Устройство для определения среднего размера токопроводящих дисперсных материалов

(22)Заявлено 14.02.79 (21) 2725086/18-25 с присоединением запвки М 6 01 .й 15/00 евеудауетюнйй квинтет СССР йф деми нзееретеннй и етерытнй(72) Авторы изобретения ЧЩВ, К. Важненко, Н, И. Рогалева и С. С, Че на.1Запорожский филиал Всесоюзного научно-иссл довательскогои конструкторского института "Цветметавто тика".,:(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА ТОКОПРОВОДЯЩИХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ, а, именно к,устройствам для определения степени дисперсности измельченных ма" териалов и может найти применение для измерения среднего диаметра дисперсных материалов, например, для определения степени измельчения прокаленной, углеграфитовой шихты в электродном производстве.Известно устройство, состоящее иэ1 о дозирующего устройства и оптической системы, обеспечивающее непрерывный автоматический контрольОднако из-за наличия дозирующего35 устройства для создания пылегазовой смеси устройство сложно в реализации кроме того, оно ненадежно в условиях запыленности, например, в электродном производстве, из-за "заростания" оптических поверхнбстей осаждающейся пылью.Известно также устройство для измеэения средней крупности руды на ленте транспортера, содержащее нож, индуктивный датчик, регистрирующее устройство 2.Однако использование устройства предполагает выполнение ряда условий: обеспечения постоянной скорости движения контролируемого материала относительно ножа, поддержания постоянного уровня материала в точке измерения; гомогенности .по химическому составу контролируемого материала, что затрудняет возможность применения этого устройства. Наиболее близким по техническои сущности к предлагаемому является устройство для определения дисперсности порошковсодержащее измерителвную ячеику с жидкостью (ее вязкость и плотность известны, а диэлектрическая проницаемость по возможности резко отличается от диэлектрической проницаемости порошка), емкостной датчик и измерительное устройство 3 1.30404 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 87Однако при помощи этого устройства нельзя осуществить непрерывный контроль дисперсности измельченного материала в потоке, так как необходимо определенное время на оседание частиц, по скорости которого, пропорциональной размеру частиц, определяют дис.персность материала. Время же оеедан 14 я частиц, определяющее период между измерениями, в зависимости от степени дисперсности контролируемого материала может составлять несколько часов. Повышение качества и выпуска продукции многих производств в значительной степени зависит от оперативного контроля степени дисперсности продуктов измельчения.Цель изобретения - обеспечение возможности непрерывного контроля.Поставленная цель достигается тем, что один из электродов выполнен в виде обхватывающего ячейку токопроводящего корпуса, а второй размещен в теле ячейки, причем ячейка снабжена регулятором уровня и выполнена со сквозной полостью, диаметр которой не менее, чем на порядок превышает средний размер частиц. Кроме того, толщина слоя диэлектрика измерительной ячейки между электродом и контролируемым материалом не,менее,чем на порядок меньше толщины внешнего слоя ячейки.Благодаря тому, что емкостный дат= чик состоит из электрода, покрытого . слоем,циэлектрика, с поверхностью которого соприкасается контролируемый материал, электрически соединенный со вторым входом измерительной схемы через корпус, первый вход которой соединен с электродом, появляетсявозможность измерять емкость системы: изолированный электрод - контролируемый материал, которая является функцией среднего размера частиц.Контроль среднего размера частиц непрерывно в потоке позволяет осуществить выполнение измерительной ячейки со сквозными отверстиями, через которые непрерывно проходит поток контролируемого материала. Ячейка снабжена регулятором уровня, который обеспечивает покрытие всей поверхности изолированного электрода контролируемьщ материалом, что создает одинаковость условий измерений; так как емкость системы; изолированный электрод - контролируемый материал, естес. твенно, зависит от площади электрода, покрытогб контролируемым материалом. Регулятор уровня содержит приспособление для обеспечения заданной высоты столба контролируемого материалакоторое выполнено в виде заслонки длянижнего отверстия измерительной ячейки, подвешенной на стержне, расположенном по оси ячейки, к пружине, жестко закрепленной на растяжке и датчикуровня контролируемого материала визмерительной ячейке, соединенный сразрешающим входом измерительной схемы,Благодаря тому, что устройствоснабжено датчиком уровня наличияконтролируемого материала в ячейке,соединенным с разрешающим входом измерительной схемы, исключается возможность появления ложных показанийизмерительной схемы в моменты недостаточной высоты столба контролируемого материала в измерительной ячейкеи, соответственно, неполного покрытияэлектрода датчика материалом.Диаметр сквозной полости, которыйне менее, чем на порядок должен превышать средний размер частиц, выбирается из условий необходимости обеспечения сплошности слоя контролируемогоматериала.Толщина внешнего слоя диэлектрикаэлектрода не менее, чем на порядокбольше слоя диэлектрика между электродом н контролируемым материалом,что повышает точность измерения, таккак в этом случае уменьшается паразитная емкость между электродом .и "землей", которая шунтирует рабочую емкость датчика.На чертеже представлена конструкция устройства для контроля дисперс"ности углеграфитовой шихты со среднимдиаметром 1-10 мм. Устройство содержит измерительную ячейку 1 из диэлектрического матерна" ла,имеющую два сквозных отверстия 2 и снабженную приспособлением 3 обеспечения заданной высоты столба контролируемого материала, состоящим из заслонки 4 для нижнего отверстия измери- тельной ячейки, подвешенной на стержне 5, расположенном по оси ячейки к пружине б, жестко закрепленной на растяжке 7. В теле измерительной ячейки 1 помещен электрод 8 емкостного датчика, выполненный в виде кольца, расположенного соосно ячейке и соединенного с одним входом измерительной схемы 9, содержащей интегрирующее устройство.Формула изобретения 5 87Второй вход измерительной схемы 9 электрически соединен через корпус 12, выполненный из металла сконтролируемым материалом О. Толщина тела измерительной ячейки - 10. мм, а толщина части тела измерительной ячейки между электродом и контролируемым материа" лом - 0,5 мм. Разрешающий вход схемы 9 соединен с датчиком 11 уровня, расположенным над измерительной ячейкой 1, которая помещена в металлический корпус 12.Устройство работает следующим об-, разом.Часть или весь поток углеграфито" вой шихты, проходящий с шаровой мельницы среднего помола по наклонному трубопроводу в сортовые бункера, поступает в измерительную ячейку 1 устройства. Пружина 6 выбрана таким образом, чтобы с учетом удельного веса материала и геометрических параметров ячейки обеспечивалось с помощью заслонки 4 поддержание требуемого уров= ня столба материала. В данном случае материал должен перекрывать весьэлектрод 8.При уменьшении потока количества материала, поступающего в измерительную ячейку 1 усилие на пружину 6 уменьшается, она сжимается и заслонка 4 прикрывается. Иатериал начинает накапливаться в ячейке.При увеличении количества материала, поступающего в измерительную ячей" ку 1, усилие на пружину 6 увеличивается, она начинает растягиваться, заслонка 4 приоткрывается, и количество материала, высыпающегося из измерительной ячейки 1, увеличивается,Таким образом, обеспечивается возможность непрерывного прохождения контролируемого материала через измерительную ячейку 1 с обеспечением требуемого уровня.До тех пор, пока контролируемый материал не достигает датчика 11 уровня, последний не выдает сигнал на разреша;ющий вход измерительной схемы 9 и сигнал на выходе измерительной схемы 9 отсутствует. При достижении контролируемым мате" риалом чувствительного элемента датчика 1 уровня, от него поступает разрешение на работу измерительной схемы 9, на измерительный вход которой поступает сигнал с конденсатора, одной из обкладок которого является электрод 8, находящийся в теле измерительной ячей 3040 6ки 1, а второй - сам контролируемыйматериал 10.Емкость данного конденсатора меня"ется в зависимости от среднего раз. -мера частиц контролируемого материала,поэтому на выходе измерительной схемыполучаем величину, являющуюся Функцией среднего размера частиц. Интегрирующее устройство, входящее в измеритель 1 о ную схему, усредняет значения измеряемой емкости за определенный промежуток времени например за 1 с) и уменьшает тем самым погрешность измерений,обусловпенную мгновенным случайнымрасположением частиц материала в движущемся потоке.Иеталлический корпус 12 одновременно является защитным экраном и повышает помехоустойчивость устройства.Электрод емкостного датчика можетбыть выполнен также в виде металлического стержня, покрытого диэлектрическим материалом и погруженного в конт ролируемый материал.Принцип действия устройства основанна зависимости, согласно которой средний размер токопроводящих дисперсныхматериалов является функцией емкости,измеряемой между изолированным электродом и слоем токопроводящего дисперсного материала, к которому подведен.К К 0С Кр35 где Я - средний радиус. частиц контролируемого материала;С, - емкость между слоем контролируемого материала и электродом;4 О К, - коэФФициент, характеризующийразмер изолированной пластины электрода;К - коэффициент, характеризующий.изолирующий слой электродами 45 КЯ - коэффициент пропорциональности,Использование предлагаемого устройства позволяет осуществить непрерывный автоматический контроль грансостава углеграфитовой шихты непосредственно в технологическом потоке. 551. Устройство для определениясреднего размера токопроводящкх дисперсньй материалов, содержащее измерительную ячейку из диэлектрического мате"Патент Ужгород,7 873040 8 риала и электроды емкостиово датчика, " ду электродом и контролируемьи матерно т л и ч а ю щ е е с я .тем, что, алом не менее, чем на порядок, меньше с целью обеспечения возможности непре- толщины внешнего слоя ячейки.рывного контроля, один из электродов Источники информации, выполнен в виде, обхватывающего ячей-принятые во внимание при экспертизе ку токонроводящего корпуса, а второй 1. Патент ФРГ Ф 2427908, размещен в теле ячейки, причем ячей- кл. 6 01 й 15/02, опублик. 1973.ка снабжена регулятором уровня и вы. Гринман И.Г, и др, Контроль и полнена со сквозной полостью, диаметр регулирование процессов дробления и1 11 . которой не менее, чем на порядок пре о грохочения руд. Алма-Ата, Наука вышает средний размер частиц. 1977, с. 59-60.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а. Эли Ф. Диэлектрические измерею щ е е с я тем, что толщина слоя ния. И., "Химия", 1967,с. 155"57. диэлектрика измерительной ячейки меж- (прототип).