Устройство для определения состава сыпучих материалов

(7 ) Коммуна рский институт (72) В.П.Бонда В.К,Богданов и (53) 551.508.7 Бюл. Р 9ий горнометалл ичесенко, Н,МВ.Г,франк(54) ТАЗА (57) повыпение точб ретенияелен ия.же показан Цель изсти опре На черт зобре измерениисыпучих редложенноеия состава определ роиств пользов ленност золе пы е риалов,во состоит сыпучих м Устрой аллич са,эунк п 1 олняющектрода 1 кого патруб заземленно го горизон регородкой аксиально птакже на пре строительной риятиях горно руд вленнос ич е скои снабженноческой пелур- елео мет диэлектоторой к скои пром влажности и для опред агнитной ча епится аль ный о К т руби отен ыпучих материал СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОССЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения состава сыпучих материалов, Цель изобретения - повышение точности определения. Для этого устройство содержит емкостный датчик и индуктивный датчик, которые расположены друг над другом. При этом емкостный датта выполнен в виде металлического патрубка, играющего роль ение относится к технике электрических параметров териалов и может быть исв энергетической промышдля определения углерода в гольных котлоагрегатов, а заземленного измерительного электрода, который снабжен диэлектрической перегородкой. К диэлектрической перегородке прикреплены концы потенциального электрода, которые выступают в образованные измерительные полости. Заземленный электрод соединен с виброуплотнителем и снабжен приводом поОворота датчика на 180 вокруг горизонтальной оси. Индуктивный датчик выполнен в виде дозировочного бункера с катугкой, заслонкой и датчиком уровня материала в нем. Индуктивный и емкостный датчики включены в измерительнь 1 е генераторы, схемы измерения и управления. Поворот емкостного даточика на 180 и обратно обеспечивает механизацию загрузки и разгрузки материала и позволяет совместить их во времени. В индуктивном датчике определяют содержание ферромагнитной фракции, а в емкостном - содержание влаги и углерода. При этом с учетом содержания ферромагнитной фракции вводится поправка на содержание влаги и углерода. 1 ип.линдрический электрод 3, при этом образуются две равные по объему измерительные полости 4 и 5, а части б и 7 электрода 3 равноудалены от перего 5 родки 2 и совместно с электродом 1 образуют два коаксиальных емкостных конденсатора. Внутренняя поверхность патрубка от перегородки 2 к его торцам выполнена в виде двух усеченных конусов, малые основания которых расположены со стороны оснований перегородки 2, расположенной по оси поворота патрубка вокруг горизонтальной оси от привода 8, Наружная поверхность патрубка соединена с виброуплотнителем 9, Емкостный кондейсатор выполнен так, что электрическая емкость между электродами 1 и 6 равна емкости между электродами 1 и 7 при порожних полос тях 4 и 5. Внутренняя конусная поверхность электрода 1 обеспечивает благоприятные условия уплотнения вибрацией материала в измерительных полостях и удаления его из полостей 25 после измерения параметров.Над патрубком и соосно ему установлен дозировочный бункер 10 с катушкой 11 индуктивности, затвором 12 с приводом 1 3, датчиком 14 уровня ма териала с электродами 15Катушка 11 индуктивности и электроды 1 и 3 емкостного конденсатора включены в схему измерения и управления, содержащую измерительные генераторы 16 и 17, опорный генератор 18, делитель 1 9 разностных частот, блоки 20 и 21 вьделения разностных частот, ф блок 22 управления и электронного вьг числения и блок 23 индикации и реги страции измерений, при этом катушка 11 индуктивности и электроды 1 и 3 емкостного конденсатора включены в раздельные измерительные генераторы16 и 17 соответственно. 45Для сброса отработанной пробы служит разгрузочная воронка 24, соединенная с системой вакуумного пробоудаления ипи канализацией (не показа" но) .50Привод 8 поворота емкостного конденсатора совместно с виброуплотнителем 9 вокруг горизонтальной оси,привод 13 затвора 12 дозировочногобункера 1 О и его датчик 14 уровня материала соединены электрически с блоком 22 управления и электронного вычисления. Устройство работает следующим образом.Материал равномерным потоком загружают в дозировочный бункер 10 индуктивного датчика, который постепенно заполняется. При достижении уровня материала в бункере 10 электродов5 датчик 14 вьдает в блок 22 сигнал, под воздействием которого автоматически включ а ется изме рение частоты генератора 1 б схемы измерения и вьдается команда о прекращении загрузки материала в бункер 10. После измерения частоты генератора 16 блок 22 включает в работу привод 13, который открывает затвор 12 бункера 1 О, Под действием сил тяжести материал из бункера 10 поступает в измерительную полость 4 емкостного датчика. После этого по команде блока 22 привод 13 закрьвает затвор 12, и одновременно включается в работу виброуплотнитель 9, а после некоторой задержки, устанавливаемой опытным путем, включается измерительный генератор 17 . Под воз - . действием вибрации в полости 4 происходит уплотнение материала до заданной предварительно и устанавливаемой экспериментально плотности. В процессе уплотнения материала производится непрерьвное измерение частоты гене ратора 17, в схему которого включены электроды емкостного конденсатора с материалом между электродами 1 и 6, Достижение необходимой плотности при виброуплотнении и измерение частоты, по которой ведется расчет содержания контролируемого элемента, определяется блоком 22 в момент, когда приращение частоты генератора 17 при непрерывном ее измерении становится меньше значения заданной сходимости определений емкостного конденсатора. После чего блок 22 выключает виброуплотнитель 9, производит включение генератора 17 на измерение частоты емкостного датчика с материалом .и включает в работу привод 8, который поворачивает емкостный датчик совместно с виброуплотнителем 9 вокруг горизонтальной оси на 180При этом полости 4 и 5 меняются местами и происходит опорожнение полости 4 от материала сначала под действиеи сил тяжести, а затеи под действием вибрации уплотнителя 9, которой предшествуют операции последую739 5 1548 щей загрузки материала в бункере 1 О, определение в нем контролируемого элемента по описанной схеме. Поэтому после поворота емкостного датчика на 180 по команде блока 22 привод 13о5 открывает затвор 12 и материал из бункера 10 просыпается теперь уже в измерительную полость 5. Затем по команде блока 22 включаются виброуплот нитель 9 и привод 13, который закрывает затвор 12, а с незначительной задержкой включается измерительный генератор 17, в схему которого включены электроды емкостного конденсато ра с материалом между электродами 1 и 7. За время выдержки включения генератора 17 происходит полное удаление материала из полости 4 под воздействием вибрации уплотнения мате риала в полости 5.Из полости 4 материал поступает в разгрузочную воронку 24, а затем удаляется из нее с помощью вакуумной системы пробоудаления или непосред ственно в канализацию в зависимости от условий использования устройства. При непрерывном измерении частоты генератора 17 и работающем виброуплотнителе 9 в полости 5 устанавливается такое состояние пробного материала, при котором достигнута заданная плотность, и наступает момент, когда приращение частоты генератора 17 становится меньше значения допус 35 каемой сходимости определений емкостного датч ика, что с в идет ель ст вует о необходимости прекращения виброуплотнения материала. Поэтому блок 22 выключает виброуплотнитель 9 и включает привод 8, который поворачивает в обратном направлении емкостный даточик и виброуплотнитель 9 на 180, при этом устройство занимает исходное по ложение, полости 4 и 5 меняются местами, происходит опорожнение полости 5 от материала под действием сил тяжести, а затем под действием вибрации. В дальнейшем операции повтоРяют ся по указанной схеме и последовательности.Наличие индуктивного датчика, выполненного в виде бункера 10 с катушкой 11 индуктивности, затвором 12 и датчиком 14 уровня материала, и емкостного датчика позволяет расширить технологические воэможности устройства и повысить точность определений за счет учета влияния одного элементана другой.Так, например, при определении содержания углерода в летучей зоне пылеугольных котлоагрегатов в индуктивном датчике определяют содержаниеФерромагнитной фракции в ней, в емкостном датчике определяют содержаниеуглерода в золе и по данным обоихдатчиков в счетно - решающем устройствеблока 22 производится опрецеление содержания углерода в золе с учетом содержания в ней Ферромагнитной Фрак-ции, при этом блок 23 регистрируетпри необходимости результаты определений Ферромагнитной фракции и углерода в отдельностиТаким образом, определяется влажность железорудных сыпучих материалов,при этом при определении влажностивводится поправка на содержание ферромагнитной фракции.Выполнение емкостного конденсатора в виде патрубка 1, снабженного диэлектрической перегородкой 2 и электродом 3, позволяет получить две измерительные полости 4 и 5, а в сочетании с поворотом их вокруг горизонтальной оси - обеспечить возможностьавтоматизации операций загрузки мате -риала в емкостный датчик и разгрузкиматериала из него, при этом достигается совмещение операций виброуплотнения материала в одной измерительнойполости и виброудаления его из другойизмерительной полости, Автоматизацияопераций загрузки и разгрузки материала в емкостном датчике обеспечивает использование устройства в автоматических системах контроля химсостава сыпучих материалов, т.е, расширяет технические возможности устройства,Совмещение операций уплотнения материала в одной иэ двух измерительныхполостей и удаления материала из другой измерительной полости позволяетсократить продолжительность определений .емкостного датчика и устройствав целом и снизить энергозатраты.Расположение бункера 10 над емкос тньи датч иком и обо рудов ание егозатвором 12 позволяет производить периодически проверку стабильностирабочей" частоты генератора 17 в процессе эксплуатации, в схему которого включен емкостный датчик, беэ прекращения процесса контроля материалапри использовании устройства в автоматической системе контроля, чтообеспечивает представительность опредЕлений и повьаение их точности. Приэтом ийеется в виду, что проверкастабильности "рабочей" частоты генератора 17 ведется в Накопления проб"ного материала в бункере 1 О, продолжйтельность которого больше продолжительности определений в емкостномдатчике, а программу проверки выдаетблок 22,Выполнение измерительных полостей4 и 5 емкостного датчика равйыми по 15объему и равноудаление электродов 6и 7 в них от перегородки 2 обеспечив ет простоту создания электрическойе кости между электродами 1 и 6 полрсти 4 равной электрической емкости 20между электродами 1 и 7 полости 5 инастройки обеих емкостных конденсаторов в схеме генератора 17 на одинаковую рабочую" частоту,: Это упрощаетсхему измерения и контроля стабиль 25ности "рабочей" частоты генератора 17,при этом схемой измерения и управления предусмотрена автоподстройка "рабочей" частоты. генератора 17 обратнойсвязью блок 22 - генератор 17. 30Наличие датчика 14 уровня материа 1 а в индуктивном датчике также позво-,ляет расширить технические возможнос 1 и устройства и использовать его нет 1 олько в лабораторнь 1 х условиях, но и 39автоматических системах контроляхимсостава сыпучих материалов.Выполнение емкостного конденсатора в виде коаксиально расположенныхПолого и цилиндрического электродов 40обеспечивает высокую представитель"Ность определений за счет измереният 1 араметров всего объема пробного материала.Принятая форма измерительных полостей 4 и 5 емкостного датчика в виде усеченного конуса обеспечивает сокращение продолжительности виброуплотнения материала в полостях и виброудаления материала из них, а также 50снижение энергозатрат.Кроме того. схемой измерения и управления предусмотрена возможностьисследования сыпучего материала безФ уплотнения его в емкостном датчике,при этой необходимости виброуплотнитель 9 выключ ает с я.Наличие диэлектрической перегородки 2 в патрубке 1 позволяет закрепитьэлектрод 3 к ней и исключить имеющееместо в известных коаксиальных датчиках с открывающимся дном креплениецентрального электрода к полому посредством радиальных изоляционных ребер, что способствует улучшению условий удаления материала из измерительных полостей 4 и 5 емкостного датчика, и обеспечить высокое качество ихочистки, При этом обеспечивается повьппение представительности и точности оп ределен ий,Формула изобретенияУстройство для определения состава сыпучих материалов, содержащее измерительную ячейку, выполненную ввиде сосуда большего диаметра с электродами емкостного датчика и сосудаменьшего диаметра с катушкой индуктивности, установленные друг над другом с возможностью поворота вокруггоризонтальной оси, и уплотнителя материалов, причем электроды емкостногодатчика и катушка индуктивности включены в раздельные измерительные генераторы схемы измерения и управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности определения,сосуд большего диаметра с электродами выполнен в виде металлическогопатрубка, снабженного горизонтальнойдиэлектрической перегородкой, установленной по оси его поворота, образующей две равные по объему измерительные полости емкостного датчика,по вертикальной оси которых расположен прикрепленный к перегородке потенпиальный цилиндрический электрод,выступающие в измерительные полостичасти которого равноудалены от перегородки, а сосуд меньшего.диаметра скатушкой индуктивности выполнен в виде стационарного дазировочного бункера с датчиком уровня материала надкатушкой индуктивности и затвором ниже нее,1548739 Составитель А.ПлатоваТехред М,Коданич Корректор Л.Бескид актор В,Дан оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,га аказ 139 Тираж 509НИИПИ Государственного комит113035, Москв а по иэобр Ж, Рау Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб д. ч/5