Устройство для регулирования уровня электромагнитных сред Советский патент 1982 года по МПК G05D9/00 

1 Изобретение относится к агломерационному производству и может быть использовано для регулирования уровня (угла откоса) агломерационной ших ты в технологических емкостях или на участках ее накопления. Известно несколько устройств авто матического регулирования уровня ших ты в промежуточном,бункере агломашины, в основе которого лежит дискретное регулирование скорости питателя пропорционально величине отклонения уровня от заданного значения. Устройство включает несколько раз новысоких электродрв, погруженных в бункер и служащих индикаторами положения уровня шихты в нем. Для случая дискретного регулирования замыкание и размыкание электродов с шихтой вызывает срабатывание реле, включающее или отключающее сопротивление в цепи возбуждения питателя l. Это вызывает ступенчатое изменение скорости двигателя, вызывает перерегулирование измеряемого параметра. Недостатками датчика являются громоздкость, необходимость размещения его внутри технологической емкости , что способствует подвисанию шихты на электродах, стенках технологической емкости и вызывает отклонения производительности от заданного значения. Кроме того, использование ступенчатого измерителя существенно снижает качество регулирования, а величина контактной аппаратуры - надежность работы. В измерителе уровня отсутствует коррекция на постоянство физико-химического состава шихты. Известно также устройство регулирования уровня шихты в промежуточном бункере агломашины, содержащее первый источник питания, ось электрического поля которого расположена в вертикальной плоскости стенки бун39кера. Внутрь бункера, в шихту, погру жен металлический электрод, подключенный к первому входу регулятора скорости питателя. К выходу регулято ра подключены последовательно блок управления, привод питателя, корректирующий блок. Вход блока соединен с выходом питателя, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости питателя z. .Недостатком измерительной части устройства является неоднозначность статической характеристики. Так, при изменении физико-химических свойств шихты нарушается однозначность статической характеристики устройства. Это приводит .к несоответствию измеряемого действительному значению уровней. Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для регулирования уровня электромагнитных сред, содержащее первый источник питания, выводы которого расположены в вертикальной плоскости стенки емкости., Встречно-последовательно с первым подключен второй источник питания, выводы которого также подключены к емкости, причем общий вывод первого и второго источников питания расположены на стенке емкости между другими выводами источников и связан с третьим входом регулятора скорости тарельчатого питателя. Первый и второй входы регулятора подключены соот ветственно к электроду и блоку корре ции з. Целью изобретения является повышение качества регулирования. Поставленная цель достигается тем что устройство дополнительно содержит компенсационный измеритель, при этом измеритель уровня и компенсационный измеритель выполнены в виде линейного трансформатора, включающего вертикальный и горизонтальный согласно-последовательно соединенные источники магнитного поля, вторичные обмотки которых соединены встречно-последовательно и подключены соответственно к первому и треть ему, а общий вывод - к второму входу регулятора скорости питателя. На фиг. представлена измеритель ная и компенсирующая части устройства; на фиг. 2 общая схема устройства; на фиг. 3 структурнсгя сх ма устройства. Устройство содержит источник 1 магнитного поля, который представляет собой одновитковую шину и-образной формы, размещенную симметрично оси внутреннего магнитного экрана 2, разделяющие его на одновитковые линейные возбудители поля (левый и правый - для измерительной и нижний и верхний для компенсирующей частей устройства). Внутренний экран представляет собой пустотелый трапецеидальный профиль, выполненный из мягкого железа. Осевая плоскость расположена под углом к немагнитной стенке технологической емкости. Однонаправленно источнику поля, симметрично оси внутреннего экрана, расположена вторичная обмотка 3- Источник поля, вJopичнaя обмотка и внутренний экран охвачены внешним ферромагнитным экраном , имеющим также трапецеидальный профиль с развалом внешних стенок - 125. Все устройство закрепляется на немагнитной части стенки технологической емкости. В стенке технологической емкости 5(фиг. 2) размещена площадка среды 6 из немагнитного материала, на которой расположены измерительная 7 и компенсирующая 8 части устройства. Непрерывную выдачу измеряемой среды 6из технологической емкости 5 обеспечивает барабанный питатель 9. Основной задачей устройства является автоматическое регулирование заданного значения уровня среды в технологической емкости h, пропорционального электрическому параметру, т.е. напряжению U. Незагруженная средой часть технологической емкости соответствует высоте h, пропорциональная напряжению Uj- Сумма участков h и h2 представляет рабочий диапазон измерения, т.е. h Устройство выполнено таким образом, что составные части напряжений, пропорциональные заданному значению h уровня и снимаемого с компенсирующей части, пропорциональное его длине hj, равны между собой, т.е. )5. Устройство работает следующим образом. Электрический сигнал, пропорциональный отклонению уровня среды от заданного значения, индуцируется во вторичной обмотке измерителя 1 в виде аналогового импульса 1), К( U -Al-f . 5 +А и поступает на первый вход регул тора 10, где К К. Кл к Мц,- где К -- 5 -коэффициент, учитывающий магнитные свойства измеряемой среды; -коэффициент соотношения уровней; KV,Oкоэффициент магнитного « поля. А L, -Itdi - / iКаждая линейная ветвь возбудител поля создает свой независимый магнитный поток, замыкающийся через из меряемую среду и воздух соответстве но радиусом г,у и Гр и через внутрен ний и внешний магнитные экраны. Во вторичной обмотке индуцируется напр жение и, пропорциональное глубине его погружения в измеряемую среду h Компенсационный измеритель 11, находящийся в постоянном погружении так как расположен ниже заданного значения уровня, индуцирует напряжение Uj, пропорциональное h, и на ходится в прямом соотношении с откл нениями физико-химических свойств среды. Для обеспечения заданного .значения уровня среды в технологической емкости на второй вход регулятора 10 скорости поступает сигнал, пропорциональный разности сигналов, ин дуцируемых во вторичных обмотках ур немера и компенсационном измерителе Для этой цели их вторичные обмотки включены встречно-последовательно. Так как измерители погружены в ана логичную среду, то индицируемые нап ряжения, вызванные отклонением ее физико-химических свойств взаимно компенсируется и сигнал, поступающи на второй вход регулятора скорости равен +и А, т.е. разности индуцируемых сигналов уровнемера и компенсационного измерителя. Этот поправочный коэффициент стабилизирует заданное значение уровня Н;,и обеспечивает регулирующее воздействие по величине и фазе сигнала. По лярность фазы управляет направлением (реверсом) интегральной части .регулятора. Исследованиями установлено, что непостоянство физико-химических свойств материала существенно измен 8 ет коэффициент передачи объекта. Так при изменении физико-химического состава среды на 1% производительность тарельчатого питателя изменяется на 4-9, вибрационного - на 917%. Неоднозначность статической характеристики достигает 8-10. Дл обеспечения однозначности, достоверности статической характери-. стики уровнемера, а также с целью стабилизации коэффициента передачи системы автоматического регулирования,- зависящего от многофакторных возмущений объекта и из-за нестабильности физических свойств измеряемой среды,на третий вход регулятора скорости вводится поправочный коэффициент усиления +1. Поправочный коэффициент регулятора скорости равен разности отношений текущего и заданного значений сигнала и единицы отношений этих сигналов (при их равенстве) , т.е. ±f гл где Up; соответственно текущее и заданное значение напряжений компенсационного измерителя. После формирования сигналов 1, П и 11 входов выходной сигнал регулятора поступает.на вход блока 12 управления, где после усилительно-функционального преобразования поступает на двигатель 13 питателя 9 и, соответственно, в виде угловой скорости вала привода на питатель среды 6 приемной технологической емкости 5. Испытания устройства показали повышение точности измерения и качества регулирования по сравнению с прототипом. Так, точность измерения повысилась на 7%, качество регулированияна 29. Ожидаемый экономический эффект при внедрении, например, на первой и второй очередях аглофабрики Ждановского металлургического завода им. Ильича составит 190-210 тыс.руб. Формула изобретения Устройство для регулирования уровня электромагнитных сред,содержащее взаимосвязанные измеритель уровня, регулятор скорости питателя, привод .питателя и блок управления, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования, оно дополнительно содержит компенсационный измеритель, при этом измеритель уровня и компенсационный иэмеритель выполнены в виде линейного трансформатора, включающего вертикальный и горизонтальный согласно-по ледовательно соединенные источники магнитного поля, вторичные обмотки которых соединены встречно-последовательно и подключены соответственно к первому и третьему, а общий вы9 . 8 вод - к второму входу регулятора скорости питателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Астахов А. Г. и др. Автоматизация процессов окус1ювания железных руд и концентратов. К., Техника, 1965, с. 117-120. 2.Бюллетень Черная металлургия, 1976. № 11, с. 55-56. 3.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 О 9/00, 1979.

:

6

7 -8

А

Ч

9

фаг./

Ф&г.