Устройство контроля материала в приемной зоне дробилки

союз совета ахсоцидлистичесиихРеспублин телью ау(71) КриворожсКрасного Знаме Бюлко 21,926(08 Автомат ительными(56) обога Б.Д.К с. 52 я управления иками. Под ред "Недра", 1977,фабМ о шаре ког Ультра в, 197 плитудиоду г подклюсчетчик госудАРстненний номитет сссрпО делАм изОБРетениЙ и ОчиРьпий ии ордена Трудового и горнорудный инсти 2 Гуманюк М.Н. зву в гор ной автоматике, Кие О, с.167- 168 (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛА В ПРИЕМНОЙ ЗОНЕ ЛРОБИЛКИ, содержащее генератор напряжения ультразвуковой частоты с излучателем и приемником-преобразователем, усилн" тель и исполнительный прибор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено двумя счетчиками импульсов, амплитудным детектором, триггером 0 Ьитта, пятью элементами И, двумя коммутаторами, блоком деления, сумматором, блоком умножения, двумя задатчиками коэффициентов связи, таймером, инвертором, дифференциатором, двумя Ъ -триггерами, причем первый вход первого элемента И подключен к выходу генератора напряжения ультразвуковой частоты, вход ителя подключен к выходу прие ника-преобразователя, вход ам ного детектора подключен к в усилителя, а выход амплитудн тектора через триггер Шмитта чен к счетному входу первого о. ч- п 1).3.И,ДД В 02 С 2 УООЖХшЮЗРБ:дЗЙЯБ ЕЗИвВЗВФЯБЬдаЖРЛЖИЛИЕХЖЖЙБУ импульсов и к второму входу первогоэлемента И, выход которого подключенк счетному входу второго счетчикаимпульсов, выход второго счетчика импульсов подключен к первым входамвторого н третьего элементов И ичерез первый коммутатор - к первомувходу блока деления, выход первогосчетчика импульсов подключен черезвторой коммутатор к второму входублока деления, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к первому эадатйику коэффициента связи,а выход - к первому входу блока умно"женил, к второму входу которого подключен второй задатчик коэФфициентасвязи, выход блока умножения подключен к первому входу исполнительногоприбора, выход таймера подключен квходу инвертора, первому входу четвертого элемента И и к первым входампервого и второго Э -триггеров, вы"ход инверора подключен к третьемувходу первого элемента И, к входудифференциатора, к второму входувторого элемента И и к первому входупятого элемента И, выход дифференциатора подключен к управляющим входам первого и второго счетчиковимпульсов, выход четвертого элементаИ подключен к управляющим входампервого и второго коммутаторов, выход третьего элемента И подключен квторому входу четвертого элемента И,выход второго элемента И подключенк второму входупервого В -триггера, выход которого подключен к второму входу исполнительного прибора,Юьйодпятого элемента И подключен квторому входу второго 3 -триггера, 1156735выход которого подключен к третьему вход пятого элемента И подклювходу исполнительного прибора, а вто- чены к выходу первого счетчика рой вход третьего элемента И и второй импульсов.Изобретение относится к автоматизации измельчитепьного оборудования и может быть использовано на горнорудных предприятиях черной и цветной металлургии, на предприятиях строительных материалов и в химической промьвпленности.Известно бесконтактное устройство контроля заполнения приемной зоны дробилки, состоящее из радиактив 10 ного излучателя приемника, усилителя и исполнительного прибора 1 .Однако это устройство недостаточно надежно.Наиболее близким к изобретению по технической су ности является устройство контроля материала в приемной зоне дробилки, содержащее гене .ратор напряжения ультразвуковой частоты с излучателем и приемником 20 преобразователем, усилитель и исполнительный прибор 21.Недостатком известного устройства является отсутствие информации о прекращении подачи материала из предыдущего по технологической линии аппарата (например, при забивке течки, отсутствии материала в бункере и др) а также отсутствие информацж о крупности поступающего в дро билку материала.Целью изобретения является повьг пение точности контрспя.Цель достигается тем, что устройство контроля материала в приемной 35 зоне дробилки, содержащее генератор напряжения ультразвуковой частоты с излучателем и приемником"преобразователем, усилитель и исполнительный прибор, снабжено двумя счетчика ми импульсов, амплитудным детектором, триггером Шмитта, пятью элементами.И, двумя коммутаторами, блоком деления, сумматором, блоком умножения, двумя задатчиками коэффициен" тов связи, таймером, инвертором, дифФеренциатором двумя Э -триггерами; причем первый вход первого элемента И подключен к выходу генератора напряжения ультразвуковой частоты, вход усилителя подключен к выходу приемника-преобразователя, вход амплитудного детектора подключен к выходу усилителя, а выход амплитудного детектора через триггер Шмитта подключен к счетному входу первого счетчика импульсов и к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов, выход второго счетчика импульсов подключен к первым входам второго и третьего элементов И и через первый коммутатор - к первому входу блока деления, .выход первого счетчика имПульсов подключен через второй коммутатор к второму входу блока деления, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к первому задатчику коэффициента связи, а выход - к первому входу блока умножения, к второму входу которого подключен второй задатчик коэффициента связи, выход блока умножения подключен к первому входу исполнительного прибора, выход таймера подключен к входу инвертора, первому входу четвертого элемента И и к первым входам первого и второго П -триггеров, выход инвертора подключен к третьему входу первого элемента И, к входу дифференциатора, к второму входу второго элемента И и к первому входу пятого элемента "И, выход дифференциатора подключен к управляющим входам первого и второго счетчиков импульсов, выход четвертого элемента И подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, вь 1 ход третьего элемента И подключенк второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента И подключен к второму входу первого Э -триг. гера, выход которого подключен к вто1156рому входу исполнительного прибора,выход пятого элемента И подключен квторому входу второго 3 -триггера,выход которого подключен к третьемувходу исполнительного .прибора, а 5второй вход третьего элемента И ивторой вход пятого элемента И подключены к выходу первого счетчикаимпульсов.На фиг.1 представлена блок-схе Ома устройства контроля материала вприемной эдне дробилки; на фиг.2 - .дробилка с расположением излучателяи приемника, вертикальный разрез; нафиг.З - то же, вид сверху, на фиг,4- 15диаграммы сигналов на вьходе усилителя и детектора, на фиг,5 - диаграмма сигнала на выходе триггераШмитта,Устройство содержит генератор 1 20напряжения ультразвуковой частоты,излучатель 2 ультразвуковьм колебаний, приемник-преобразователь 3ультразвуковых колебаний в электрический сигнал, усилитель 4 (резонансный), амплитудный детектор 5,триггер Шмитта 6, элементы И 7-11,первый 12 и второй 13 счетчики импульсов, первый 14 и второй 15 коммутаторы, таймер 16 управляющего сиг ЗОнала, инвертор 17, дифференциатор918 (типа КС), блок 19 деления, сум"матор 20, блок 21 умножения, задатчик первого 22 и второго 23 коэффициентов, исполнительный прибор 24, 35первый 25 и второй 26 2 -триггеры,Выход генератора напряжения звуковойчастоты подключен к входу излучателя2 и к первому входу первого элемента И 7. Выход приемника-преобразователя ультразвуковых колебаний в электрический сигнал 3 через резонансныйусилитель 4, амплитудный детектор 5,триггер Шмитта 6 подключен к второму входу первого элемента И 7 и к 4 эсчетному входу счетчика 12 импульсов.Выход первого элемента И 7 подключенк счетному входу счетчика 13 импульсов, выход которого подключен к первым входам элементов И 9 и 10 и %6через первый коммутатор 14 - к входуделимого блока 19 деления. Выходсчетчика 12 импульсов подключен через второй коммутатор 15 к входуделителя блока 19 деления, выход ко- Яторого подключен к первому входусумматора 20, второй вход которогоподключен к задатчику 22 первого ко 735 фзффициента. Выход сумматора 20 подключен к первому входу блока 21умножения, к второму входу которогоподключен задатчик 23 второго коэффициента, а выход которого подключенк первому входу исполнительного прибора 24. Выход таймера 16 управляющего сигнала подключен к входу инвертора 17, первому входу четвертогоэлемента И 8 и к С-входам первого 25и второго 26 2 -триггеров, Выход инвертора 17 подключен к третьему входу элемента И 7, к входу кС-дифференциатора 1 Я и к вторым входам элементов И 9 и 11. Вьмод КС-дифференциатора 18 подключен к управляющимвходам счетчиков 12 и 13 импульсов.Выход элемента И 8 подключен к управ"ляющим входам первого 14 и второго15 коммутаторов. Выход элемента И1 О подключен к второму входу элемента И 8. Вьмод элемента И 9 подключен к 3 -входу первого Р -триггера25, вьмод которого подключен к второ.му входу исполнительного прибора 24.Выход элемента И 11 подключен к Эвходу второго Г -триггера 26, выходкоторогогодктпчен к третьему входу исполнительного прибора 24, авторой вход элемента И 10 и первыйвход элемента И 11 подключены к выходу счетчика 12 импульсов,Устройство работает следующимобразомПеременное напряжение генераторапоступая на излучатель 2, преобразуется в узконаправленный наприемник луч ультразвуковых колебаний. Излучатель и приемник закреплены на кожухе приемной зоны нижераспределительной плиты таким образом, чтобы луч пересекал падающийс распределительной плиты материали не пересекал шейку подвижного конуса (фиг.2). Материал поступаетв л,иемную зону с распределительной плиты по всему параметру последней, что обеспечивает свободное падение материала отдельными кусками.При этом каждый кусок, проходящийчерез луч, вызывает изменение сигнала приемника по диаграмме (фиг.4)На фиг,4 приняты следующие обозначения:- время начала перекрываниякуском материалалуча,Ф- длительность прохождения1куском материала верхнейплоскости луча;Г " длительность движения тач "- Вки мятсриаля в сечении лучафдлителькОсть прохождения4Куском материала нижнейплоскости луча", 54;- длительность взаимодействиякуска и ультразвуковогол учя;Пренебрегая изменением скорОсти куска за время движения в зоне луча16(1)4 4 4;-:С;.47 21З14 )где /, - скорость падения кускаЯ СЭ 3 СНЕ ЛУЧЯ ММ/Сб - диаметр куска, мм:- времл движения куска через(горизон"яльную плоског тьлуча с ",ЯВЫСОТЯ ЛУЧЯ ИлеСигнал приемника после резонансного усилителя 4 и детектора 5 тимеЭИ 1 т предстявленньгй ня фиг Д ,и тт зтом сигнал на выходе триггера Шмитта 6 изменится по диаграмме, пред ставленной на Фиг,5. Бремя движения куска. материяла через . Оризонтяльную плоскость луча можно Опредб.лить по фотт метл е4 г .Средний диаметряля, лройедягих чер езможно вычислить кусков атерилуч зЯ время т., 1 44 й,1гл =, - - ) К---- . - :1(=Отл/ ибм аЛЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДЫНТЕГРЯЛЬЯОт О ЭЫЭЯЖЕНИЯ йоРМУЛЫ г; т;ЫХОДНОй СттГНЧ ТРлГГЕРЯ Щнтта 6 ПОСЛЕ ПЕРВОГО ЗЛЕ - мента И 7 заполняется импульсамт 1 частотой генератор; 1 и суммируогся э счегчике ,2 имлульсоэ ня промежут ках времени Ти, вьграбатываемого таймером 6. Количество лрс,бредших чеоез "ф луч кусков на промежутке времени Т Определяется ПО кОличе тву импульсов триггера Йлиття б вторым счетчиком 13 импульса. По истечении лэомежстха времени Тн сигналы счетчик э 12 ч 13 импульсов соответственно через коммутаторы 14 и 15 поступают в блок 1, деления, где подынтегряпьное выражение делится на число кусков ., В сумматоре 2 О из выходного сигнала блока деления вычитается значение козффиг 1 иента К 2, поступающего из задатчика 22, а полученная разность умножается в блоке 21 на значение козФФициента К 1, поступающего из задатчика 23, Полученный таким образом сигнал, соответствующий среднему диаметру материала, поступившему э дробилку за время Тн, подается на первый вход исполнительного прибора, Операции деления, суммирования и умножения выполняются в промежуток времени То между промежутками времени Т. Сигнал на выходе таймера 6 э лломзжуток времени Т отсутствует а в промежуток времени Те присутствует. Таким образом, на третий вход первого элемента И 7 и на вторые входы злементов И 9 и 11 поступает сигнал с инвертора 17 в промежутке. времени Т, Все злементы И инвертирующие, и сигнал на управляющие входы коммутаторов 14 и 15 поступает со второго элемента М 8 в период времени Т птрл наличии сигнала с злемента Г 10, соответствующего сигналам на вы,одах счетчиков имлульсоэ 12 и 13. что исключает выдачу ложной глтформа.:и лрл переполнении дробилки или прекращеяии податги материала в дробилку,Накопленные за промежуток времени Тн значения в с.;стчиках ;2 и 13 импульсовсбрасываю гся сигналами с гС .дифАеренциатора в момент заднего тРОНта ИМЛУЛЬСЯ тайМЕРа СОСтэЕтСтВУ. ющего окончанию вычисления и началу какоггления информации. При отсутстпги сигнала на выходе первого счетчика ",2 импульсоэ в гернод времени Т с первого В .триггера 25 на второй вход гсло 1 тнтельного прибора 2 ч в ,.;=ступает сигнал, соответствующий л:релолне.:,ию дробилки материалом ;,с уровня датчика и приемника. При отсутстэил сигнала на Р -входе Дгиг ера 25 и полвлении сигнала тяй." ер а на Сщфэт:,оде г, онсхо Цит сброс 1 триггера 25. При отсутствии сигнала на эьгходе второго счетчика 13 имлульсоэ в период времени Т с второго 3 триггера 26 ня третий вход ис олнительного прибора 24 поступает сигнал, состветствующий ;трекра.те; ию подачи материала в каяеру дробления. При отсутствии сигнала на Д -входе Д-триггера 26 и появлении сигнала таймера на С-входепроизойдет сброс триггера 26,Таким образом, предлагаемое устройство контроля материала в приемкой зоне дробилки обеспечивает ф контголь крупности поступающего материала, контроль переполнения мате. риалом приемной зоны и контрольпрекращения подачи материала в каме 10ру дробления. В качестве излучателя и приемника могут быть применены кристаллы тита- ната бария 33 14 14 мм с резонансной частотой,60 кГц, вмонтированные в металлические защитные гильзы, которые крепятся к приемнои воронке сваркой.30Положительный эффект от использования предлагаемого устройства ав.- томатического контроля обеспечивается следующими факторами. Контроль поступления материала в дробилку исключает холостую работу дробилки, вызванную забивкой тачки, отсутствием материала, неисправностью питателя и т,д., в связи с чем обеспечивает повьшение коэффициента использования с 0,6 до 0,64,Контроль заполнения исключает аварийные ситуации, вызванные переполнением дробилки материалом, что обес" печивает увеличение срока реновации автоматизированного оборудования с 4 до 7 лет.Контроль крупности позволяет оптимизировать задание производительности питателя при колебаниях крупности материала, что обеспечивает повьппение производительности дробилки на 3-4 Х.Увеличение производительности и коэффициента. использования дробилки в связи со значительной составляющеймощности холостого хода снижает энергоемкость дробления,клеро Редакт рректор 0 еЛугова 25/7 Тираж 584ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам иэобретеиий и открытий 13035, Москва, Ж, Раушекая наб.,исн 4/ ал ППП "Патент",ород, ул. Проектная, 4