Устройство для контроля толщины слоя пены и уровня пульпы во флотомашине
Изобретение относится к автоматизации технологического процесса флотации и может быть использовано для автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотационных машин на обогатительных фабриках. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и снижение себестоимости. Для этого устройство содержит блок изолированных контактов, два задатчика опорного напряжения, два компаратора, два измерителя временных интервалов, выходные сигналы которых определяют толщину слоя пены и уровень пульпы в камере флотомашины, коллекторный электрод, нагрузочный резистор. Дополнительно оно снабжено счетчиком с дешифратором, электронным ключом с ограничивающим резистором, подключенным к отрицательному источнику питания, двухвходовым логическим элементом И, аналоговым запоминающим устройством и детектором максимального сигнала, N входов которого подключены к N выходам счетчика с дешифратором, а N выходов детектора максимального сигнала подключены к N контактам блока контактов. Причем N+1-й выход счетчика с дешифратором подключен к управляющему входу ключа, выход которого подключен к коллекторному электроду, а N-й выход счетчика с дешифратором подключен к управляющему входу аналогового запоминающего устройства, выход которого подключен к задатчикам опорного напряжения, а вход - к нагрузочному резистору. При этом объединенные входы компараторов подключены к нагрузочному резистору, а вторые входы компараторов подключены к задатчикам опорного напряжения. К выходу одного из компараторов подключен инвертор, сигнал на выходе которого является выходом уровня пульпы, а выходы обоих компараторов подключены к входам логического элемента И, выходной сигнал которого соответствует толщине слоя пены. 2 ил.
Изобретение относится к автоматизации технологического процесса флотации и может быть использовано на флотомашинах обогатительных фабрик.
Известно устройство для автоматического измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин [I], содержащее поплавок, блок изолированных друг от друга электродов, блоки резисторов и электронных ключей, задатчик опорного напряжения и преобразователь “напряжение-ток”, выход которого является выходом устройства, определяющим уровень пульпы. Устройство [I] имеет низкую надежность и высокую стоимость ввиду наличия механических подвижных частей.
Известно также устройство для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин [II], содержащее блок изолированных контактов, источник переменного напряжения, кольцевой аналоговый коммутатор, нагрузочный резистор, двухполупериодный выпрямитель, два задатчика опорного напряжения, два компаратора, два фильтра (или измерителя временных интервалов). Устройство [II] имеет малую надежность ввиду наличия многоканального аналогового коммутатора и нестабильно в работе из-за различной проводимости пульпы и пены для положительных и отрицательных напряжений генератора переменного напряжения. Наиболее близким аналогом -прототипом предлагаемого изобретения является устройство [II].
Задачей настоящего изобретения является увеличение его надежности и снижение стоимости. Это достигается тем, что в устройство контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных друг от друга контактов, два задатчика опорного напряжения, два компаратора, два измерителя временного интервала, выходные сигналы которых определяют толщину слоя пены и уровень пульпы в камерах флотомашин, дополнительно введены счетчик с дешифратором, счетный вход которого подключен к выходу тактового генератора, а N выходов счетчика с дешифратором подключены к соответствующим N входам введенного в устройство детектора максимального сигнала, N выходов которого подключены к N контактам блока изолированных контактов, причем дополнительный N+1-й вход счетчика с дешифратором подключен к управляющему входу введенного в устройство электронного ключа, выход которого подключен к коллекторному электроду, вход электронного ключа через ограничительный резистор подключен к источнику отрицательного напряжения, а N-й выход счетчика с дешифратором подключен к управляющему входу аналогового запоминающего устройства, выход которого подключен к задатчикам опорного напряжения, а вход подключен к нагрузочному резистору, к объединенным входам компараторов и к выходу введенного в устройство защитного диода, вход которого подключен к коллекторному электроду, причем вторые входы компараторов подключены к выходам задатчиков опорного напряжения, а выход одного из компараторов подключен к входу инвертора, выход которого подключен к измерителю временного интервала, выходной сигнал которого определяет уровень пульпы в камерах флотомашины, а выходы обоих компараторов подключены к входам логического элемента И, выход которого подключен к измерителю временного интервала, выходной сигнал которого определяет толщину слоя пены в камерах флотомашины.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, где приведена функциональная схема устройства. Предлагаемое устройство содержит:
тактовый генератор 1,
счетчик с дешифратором 2,
детектор максимального значения 3,
электронный управляемый ключ 4,
ограничительный резистор 5,
защитный диод 6,
аналоговое запоминающее устройство 7,
нагрузочный резистор 8,
задатчик опорного напряжения 9 и 10,
компаратор аналогового сигнала 11 и 12,
инвертор сигнала 13,
логический элемент И 14,
измеритель временного интервала, выходной сигнал которого определяет уровень пульпы 15,
измеритель временного интервала, выходной сигнал которого определяет толщину слоя пены 16,
камера фломашины 17,
пульпа 18,
пена 19,
коллекторный электрод 20,
блок изолированных контактов 21,
толщина слоя пены в флотомашине (Н пены) 22,
уровень пульпы в флотомашине (Н пульпы) 23,
источник отрицательного напряжения 24.
Устройство работает следующим образом. В флотомашине, где находиться пульпа и пена, опущен блок изолированных контактов, на котором расположены N контактов, каждый из которых соединен с соответствующим выходом детектора максимального сигнала, причем первый контакт находится выше слоя пены. В каждом цикле работы устройства в соответствии с сигналами тактового генератора 1 с выходов счетчика с дешифратором 2 поочередно, начиная с первого выхода до N+1, поступают положительные импульсы напряжения. Ток от каждого контакта блока изолированных контактов собирается на коллекторном электроде 20 и на нагрузочном резисторе 8 создает падение напряжения, зависящее от электропроводности цепи соответствующего контакта. В каждом цикле при подаче напряжения на N-й контакт посредством запоминающего устройства 7 запоминается напряжение на нагрузочном резисторе 8, которое служит питающим напряжением для задатчиков 9 и 10 опорного напряжения. Высокий сигнал с N+1-го выхода счетчика с дешифратором 2 посредством управляемого ключа 4 подключает к коллекторному электроду 20 отрицательное напряжение - Е от источника отрицательного напряжения 24 через последовательно включенный ограничительный резистор 5. Импульс этого напряжения устраняет эффект электролиза, имеющий место в каждом цикле работы устройства на контактах блока изолированных контактов и на коллекторном электроде, а диод 6 защищает вход аналогового запоминающего устройства 7 от отрицательного напряжения.
В каждом цикле при последовательном подключении напряжения на контакты ввиду различной проводимости пенного слоя и пульпы на нагрузочном резисторе 8 величина падения напряжения увеличивается по мере погружения опрашиваемых контактов в пену, а затем и в пульпу. Опорные напряжения на выходе задатчика 9 и 10 выбираются такими, что при поступлении напряжения на контакт соприкасающийся с пеной на выходе компаратора 12 сигнал переходит из низкого уровня в высокий, а при подаче напряжения на контакт, соприкасающийся с пульпой, на выходе компаратора 11 сигнал переходит из высокого уровня в низкий и одновременно на вход логического элемента И 14 поступает запрещающий сигнал. При изменении электропроводности пульпы, с которой связана и электропроводность пены, на выходе аналогового устройства 7 напряжение изменяется и также изменяется величина опорного напряжения на выходах задатчиков 9 и 10. Инвертор 13 служит для преобразования низкого информационного сигнала, соответствующего уровню пульпы, в сигнал высокого уровня. Измерители 15 и 16 циклически измеряют длительность сигналов высокого уровня, что соответствует уровню пульпы и толщине слоя пены в камере флотомашины.
На диаграммах фиг.2 представлен один из циклов Т работы устройства и сигналы на соответствующих выходах элементов устройства. Информационные сигналы, соответствующие уровню пульпы и толщине слоя пены в камере флотомашины, представлены как U13 и U14.
Предлагаемое техническое решение является новым, так как включает совокупность новых существенных признаков, а именно: введены новые элементы - детектор максимального сигнала, счетчик с дешифратором, тактовый генератор, аналоговое запоминающее устройство, ключ, ограничительный резистор, инвертор, логический элемент И и новые связи между ними.
Указанная совокупность новых существенных признаков позволила получить новый положительный эффект, заключающийся в повышении надежности и снижении стоимости за счет введения новых элементов и связей между ними.
Изобретение промышленно применимо для надежного автоматического измерения технологических параметров толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин при флотации руд цветных металлов.
Литература
I. Патент RU 2104800, В 03 В 13/00, опубликовано 20.02.1998, БИ №5, 1998 г.
II. Патент RU 2197328, В 03 В 13/00, опубликовано 27.01.2003 БИ №3, 2003
Устройство для контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины, содержащее блок изолированных друг от друга контактов, два задатчика опорного напряжения, два компаратора, два измерителя временного интервала, выходные сигналы которых определяют толщину слоя пены и уровень пульпы в камерах флотомашин, отличающееся тем, что оно снабжено счетчиком с дешифратором, счетный вход которого подключен к выходу тактового генератора, а N выходов счетчика с дешифратором подключены к соответствующим N входам введенного в устройство детектора максимального сигнала, N выходов которого подключены к N контактам блока изолированных контактов, причем дополнительный N+1-й вход счетчика с дешифратором подключен к управляющему входу введенного в устройство электронного ключа, выход которого подключен к коллекторному электроду, вход электронного ключа через ограничительный резистор подключен к источнику отрицательного напряжения, а N-й выход счетчика с дешифратором подключен к управляющему входу аналогового запоминающего устройства, выход которого подключен к задатчикам опорного напряжения, а вход подключен к нагрузочному резистору, к объединенным входам компараторов и к выходу введенного в устройство защитного диода, вход которого подключен к коллекторному электроду, причем вторые входы компараторов подключены к выходам задатчиков опорного напряжения, а выход одного из компараторов подключен к входу инвертора, выход которого подключен к измерителю временного интервала, выходной сигнал которого определяет уровень пульпы в камерах флотомашины, а выходы обоих компараторов подключены к входам логического элемента И, выход которого подключен к измерителю временного интервала, выходной сигнал которого определяет толщину слоя пены в камерах флотомашины.
