Устройство для автоматического управления фильтрующей центрифугой

)5 В 04 ПИСАН ОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ стали и сплавов тво СССР 00, 1989. ТОМАТИЧЕСК РУЮЩЕЙ ЦЕН я к металлургии рафинированию ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АГО УПРАВЛЕНИЯ ФИЛЬТРИ ФУГОЙ(57) Изобретение относита именно к получению и Изобреа именнометаллов.Известно устройство автоматического управления фильтрующей центрифугой, содержащее датчик тока, привод подъема-опускания ротора центрифуги, регулятор, датчик и задатчик скорости перемещения ротора, а также источник питания, сумматор, инвертор, блок памяти и последовательно соединенные схему И, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, блок. сравнения, схему ИЛИ и управляемый ключ, второй вход последнего подключен к регулятору скорости, а выход - к первому входу привода ротора центрифуги, второй и третий входы которого соединены с вторым и третьим управляющими входами устройства соответственно, а первый управляющий вход устройства подключен к второму тение относится к металлургии, к получению и рафинированию металлов, Цель изобретения - повышение производительности за счет повышения фильтрующей способности. Устройство для автоматического управления фильтрующей центрифугой содержит датчик заданной глубины погружения ротора, генератор и счетчик импульсов, два инвертора, два сумматора, два задатчика времени, два блока сравнения, три ключа, цифроаналоговый преобразователь, задатчики начального и конечного размеров фильтрующей щели, регулятор размера фильтрующей щели, исполнительный механизм, регулирующий и функциональный органы. 1 ил. входу схемы ИЛИ, при этом. ротор центри щаай фуги, установленный в рафинировочный котел с расплавом металла, источник и датчик 4 . тока образуют последовательную электри- ЬЭ ческую цепь, причем датчик тока соединен С) с первым входом схемы И, второй вход которой подключен к выходу блока сравнения, Я . и через инвертор - к входу сброса счетчика импульсов; блок памяти соединен с вторым входом блока сравнения, а вход регулятора скорости - с выходом сумматора, первый вход которого подключен к выходу задатчика скорости, а второй инвертирующий вход - к датчику скорости,Однако известное устройство не позволяет поддерживать оптимальное соотношение таких параметров, как, например, размер щели, сопротивление слоя кристаллического осадка жидкому расплаву, сцепление частиц осадка между собой,35 40 50 центробежное ускорение, температура и вязкость расплава металла, что в конечном счете не позволяет повысить при рафинировании получение металла с заданным содержанием примесей и тем самым повысить производительность фильтрующей центрифуги,Цель изобретения - повышение производительности за счет повышения фильтрующей способности,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического управления фильтрующей центрифугой, включающей ротор центрифуги и рафинировочный котел с расплавленным металлом, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов и блок сравнения, ключ, сумматор и инвертор, соединенный с входом сброса счетчика импульсов, причем ротор центрифуги представляет собой две горелки.с фильтрующей щелью и заборными окнами на верхней тарели, введены датчик заданной глубины погружения ротора, выход которого соединен с входами генератора импульсов и инвертора, последовательно соединенные первый задатчик времени, второй блок сравнения, второй инвертор, второй ключ, второй сумматор, регулятор размера фильтрующей щели, исполнительный механизм и регулирующий орган, задатчик начального и конечного регуляторов фильтрующей щели, третий ключ, цифроаналоговый преобразователь, функциональный блок и второй задатчик времени, при этом задатчик начального размера фильтрующей щели подключен к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого подсоединен к выходу второго блока сравнения, а выход - к второму входу второго сумматора, задатчик конечного регулятора фильтрующей щели подключен к второму входу второго блока сравнения и входу цифроаналогового преобразователя, выход которого через функциональный блок соединен с вторым входом первого ключа, а вторсй задатчик времени подключен к второму входу первого блока сравнения.На чертеже дано предлагаемое устройство,Устройство для автоматического управления фильтрующей центрифугой (фиг, 1) содержит датчик 1 заданной глубины погружения ротора 2 фильтрующей центрифуги в рафинировочный котел 3, заполненный расплавленным металлом 4, Выход датчика 1 соединен с управляющим (запускающим) входом генератора 5 импульсов и через первый инвертор 6 с входом сброса счетчика 7 импульсов, тактовый вход которого соединен с выходом генератора 5, а выход - с первыми входами первого и второго блоков 8 и 9 сравнения и входом цифроаналогового преобразователя 10 (ЦАП), Вторые входы блоков 8 и 9 соединены соответственно с выходами первого 11 и второго 12 задатчиков времени. Выход ЦАП 10 через функциональный блок 13 соединен с входом первого ключа 14, управляющий вход которого соединен с выходом блока 8, а выход- с первым входом первого сумматора 15, второй вход которого соединен с выходом задатчика 16 начального размера фильтрующей щели, а выход - с входом второго ключа 17, управляющий вход которого соединен с выходом блока 9 и входом второго инвертора 18, а выход- с первым входом второго сумматора 19, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа 20, вход которого соединен с выходом задатчика 21 конечного размера фильтрующей щели, а управляющий вход - с выходом инвертора 18, Выход сумматора 19 соединен с входом регулятора 22 размера фильтрующей щели с соответствующими исполнительным механизмом 23 и регулирующим органом 24, позволяющим изменять размер фильтрующей щели 25 между верхней 26 и нижней 27 тарелями ротора центрифуги. На верхней тарели 26 установлены заборные окна 28, Ротор 2 установлен на штоке 29,Устройство работает следующим образом.В рафинировочный котел 3 загружают черновой металл необходимой температуры или доводят до него. При этой температуре основной рафинируемый металл находится в расплавленном, жидком состоянии, а подлежащие удалению из него примеси - в твердом. После. этого ротор 2 центрифуги приводят во вращение и погружают в расплав 4.При этом, поскольку датчик 1 заданной глубины погружения пока еще не сработал, то на выходе датЧика 1 присутствует нулевой сигнал, что приводит к тому, что на выходе генератора 5 импульсов отсутствуют тактовые импульсы, а на входе сброса счетчика 7 присутствует единичный сигнал. При этом счетчик 7 обнулен. На первых входах блоков 8 и 9 сравнения, следовательно, присутствует нулевой сигнал. На их вторые входы с задатчиков 11 и 12 соответственно поступают в двоичном коде уставки времени, Поэтому на выходе блока 8 сравнения присутствует нулевой сигнал, а на выходе блока 9 сравнения - единичный, Это приводит к тому, что ключ 14 закрыт, и на его выходе присутствует нулевой сигнал, а ключ17 открыт, и на его выходе присутствуетсигнал с задатчика 16 начального размерафильтрующей щели 25. Ключ 20 закрыт нулевым сигналом на управляющем входе. Поэтому сигнал с выхода ключа 17 черезсумматор 19 поступает на регулятор 22 размера фильтрующей щели 25, которым этозадание отрабатывается с помощью механизма 23 и органа 24.Как только ротор 2 центрифуги достигнет заданной глубины погружения, срабатывает датчик 1, выполненный, например,на микровыключателе, На выходе датчика 1появляется единичный сигнал, который разрешает появление тактовых импульсов навыходе генератора 5 (разрешает его работу). Счетчик 7 импульсов начинает отсчитывать поступающие с генератора 5 тактовыеимпульсы, тем самым отсчитывая времяфильтрации - вращения ротора 2 погружной центрифуги в расплаве 4,Однако до тех пор, пока текущее времяфильтрации не превысит заданного задатчиком 11 времени, изменений в работе устройства не будет, и размер фильтрующейщели 25 не изменится, будет первоначальнозаданный.В экспериментах при рафинированииразличных металлов, например, свинца,цинка, олова и других определено, что дляформирования внутри ротора 2 центрифуги,образованного верхней и нижней тарелями26 и 27, слоя кристаллического осадка, через который осуществляется фильтрациярасплава основного рафинируемого металла, необходимо 7 - 13 с. При рафинированиисвинца от интерметаллических соединений,примесей необходимо 10 с, что являетсясредним значением при рафинировании металлов,Однако по истечении указанного времени фильтрующий слой из кристаллическогоосадка уже успевает образоваться и уже начинает оказывать все большее сопротивление фильтрации через него жидкогорафинируемого металла. Для уменьшения этого сопротивления слоя кристаллического осадка расплаву с течением времени устройство увеличивает размер фильтрующей щели 25 между тарелями 26 и 27. При этом, поскольку в среде расплава твердые частицы интерметаллидов не имеют зарядов,то в случаях столкновения друг с другом они слипаются и укрупняются . Радиус притягивания частиц в два - три раза больше радиуса самой частицы, и это соотношение с увеличением частиц уменьшается. Поэтому мелкие частицы слипаются быстрее. чем крупные,После того, как текущее время фильтрации, отсчитываемое счетчиком 7 импульсов,превышает уставку задатчика 11 времени,то на выходе блока 8 сравнения появляетсяединичный сигнал, что приводит к срабаты 5 ванию ключа 14. Поэтому с выхода счетчика7 сигнал, соответствующий текущему времени фильтрации и представленный в двоичном коде, проходит через ЦАП 10,преобразуясь в аналоговый вид, и поступает10 в функциональный блок 13, где реализуетсязаданная зависимость изменения размеращели 25 ротора 2 центрифуги от текущеговремени фильтрации,Сформированный в блоке 13 сигнал че 15 рез первый ключ 14(он сработал, замкнулся)поступает на первый вход сумматора 15. В,сумматоре 15 сигнал складывается с уставкой задатчика 16 начального (минимального) размера фильтрующей щели, Поскольку20 блок 9 сравнения и ключи 17 и 20 осталисьв прежнем, первоначальном состоянии, товыходной сигнал первого сумматора 15 поступает через ключ 17 и сумматор 19 нарегулятор 22 размера фильтрующей щели.25 При достижении текущего времени фильтрования уставки, задаваемой задатчиком 12времени, происходит срабатывание блока 9сравнения. В результате этого на выходеблока 9 появляется нулевой сигнал. Это при 30 водит к размыканию ключа 17 и прекращению, прохождения сигнала через него.Одновременно сигнал с выхода блока 9 через инвертор 18 (теперь уже единичный)поступает на управляющий вход третьего35 ключа 20. Это приводит к его срабатыванию- замыканию, Поэтому уставка с задатчиком21 конечного (максимального) размера.фильтрующей щели 25 поступает через ключ20 на второй вход сумматора 19. С выхода40 сумматора 19 сигнал поступает на регулятор22 для поддержания постоянным максимального размера фильтрующей щели 25(ключ 17 разомкнут),Таким образом, за счет разведения та 45 релей 26 и 27 ротора 2 центрифуги и изменения размера фильтрующей щели 25 с. течением времени поддерживается оптимальное соотношение таких параметров,как, например, размер щели, сопротивле 50 ние слоя кристаллического осадка жидкомурасплаву, сцепление частиц осадка междусобой, центробежное ускорение, температура и вязкость расплава металла и т,д., чтоопределяется экспериментально, задается55 и реализуется в дальнейшем предлагаемымустройством по соответствующей зависимости, что в конечном счете позволяет повысить при рафинировании получение металлас заданным соде;1 жанием приг 1:.сей и тем172 Составитель В.КопыловРедактор О.Головач Техред М,Моргентал Корректор В, Гирня аэ 910 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага самым повысить производительность фильтрующей центрифуги,Формула изобретения Устройство для автоматического управления. фильтрующей центрифугой, включащей. ротор центрифуги и рафинировочный котел с расплавленным металлом, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов и блок сравнения, ключ, сумматор и инвертор, соединенный с входом сброса счетчика импульсов, отличающееся тем,что,сцелью повышения производительности за счет повышения фильтрующей способности, ротор центрифуги представляет собой две тарели с фильтрующей щелью и заборными окнами на верхней тарели, а в устройство введены датчик заданной глубины погружения ротора, выход которого соединен с входами генератора импульсов и инвертора, последовательно соединенные первый задатчик времени, второй блок сравнения, второй инвертор, второй ключ, второй сум 0727 8матор, регулятор размера фильтрующей щели, исполнительный механизм и регулирующий орган, задатчики начального и конечного размеров фильтрующей щели, 5 третий ключ, цифроаналоговый преобразователь, функциональный блок и второй эадатчик времени, при этом задатчик начального размера фильтрующей щели подключен к второму входу первого сумма тора, выход которого соединен с первымвходом третьего ключа, второй вход которого подсоединен к выходу второго блока сравнения, а выход- к второму входу второго сумматора, задатчик конечного размера 15 фильтрующей щели подключен к второмувходу второго ключа, а выход счетчика импульсов - к второму входу второго блока сравнения и входу цифроаналогового преобразователя, выход которого через функ циональный блок соединен с вторым входомпервого ключа, а второй задатчик времени подключен к второму входу первого блока сравнения.