Автоматический гранулометр сыпучих материалов

П 9) Ц 11 106 1511 С 01 И 15/02 ВИДЕЕПЬСТВУ Рва Звал й ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(1) Всесоюзный институт по проектированию организаций энергетическогостроительства Оргэнергострой(56) Авторское свидетельство СССР182918, кл. С 01 М 15/02, 1966.Авторское свидетельство СССР1029049, кл. С 01 И 15/02, 1983,(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ГРАНУЛОМЕТР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Автоматический гранулометр сыпучих материалов предназначен дляопределения гранулометрического состава сыпучих материалов и позволяет повысить точность экспресс-анализа за счет использования нефракционного анализа и вспомогательнойтарировки. Гранулометр содержит.седиментационный цилиндр, снабженныйпробоотборником, два оптико-электрон ных датчика, блок управления и электронную схему обработки. При этом гранулометр имеет колосниковый грохот, соединенный с первым весоизмерителем и входом первого расходного бункера с ленточным питателем. Первьп расходный бункер соединен с вторым весоизмерителем, а выход ленточного питателя подключен к входу пер вого набора вибросит. Выходы надситовых фракций первого набора вибросит присоединены к входам первой и второй накопительных емкостей, соединенных соответственно с третьим и четвертым весоизмерителями. Выход подситовой фракции первого, набора вибросит подключен к входу второго расходного бункера, выход которого соединен с входом щелевого делителя, соединенного с третьим расходным бункером. При этом выход третьего расходного бункера выполнен с возможностью попеременного подключения посредством реверсивного ленточного питателя к входу пробоотборника и входу сушильного барабана. Выходы всех весоизмерителей и фотоприемн ков соединены с входами электронн схемы обработки информации. 1 ил,ла попадает в первый расходный бункер 31,Сигнал, пропорциональный массематериала, находящегося в грохоте 1а также сигнал, пропорциональный массе материала., находящегося в расходном бункере 3.1, с выходов весоизмерителя 2,1 и 2.2 соответственнопоступают на входы сумматора 14.1,где алгебраически суммируются,С выхода сумматора 14.1 сигнал,пропорциональный массе всего анализируемого материала, поступает на вход блока 15,1 запоминания, на управляю;" щий вход которого поступает сигнал с блока 27 управления. Сигнал с выхода весоиэмерителя 2. 1 поступает на первый вход (вход .делимого) блока 16.1 деления, на второй вход которого (вход делителя) поступает сигнал с блока 15.1 запоминания.Таким образом, на выходе блока 16.1 деления. формируется сигнал - результат деления величины массы материала, находящегося в колосниковом грохоте 1, на величину всей массы анализируемого материала. Этот сигнал далее поступает на вход бпока 28 индикации и регистрации, гце регистрируется в виде коэфФициента содержания материала Фракции 500-100 мм, относительной общей массы материала,Далее по сигналу с выхода блока 27 управления включается ленточный пи" татель расходного бункера 3.1 и материал М 100 начинает поступать в первый набор вибросит 5.1, в котором происходит разделение. материала на фракции 100-60 и 60-20 мм. Материал Фракции мене 20 мм, проходя через первый набор вибросит 5. 1, поступает далее во второй расходный бункер 3.2 и через щелевой делитель потока 6 - в третий расходный бункер 3.3 с реверсивным ленточным питателем,Щелевой делитель потока сыпучих материалов служит для отделения от общей массы потока части, достаточ" ной для обеспечения представительности пробы и по возможности уменьшен- . ной для сокращения времени сушки в барабанеПосле окончания просева материала через набор 5.1 вибросит сигналы с выходов весоизмерителей 2.3 и 2.4, которые связаны с накопительными емкостями 4.1 и 4.2 соответственно, поступают на первые входы блоков 1 124 1106 2Изобретение относится к измерительной технике, предназначено дляопределения гранулометрическогосостава сыпучих материалов и можетбыть использовано в строительстве,горнорудной и других отраслях промышленности.Пель изобретения - расширение исследуемого диапазона гракулометричес"кого состава сыпучих материалов и10повышение точности экспресс-анализаза счет использования нефракционногоанализа и вспомогательной тарировки,На чертеже изображена Функциональная схема гранулометра. 5Устройство содержит колоениковыйгрохот 1, группу из пяти весоиэмерителей 2,1"2,5,группу из трех расходных бункеров 3.1-3.3,причем расходный бункер 31 снабжен ленточным питателем, а бункер 3,3 - реверсивныйленточным питателем, группу,из накопительных емкостей 4.1-4.3, дванабора 5. 1 и 5.2 вибросит, щелевойделитель 6 потока, проходной сушильный барабан 7, два исполнительныхмеханизма, выполненные в виде пневмоцилиндров 8.1 и 8,2, дозатор 9 пробы,прозрачный седиментационный цилиндр10, в нижней части которого установ- ЗОлены два оптико"электронных датчика1 1 и 12 и шланговый затвор 13, атакже схему обработки информации,содержащую группу из трех сумматоров 14. 1-14.3, группу из девяти блоков 15.1-15,9 запоминания группуиэ девяти блоков 16. 1-16.9 деления,два инвертора 17.1 и 17.2 два электронных ключа 18,1 и 18.2 два интегратора 19. 1 и 19.2, группу излогических элементов И 201-20. и(где и - целое число определяемоеэкспериментально, значение которогоравно 10-20), дешифратор 21, двасчетчика 22.1 и 22,2, генератор 23тактовых импульсов, логический элемент ИЛИ 24, цифроаналоговый преобразователь 25, группу из трех блоков26.1-26.3 умножения, блок 27 управления и блок 28 индикации и регистрации,Устройство работает следующимобразом.Сыпучий композиционный материал,гранулометрический анализ которогоследует провести, поступает на колос 55никовый грохот 1. В результате грохо-чения на грохоте 1 остается фракция500-100 мм, остальная часть материа 3 12411 16,2 и 16,3 деления, На вторые входы этих блоков поступает сигнал с выхода блока 15.1 запоминания, пропорциональный суммарной массе всего анализируемого материала. Результаты деления с вьходов блоков 16,2 и 16.3 поступают на соответствующие входы блока 28 индикации и регистрации, где происходит регистрация величин коэффициентов содержания Фракций 100-60 и 60-20 мм относительно общего количества исследуемого материала.Далее по сигналу с соответствующего выхода блока 27 управления вклю чается реверсивный ленточный питатель расходного бункера 3.3 в сторону дозатора 9 пробы. Материал поступает в дозатор 9 и при достижении заданной массы, оптимальной для последующего седиментационного разделения и гранулометрического анализа, управляющим сигналом дозатора реверсивный ленточный питатель отключается. Затем осуществляется сброс материала в седиментационный цилиндр 1 О, в который предварительно заливается рабочая жидкость (например вода), В процессе осаждения материала в седиментационном цилиндре 10 в силу различ-30 ного веса частиц, а также их размеров происходит пофракционное разделение материала по всей длине цилиндра 10.Частицы материала размером 20-5 мм фиксируются в устройстве Фотоприемни-З 5 ком 12, а частицы размером 1,2-0 и 5-1,2 мм - фотоприемником 11. Выделение сигнала, пропорционального коэфФициенту содержания материала фракции 20-5 мм, осуществляется следующим 4 О образом. В моменты времени прохождения частиц материала эоны действия фотодиодного датчика 12, состоящего из источника света, Формирующегон 45 плоскопараллельныи пучок света, и фотоприемника, при перекрытии потока света частицами с фотоприемника поступают электрические сигналы в виде импульсов на логические элементы И 20.1-20.н, причем с каждого элемента фотоприемника сигнал поступает на свой элемент И. На другие входы элементов И поступают сигналы с дешифратора 21, который совместно со счетчиком 22.1 является распределителем импульсов, поступающих с генератора 23. Частота генератора задается таким образом, чтобы за время про 06 4хождения частицей размером 5 мм (минимальный размер частиц, которые анализируются фотоприемником 12) каждый из элементов И 20.1-20.И был открыт при подаче разрешающего сигнала с блока 21 несколько раз. Тем самым фиксируется каждая частица, проходящая зону действия фотоприемника,Сигналы с элементов И 20. 1-20. Й. поступают на элемент ИЛИ 24, выход которого соединен со счетчиком 22,2. Цифровой код со счетчика 22.2 поступает на цифроаналоговый преобразователь 25. С блока 25 сигнал в аналоговой форме поступает на блок 15,9 запоминания, который запоминает электрический сигнал в виде напряжения, пропорционального содержанию фракции 20-5 мм. Одновременно этот сигнал поступает на первый вход блока 26.1 умножения, на второй вход которого поступает напряжение, пропорциональное тарировочному коэффициенту К, Этот коэффициент поступает с блока 16,7 деления. На первый вход блока 16.7 деления поступает сигнал с блока 15.9, пропорциональный содержанию фракции 20-5 мм измеренной с помощью разделения пробы материала в седиментационном цилиндре 10. На второй блок 16,7 поступает сигнал с блока 15.2. Этот сигнал также пропорционален содержанию фракции 20"5 мм, но он получен после измерения содержания данной фракции с помощью тарировочного второго набора вибросилы, который используется в качестве устройства.Сигнал, пропорциональный корректирующему тарировочному коэффициенту К , поступает на второй вход блока 26.1 усилителя, выход которого подключен к соответствующему входу блока 28 регистрации и индикации.Измерение фракции 5-1,2 и 1,2-0 мм с помощью седиментационной колонки осуществляется следующим образом,При прохождении сначала материала фракции 5-1,2 мм, а затем 1,2-0 мм плоскости оптико-электронного датчика 11 сигнал с Фотоприемника поступает на входы электронных ключей 18,2 и 18. 1. На управляющие входы электронных ключей поступают разрешающие сигналы с блока 27 управления. Они поступают сначала на блок 18,1, а затем на блок 18.2. Моменты времени подачи этих сигналов определяются опытным путем. Во время подачи разре 12 1106шающих сигналов, совпадающих со временем прохождения фракцией 5-1,2или 1,2-0 мм плоскости оптика-электронного датчика 11 с выходаэлектронных ключей сигнал падаетсяна входы интеграторов 19.1 и 19.2,На ВЫХОДЕ КОТОРЫХ ФОРМИРУКттСЯ СИГНЯлы, прапорцианяльееые массам Фракций5-1,2 и 1,2"0 мм соответственна10которые затем поступают ня блоки15.7 и 15,8 запоминания,Запоминание происходит в моментывремени окончания прохождения Фракции плоскости оптика-электраннагадатчика по сигналам с блока 27 управления, подаваемьгм также ня блоки15.7 и 15.8 запоминания. С блоков15,7 и 15.8 запоминания сигналы,пропорциональные Фракциям 5-1,2 и1,2-0 мм, поступают на входы дляделителя блоков 16.8 и 16,9 делениясоответственно, На входы для делимого этих блоков поступают сигналыс блоков 15.3 и 15.4, пропорциональные тарировачным значениям содержанияэтих же Фракцео, измеренньгс с помощьювторого ситового набора 5,8.В блоках 16.8 и 16.9 Формируютсязначения тарировачных коэффициентовКз , и К, . аналогично тярировоч-.тному коэффициенту для Фракции 20-5 мм,Сигналы, пропорциональные этимкоэффициентам, поступают ня первыевходы блоков 26,2 и 26.3 умножения,35на вторые входы которых пас.тупяютсигналы, пропорциональные измеренньемс помощью седиментяееианееагс цилиндразначения. Скорректированные сигналь 1для фракций 5"1 2 и 1 2-0 мм падают 3 140ся на соответствуюшие входы блока 28регистрации и индикации.Тарировочный анализ материала няфракции 20-5, 5-1,2 и 1,2-0 мм с помощью второго набора вибрации происк 5 ттходит следующим образом.В моменты времени, задаваемыеблоком 27 управления и определяемыевременем ситовога анализа материалана втором наборе 5.2 вибросит реверс 50сивньей ленточный питатель расходногобункера 3,3 начинает вращаться в сторону проходного сушильного барабана7, и материал из бункера 3,3 поступает на сушку. Пройдя сушку материалпопадает во второй набор 5.2 вибросит, где рассеивается, Верхнее ситоимеет отверстия 5 мм, а нижнее 1,2 мм,При этом Фракция 20-5 мм остается ня НЕРХНЕМ СЕПР ИСЕ:Я 11 ПВЯЯСЕт С НЕГОЛаляг;Яет СРаЗУ И НЯКОПИТРЛЬЛУЮ РМкОСть 4,3, ИятерЕЕЯЛ гфрякЦИИ 5-1,.2 МмОс 1 двпзнйся ня нюкеЕРм ситР к материалфракции 1,-0 мм, лрашегппии сквозьВСЕ Сята, удержИВЯЮТСя ЗЯЦЕЭНтжКЯМИ,улрягляеме,пти лнееэмалеептеттЕдряе и 8. 1 и8,2 СООТВЕТСТВРНтЕО, 11 якац 51 щяяся ВИЯкапительнай емкости 4 3 фрякттия20-5 мм взвептиваетс 5 т весаизмерителем2.5 и этот сигнал зяламиняептся блокам 15.5, на который пастулает рязрепеающий запоминание .сигнал с бтлакя, 7 унряялтт.и 51, Па ле акатт.еяния взв.Епиватния и заетаминания фракции 20-5 ммблок 27 ьыдает разрешяюепие сигняль 1ня ЦЕениндр 8, петевматгГЕрявтте ния ин;1 блок 15.6 запоминания, Птэи этомФракция 5- 12 мм через открытую зад вееж 1., "у сглрявля емутд тпили еедра 1,1 8 1паступяет з някапитР,Г 1 ьную емкость4,3, ВЗВРПтИВаатся ВЕСОИЗМЕритЕЛЕМ2 5 сумеея 2-х Аракцнй 20-5 и 5 - 1 2 едеи зтс значение запоминается н блоке 15.6. После этого блок 2/ управления выдает сигнал ня цилиее 1,р 8,2лневмаулравления, и Фракция 12-0 ммпоступает в накалительнуед емкость4.3, а Ня ВЫХОДЕ тЗРСОИЗМРрения формируется сигнал, праларпианяльныйсуммярнаЙ мясст биятияля фракций20-5, 5-1,2 и 1.2-0 Ед 1, Зтат сигналпоступает на сумматор 14,3, Сигнал,пропорциональный фракции 20-5 мм,с блока 15,5 запоминания поступаетеея иееверт 01 т 1/ 1 и " Обратным эня -кает - ня сумматоры 14.3 и 14,2, Вясумматор 14.2 поступает также сигнал с блакя 1 6 зяпаминЯееия лраларцианальтый с:уммярнай массе 20-5и 5-1,2 мм С выхода сумматора 14,.2сигнал пропорциональный толька массе фракции 5-1,2 мм, катарьей тннвертируется в инвертаре 17.2, поступаетня сумматор 14.3,Таким абра.зам, ня сумматор 14.3ПОСТУЛЯЮТ СИГНЯХЫ, ЛРОЛОРЦИОНЯЕт;ЛЫЕабптей суммаргэай массе трех фракций,са знакам минус - массе фракции20-5 мм и са знаком минус - массефракции 5-1,2 мм, Ня входы для делимаГО указанных блоков дРлРния поступает сигнал, пропорциональный суммарной массе с весаизмерцтеля 2.5,Бя выходах блоков 16,4-16.6 ссатветСТВРННО ФОРМИРУЕОТС 51 ( ИГНЯЛЬт 11 РОПОР -ЦЕЕОНЯЛЬтЕЫ 2 ПРОЦЕНТНОМУ СОДРРЖЯНИЮфтсЕктдий 23-"т, 5-1,2 и 12-0 мм, 3 тизначения запоминаются блоками 15,2- 15.4, являются тарировочными и используются для корректировки текущего значения измеряемой величины, полученной с оптико-электронных датчиков седиментационного цилиндра.Формула изобретенияАвтоматический гранулометр сыпучих материалов, содержащий седиментационный цилиндр, снабженный пробоотборником, два оптико-электронных датчика, состоящих из источника света и фотоприемника и установленных в нижней части седиментационного цилиндра, блок управления и электронную схему обработки информации с блоком регистрации, о т л и ч а Ю - щ и й с я тем, чтос целью расширения исследуемого диапазона гранулометрического состава сыпучих материалов и повышения точности, гранулометр дополнительно снабжен колосниковым грохотом, соединенным с первым весоизмерителем и входом первого расходного бункера с ленточным питателем, причем первый расходный бункер соединен с вторым весоизмерителем, а выход. ленточного питателя подключен к входу первого набора вибросит, выходы надситовых фракций первого набора вибросит при 10 соединены к входам первой и второйнакопительных емкостей, соединенныхсоответственно с третьим и четвертым .весоизмерителями, выход подситовой 5фракции первого набора виброситподключен к входу второго расходного бункера, выход которого соединенс входом щелевого делителя, выход" последнего подключен к входу третьегорасходного бункера с ленточным реверсивным питателем, причем выходтретьего расходного бункера выполненс воэможностью попеременного подключения посредством реверсивного ленточного питателя соответственно квходу пробоотборника и входу проходного сушильного барабана, выход последнего подключен к вкоду второгонабора вибросит, причем выход первойподситовой фракции второго наборавибросит непосредственно, а выходынадситовой и подситовой фракций че"рез первый и второй исполнительныемеханизмы соответственно соединеныс входом третьей накопительной емкости, соединенной с пятым весоиз"мерителем, при этом блок управленияподключен к управляющим входам ленточных питателей и исполнительныхмеханизмов, а выходы всех весоизмерителей и фотоприемников соединены свходами электронной схемы обработки информации.241106 оставитель Д. Громовехред М.Моргентал Корректор О. Луговая Ко т акаэ 3480/3 78 венного коретений и35, Раушск Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород Проектная,Тираж ВНИИПИ Государс по делам изо 3035, Москва, ЖПодписнмитета ССГРоткрытийая наб д, 4/