Устройство для непрерывного измерения концентрации твердого компонента в двухфазных потоках

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н868476 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 516946 (22) Заявлено 020 L80 (21) 2861081/18-25 с присоединением заявки H9— (23) Приоритет

Опубликовано 300981. Бюллетень Hо 36

Дата опубликования описания 300981

01 N 15/00

Государственный «омитет

СССР ио делам изобретений н от«рытнй (53) УДК 539.215.

° 4 (088.8) (72) Автор изобретения

В. К. Важненко

Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института Цветметавтоматика (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

КОНПЕНТРАЦИИ ТВЕРДОГО КОМПОНЕНТА

В ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для контроля параметров движущегося в линиях пневмотранспорта и гидротранспорта твердого компонента, например для контроля концентрации прокаленной углеграфитовой шихты тонкого помола в .пневмотранспорте после шаровых мельниц, в электродном производстве.

Известно устройство для непрерывного измерения концентрации твердого компонента в потоках аэрозолей, состоящее из трубопровода подачи анализируемого потока, одного емкостного измерительного преобразователя, трех компенсационных емкостных преобразователей и схемы преобразования сигналов, выполненной в виде мостовой схемы 11).

Поскольку в этом устройстве емкостный преобразователь, служащий для компенсации изменения свойств твердого компонента, заполняется материалом периодически несколько раз в сутки, то осуществляется неточная компенсацня изменения электрических свойств твердого компонента, не учитывающая изменения свойств материала в промежутках между заполнениями преобразователя пробой.

Необходимость периодически заполнять пробой и освобождать от материала компенсационный преобразователь усложняет конструкцию устройства и

его эксплуатацию.

По основному авт. св. 9 516946 известно устройство для непрерывного измерения концентрации твердого компоиента в двухфазных потоках, состоящее из трубопровода подачи анализируемого потока, входной .участок которого выполнен в виде изогнутого патрубка, измерительного преобразователя и трех компенсационных емкостных преобразователей, установленных по образующим прямолинейного участка трубопровода и схемы преобразования сигналов, выполненной в виде ..остовой схемы (2) .

Однако при помощи этого устройства невозможно измерять концентрации в потоках .с малым содержанием

5,твердого компонента, при которых ем" костный метод не обладает достаточной разрешающей способностью.

Кроме того, поскольку даже при большой скорости потока мелкая пыль

ЗО не может двигаться независимо от

868476 движения воздуха, в котором она находится, то в транспортирующей фазе, находящейся в верхнем слое, возможно наличие различного количества твердой фазы на различных участках по длине трубопровода, следовательно, и значения емкости емкостных преобразователей для компенсации изменений электрических свойств транспортирующей фазы могут быть различны.

Это отрицательно влияет на точность измерения концентрации тонкодисперсного твердого компонента. .Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых концентраций и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено концентратом циклонного типа, установленным на трубопроводе подачи анализируемого потока перед изгибом, при этом два компенсационных емкостных преобразователя установлены в выхлопной трубе концентратора.

Благодаря тому, что устройство снабжено циклоном, установленным на трубопроводе подачи анализируемого потока перед изогнутым патрубком, увеличивается концентрация твердого компонента в месте расположения емкостного измерительного преобразователя и емкостного преобразователя для компенсации измерений электрических свойств твердого компонента, а значит, и толщина слоя твердого компонента, что вызывает даже при малых концентрациях в трубопроводе до циклона существенное изменение емкости емкостных преобразователей в измерительной зоне, а следовательно, расширение диапазона измеряемых концентраций.

Благодаря тому, что два компенсационных емкостных преобразователя для компенсации изменений электрических свойств транспортирующей фазы установлены в выхлопной трубе циклона, повышается точность измерений, так как степень очистки транспортирующей фазы, выходящей из выхлопной трубы циклона, больше, чем при расслоении потока, проходящего по изогнутому патрубку трубопровода, а то незначительное количество пыли, которое может выноситься через выхлопную трубу, одинаково для обоих емкостных компенсационных преобразова.телей.

На чертеже схематически представлено устройство для измерения концентрации прокаленной углеграфитовой шихты в пневмотранспорте после шаровых мельниц.

Устройство состоит из трубопровода 1 подачи анализируемого потока, перед участком 2 которого, выполненным в виде изогнутого патрубка, установлен циклон 3. В корпусс-экра" не 4 установлены вдоль боковых об55

Количество очищенной транспортирующей фазы, удаляемой через выхлопную трубу, а следовательно, и степень повышения концентрации твердого компонента в пылевыпускном патрубке циклона задается соотношением сечений выхлопного и пылевыпускного отверстий.

При транспортировании анализируемого потока по трубопроводу, выполненному в виде изогнутого патрубка, возникает центробежная сила, действие которой направлено в сторону выпуклости патрубка.

Разующих выхлопной трубы 5 циклона

3 электроды двух идентичных емкостных компенсационных преобразователей 6 и 7 для компенсации изменений электрических свойств транспортирующей фазы потока. В корпусе-экране 8 по

;нижней образующей трубопровода 1 установлен преобразователь 9 для компенсации изменений электрических свойств твердого компонента, а вдоль

l0 верхней и нижней образующих — электроды емкостного измерительного преобразователя 10. Преобразователи

6, 7, 9 и 10 при отсутствии твердого компонента имеют одинаковую начальную емкость.

15 Преобразователи 6 и 10 являются плечами одной, ветви мостовой схемы

ll а преобразователи 7 и 9 — плечами второй. Ответные плечи ветвей мостовой схемы образованы вторичными

Щ обмотками дифференциальных трансформаторов.

Первая ветвь мостовой схемы 11 включена на вход генератора 12 переменного напряжения. Общая диагональ моста 11 (первой и второй ветвей) включена на выход усилителя 13, к которому подключена вторая ветвь мостовой схемы. Параллельно ей включен блок 14 контроля концентрации, содержащий детектор и измерительный прибор, проградуированный в единицах измерения концентрации.

Устройство работает следующим образом.

Транспортирующийся по трубопроводу

1 твердый компонент сначала попадает в циклон 3, где под действием центробежных сил происходит разделение анализируемого потока на две части.

Очищенная транспортирующая фаза, 4Q составляющая значительную часть всей транспортирующей фазы, отводится через выхлопную трубу 5 циклона 3.

Транспортирующая фаза с повышенным

45 содержанием твердого компонента транспортируется далее по участку 2 трубопровода, сечение которого после пылевыпускного отверстия циклона меньше сечения входного патрубка

® циклона, т.е. сечения трубопровода до циклона.

868476.

Под действием центробежной силы транспортируемый поток расслаивается на две фазы.

Емкостный измерительный преобразователь 10, электроды которого установлены вдоль верхней и нижней образующих трубопровода, измеряют концентрации твердого компонента в анализируемом потоке.

Изменения электрических свойств твердого компонента компенсируются преобразователем 9, установленным в зоне прижатия твердого компонента.

Это обусловлено тем, что электрическое поле преобразователя проникает в трубопровод на глубину, меньшую или равную радиусу трубопровода.

Глубина проникновения электрического поля регулируется выбором зазора между электродами преобразователей.

Преобразователями 6 и 7, установленными в зоне, свободной от твердо- 20 го компонента (в выхлопной трубе циклона), осуществляется непрерывная

1 компенсация изменения электрических свойств транспортирующей фазы потока.

В результате происходит непрерыв- 25 ное измерение концентрации и компенсации изменений электрических свойств твердого компонента преобразователями, установленными в зоне с повышенной в известное (определяемое конструктивными размерами циклона) число раз концентрацией твердого компонента, чтр позволяет расширить диапазон измеряемых концентраций последнего, а также непрерывная ком- пенсация измерений электрических свойств транспортирующей фазы потока преобразователями, установленными в зоне очищенной транспортирующей фазы, где исключена возможность ее неоднородности вследствие возможности неравномерного распределения частиц твердого компонента по объему трубопровода, что повышает точность измерений.

Предлагаемое техническое решение используется при разработке устройства автоматического контроля степени дисперсности углеграфитовой шихты.

Использование предлагаемого устройства при комплексной автоматизации дробильно-размольных и дозировочных отделений электродных заводов позволяет повысить качество готовой продукции (углеграфитовых изделий) за счет возможности стабилизации суммарной поверхности углеграфитовой шихты,.поступающей в смесительны аппараты.

Экономический эффект от внедрения устройства составляет 145,0 тыс.руб., а по отрасли — свыше 500,0 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного измерения концентрации твердого ком.— понента в двухфазных потоках по авт,св. Ф 516946, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, .с целью расширения диапазона измеряемых концентраций и повышения точности, оно снабжено концентратором циклонного типа, установленным на трубопроводе подачи анализируемого потока перед изгибом, при этом два компенсационных емкостных преобразователя установлены в выхлопной трубе концентратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 376694, кл. G 01 N 15/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

У 516946, кл. G 01 N 15/00, 1974 (прототип).

868475

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8308/57

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель B. Алексеев

Редактор Т. Мермелштайн Техред N. Рейвес Корректор А, Ференц