Устройство для определения состава сыпучих материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения состава сыпучих материалов. Цель изобретения - повышение точности определения. Для этого устройство содержит емкостный датчик и индуктивный датчик, которые расположены друг над другом. При этом емкостный датчик выполнен в виде металлического патрубка, играющего роль заземленного измерительного электрода, который снабжен диэлектрической перегородкой. К диэлектрической перегородке прикреплены концы потенциального электрода, которые выступают в образованные измерительные полости. Заземленный электрод соединен с виброуплотнителем и снабжен приводом поворота датчика на 180° вокруг горизонтальной оси. Индуктивный датчик выполнен в виде дозировочного бункера с катушкой, заслонкой и датчиком уровня материала в нем. Индуктивный и емкостный датчики включены в измерительные генераторы, схемы измерения и управления. Поворот емкостного датчика на 180° и обратно обеспечивает механизацию загрузки и разгрузки материала и позволяет совместить их во времени. В индуктивном датчике определяют содержание ферромагнитной фракции, а в емкостном - содержание влаги и углерода. При этом с учетом содержания ферромагнитной фракции вводится поправка на содержание влаги и углерода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2) ) 446358) /3) -25 (22) 18.07.88 (46) 07.03.90, Бюл. № 9 (71) Коммунарский горнометаллургический институт (72) В.П.Бондаренко, Н,М.Кочмола, В.К,Богданов и В.Г.Франковский (53) 551.508.7 (088.8)

1 (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 260812, кл. G 01 N 27/22, 1986.

Авторское свидетельство СССР № ) 081515, кл. G 0) N 27/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения состава сыпучих материалов. Цель изобретения — повыпение точности определения. Для этого устройство содержит емкостный датчик и индуктивный датчик, которые расположены друг над другом. При этом емкостный датчыс выполнен в виде металлического патрубка, играющего роль

Изобретение относится к технике измерений электрических параметров сыпучих материалов и может быть использовано в энергетической промышленности для определения углерода в золе пылеугольных котлоагрегатов, а также на предприятиях химической, строительной, горнорудной и металлургической промьппленности для определения влажности и ферромагнитной части сыпучих материалов.

Ä.,SUÄÄ 15487 9 А1 (51) 5 С 01 N 27/22

2 заземленного измерительного электрода, который снабжен диэлектрической перегородкой. К диэлектрической перегородке прикреплены концы потенциального электрода, которые выступают в образованные измерительные полости.

Заземленный электрод соединен с виб- . роуплотнителем и снабжен приводом поО ворота датчика на 180 вокруг горизонтальной оси. Индуктивный датчик выполнен в виде дозировочного бункера с катугкой, заслонкой H датчиком уровня материала в нем. Индуктивный и емкостный датчики включены в измерительные генераторы, схемы измерения и управления. Поворот емкостного дато 9 чика на 180 и обратно обеспечивает механизацию загрузки и разгрузки материала и позволяет совместить их во времени. В индуктивном датчике определяют содержание Ферромагнитной фракции, а в емкостном — содержание влаги и углерода. При этом с учетом содержания ферромагнитной фракции вводится поправка на содержание влаги и углерода. 1 ип.

Цель изобретения — повыпение точности определения.

На чертеже показано предложенное устройство для определения состава сыпучих материалов .

Устройство состоит из металлического патрубка, выполняющего функции заземленного электрода 1 и снабженного горизонтальной диэлектрической перегородкой 2, к которой крепится коаксиально патрубку потенциальный ци1548739 линдрический электрод 3, при этом образуются две равные по объему измерительные полости 4 и 5, а части б и 7 электрода 3 равноудалены от nepего5 родки 2 и совместно с электродом 1 образуют два коаксиальных емкостных конденсатора. Внутренняя поверхность патрубка от перегородки 2 к его торцам выполнена в виде двух усеченных конусов, малые основания которых расположены со стороны оснований перегородки 2, расположенной по оси поворота патрубка вокруг горизонтальной оси от привода 8, Наружная поверхность патрубка соединена с виброуплотнителем 9 ° EMKocTHbIA кондейсатор выполнен так, что электрическая емкость между электродами 1 и 6 равна емкости между электродами 1 и 7 при порожних полос- 20 тях 4 и 5. Внутренняя конусная по1 верхность электрода 1 обеспечивает благоприятные условия уплотнения вибрацией материала в измерительных полостях и удаления его из полостей 25 после измерения параметров.

Над патрубком и соосно ему установлен дозировочный бункер 10 с катушкой 11 индуктивности, затвором 12 с приводом 13, датчиком 14 уровня ма- 30 териала с электродами 15 °

Катушка 11 индуктивности и электроды 1 и 3 емкостного конденсатора включены в схему измерения и управления, содержащую измерительные генераторы 16 и 17, опорный генератор 18, делитель 1 9 разностных частот, блоки

20 и 21 вьделения разностных частот, блок 22 управления и электронного вьг числения и блок 23 индикации и реги- 40 страции измерений, при этом катушка

11 индуктивности и электроды 1 и 3 емкостного конденсатора включены в раздельные измерительные генераторы

16 и 17 соответственно. 45

Для сброса отработанной пробы служит разгрузочная воронка 24, соединенная с системой вакуумного пробоудаления ипи канализацией (не показано) .

Привод 8 поворота емкостного конденсатора совместно с виброуплотнителем 9 вокруг горизонтальной оси, привод 13 затвора 12 дозировочного бункера 10 и его датчик 14 уровня ма-55 териала соединены электрически с блоком 22 управления и электронного выч ислен ия..

Устройство работает следующим образом.

Материал равномерным потоком загружают в дозировочный бункер 10 индуктивного датчика, который постепенно заполняется. При достижении уровня материала в бункере 1 0 электродов !

5 датчик 14 вьдает в блок 22 сигнал, под воздействием которого автоматически включается измерение частоты генератора 16 схемы измерения и вьдается команда о прекращении загрузки материала в бункер 10. После измерения частоты генератора 16 блок 22 включает в работу привод 13, который открывает затвор 12 бункера 1 О. Под действием сил тяжести материал из бункера 10 поступает в измерительную полость 4 емкостного датчика. После этого по команде блока 22 привод 13 закрьвает затвор 12, и одновременно включается в работу виброуплотнитель

9, а после некоторой задержки, устанавливаемой опытным путем, включается измерительный генератор 17 . Под воз - . действием вибрации в полости 4 происходит уплотнение материала до заданной предварительно и устанавливаемой эк сп е римен таль но пло тно с ти.

В процессе уплотнения материала производится непрерьвное измерение частоты генератора 17, в схему которого включены электроды емкостного конденсатора с материалом между электродами 1 и 6. Достижение необходимой плотности при виброуплотнении и измерение частоты, по которой ведется расчет содержания контролируемого элемента, определяется блоком 22 в момент, когда приращение частоты генератора 17 при непрерывном ее измерении становится меньше значения заданной сходимости определений емкостного конденсатора. После чего блок 22 выключает виброуплотнитель 9, производит включение генератора 17 на измерение частоты емкостного датчика с материалом .и включает в работу привод 8, который поворачивает емкостный датчик совместно с виброуплотнителем

9 вокруг горизонтальной оси на !80

При этом полости 4 и 5 меняются местами и происходит опорожнение полости 4 от материала сначала под действиеи сил тяжести, а затеи под действием вибрации уплотнителя 9, которой предшествуют операции последую739

5 1548 щей загрузки материала в бункере 1О, определение в нем контролируемого элемента по описанной схеме. Поэтому после поворота емкостного датчика на

180 по команде блока 22 привод 13 о

5 отк рывает з атво р 1 2 и мате риал из бункера 10 просыпается теперь уже в измерительную полость 5. Затем по команде блока 22 включаются виброуплот- 10 нитель 9 и привод 13, который закрывает затвор 12, а с незначительной задержкой включается измерительный генератор 17, в схему которого включены электроды емкостного конденсато- 15 ра с материалом между электродами 1 и 7. За время выдержки включения генератора 17 происходит полное удаление материала из полости 4 под воздействием вибрации уплотнения мате- 20 риала в полости 5.

Из полости 4 материал поступает в разгрузочную воронку 24, а затем удаляется из нее с помощью вакуумной сис темы п робо удаления или неп ос редственно в канализацию в зависимости от условий использования устройства.

При непрерывном измерении частоты генератора 17 и работающем виброуплотнителе 9 в полости 5 устанавливается такое состояние пробного материала, при котором достигнута заданная плотность, и наступает момент, когда приращение частоты генератора

17 становится меньше значения допус35 каемой сходимости определений емкостного датчика, что свидетель ствует о необходимости прекращен ия в иб роуплотнения материала. Поэтому блок 22 выключает виброуплотнитель 9 и включает привод 8, который поворачивает в обратном направлении емкостный дато чик и виброуплотнитель 9 на 180, при этом устройство занимает исходное по- 45 ложение, полости 4 и 5 меняются местами, происходит опорожнение полости

5 от материала под действием сил тяжести, а затем под действием вибрации. В дальнейшем операции повтоРяют- 50 ся по указанной схеме и последовательности.

Наличие индуктивного датчика, выполненного в виде бункера 10 с катушкой 1 1 HHÀ T Ho

Таким образом, определяется влажность железорудных сыпучих материалов, при этом при on ределении влажности вводится поправка на содержание АерРомагнитной фракции.

Выполнение емкостного конденсатора в виде патрубка 1, снабженного диэлектрической перегородкой 2 и электродом 3, позволяет получить две измерительные полости 4 и 5, а в сочетании с поворотом их вокруг горизонтальной оси — обеспечить возможность ав тома тиз ации on ера ций з аг рузк и ма те— риала в емкостный датчик и разгрузки материала из него, при этом достигается совмещение операций виброуплотнения материала в одной измерительной полости и виброудаления его из другой измерительной полости. Автоматизация операций загрузки и разгрузки материала в емкостном датчике обеспечивает использование устройства в автоматических системах контроля химсостава сыпучих материалов, т.е. расширяет технические возможности устройства.

Совмещение операций уплотнения материала в одной иэ двух измерительных. полостей и удаления материала из другой измерительной полости позволяет сократить продолжительность определений емкостного датчика и устройства в целом и снизить энергозатраты.

Расположение бункера 10 над емкос тньи датч иком и оборудование его затвором 12 позволяет производить периодически проверку стабильности рабочей" частоты генератора 17 в процессе эксплуатации, в схему которого включен емкостный датчик, беэ прекрап, ения процесса контроля материала

1548739 при использовании устройства в автоматической системе контроля, что обеспечивает представительность опредЕлений и повышение их точности. При этом ийеется в виду, что проверка стабильности "рабочей" частоты генератора 17 ведется в Накопления пробного материала в бункере 1 О, продолжйтельность которого больше продолжи- 10 тельности определений в емкостном датчике, а программу проверки выдает блок 22.

Выполнение измерительных полостей

4 и 5 емкостного датчика равйыми по 15 оръему и равноудаление электродов 6 и 7 в них от перегородки 2 обеспечив ет простоту создания электрической е кости между электродами 1 и 6 полрсти 4 равной электрической емкости 20 между электродами 1 и 7 полости 5 и настройки обеих емкостных конденсаторов в схеме генератора 17 на одинаковую рабочую" частоту.: Это упрощает схему измерения и контроля стабиль25 нрсти "рабочей" частоты генератора 17, п ри этом схемой измерения и. управления предусмотрена автоподстройка "рабочей" частоты. генератора 17 обратной связью блок 22 — генератор 17. 30

Наличие датчика 14 уровня материа 1а в индуктивном датчике также позво-, л яет расширить технические возможнос1и устройства и использовать его не

1 только в лабораторных условиях, но и 39 автоматических системах контроля химсостава сыпучих материалов.

Выполнение емкостного конденсато1 а в виде коаксиально расположенных полого и цилиндрического электродов 40 обеспечивает высокую представительНость определений за счет измерения

Параметров всего объема пробного маs,е риала.

Принятая форма измерительных по- 45 лостей 4 и 5 емкостного датчика в виде усеченного конуса обеспечивает сокращение продолжительности виброуплотнения материала в полостях и виброудаления материала из них, а также 50 снижение энергозатрат.

Кроме того. схемой измерения и управления предусмотрена возможность исследования сыпучего материала без уплотнения его в емкостном датчике, при этой необходимости виброуплотнитель 9 выключ ает с я.

Наличие диэлектрической перегородки 2 в патрубке 1 позволяет закрепить электрод 3 к ней и исключить имеющее место в известных коаксиальных датчиках с открывающимся дном крепление центрального электрода к полому посредством радиальных изоляционных ребер, что способствует улучшению условий удаления материала из измерительных полостей 4 и 5 емкостного датчика, и обеспечить высокое качество их очистки, При этом обеспечивается повьппение представительности и точности оп ределен ий.

Формула изобретения

Устройство для определения состава сыпучих материалов, содержащее измерительную ячейку, выполненную в виде сосуда большего диаметра с электродами емкостного датчика и сосуда меньшего диаметра с катушкой индуктивности, установленные друг над друroM с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, и уплотнителя мате риалов, и р ич ем элек т роды емко с тно го датчика и катушка индуктивности включены в раздельные измерительные генераторы схемы измерения и управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, сосуд большего диаметра с электродами выполнен в виде металлического пат рубка, снабженного горизонталь ной диэлектрической перегородкой, установленной по оси его поворота, образующей две равные по объему измерительные полости емкостного датчика, по вертикальной оси которых расположен прикрепленный к перегородке потенциальный цилиндрический электрод, выступающие в измерительные полости части которого равноудалены от перегородки, а сосуд меньшего .диаметра с катушкой индуктивности выполнен в виде стационарного дазировочного бункера с датчиком уровня материала над катушкой индуктивности и затвором ниже нее.

1548739

Составитель А.Платова

Редактор В.Данко Техред g.Кодания Корректор Л.Бескид

Заказ 139 Тираж 509 Попписное

BHHHIIH 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