Устройство для автоматического управления выгрузкой крупного продукта из гидравлического классификатора

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК14 4 В 03 В 11 УОО устройическия автокой 3-03 с.89. Бюл. Ральное констрства речногГорькомП пов6 (088.8) нолог ти дл ыгруз тсадо укторское Флота мав. ел о 5 точности уп надежности ьство СССР/00, 1980.тво СССР /00, 1979. ское свидетелкл. В 03 В 1ое свидетелькл. В 03 В 1 икокам ния и Д 8гидрокласкод Д 8 обьво акопителяключен к вхо- йС). К второЩ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГНКТ СССР И А ВТОРСНСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) АвторР 882613,АвторскВ 812346,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ ВЫГРУЗКОЙ КРУПНОГО ПРОДУКТА ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КЛАССИФИКАТОРА(57) Изобретение относиствам для управления техми процессами, в частноматического управлениятвердых материалов изшин и гидроклассиАикаторизобретения - повышениеравления и повышение егоУстройство снабжено датчэлектропроводности пульппредварительного обогащеэлектропроводности средьсийикационной камеры. Вьединен с выходом стержнеэлектропроводной зоны нкрупного продукта, и подду блока 11 сравнения (Б1461503 му входу БС 11 подключен Д 9. Выход блока 11 соединен с входом блока 13 управления, Второй вход БС 11 соеди нен с Д 10 положения затвора. Выход блока 13 через усилитель 14 мощности подключен к исполнительному элементу (ИЭ) 15 затвора 6. При отсутствии крупного продукта в камере накопителя и камере предварительного обогащения, заполненной водой, суммарный ток Д 7 и 8 равен току Д 9, следовательно, на выходе БС 11 сигнал отсутствует и управление ИЭ 15 не проИзобретение относится к устройствам для управления технологическими 3процессами, в частности дляавтоматического управления выгрузкой твердых материалов из отсадочных машин и гидроклассификаторов.Цель изобретения - повышение точности управления и повышение его надежности.На Фиг.1 изображено предлагаемое устройством на Фиг.2 а в , конструкцияэлектрода, контролирующего электропроводность зоны, расположенной пооси камеры накопителя, а на Фиг.2 б -нелинейная статическая характеристика С = Г(Ь, ), этого электрода, накоторой обозначены: С - электропроводность контролируемой среды междуповерхностью электрода и корпусомкамеры накопителя, Ь,. - уровень гравия, К К, К и К,1 - статическиекоэффициенты усиления электрода датчика на различных участках нелинейной характеристики, на фиг.3 - вид по стрелке А на Фиг.2 а, на Фиг.4-6 -разрезы Б-Б, В-В и Г-Г на фиг.2 асоответственно,Устройство содержит гидравлический классификатор с камерой 1 предварительного обогащения исходной горной массы, включающей патрубок 2 для подачи на классификацию исходной гидросмеси и патрубок 3 для слива пульпы, классификационную камеру 4 и накопитель 5 крупного продукта, а также поворотный затвор 6 окна для исходит, При поступлении крупногопродукта суммарный сигнал с Д 7 и 8и сигнал с Д 9 не равны между собой.С выхода БС 11 подается сигнал рассогласования на блок 13. Блок 13Формирует управляющий сигнал и черезусилитель 14 мощности управляет ИЭ15, открывающим затвор 6. При открывании затвора б сигнал с Д 10 поступает на второй вход блока 13. Приравенстве сигналов с Д 10 и БС 11затвор 6 прекращает перемещение.2 з.п.ф-лы, 6 ил. выгрузки крупного продукта из накопителя, датчик 7 электропроводностизоны, расположенной по вертикальнойоси камеры накопителя, датчик 8электропроводности среды классификационной камеры, датчик 9 электропроводности пульпы, сливаемой из камерыпредварительного обогащения, датчик10 положения поворотного затвора,блок 11 сравнения величин переменныхтоков, проходящих через датчики электропроводности и предварительной об работки сигналов этих датчиков, блок15 12 питания, блок 13 управления, усилитель 14 мощности и исполнительныйэлемент 15,Датчики 7 и 8 электропроводностимежду собой включены параллельно, а20 через вход блока 11 включены последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора токаблока 11 и питающей обмоткой понижающего трансформатора блока 12 пи 25 тания.Датчик 9 электропроводности пульпы через вход блока 11 включен последовательно с первичной обмоткойизмерительного трансформатора тока30 блока 11 и питающей обмоткой понижающего трансформатора блока 12 питания.Выходы блока 11 и датчика 10 подключены на входы блока 13 управления,35последовательно соединенного с усилителем 14 мощности и исполнительнымэлементом (силовым гидроцилиндром)15 привода поворотного затвора б.1461503 Следовательно,Устройство работает следующим образом.При отсутствии крупного продуктав камере накопителя 5 и камере 15предварительного обогащения, заполненной водой, суммарный ток, проходящий через датчики 7 и 8 и первичнуюобмотку трансформатора тока блока 11,равен току, проходящему через датчик 109 и первичную обмотку трансформаторатока блока 11. Подвижный контакт потенциометра блока 11 установлен так,что в этом режиме потенциал на выходе блока 11 равен "нулю". 15Если поворотный затвор 6 разгрузочного окна камеры накопителя 5закрыт, то потенциал на выходе датчика 10 положения поворотного затвора 6 равен "нулю" и на обоих входах 20блока 13 управления потенциалы отсутствуют. Следовательно, усилитель14 мощности не получает управляющихсигналов и поворотный затвор б остается заФиксированным в положении "закрыто",При подаче через патрубок 2 в камеру 1 предварительного обогащениягидросмеси, содержащей, например,гравий, последний из камеры 1 через 30классификационную камеру 4 поступаетв камеру накопителя 5 крупного продукта. Поскольку затвор 6 находитсяв положении "Закрыто", то уровеньгравия в накопителе 5 быстро растет,а электропроводность зон, контролируемых датчиками 7 и 8, уменьшаетсяпропорционально увеличению объемнойконцентрации гравия в классификационной камере и пропорционально ростууровня гравия в камере накопителя,в результате чего электрический ток,проходящий через первичную обмоткутрансформатора тока и датчики 7 и 8,уменьшаетсяПри этом балансировка 45мостовой схемы нарушается и на выходе блока 11 появляется положительный потенциал, величина которогопропорциональна уровню гравия в накопителе 5 и объемной концентрациигравия в классификационной камере 4: 1 и.и гр + Нигр.к,к где- объемная концентрациягр,ккгравия в классификационной камере ( р,ф дс Если, уровень потенциала У, на выходе блока 11 меньше заданного положением статической характеристики блока 13, то уровень гравия в накопителе 5 гидрокласснфикатора меньше заданного, в результате чего поворотный затвор 6 разгрузочного окнанакопителя 5 остается в закрытомсостоянии.При уровне гравия в камере накопителя 5 больше заданного, на выходе блока 11 появляется положительный сигнал, в результате чего усилитель 14 мощности включает исполнительный элемент 15 на открытие затвора 6. При перемещении затвора,б на выходе датчика 10 положения затвора 6 появляется напряжение, величина которого пропорциональна уровню открытия затвора и на выходе блока 13 управления появляется отрицательный потенциал, который на входе элемента сравнения блока 13 суммируется с положительным потенциалом с блока 11 сравнения. При равенстве этих потенциалов суммарный сигнал оказывается равным "нулю". При этом усилитель 14 мощности прекращает подачу рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр, в результате чего перемещение поворотного затвора б прекращается.Если уровень открытия разгрузочного окна накопителя 5 гидрокласси" фикатора поворотным затвором 6 обеспечивает сток гравия через разгрузочное окно, равный его притоку из классификационной камеры 4, то уровень гравия в накопителе 5 не меняется, величины напряжения датчика 10 и блока 1 остаются неизменными, т.е. их сумма остается равной "нулю", и положение поворотного затвора 6 не изменяется.Если уровень гравия в камере накопителя 5 гидроклассификатора уменьшается, сигнал на выходе блока 11 уменьшается, сумма потенциалов вы" числительно блока 13 оказывается отрицательной (-П,+П =О с О), то на выходе элементов блока 13 появляются отрицательные потенциалы (О с 0 и У 4 с О), вследствие чего на выкоде6 1461503 5блока 13 управления появляется на. пряжение, включающее усилитель 14 и исполнительный элемент 15 на закрытие поворотного затвора 6, в результате чего сток гравия из накопителя 5 крупного продукта уменьшается и уровень гравия стабилизируется или начинает расти . Таким образом, циклы работы, устройства повторяются, а уровень гравия в камере накопителя 5 стабилизируется. При этом устройство обеспечивает автоматическое открытие поворотного затвора б на величину, пропорциональную превышению напряжения 0 па выходе блока 11 над уровнем порогового напряжения зоны нечувствительности блока 13.При изменениях удельной электропроводности жидкой фазы гидросмеси и при изменениях удельной электропроводности разрабатываемой горной массы электрические токи, проходящие, через датчики -9 электропроводности и первичные обмотки измерительных трансформаторов тока изменяются в одинаковой степени, а напряжение Б, на выходе схемы сравнения при этом (если уровень гравия и его объемная концентрация в классификационной камере не меняются) остается практически без изменений. Это является следствием того, что суммарная площадь датчикови 8 электропровод- ности зоны по вертикальной оси каме" ры накопителя 5 и среды в классифи,кационной камере равна площади датчикаа 9 электропроводности пульпы,сли ваемой из камеры 1 предварительного,обогащения, и эти датчики контактируют с гидросмесями, содержащими ,жидкую и твердую. Фазы, обладающие одинаковыми Физико-механическими и электрическими свойствами.Применение в устройстве дополнительного датчика 9 электропроводности пульпы, сливаемой из камеры 1 предварительного обогащения, обеспечивает автоматическое изменение уровня крупного продукта, стабилизируемое устройством в накопителе 5 гидроклассификатора в зависимости от содержания полезного продукта в исходной горной массе: при, большом количестве полезного продукта в исходной горной массе,когда вероятность прорыва жидкой фазы через разгрузочное окно накопителя 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мала, в накопителе 5 поддерживается меньший уровень крупного продукта;при малом количестве полезного продукта в исходной горной массе и большом содержании в ней нетоварных фракций, когда вероятность прорыва жидкой фазы через разгрузочное окно накопителя 5 сильно увеличивается,в накопителе 5 поддерживается больший уровень крупного продукта.Изменение поддерживаемого уровня крупного продукта в камере накопителя 5 в зависимости от содержания полезного продукта в исходной горной массе осуществляется в устройстве следующим образом.При увеличении содержания полезного продукта в исходной горной массе относительное количество нетоварных фракций в ней уменьшается, т.е. объемная концентрация пульпы, сливаемой из камеры 1 предварительного обогащения, уменьшается.1При этом электрический ток, проходящий через датчик 9 электропроводности пульпы, сливаемой из камеры 1 предварительного обогащения, и первичную обмотку трансформатора тока, увеличивается, в результате чего необходимое для открытия поворотного затвора 6 напряжение Ун будет получено на выходе блока 11 при меньшем уровне крупного продукта в камере накопителя 5, т.е, устройство будет поддерживать меньший уровень гравия в накопителе 5,При уменьшении содержания полезного продукта в исходной горной массе содержание нетоварных фракций в ней сильно увеличивается, в результате чего объемная концентрация пульпы, сливаемой из камеры 1 предварительного обогащения, увеличивается. При этом электрический ток, проходящий через датчик 9 электропроводности пульпы, сливаемой из камеры предварительного обогащения, и первичную обмотку трансформатора тока блока 11 .уменьшается, в результате чего необходимое для открытия поворотного зат" вора 6 напряжение Гц будет получе" но на выходе блока 11 при большем уровне крупного продукта в камере 5 накопителя, т.е. устройство будет подцерживать больший уровень гравия в накопителе 5.Использование дополнительного датчика 8 электропроводности средыв классификационной камере гидроклассификатора позволяет устройству автоматически учитывать и корректировать режим выгрузки крупного про 5 дукта из камеры накопителя 5 по одному из основных возмущающих воздействий, изменяющих уровень гравия в камере накопителя 5, т.е. по притоку полезного продукта в накопитель.При изменениях притока крупного продукта в камеру накопителя 5 устройство работает следующим образом.Если приток крупного продукта в камеру накопителя 5 увеличивается, 15 то при этом одновременно увеличивается объемная концентрация гидросмеси () в классификационной камере 4, в результате чего электропроводность среды в классификационной камере 4 уменьшается и электрический ток, проходящий через датчик 8 электропроводности среды в классификационной камере 4 и первичную обмотку трансформатора тока, также 25 уменьшается, При этом величина напряжения Б на выходе блока 11 возрастает, в результате чего степень . открытия затвора 6 увеличивается,что вызывает увеличение стока крупного 3 О продукта из камеры накопителя 5 до нового уровня его притока, благодаря чему уровень гравия в накопителе 5 остается без изменений. 1 О 35При переполнениях камеры накопи теля 5 крупным продуктом (что возможно в нештатных ситуациях) датчик 8 электропроводности среды в классификационной камере оказывается зава О ленным грунтом, в результате чего (поскольку датчик 8 выполнен в виде смонтированной на изоляторе узкой длинной пластины из металла, ось которой ориентирована параллельно горизонтальной плоскости) даже незначительное изменение уровня (в пределах высоты пластины датчика) приводит к очень сильному уменьшению электропроводности датчика 8 и к значительному уменьшению электрического тока, проходящего через первичную обмотку трансформатора тока, в результате чего напряжение Бц на выходе блока 11 сильно увеличивается и блок 13 формирует команду на полное (аварийное) открытие поворотного затвора 6 разгрузочного окна накопителя 5 гидроклассификатора. За счет того, что датчик 7 электропроводности зоны, расположенной по вертикальной оси камеры накопителя, выполнен с переменным периметром его поперечных сечений, уменьшающимся при движении вдоль оси датчика сверху вниз и имеет благодаря этому переменный статический коэффи" циент усиления, устройство при разных уровнях полезного продукта в камере накопителя 5 работает с различными статическими коэффициентами ,усиления разомкнутой системы, за счет чего имеет улучшенные качественныепоказатели процесса регулирования, т.е, при малых превышениях фактического уровня крупного продукта в камере накопителя 5 над уровнем, заданным блоком 13, коэффициент усиления датчика 7 сравнительно не" велик, а управляющие воздействия, корректирущцие положения поворотного затвора б, малы, а следовательно, и частота включений исполнительного элемента 15 также мала.При большом превышении фактического уровня крупного продукта в камере накопителя 5 над заданным уровнем, т.е. когда крупным продуктом завалена верхняя часть датчика 7 электропроводности зоны, расположенной по оси камеры накопителя, то коэффициент усиления датчика 7 и разомкнутой системы сильно увеличивается, в результате чего управляющие воздействия, корректирующие положение поворотного затвора 6, становятся большими, за счет чего ошибка регулирования (превышение уровня гравия над заданным значением) быстро ликвидируется. Таким образом, переменный коэффициент усиления датчика 7, полученный за счет придания ему определенной геометрической формы, существенно улучшает точность и быстродействие устройства для автоматического управления выгрузкой крупного продукта из гидравлического классификатора.При попадании под поворотный затвор б разгрузочного окна накопителя 5 гидроклассификатора негабаритных включений устройство работает следующим образом.Если уровень крупного продукта в камере накопителя 5 гидроклассификатора не изменяется или растет, то устройство на присутствие негабарит 1461503 10ного включения под затвором 6 не реагирует, т.е. при очередном открытии затвора негабаритное включение может оказаться вынесенным истекаю-щим из под затвора потоком гравия. При уменьшении уровня крупногопродукта в камере накопителя 5 гидроклассификатора блок 13 управлениячерез усилитель 14 мощности формирует исполнительному элементу 15 команду на закрытие поворотного затвора 6, При этом затвор 6 движетсявниз и защемляет негабаритное включение между затвором 6 и лотком.При формировании блоком 13 управления команды на закрытие затвора 6в блоке 13 управления запускается таймер, который через настроенный интервал времени (порядка 15 с) выдает на выход положительное напряжение, вследствие чего на выходе появ- ляются положительные напряженйя, в результате чего через усилитель 14 мощности в течение 2-3 с на исполнительный элемент 15 проходит команда на открытие затвора 6. При этом затвор б поднимается и поток гравия выносит негабаритное включение изпод затвора,б в лоток, затеи блок 13 формирует команду на закрытие затвора б, т.е. ошибка рассогласования на входе элемента сравнения блока 13 ,ликвидируется, так как поворотный затвор теперь уже беспрепятственно доходит до заданного устройством положения за время, равное менее 15 с. Таким образом, устройство осущест вляет автоматический пропуск негабаритных включений, попадающих под поворотный затвор б, автоматическое управление выгрузкой: крупного продукта иэнакопителя 5 гидроклассификатора и адаптацию системы автоматического управления к изменяющимся ус ловиям ее Функционирования,Формула из обретения 1. Устройство для автоматического управления выгрузкой крупного продукта из гидравлического классификатора, содержащее блок питания,подключенный к блоку сравнения, стержневой датчик электропроводной эонынакопителя крупного продукта, выходдатчика положения затвора подключенк первому входу блока управления, выходы которого через усилитель мощности подключены к исполнительномумеханизму привода затвора, о т л нч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности управления и повышения его надежности, устройствоснабжено датчиком электропроводностипульпы камеры предварительного обогащения и датчиком электропроводности среды гидроклассификационной камеры, выход которого объединен с выходом датчика электропроводности зоны 25 накопителя крупного продукта й подключен к первому информационномувходу блока сравнения, к второму информационному входу которого подключен датчик электропроводности. пуль пы, а выход блока сравнения подключен к. второму входу блока управления.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчикэлектропроводности среды гидроклассификационной камеры выполнен в видегоризонтальной металлической пластины, причем суммарная площадь поверхности датчиков элекгропроводностисреды и датчика электропроводностизоны равна площади поверхности датчика электрапроводности пульпы.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что стержневойдатчик электропроводности эоны нако-пителя крупного продукта выполнен с 45 переменным диаметром, уменьшающимсявдоль оси датчика сверху вниз.14 б 1503 М 8,6 оставитель Л. Виноградовехред М.Дидык Корректор Э. Лончакова Редактор А. Реви Заказ 627/7 Тираж 498 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101