Способ определения средней крупности окатышей и устройство для его осуществления

 

1. Способ определения средней крупности окатышей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения средней крупности окатьшей в потоке после окомкователя , производят подсчет окатышей до получения постоянного наперед заданного числа HQ, измеряют массу М этого количества окатьш1ей и, определив величину ДМ М - MQ, где постоянная , равная.массе N количества окатышей номинальной крупности и известной средней плотности, по полученному результату рассчитывают среднюю крупность окатьш1ей. 2. Устройство для определения средней крупности окатышей, содержащее датчики количества окатьш1ей, электронную измерительную схему и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности определения средней крупности окатышей в потоке после окомкователя , электронная измерительная схема содержит датчик массы окатышей, устройство для временного разделения и суммирования импульсныхсигналов, входы которого подключены к датчикам количества окатьш1ей, три делителя частоты, два триггера, шесть элементов И, преобразователь напряжения в частоту импульсов, два элемента ИЛИ, счетчик импульсов, многоканальный элемент И, генератор импульсов и элемент задержки, причем выход устройства i для разделения и суммирования импульс ных сигналов через первый управляемый делитель частоты подключен к первому входу первого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, инверсный выход подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, а вторые входы первого и третьего элементов И и первый вход пятого элемента И соединены с прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам второго и шестого элементов-И, при этом первый вход второго триггера соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, а второй вход второго триггера соединен с вторым входом первого триггера, выходом элемента задержки и входом сброса счетчика импульсов, кроме того, выход датчика массы окатьш1ей через преобразователь напряжения в частоту соединен с вторым входом четвертого эле

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОСОВЕЛ М

РЕСПУБЛИК (б1) G 01 N 15 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н llB TOPCHOMV C TSV (21) 3433705/ 18-25 (22) 29.04.82 (46) 23.06.84. Бюл. и 23 (72) В.М.Куркин, А.С.Возжаев, О.Н.Молчанов, В.В.Климов и В.Л.Колесник (71) Институт горного дела (53) 539.215(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 621991, кл. G 01 N 15/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М 568872, кл. С 01 N 1$/02, 1975.

3. Grows R. А new partical size

distribution transmitter. — "Mining

Congress Лоигпа1", 1978, 64, и 10, р. 79 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ КРУПНОСТИ ОКАТЫШЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ определения средней крупности окатьнпей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности определения средней крупности окатьппей в потоке после окомкователя, производят подсчет окатьппей до получения постоянного наперед заданного числа Йп, измеряют массу М этого количества окатышей и, определив величину hM = М вЂ” М, где М постоянная, равная. массе N количест. ва окатышей номинальной крупности и известной средней плотности, по полученному результату рассчитывают средннпо крупность окатышей.

2. Устройство для определения

:средней крупности окатышей, содержащее датчики количества окатышей, электронную измерительную схему и

„SU„„1099251 А блок регистрации, о т л и ч. а ю щ е— е с я тем, что, с целью повьппения точности определения средней крупности окатышей в потоке после окомкователя, электронная измерительная схема содержит датчик массы окатьппей, устройство для временного разделения и суммирования импульсных сигналов, входы которого подключены к датчикам количества окатьппей, три делителя частоты, два триггера, шесть элементов И, преобразователь напряжения в част6ту импульсов, два элемента ИЛИ, счетчик импульсов, многоканальный элемент И, генератор импульсов и элемент задержки, причем выход устройства для разделения и суммирования импульс ных сигналов через первый управляемьп1 делитель частоты подключен к первому входу первого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам Я первого и второго элементов И, инверсный выход подключен к первым вхо дам третьего и четвертого элементов °

И, а вторые входы первого и третьего элементов И и первый вход пятого элемента И соединены с прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам второго и шестого элементов И, при этом первый вход второго триггера соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, а второй вход второго триггера соединен с вторым,фЬ входом первого триггера, выходом элемента задержки и входом сброса счетчика импульсов, кроме того,. выход датчика массы окатышей через преобразователь напряжения в частоту соединен с вторым входом четвертого эле1099251 мента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего управляемого делителя, а вто рой вход с выходом шестого элемента

И и вторым. входом первого элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с .выходом пятого элемента И, а выход через второй управляемый делитель частоты соединен с входом счетчика импульсов, причем входы сброса второго. и третьего делителей частоты сое" динены с входом управления многоканального элемента И и подключены к

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования на фабриках окомкования.

Известен способ контроля крупности сыпучих материалов, согласно кото.рому сыпучий материал направляют на, две расположенные под разными углами пластины. При изменении крупности частиц-сыпучего материала моменты сил, приложенные к каждой из пластин, изменяются неодинаково. Дифференциальное подключение измерителей вращающих моментов обеих пластин позволяет выделить сигнал, пропорциональный 15 крупности частиц f1). .Недостатком известного способа является низкая точность определения крупности, связанная с тем, что воздействующие на пластины силы существенно зависят от количества материала в потоке.

Известен способ автоматического определения крупности сыпучих материалов, согласно которому пробу сыпучего материала помещают на вращающийся диск с покрытием из люминофора.

При ударе частиц о вращающийся диск в слое люминофора возникают вспьппки, 30 которые регистрируют с помощью фотоэлектронного умножителя Г23.

Способ практически непригоден для определения крупности окатьнпей из-за малой прочности диска с люминофором, быстро изнашивающегося от действия выходу первого элемента И, соединенному с входом элемента задержки, а выход третьего элемента И соединен с входом первого разряда знака счетчика импульсов, вход второго разряда знака которого подключен к выходу второго элемента И и первому входу шестого элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, при этом выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими входами многоканального элемента И, выход которого подключен к блоку регистрации.

2 сыпучего материала с высокой жесткостью и значительными размерами кусков.

Известно устройство для контроля крупности сыпучих материалов, содержащее две расположенные под разными углами пластины, соединенные с измерителями вращающих моментов пластин, и блок регистрации (11.

Недостатком такого устройства является низкая точность определения крупности, обусловленная существенной зависимостью воздействующих на пластины сил от количества материала в потоке.

Известно также устройство для автоматического определения крупности ,сыпучего материала, содержащее вращающийся диск с покрытием из люминофора, фотоэлектронный умножитель и блок регистрации ? 3.

Недостатком этого устройства является низкая точность, обуслбвленная быстрым изнашиванием слоя люминофора под действием сыпучего материала с высокой жесткостью и значительных размеров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ определения крупности транспортируемых конвейером окатьппей, согласно которому на поверхность находящегося .на конвейерной ленте сыпучего материала направляют параллельные пучки. света, а, отраженный поток света преобразуют

3 1099 в электрический сигнал, по которому судят о крупности сыпучего материала.

В способе используется рассеяние света поверхностью сыпучего материала. Интенсивность отраженного в одном направлении света пропорциональна крупности сыпучего материала. Отраженный поток света преобразуют в аналоговый электрический сигнал, по величине которого судят о крупности сыпучего материала 3 3.

К недостатку известного способа относится низкая представительность измерительной информации, обусловленная тем, что непосредственному определению подлежит крупность только тех окатышей, которые находятся на поверхности конвейерного потока.

Экстраполяция полученных значений крупности на весь объем потока не яв-. 0 ляется правомерной, поскольку при загрузке конвейера рассеиваемыми окомкователем окатышами происходит их естественная сегрегация, причем неконтролируемым образом, так как распределение классов крупности по сечению конвейерного потока зависит от вариаций производительности окомкователя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для определения средней крупности окатышей в потоке после окомкователя, содержащее датчики количества окатышей, электронную измерительную схему и блок регистрации p3g.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, 40 обусловленная зависимостью распределения классов крупности от вариации . производительности окомкователя.

Цель изобретения — повышение точности определения средней крупности окатьппей в потоке после окомкователя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения средней крупности окатышей производят подсчет окатышей до получения постоянного наперед заданного числа Мо, измеряют массу М этого количества окатышей и, определив величину 4М

М вЂ”..М, где N о — постоянная, равная массе Н количества окатышей номинальной крупности и известной средней плотности по пблученному результату рассчитывают среднюю крупность окатышей.

251 4

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения средней крупности окатышей в потоке после окомкователя, содержащем датчики количества окатышей, электронную измерительную схему и блок регистрации, электронная измерительная схема содержит датчик массы окатышей, устройство для временного разделения и суммирования импульснык сигналов, входы которого подключены к д, тчикам количества окатышей,, три делителя частоты, два триггера, шесть элементов И, преобразователь напряжения в частоту импульсов, два элемента ИЛИ, счетчик импульсов, многоканальный элемент И, генератор импульсов и элемент задержки, причем выход устройства для разделения и суммирования импульсных сигналов через первый управляемый делитель частоты подключен к первому входу первого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, инверсный выход подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, а вторые входы первого и третьего элементов И и первый вход пятого элемента И соединены с прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам второго и шестого элементов

И, при этом первый вход второго триггера соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, а второй вход второго триггера, соединен с вторым входом первого триггера, выходом элемента задержки и входом сброса счетчика импульсов, кроме того, выход датчика массы окатышей через преобразователь напряжения в частоту соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего управляемого делителя, а второй-вход-с выходом шестого элемента И и вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом пятого элемента И, а выход через второй управляемый делитель частоты соединен с входом счетчика импульсов, причем входы сброса второго и третьего делителей частоты соединены с входом управления многоканального элемента И и подключены к выходу первого элемента И, соединенному с sxoaoM элемента запержки, а вы10992 ход третьего элемента И соединен с входом первого разряда знака счетчика импульсов, вход второго разряда

I знака которого подключен к выходу второго элемента И и первому входу шестого элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, при этом выходы счетчика импульсов соединены с соответствующиl0 ми входами многоканального элемента

И, выход которого подключен к блоку регистрации.

В качестве величины, характеризующей среднюю крупность окатышей, в предлагаемом способе используется

15 значение, dd приращения среднего номинального,диаметра 8 окатьппей, которое определяется по измеренным значениям массы и числа окатышей.

Способ обосновывается следующим.

Средний объем 77 окатьппей числом

М в массе М со средней плотностью 6 выражается равенством

М

Ду (1) 25 причем Ч= Uo + В u M =М +4М, где V u M — средний объем и масса окатышей номинальной крупности, вЧ и лМ вЂ” приращения объема и массы окатьппей к их значениям при номинальной крупности.

Следовательно (21 з5 и о

Средняя плотность 6 окатышей отно сится к постоянному технологическому параметру, сумма случайных вариаций плотности при достаточно больших зна- 40 чениях количества и массы окатьппей подчиняется науссову распределению и стремится к нулю. Поэтому при постоянном наперед заданном числе Ио окатышей приращение вЧ является од- 45 нозначной функцией приращения вМ массы окатышей.

Дифференцируя выражение для объема по диаметру окатьппа и переходя к конечным приращениям, получим 0 дЧ= 0,5» î лд . (3)

Подстановка соотношения (3) в выражение (2) дает

4с1= „ k М, os 6 <о1 о (4)

Из выражения (4) следует, что при ращениеВЫ номинального диаметра явля

51 масса Мо окатьппей номинальной крупности, вырабатываемая окомкователем за время С

8< 5025 а 60 60

2,08 т, число Мо окатышей, рассеиваемых окомкователем за время

Мо 2э08 10 о=- g g 1,237" 3,15 534610 шт.

Для удобства измерений целесообразно принять Ко = 500000 шт.

Согласно выражению (4) постоянное число К численно равно

0,5йд 4М

0,5 3,14 1,332 3,15.5 -105

2 .10" см/г.

Пример 1. Измеренная масса

М окатышей числом Мо= 500000 шт. составляет 1,83 т.

Тогда

М М Мо 1 83 2,06 =-0,25 т=

0,25" 106 г.

Среднее приращение вд номинальной крупности окатышей

Ы = K ВМ - 2" 10 (-0 25" 10 )

= -0,05 см.

Средняя крупность окатышей равна ойдо + вЛ 1,332 — 0,05 — 1,282 см.

Пример 2. М = 2,87 r. лс = 2 10 (2,87 — 2,08) 106

= 0,158 см, 3 = 1,332 + 0,158 1,49 см.

На фиг. 1 показаны установленный на лотке чашевого окомкователя счетчик числа окатьппей и установленный на транспортирующем окатьппи кон-. вейере измеритель их массы, на фиг.2функциональная схема измерительного ется линейной функцией приращения дМ массы м числа окатышей.

Исходные данные для расчета числа окатышей представлены в таблице.

Оптимальное значение числа йо окатышей, образующее массу Мо, выбирается на основании следующей расчетной схемы. По данным таблицы определяется средний номинальный. объем окатьппей

--з о 3 14 1 332 — 1 237 смз о Ф

109925 1 8 коэффициенты деления: делитель 21 частоты К = Мо, делитель 22 К =

= 0,5 лйм 1 и делитель 23 К Мо.

Устройство работает следующим образом.

7 устройства, реализующего предлагаемый способ.

Рассеиваемые чашевым окомкователем 1, вращающимся в направлении, указанном стрелкой 2, окатыши 3 по лотку 4 скатываются на конвейерную ленту 5, под которой установлена ве/ совая платформа 6 с роликоопорами 7, опирающаяся на датчик 8 массы. В сквЬэной вырез лотка 4 вмонтирован прозрачный экран 9, на тыльной стороне которого размещены фотоэлементы

10. Экран 9 находится в зоне освещенности 11, создаваемой источником 12 света (лампа дневного света), линзой

13 и отражателем 14, установленными на кронштейне 15.

Скатывающиеся по лотку 4 окатыши

3 периодически закрывают фотоэлементы 10 вследствие чего прерываются фототоки фотоэлементов 10, на выходе которых образуются импульсные сигналы. Число импульсов пропорционально количеству окатышей, прошедших под отдельным фотоэлементом, а сумма импульсов всех фотоэлементов 10 пропорциональна числу М всех окатышей, рассеиваемых окомкователем за время rltЗа это же время измеритель массы (датчик 8 массы) зарегистрирует массу М всех Np окатышей..

Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг. 2) обеспечивает автоматическое вычисление и регистрацию значения по измеренному знаЗ5 чению массы М постоянного числа окатышей.

Устройство содержит датчики 16-18 количества окатышей, датчик 19 массы, устройство 20 для -временного разде- 4О ления и суммирования импульсных сигналов, первый 21, второй 22 и третий

23 управляемые делители частоты, генератор 24 импульсов, преобразователь

25 напряжения в частоту импульсов, первый.26 и второй 27 триггеры, первый 28, второй 29, третий 30, четвертый 3 1, пятый 32 и шестой ЗЗ элементы И, многоканальный элемент И 34, первый 35 и второй 36 элементы ИЛИ, >0 счетчик 37 импульсов, первый 38 и второй 39 разряды знака счетчика 37, регистрирующее устройство 40, элемент задержки 41.

Исходное состояние: триггеры 26 55 и 27 находятся в состоянии "0", в счетчике 37 записано число "0" ° Делители 21-23 частоты имеют следующие

Датчики 16-18 количества окатышей вырабатывают импульсы,- количество которых равно количеству окатышей.. Эти импульсы разделяются во времени и суммируются устройством 20 для временного разделения и суммирования импульсных сигналов. На выходе этого устройства формируется последовательность импульсов, поступающая на выход первого 21 управляемого делителя частоты, коэффициент деления которого равен фиксированному числу окатышей

Nо. Датчик 19 массы вырабатывает аналоговое напряжение, значение которого пропорционально текущему значению массы-окатышей.. Это напряжение преобразуется в частоту импульсов. Импульсы с выхода преобразователя 25 проходят через элемент И 31 и элемент ИЛИ 36 на вход делителя 23 частоты, коэффициент деления которого равен М вЂ” значению массы Й окатышей о с номинальными размерами. Если диаметр окатышей больше номинального, то импульс на выходе делителя 23 частоты появляется раньше, чем появляется импульс на выходе делителя 21 частоты. Импульс с выхода делителя

23 частоты переключает триггер 27 в состояние "1", в результате чего на выходе элемента И 30 формируется сигнал "1", который записывает в разряде 38 счетчика 37 сигнал "1", представляющий знак ПЛЮС числа в счетчике 37, импульсы с выхода элемента

И 31 начинают поступать через элемент

И 32, элемент ИЛИ 35 и делитель 22 частоты на счетчик 37.

На счетчик 37 импульсы поступают до тех пор, пока на выходе делителя

21 частоты не появляется импульс, свидетельствующий об окончании выработки числа N окатышей. Этот импульс переключает триггер 26 в состояние

"1", в результате чего на выходе элемента И 28 формируется импульс, который осуществляет перепись содержимого счетчика 37 и его разрядов 38 и 39 через многоканальный элемент

И 34 в регистрирующее устройство 40, сбрасывает делители 22 и 23 частоты и через элемент задержки 41 сбрасывает триггеры 26 и 27 и счетчик 37,Источник информации

Числовое значение

Показатели

2,5

3,15

Средний номинальный диаметр окатьппей, см

1,332

9, 10992 устройство переходит к исходное состояние.

Еслй диаметр вырабатываемых окатышей.меньше номинального, то импульс на выходе делителя 2! частоты выраба5 тывается раньше импульса на вьмоде делителя 23 частоты. Импульс с выхода делителя 21 частоты переключает триггер 26 в состояние "1", в результате чего на выходе элемента И 29 !О формируется сигнал "1", который заносит значение "1" в разряд 39 счетчика

37, представляющее знак МИНУС числа в счетчике 37, прекращается поступление импульсов через элемент И 31 1 на делитель частоты 23, начинается поступление импульсов от генератора

24 импульсов через элемент И 33 и элементы ИЛИ 35 и 36 на входы делителей

22 и 23 частоты, причем эти импульсы 2п поступают до тех пор, пока не выработается . импульс на вьмоде делителя 23 частоты.

Импульс с выхода делителя 23 частоты переключает триггер 27 в состоя- 25

1 в результате чего на выходе элемента И 28 формируется импульс, который переписывает содержимое счетчика 37 в регистрирующее устройство и сбрасывает схему в исходное состоя- 30 ние.

Значения числа в счетчике 37 и в регистрирующем устройстве 40 вырабатываются непосредственно в значениях линейного размера окатьппей (см или

-мм). Эти значения соответствуют приращениям диаметра окатьппа по сравнению с его номинальным диаметром, Таким образом, при определении величины, характеризующей среднюю круп- 40 ность окатьппей, используются поштуч но все окатыши в потоке после окомкователя, что повьппает .точность измеПроизводительность окомкователя, т/ч

Время окомкования, мин

Средняя плотность окатьппей, г/см

51 10 рения предлагаемых способа и устройства.

Измерительная информация (масса M окатышей числом Й = сопМ ) пропорциональна среднему объему окатьппей, приращение ЬЧ в составе которого в

0 5 У д раз больше приращения Ьд

"2 номинального диаметра do, что повышает чувствительность способа.

Использование приращения дМ к массе Мо окатьппей номинальной крупности позволяет исключить неинформативную часть измерительной информации, обусловленную массой М окатышей номинальной крупности и тем самым повысить чувствительность устройства, осуществляющего способ.

Возможность выбора большого числа

Ип окатышей и соответственно большой массы М создает существенный резерв повышения точности определения весьма мальм приращений крупности окатышей, при этом автоматически реализу ;ется метод накоплений как средство эффективного ослабления случайных факторов — помех (колебаний плотности окатьппей, случайных ошибок измерений массы и количества окатьппей и т.п.).

Регистрируемая согласно предлагаемому способу информация (ad) является линейной функцией измерительной информации (ЬМ).> что упрощает и повышает напежность устройства осущест1 вляющего способ.

Метоп попсчета постоянного напевен запанного числа !чo, опрепеляющего собой массу М окатьппей упрощает способ и осуществлякипее его измерительное устройство .поскольку исключается операция пеления на независимую переменную.

Технический паспорт окомкователя

Техническая инструкция

ТИ-4-OK-80 Начканарского

ГОКа

1099251

1099251

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4364/36

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Алексеева

Редактор P.Öèöèêà Техред М,Кузьма Корректор В.Синицкая