Система автоматического контроля крепости исходного материала конусной дробилки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 С 25/00 ОПИСА ЗОБРЕТЕДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО Ж ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Днепропетровский горный институт им, Артема и Украинский государственный проектный и проектно-конструкторский институт Металлургавтоматика(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧ ЕСКОГО КОНТРОЛЯ КРЕПОСТИ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА КОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ (57) Изобретение касается автоматизации контроля крепости исходного продукта в конусных дробилках, может найти применение в строительной, горной и других отраслях промышленности и позволяет повысить точность контроля. Система содержит преобразователь 1 активной мощности, полосовой фильтр 2, резонансный фильтр 3, управляемый генератор 4 частоты, перемножитель 5 сигналов, полосовой фильтр 6, первый детектирующий блок 7, фильтр 8 нижних частот, второй детектирующий блок 9, блок 10 коррекции, масштабный усилитель 11 и вторичный прибор 12. 1 ил.Изобретение относится к автоматизации оперативного контроля технологических параметров конусной дробилки, преимущественно крупного дробления, и предназначенодля использования в системах автоматизированного управления процессами дробления строительных, рудных и нерудных материалов.Цель изобретения - повышение точности контроля.На чертеже изображена блок-схема системы,Система включает преобразователь 1 активной мощности, пол осовой фильтр 2 (с полосой пропускания 0,3 - 1,7 частоты качаний подвижного конуса дробилки), резонансный фильтр 3 (на частоте качаний подвижного конуса дробилки), управляемый генератор 4 частоты, перемножитель 5 сигналов, полосовой фильтр 6 (с полосойпропускания 0,1 - 0,7 частоты качаний подвижного конуса дробилки), первый детектирующий блок 7, фильтр 8 нижних частот (с полосой пропускания до 0,03 частоты качаний подвижного конуса дробилки), второй детектируюший блок 9, блок 1 О коррекции, масштабный усилитель 11, вторичный прибор 12, а управляемый генератор 4 частоты состоит из компаратора 13, интегратора 14, функционального преобразователя 15 и фазосдвигающей ЯС-цепочки 16.Преобразователь 1 предназначен для преобразования активной мощности приводного двигателя конусной дробилки в электрический сигнал без искажения ее спектра. В спектре активной мощности информация о среднем уровне суммарногонагрузочного момента, характеризующем произведение крупности исходного материала и его крепости, о низкочастотной составляющей этого момента в полосе 0,1 - 0,7 частоты ъ качаний конуса, являющейся функцией крупности исходного материала, оказывается сдвинутой в область более высоких частот на величину ъ., Объясняется это тем, что спектр активной мощности приводного двигателя отражает крутящий момент в эксцентриковом узле, который пропорционален проекции вектора суммарного нагрузочного момента на ось приложения крутящего усилия (т, е. пропорционален произведению его модуля на косинус угла между его направлением и осью приложения усилия), Поскольку этот угол изменяется с частотой ъ, а модуль вектора момента включает сумму его среднего уровня Ар и низкочастотной составляющей, которая представляет собой сумму косинусоид со своими амплитудами А и частотами в полосе 0,1 - 0 7 частоты ъ, то крутящий момент пропорционаленц 73 ксоя(2 льъ) Аср+А(ь) соя(2 лМ)сЬ =Ю 4 кдк+А соя 2 л(ъ" - ч)1 Ь.в 4Представление низкочастотной составляющей в виде функции косинуса, а не синуса, позволяет упростить теоретическую интерпретацию получаемых физических результатов, так как исключает необходимость оперирования с комплексными величинами.Из равенства следует, что в спектре активной мощности информация о среднем уровне момента находится на частоте 9 (первое слагаемое в правой части равенства). При этом Информация о низкочастотной составляющей, находится не только в полосе ъ+ъ=ъ+(0,1 - 0,7)ъ.=(1,1 - 1,7)ъ. (второе слагаемое), но и в полосе ъ - ъ= =ъ - (0,1 - 0,7)ъ" =(0,3 - 0,9)ъ (третье слагаемое). Причем составляющие активной мощности в этих информационных полосах частот являются зеркальным отражением друг друга относительно частоты ъ и в равной степени коррелируют с крупностью исходного материала. Полосовой фильтр 2 предназначен для выделения из сигнала преобразователя 1 мощности составляющей в полосе 0,3 - 1,7 частоты в, охватывающей информационные частоты.Резонансный фильтр 3, управляемый генератор 4 частоты, перемножитель 5 и фильтр 6 и 8 предназначены для синхронной демодуляции выходного сигнала первого полосового фильтра 2. При этом резонансный фильтр 3 предназначен для выделения составляющей активной мощности на частоте ъ, Выходной сигнал резонансного фильтра 3 представляет собой гармонику частоты ъ и соответствующей фазы, но модулированной амплитуды за счет наложения спектральных составляющих близких частот ввиду конечности его избирательности.Управляемый генератор 4 предназначен для генерирования гармоники с частотой и фазой выходного сигнала резонансного фильтра 3, но стабильной амплитуды. Он включает, например, компаратор 13 с дифференциальными входами, интегратор 14, функциональный преобразователь 15 и фазосдвигающую ЯС-цепочку 16.Перемножитель 5 предназначен для перемножения выходных сигналов управляемого генератора 4 (косинусоида частотой ъ) и первого полосового фильтра 2 (косинусоиды частотами в полосе 0,3 - 1,7 частоты ъ ), в результате которого, вследствие того, что перемножитель 5 выполнен четырехквадрантным, спектр его выходного сигнала имеет всего две составляющие: составляющую в полосе ъ +(0,3 - 1,7)ъ=(1,3 - 2,7)ъ и составляющую в полосе ъ - (0,3 - 1,7)ъ= =( - 0,7 - 0,7)ъ" 1=(О - 0,7)ь, При этом вторая составляющая является физическим отражением теоретической составляющей в полосе ( - 0,7 - 0,7) ъ и равна ее удвоенной амплитуде (у физических систем час 1512661тота всегда положительна, что интерпретируется четностью функции косинуса сов( - ч)=соя. Очевидно, что в спектре выходного сигнала перемножителя 5 информационными являются частоты 0 и 2 ъ и полосы частот 0,1 - 0,7; 1,3 - 1,9 и 2,1 - 2,7 частоты в.Полосовой фильтр 6 предназначен для выделения из выходного сигнала перемножителя 5 составляюшей в полосе 0,1 - 0,7 частоты ъ, фильтр 8 - для выделения составляющей в полосе до 0,03 частоты , что обеспечивает их высокие избирательности вследствие большого значения отношения разделяемых при этом частот (по верхней границе полосы пропускания второго полосового фильтра 6 значение отношения составляет 1,3 ъ/0,7 ъ=1,86; а по его нижней границе и, соответственно, верхней границе фильтра 8, при легко достижимом ЗОА, соответствии между частотами сигналов резонансного фильтра 3 и управляемого генератора 4 частоты, 0,1 ч /0,03 =3,3.Первый детектируюший блок 7 предназначен для определения уровня составляющей в полосе (0,1 - 0,7)ъ и его усреднения за интервал времени, равный среднестатическому интервалу времени между моментами поступления в конусную дробилку единичной порции исходного материала (т. е. интервалу, в течение которого конусами дробилки зажимаются частицы единичной порции).Второй детектируюший блок 9 предназначен для определения уровня составляющей в полосе до 0,03 к и его усреднения за тот же среднестатический интервал времени.Блок 10 предназначен для определения величины отношения выходного сигнала второго детектируюшего блока 9 к выходному сигналу первого детектируюшего блока 7, коррелируюшей с крепостью исходного материала. Масштабный усилитель 11 и вторичный прибор 12 предназначены, соответственно, для преобразования масштаба измеренной величины отношения и регистрации полученного результата по шкале значения крепости единичной порции исходного материала.Система работает следующим образом, При дроблении исходного материала в конусной дробилке полосовой фильтр 2 выделяет составляющую сигнала преобразователя 1, С выхода полосого фильтра 2 сигнал этой составляющей поступает на один из входов перемножителя 5 и на вход резонансного фильтра 3, Сигнал с выхода резонансного фильтра 3 поступает на инвертирующий вход компаратора 13, входящего в состав управляемого генератора 4.Предположим, что в начальный момент времени напряжение на выходе интегратора 14 равно нулю, тогда напряжение на выходе компаратора 13 имеет положитель ное значение. В определенный момент времени разность напряжений на входе компаратора 13 достигает нижнего порога его срабатывания и он переходит в другое состояние. Значение напряжения изменяется на противоположное. В другой момент времени разность напряжений достигает верхнего порога срабатывания компаратора 13, он переходит в первое состояние, и цикл повторяется. Напряжение с выхода интегратора 14 поступает на вход функционального преобразователя 15, который преобразует это треугольное напряжение в сигнал синусоидальной формы. Выходной сигнал функционального преобразователя 5, имеющий стабильную амплитуду, поступает на вход фазосдигаюшей ЯС-цепочки 16, которая компенсирует сдвиг фазы вносимого компаратором 13 и интегратором 14. Выходной сигнал фазосдвигаюшей ЯС-цепочки 16, являющийся выходным сигналом управляемого генератора 4, поступает на другой вход пере- множителя 5. Выходной сигнал перемножителя 5 поступает на вход второго полосового фильтра 6, который выделяет составляющую в полосе 0 1 - 0 7 частоты 9, и одновременно поступает на вход фильтра 8, который выделяет из него составляющую в полосе до 0,03 частоты в. Сигнал с выхода второго полосового фильтра 6 посту.пает в первый детектируюший блок 7, где он выпрямляется (определяется уровень этой составляющей) и интегрируется с постоянной времени, равной указанному среднестатическому интервалу времени, а сигнал с выхода фильтра 8 поступает во второй детектируюший блок 9, где он также выпрямляется и интегрируется с той же постоянной времени. Измеренные усредненные уровни составляюших с выходов первого и второго детектируюших блоков 7 и 9 поступают на соответствующие входы блока 10, выходной сигнал которого, равный отношению выходного сигнала второго детектируюшего блока 9 к выходному сигналу первого детектируюшего блока 7, через масштабный усилитель 11, который преобразует его масштаб, поступает во вторичный прибор 12, где он регистрируется по шкале значения крепости единичной порции исходного материала. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При работе конусной дробилки на холостом ходу (отсутствует материал в камере дробления) выходной сигнал преобразователя 1 имеет практически постоянное значение, вследствие чего на выходах первого полосового фильтра 2 и резонансного фильтра 3 отсутствуют сигналы, а на выходе управляемого генератора 4 имеется сигнал синусоидальной формы, генерация которого обусловлена цикличностью переходов в различные состояния ком паратора 14 в моменты достижения напряжения на интеграторе 15 порогов его срабатывания,1512661 Формула изобретения Составитель В. Алекперов Редактор Н. Гунько Техред И. Верее Корректор О. Кравцова Заказ 5925/9 Тираж 543 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 017Показания вторичного прибора 12 устанавливаются в нулевое положение его шкалы.В ходе испытаний проводят прямыеизмерения крепости (методом толчения)исходного материала из думпкаров (единичных порций), а также фиксируют показания экспериментальных образцов, которыереализуют известное и предлагаемое устройства. Усреднение результатов измерения экспериментальными образцами проводят за интервал времени, равный 117периодам качаний подвижного конуса дробилки. Обработка полученных данных показывает, что с вероятностью 0,95 погрешностьконтроля не превышает 8,0 о 4 (коэффициент корреляции 0,895),Система позволит в 1,41 раза повыситьточность контроля за счет увеличения более, чем в 6,4 раза, избирательности привыделении информативных составляющих активной мощности,Система автоматического контроля крепости исходного материала конусной дробилки преимущественно крупного дробления,8включающая преобразователь активной мощности, первый полосовой фильтр, резонансный фильтр, два дете ктирующих блока, блок коррекции, масштабный усилитель и вторичный прибор, причем выход преобразователя активной мощности соединен с входом полосового фильтра, а выходы детектирующих блоков - с соответствующими входами блока коррекции, выход которого через масштабный усилитель подключен к 10 вторичному прибору, отличающаяся тем,что, с целью повышения точности контроля, она снабжена управляемым генератором частоты, перемножителем сигналов, вторым полосовым фильтром и фильтром нижних 1 частот, причем выход первого полосовогофильтра соединен с первым входом пере- множителя сигналов и с входом резонансного фильтра, выход которого через управляемый генератор частоты соединен с вторым входом перемножителя сигналов, вы ход которого соединен с входами второгополосового фильтра и фильтра нижних частот, а выходы второго полосового фильтра и фильтра нижних частот соединены с входами соответствующих детектирующих блоков.