Устройство для анализа крупности частиц в потоке ферромагнитной пульпы Советский патент 1982 года по МПК B02C23/00 

Изобретение относится к технике ультразвукового контроля и может быть использовано в химической,строительной, горноперерабатывающей и смежных отраслях промышленности для автоматического бесконтактного конт- роля крупности твердой фракции газосодержащих суспензий.

Известно устройство автоматического контроля гранулометрического состава твердого в потоке пульпы,содержащее микрометрический щуп с приводом, лоток, по которому подается пульпа, и измерительнорегистрирующий блок, причем оценка содержания контролируемого класса крупности измельченного материала осуществляется,путем измерения зазора между основанием лотка и микрометрическим щупом, совершающим возвратно-поступательное движение в представленной пробе пульпы 1.

Недостатком известного устройства является низкая надежность микрометрического щупа, имеющего постоянный контакт с абразивными частицами пульпы, а также трудность формирования- и отбора представительной пробы

.

Известно устройство для анализа крупности частиц в потоке ферромагнитной пульпы, содержащее два электронных блока, включающих последовательно задающие генераторы, усилитель мощности, излучающий и приемный элементы, установленные на технологическом трубопроводе, и приемные усилители 2J .

10

Устройство содержит также механический отделитель газовых пузырьков, который отличается низкой надежностью в эксплуатации и 1евысоким качестврм дегазации пульпы. Флокуля15ция ферромагнитных частиц твердого в пульпе приводит к искажению результатов контроля величины затухания ультразвуковых колебаний, особенно высокой частоты, т.е. содержания

20 контролируемого класса крупности частиц измельченного материала.

Целью изобретения является повышение точности и надежности анализа.

Поставленная цель достигается

25 тем, что устройство снабжено тремя магнитострикционными преобразователями , двумя формирователями времени анализа, двумя элементами задержки, .двумя блоками селекции, мультивибра30 .тором, блоком памяти и последовательно соединенными аналого-цифровым анализатором, вычислительным блоком с таймером, функциональным генератором, модулятором, электронным коммутатором, при этом три выхода электронного коммутатора подключены к трем магнитострикционным преобразователям, а первый выход электронного коммутатора связан с входами двух элементов задержки, вы ходы которых соединены с задающими генераторами, выходы последних соединены с входами формирователей вре мени измерения, подключенных К одним из входов блоков селекции, к другим входам которых подключены приемные усилители электронных блоков, выходы блоков селекции связаны с входами аналого-цифрового преобразователя, мультивибратор подключен к входу таймера вычислителького блока, выход которого соединен с входом вычислительного блока, к другому входу которого подключен блок ПБ1МЯТИ . На чертеже приведена блок-схема устройства для анализа крупности частиц в потоке ферромагнитной пуль пы . Устройство содержит первый элект ронный блок, состоящий из соединен.ных последовательно первого ждущего блокинг-генератора 1, первого усилителя мощности 2, первого излучающего элемента 3, а также первого -приемного элемента 4, подключенного к входу первого приемного усилителя 5; второй электронный блок, состоящ из соединенных последовательно второго ждущего блокинг-генератора 6, второго усилителя мощности 7, второ иэлучающего элемента 8, а также вто рог.о приемного элемента 9, подключе ного к входу второго приемного усилителя 10; первый формирователь вре .мени измерения 11, соединенный с пе вым входом первого блока селекции 12, второй вход которого подключен к выходу первого приемного усилителя 5; второй формирователь времени измерения 13, соединенный с первым входом второго блока селекции 14, второй вход которого пЬдключен к выходу второго приемного усилителя 10. Устройство включает также двухКанальный аналого-цифровой преобразователь 15, выходы которого соединены с выходами первого блока селек ции 12 и второго блока селекции 14, а выходы - с двумя информационными входами микропроцессора 16, с треть им информационным входом которого через таймер 17 связан выход мульти вибратора 18; блок памяти 19, подключенный к программному входу микропроцессора 16, первый выход которого подключен ко входу информационного табло 20, а второй соединен с управляющим входом функционального генератора 21, выход которого черей модулятор 22 связан с входом электронного коммутатора 23; магнитострикционные преобразователи 24, 25 и 26, соединенные с вьоходами электронного коммутатора 23, установленные на волноводах 27, 28 и 29, линии задержки 30 и 31, выходы которых подключены к входам ждущих блокинг-генераторов 1 и 6, а выходы связаны с одним из выходов электронного коммутатора 23. Приемные 3,8 и излучаю1Щ1е 4,9 элементы, а также волноводы 27, 28 и 29 установлены на технологическом трубопроводе 32. Устройство для анализа крупности в потоке ферромагнитной пульпы работает следующим образом. Ферромагнитная пульпа подается по технологическому трубопроводу 32 по направлению от участка, на котором установлены магнитострикционные преобразователи 24, 25, 26, к месту контроля, т.е. участку технологического трубопровода 32, на котором установлены излучающие 3,8 и приемные 4,9 элементы. Функциональный генератор 21 при наличии разрешающего сигнала с микропроцессора 16 вырабатывает серии из трех прямоугольных импульсов последовательно убывающей амплитуды. Модулятор 22 заполняет эти импульсы синусоидальными колебаниями , частота которых выбирается равной резонансной магнитострикционных преобразователей 24, 25 и 26, которые устанавливаются на волноводах 26, 28, и 29, закрепленных на технологическом трубопроводе 32 последовательно, причем первый из них - магнитострикционный преобразователь 24 наиболее, а последний магнитострикционный преобразователь 26 наименее удалены от места контроля, т.е. излучающих 3,8 и приемных 4,9 элементов. Электронный коммутатор 23 распределяет импульсы на магнитострикционные преобразователи 24, 25 и 26 таким образом, что прямоугольный импульс с наибольшей амплитудой заполняющих его синусоидальных колебаний подается на магнитострикционный преобразователь 24, наиболее удаленный от места контроля, следующий (второй из серии) импульс подается на второй магнитострикционный преобразователь 25, расположенный ближе k месту контроля. Следующий (второй из серии) импульс подается на второй магнитострикционный преобразователь 25, расположенный ближе к месту контроля. Третий импульс. с наименьшей из серии амплитудой, подается на ближайший к месту контроля третий магнитострикционный преобразователь 26, При протекании тока через обмотк магнитострикционных преобразователей 24, 25 к 26 в течение импульса, выр батываемого функциональным генерато ром 21, возникают магнитное поле и ультразвуковые колебания, которые посредством волновода, выполненного из ферромагнитного материала, через стенки технологического трубопровода 32 вводятся в контролируемую среду. Частота переключения электронног коммутатора 23 выбирается таким обра зом, чтобы обеспечить воздействие ультразвуковым и магнитным полями на один и тот же объем пульпы, протекающей в трубопроводе 32. Для это го период следования импульсов, вырабатываемых функциональным генератором 21, выбирается равным времени перемещения частиц пульпы от одного магнитострикционного преобразователя до другого. Под воздействием вторичных эффектов ультразвукового полярадиационного давления и акустических течений происходит торможение газовых пузырь ков в пульпе в течение импульса, вырабатываемого функциональным генератором 21. Частицы же твердого всле ствие того, что их масса значительно превышает массу газовых пузырьков, практически беспрепятственно проходят через ультразвуковое поле.В потоке контролируемого материала образуются участки дегазированной пуль пы. Бегущее магнитное поле, убывающее в направлении участка контро напряженности, возникающее в.резуль тате переключения обмоток магнитострикционных преобразователей 24, 25 и 26 электронным коммутатором 23 размагничивает пульпу, что способст вует распаду образовавшихся флокул ферромагнитных частиц измельченного материала. Разбиению флокул содейст вуют также одновременное воздействи на пульпу импульсным ультразвуковым полем. Через промежутки времени величина которых определяется параметрами линий задержек 30, 31, последний из серии вырабатываемых функ циональным генератором 21 импульс включает задающие генераторы 1 и 6, работающие в ждущем режиме. Время задержки импульса линий задержки 31 выбирается равным времени перемещения частиц твердого в пульпе от магнитострикционного преобразователя 26 до второго излучающего элемен та 8, а время задержки импульса линией задержки 30 - равным времени перемещения того же объема пульпы от магнитострикционного преобразователя 26 до первого излучающего элемента 3. Первый задающий генератор 1 формирует запускающие импульсы с заполнением синусоидальными колебаниями низкой частоты (1 м Гц),второй задающий генератор 6 - аналогичные импульсы, но с заполнением колебаниями высокой частоты f. ( Гц) . Усиленные усилителями, мощности 2 и 7 электрс 1агнитные синусоидальные колебания преобразуготЬя в ультразвуковые и.излучаются в пульпу излучающими элементами 3 и 8 через стенки технологического трубопровода 32. При прохождении через пульпу, вследствие вязкости и теплопроводности контролируемой среды, а на высокой частоте - и в результате рассеивания имеет место затухание ультразвуковых колебаний. Ультразвуковые колебания, прошедшие через поток пульпы, преобразуются приемными .элементами 4 и 9 в электромагнитные сигналы, которые усиливаются усилителями 5 и 10. Формирователи.времени измерения 11 и 13, запускаемые передним фронте прямоугольных импульсов, вырабатываемых задающими генераторами 1 и 6, отпирают блоки селекции 12 и 14, которые в течение выбранного промежутка времени пропускают при этом сигнал с приемных усилителей 5 и 10. Время измерения выбирается несколько меньше длительности излучаемого сигнала. Таким образом, блоки селекции 12 и 14 пропускают только информативные сигна.лы, а изг мерение амплитуды производится в .той же части, которая не искажена помехами, вызванными инерционными свойствами среды, что проявляется как постепенное нарастание переднего и уменьшение заднего фронта принятых импульсов. Двухканальный аналого-цифровой преобразователь 15 осуществляет перевод величины амплитуды принятых сигналов из аналоговой формы в цифровую. В микропроцессоре 16 в соответствии с программой, заложенной в блоке памяти 19, вычисляются коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний низкой и высокой частоты, прошедших через контролируемую среду, усредняются полученные результаты и производится линеаризация характеристики анализатора. Содержание контролируемого класса крупности определяется в соответствии с выражением . Y.dfC

где oi - коэффициент затухания

ультразвуковых колебаний низкой частоты i ; коэффициент затухания

ультразвуковых колебаний высокой частоты fj ; 1 - масштабируювдй коэффициент; С - постоянная величина. После завершения вычислений текущее значение подается на информационное табло 20, и одновременно формируется разрешающий импульс на управляющий вход функционального генератора 21, Время высвечивания текущего значения j на информационное табло 20 определяется частотой генерируемых импульсов мультивибратором 18, которые подаются на вход таймера 17.

Использование анализатора крупности твердого в потоке ферромагнитной пульпы в системах контроля и автсялатического управления циклом измельчения обогатительных фабрик позволяет повысить производительность цикла по выбранному классу крупности измельченного материала на 0,2-0,3%..

Формула изобретения ,

Устройство для ансшиза крупности частиц в потоке ферромагнитной пульпы, содержащее Два электронных бло«а, включающих соединенные последовательно задающие генераторы, усилитель мощности и излучающий приемный элементы, установленные на технологическом трубопроводе, и приемный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

точности и надежностианализа, оно снабжено тремя магнитострикционными преобразователями, двумя формирователями времени анализа, двумя элементами задержки, двумя блоками селекции, мультивибратором, блоком памяти и последовательно соединенными аналого-цифровым анализатором, вычислительным блоком с таймером, функциональным генератором, модулятором, электронным коммутатором, при этом три выхода электронного коммутатора подключены к трем магнитострикционным преобразователям, а первый выход электронного коммутатора связан с входами двух элементов задержки, выходы которых соединены с задающими генераторами, выходы последних соединены с входами формирователей времени измерения,

подключенных к однЬму из входов блоков селекции, к другим входам которых подключены приемные усилители электронных блоков, выходы блоков селекции связаны с входами аналогоцифрового преобразователя, мультивибратор подключен к входу таймера вычислительного блока, выход которого соединен с входом вычислитель- , ного блока, к другому входу которого подключен блок памяти,

, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. .

1.Хан Г,А, Опробывание и контроль технологических процессов: обогащения, М., Недра, 1979, c,119i120.

2,Экспресс-информация. Обогащение полезных ископаемых 24, 1973,

с. 2-5,