Устройство для автоматического управления выгрузкой крупного продукта из гидравлического классификатора

 

Изобретение относится к устройствам для управления технологическими процессами, в частности для автоматического управления выгрузкой твердых материалов из отсадочных машин и гидроклассификаторов. Цель изобретения - повышение точности управления и повышение его надежности. Устройство снабжено датчиком (Д) 9 электропроводности пульпы камеры предварительного обогащения и Д 8 электропроводности среды гвдроклассификационной камеры. Выход Д 8 объединен с выходом стержневого Д 7 электропроводной зоны накопителя крупного продукта, и подключен к входу блока 11 сравнения (БС). К второi (Л С 4 О сд о 00 tffve.f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

yg g В 03 В 11/00

p, ? ?",,,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4319117/23-03 (22) 21.07.87 (46) 28.02.89. Бюл. Р 8 (71) Центральное конструкторское бюро Министерства речного флота

РСФСР в г ° Горьком (72) В.И. Попов (53) 622.765 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

h? 882613, кл. В 03 В 11/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 812346, кл. В 03 В 11/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ВЫГРУЗКОЙ КРУПНОГО ПРОДУКТА ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КЛАССИФИКАТОРА

„„Я0„„14 15 А1 (57) Изобретение относится к устройствам для управления технологическими процессами, в частности для автоматического управления выгрузкой твердых материалов из отсадочных машин и гидроклассификаторов. Цель изобретения — повышение точности управления и повышение его надежности.

Устройство снабжено датчиком (Д) 9 электропроводности пульпы камеры предварительного обогащения и Д 8

/ электропроводности среды гидроклассификационной камеры. Выиод Д 8 объединен с выходом стержневого Д 7 электропроводной зоны накопителя крупного продукта и подключен к вхоЭ

Щ ду блока 11 сравнения (БС). К второ1

1461503 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

3 процессами, в частности для автоматического управления выгрузкой твердых материалов из отсадочных машин и гидроклассификаторов.

Цель изобретения — повышение точности управления и повышение его надежности.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, на фиг.2а †. конструкция электрода, контролирующего электропроводность зоны, расположенной по оси камеры накопителя, а на фиг.2б— нелинейная статическая характеристика С = f(h, ), этого электрода, на которой обозначены: Gq — электропроводность контролируемой среды между поверхностью электрода и корпусом камеры накопителя, Ь,. — уровень гравия, К,, К, К и К,1 — статические коэффициенты усиления электрода датчика на различных участках нелинейной характеристики, на фиг.3 — вид по стрелке А на фиг.2а, на фиг.4-6— разрезы Б-Б, В-В и Г-Г на фиг.2а соответственно, 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 крупного продукта суммарный сигнал с Д 7 и 8 и сигнал с Д 9 не равны между собой.

С выхода БС 11 подается сигнал рассогласования на блок 13. Блок 13 формирует управляющий сигнал и через усилитель 14 мощности управляет ИЭ

15, открывающим затвор 6. При открывании затвора б сигнал с Д 10 поступает на второй вход блока 13. При равенстве сигналов с Д 10 и БС 11 затвор 6 прекращает перемещение.

2 з.п.ф-лы, 6 ил. выгрузки крупного продукта из накопителя, датчик 7 электропроводности зоны, расположенной по вертикальной оси камеры накопителя, датчик 8 электропроводности среды классификационной камеры, датчик 9 электропроводности пульпы, сливаемой из камеры предварительного обогащения, датчик

10 положения поворотного затвора, блок 11 сравнения величин переменных ° токов, проходящих через датчики электропроводности и предварительной об° работки сигналов этих датчиков, блок

12 питания, блок 13 управления, усилитель 14 мощности и исполнительный элемент 15, Датчики 7 и 8 электропроводности между собой включены параллельно, а

20 через вход блока 11 включены последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора тока блока 11 и питающей обмоткой понижающего трансформатора блока 12 пи25 тания.

Датчик 9 электропроводности пульпы через вход блока 11 включен последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора тока

30 блока 11 и питающей обмоткой понижающего трансформатора блока 12 питания.

Выходы блока 11 и датчика t0 подключены на входы блока 13 управления, 35 последовательно соединенного с усилителем 14 мощности и исполнительным элементом (силовым гидроцилиндром)

15 привода поворотного затвора б.

1461503

Следовательно, Устройство работает следующим образом.

При отсутствии крупного продукта в камере накопителя 5 и камере 1

5 предварительного обогащения, заполненной водой, суммарный ток, проходящий через датчики 7 и 8 и первичную обмотку трансформатора тока блока 11, равен току, проходящему через датчик 10

9 и первичную обмотку трансформатора тока блока 11. Подвижный контакт потенциометра блока 11 установлен так, что в этом режиме потенциал на выходе блока 11 равен "нулю". 15

Если поворотный затвор 6 разгрузочного окна камеры накопителя 5 закрыт, то потенциал на выходе датчика 10 положения поворотного затвора 6 равен "нулю" и на обоих входах 20 блока 13 управления потенциалы отсутствуют. Следовательно, усилитель

14 мощности не получает управляющих сигналов и поворотный затвор 6 остается зафиксированным в положении "за- 25 крыто".

При подаче через патрубок 2 в камеру 1 предварительного обогащения гидросмеси, содержащей, например, гравий, последний из камеры 1 через 30 классификационную камеру 4 поступает в камеру накопителя 5 крупного продукта. Поскольку затвор 6 находится в положении "Закрыто", то уровень гравия в накопителе 5 быстро растет, а электропроводность зон, контролируемых датчиками 7 и 8, уменьшается пропорционально увеличению объемной концентрации гравия в классификационной камере и пропорционально росту уровня гравия в камере накопителя, в результате чего электрический ток, проходящий через первичную обмотку трансформатора тока и датчики 7 и 8, уменьшается ° При этом балансировка 45 мостовой схемы нарушается и на выходе блока 11 появляется положительный потенциал, величина которого пропорциональна уровню гравия в накопителе 5 и объемной концентрации гравия в классификационной камере 4: н <4 < гр + f4.à гр.к.к где — объемная концентрация гр. кк гравия в классификационной камере ((), йЬ, dt

Если, уровень потенциала U, 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 окна накопителя 5 остается в закрытом состоянии.

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 6 прекращается.

Если уровень открытия разгрузочного окна накопителя 5 гидроклассификатора 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 11 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 вычислительно блока 13 оказывается отрицательной (-U +U =U> (О), то на выходе элементов блока 13 появляются отрицательные потенциалы (U> (О и

U4 а О), вследствие чего на выходе

1461503

5 блока 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 уро1 вень 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 U, ïà 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 U,< 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 датчиков 7 и 8 электропроводности зоны по вертикальной оси каме" ры накопителя 5 и среды в классификационной камере равна площади датчи KB, 9 электропроводности пульпы,слиl 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 S гидроклассификатора в зависимости от содержания полезного продукта в исходпой горной массе: при, большом количестве полезного продукта в исходной горной массе,когда вероятность прорыва жидкой фазы через разгрузочное окно накопителя 5

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.

При 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 Uö 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 затвора 6 напряжение Uö будет получено 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 среды

1461503 в классификационной камере гидроклассификатора позволяет устройству автоматически учитывать и корректировать режим выгрузки крупного про5 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 s камеру накопителя 5 увеличивается, то при этом одновременно увеличивается объемная концентрация гидросмеси (о„ „ „ ) 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 U« на выходе блока 11 возрастает, в результате чего степень . открытия затвора 6 увеличивается,что вызывает увеличение стока крупного 3О продукта из камеры накопителя 5 до нового уровня его притока, благодаря чему уровень гравия в накопителе 5 остается без изменений.

1О

При переполнениях камеры накони теля 5 крупным продуктом {что возможно в нештатных ситуациях) датчик 8 электропроводности среды в классификационной камере оказывается зава- 4О ленным грунтом, в результате чего (поскольку датчик 8 выполнен в виде смонтированной на изоляторе узкой длинной пластины из металла, ось которой ориентирована параллельно го- 45 ризонтальной 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 U« на выходе блока 11 сильно увеличивается и блок 13 формирует команду на полное (аварийное) открытие поворотного затвора 6 разгрузочного окна накопителя 5 гидроклассификатора.

3а 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 качественные показатели 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 невелик, а управляющие воздействия, корректирукшие положения поворотного затвора 6, 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 6 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 негабарит1461503

10 ного 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 крупного продукта в камере накопителя .5 гидроклассификатора блок 13 управления через усилитель 14 мощности формирует исполнительному элементу 15 команду на закрытие поворотного затвора 6. При этом затвор 6 движется вниз и защемляет негабаритное включение между затвором 6 и лотком.

При формировании блоком 13 управления команды на закрытие затвора 6 в 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 6 поднимается и поток гравия выносит негабаритное включение изпод затвора,б в лоток, затеи блок

13 формирует команду на закрытие затвора 6, 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 негаба,: ритных включений, попадающих под поворотный затвор 6, автоматическое . управление выгрузкой: крупного продукта иэ.накопителя 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 эоны накопителя крупного продукта, выход датчика положения затвора подключен к первому входу блока управления, выходы которого через усилитель мощности подключены к исполнительному механизму привода затвора, о т л нч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления и повышения его надежности, устройство снабжено датчиком электропроводности пульпы камеры предварительного обогащения и датчиком электропроводности среды гидроклассификационйой камеры, выход которого объединен с выходом датчика электропроводности зоны

25 накопителя крупного продукта и под-. ключен к первому информационному входу блока сравнения, к второму информационному входу которого подключен датчик электропроводности, пуль30 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 датчик электропроводности среды гидроклассификационной камеры выполнен в виде горизонтальной металлической пластины, причем суммарная площадь поверхности датчиков элек гропроводности среды и датчика электропроводности зоны равна площади поверхности дат» чика электрапроводности пульпы.

3. Устройство по п.1, о т л и« ч а ю щ е е с я тем, что стержневой датчик электропроводности эоны нако- пителя крупного продукта выполнен с

45 переменным диаметром, уменьшающимся вдоль оси датчика сверху вниз.

1461503

1461503

Составитель Л. Виноградов

Техред М.Дидык Корректор Э. Лончакова

Редактор А. Ревин

Заказ 627/7 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101