразователями, установленными в зоне с повышенной в известное (определяемое конструктивными размерами циклона) число раз концентрацией твердого компонента, чтр позволяет расширить диапазон измеряемых концентраций последнего, а также непрерывная компенс.ация измерений электрических свойств транспортирующей фазы потока преобразователями, установленными в зоне очищенной транспортирующей фазы, где исключена возможность ее неоднородности вследствие возможноети неравномерного распределения частиц твердого компонента по объему

трубопровода, что попы1иает точность измерений.

Предлагаемое техническое решение используется при разработке устройства автоматического контроля степени дисперсности углеграфитовой шихты.

Использование предлагаемого устройства при комплексной автоматизации дробильно-размольных и дозировочных отделений электродных заводор позволяет повысить качество готовой продукции (углеграфитовых изделий) за счет возможности стабилизации суммарной поверхности углеграфитовой шихты, поступающей в смесительны аппараты.

Экономический эффект от внедрения устройства составляет 145,0 тыс.руб. а по отрасли - свыше 500,0 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного измерения концентрации твердого компонента в двухфазных потоках по авт,св. № 516946, о .т л и ч а ю щ ее с я. тем, что, .с целью расгиирения диапазона измеряемых концентраций и повышения точности, оно снабжено концентратором циклонного типа, установленным на трубопроводе подач анализируемого потока перед изгибом при этом два компенсационных емкостных преобразователя установлены в выхлопной трубе концентратора.

Источники информации, приня гые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №376694, кл. G 01 N 15/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 516946, кл. G 01 N 15/00, 1974 (прототип).