Анализатор содержания магнитного железа в твердой фазе железорудных пульп

 

В. Г. Кучер, Н.И. Кучма, В.И. Лопатин, В.M : "-Декка., В.И. Суслов

«."

Научно-исследовательский и опытно-конст кторский

l институт автоматизации черной металлург (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СОДЕР*АНИ МАГНИТНОГО @ЕЛЕЗА

В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ПУЛЬП

Изобретение относится к автома-. тическому контролю качества технологических продуктов обогатительных предприятий черной металлургии, а более конкретно к контролю содержания магнитного железа в руде и продуктах ее обогащения.

Известно устройство для. контроля содержания магнитного железа в пульпообразных продуктах, включающее индукционный датчик магнитной восприимчивости с разомкнутым магнитопроводом, через воздушный зазор которого пропускают поток контролируемой пульпы, и плотномер, вычислительное устройство, осуществляющее деление сигнала датчика магнитной восприимчивости на сигнал плотномера и регистрирующий прибор (1).

Однако низкая чувствительность датчика магнитной восприимчивости и большое влияние. крупности твердых частиц в пульпе на результат измерения магнитной восприимчивости с помощью индукционных датчиков приводят к большим погрешностям при измерении содержания магнетита.

Известна дискретная система автоматического контроля содержания железа магнетита в потоке рудной суспензии первой стадии магнитной сепарации, включающая расположенный под углом к горизонту и соединенный гибким рукавом с подводящим патрубком немагнитный подвижный участок пульпопровода, над которым установлен электромагнит постоянного тока, подключенный посредством коммутатора к блоку стабилизированного источ15 ника питания, два регистрирующих прибора, совмещенных с блоками памяти, блок деления и силоизмерительный автокомпенсатор с дифференциально20 трансформаторным датчиком перемещения трубы, с астатическим уравновешиванием и стабилизацией положения пульпопровода в пространстве при

1 измерении. Силовой автокомпенсатор

В73!02 ф

1О

40 выполнен в виде двухплечего рычага, к одному плечу которого посредством шарнирной тяги подвешен немагнитный участок пульпопровода, а на другом плече установлен кинематически свя5 занный с приводом и перемещаемый по плечу в процессе измерения уравновешивающий груз, Указанная система реализует пондеромоторный метод (метод Фарадея) контроля магнитной восприимчивости. проб железорудного сырья, основанный на измерении силы притяжения, действующей на пробу, помещенную в неоднородное магнитное поле, обеспечивающий высокую точность контроля в сильных магнитных полях (порядка 3000-4000 Э), насыщающих пробу. Работа системы основана на поочередном взвешивании участка пульпопровода при включенном электромагните с запоминанием результата измерения пропорционального плотности пульпы и силе взаимодействия пульпопровода с электромагнитом и через заданный промежуток времени — при отключенном электромагните с запоминанием результата - пропорционального плотности протекающей пульпы.

Делением первого результата измереI ния на другой получают результат

Зо значение которого пропорционально содержанию магнитного железа в твердой фазе пульпы (2).

Недостатком этой системы является неодновременность контроля плотности и магнитных свойств потока пульпы, в связи с чем неоднородность протекающего потока пульпы приводит к тому, что магнитные свойства и плотность пульпы за время между дву1я замерами успевает изменяться, что приводит к значительным погрешностям измерения. На результат измерения влияет и скорость протекающей в пульпопроводе пульпы, для стабилизации которой приходится применять переливные емкости, которые не обеспечивают достаточной стабилизации скорости при изменении плотности и вязкости пульпы. Сепарация ферромагнитных частиц пульпы и налипание их на стенку 50 пульпопровода в. зоне действия электромагнита ограничивают возможность повьппения чувствительности эа счет повышения напряженности магнитного поля и не позволяют достигнуть насы- ы щающего пробу магнитного поля и, следовательно, лишают систему основного преимущества пондеромоторного метода - повышения точности при измерении в сильных магнитных полях. Наличие подвижности трубопровода с гибким соединением с подводящим патрубком и сопротивление этого соединения изгибающей силе, создаваемой электромагнитом, создают дополнительную погрешность. Сложность конструкции и схемы измерения, наличие в системе большого количества подвижных элементов снижают ее надежность и работоспособность

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение конструкции анализатора.

Указанная цель достигается тем, что автоматический анализатор содержания магнитного железа в твердой фазе железорудных пульп, содержащий не магнитную трубу, электромагнит постоянного тока, блок стабилизированного питания, соединенный с электромагнитом, снлоизмерительный элемент. блок управления и регистрирующий прибор, снабжен пульпоприемником, управляемым запорным клапаном, установленным на выходе немагнитной трубы и датчиком уровня осадка в трубе, причем иемагнитная труба установлена вертикально и жестко соединена с пульпоприемником, электромагнит выполнен в виде полой цилиндрической катушки с внутренним диаметром большим внешнего диаметра немагнитной трубы, установлен под нижним концом немагнитной трубы соосно с ней и закреплен на одном плече двухплечего рычага, на другом плече которого с возможностью перемещения и фиксации по длине плеча установлен уравновешивающий груз, силоизмерительный эле- мент кинематически связан с двухплечим.рь1чагом, выход силоизмерительного элемента соединен с входом регистрирующего прибора, выход датчика уровня осадка соединен с входом блока управления, а выходы блока управления соединены со входами управляемого запорного клапана и блока стабилизированного питания.

Для изменения диапазона измерения силоизмерительный элемент закреплен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости параллельно двухплечему рычагу.

В качестве силоизмерительного элемента использован тензодатчик (месдоза) ° обеспечивающий весьма малые, порядка долей миллиметра, пе25

5 8731 ремещения воспринимающего усилие органа, I

На чертеже схематически изобра-; жен автоматический анализатор содержания магнетита в твердой фазе же5 лезорудных пульп.

Анализатор содержит пульпоприем-. ник 1, немагнитную трубу 2, жестко соединенн ло с пульпоприемником 1 и снабженную управляемым запорным клайаном 3, установленным на ее выходе, электромагнит постоянного тока 4, выполненный в виде полой цилиндрической катушки, которая установлена под нижним концом немагнитной трубы

2 соосно с ней, двухплечий рычаг 5, на одном плече которого закреплен электромагнит 4, а на другом — уравновешивающий груз 6, блок 7 стабилизированного питания электромагни та, силоизмерительный элемент 8, в качестве которого использован тензодатчик, кинематически связанный с двухплечим рычагом 5, регистрирующий прибор 9, датчик 10 уровня осадка и немагнитной трубе 2, блок ll программного управления и привод 12 запорного клапана. Силоизмерительный элемент 8 закреплен на горизонтальной опоре 13 и может перемещаться зо вдоль нее параллельно двухплечему рычагу. Выход немагнич ной трубы снабжен расширяющимся раструбом 14 для отражения брызг пульпы при открытом запорном клапане. Выход датчика блока управления соединен с входами:: блока 7 стабилизированного питания электромагнита и привода 12 запорного клапана, а выход силоизмерительного элемента 8 соединен с входом регистрирующего прибора 9 ° Внутрен- 40 ний диаметр электромагнита 4 больше внешнего диаметра немагнитной трубы

2, а его вес уравновешен грузом 6, который может перемещаться вдоль рычага 5 и фиксироваться на требуемой 45 его длине. Перемещением груза 6 вдоль рычага 5 создается начальная нагрузка на силоизмерительный элемент 8, что,обеспечивает вывод его начального выходного сигнала на линейный gp участок характеристики зависимости выходного сигнала от выгрузки, а перемещением силоизмерительного элемента 8 вдоль рычага 5 можно изме-, нять соотношение длин плеч рычага относительно точки рычага, взаимодействующей с силоизмерительным элементом, и .таким образом изменять силу, приложенную к силоизмеритель02 6 ному элементу при неизменной силе притяжения электромагнита, а соответственно и диапазон измерения контролируемого параметра проб ° Применение в качестве силоизмерительного элемента тензодатчика, отличающегося весьма малыми, порядка долей миллиметра, перемещениями воспринимающего усилие органа, позволяет практически исключить перемещение электро-. магнита во время измерения, что снижает требования к постоянству градиента поля электромагнита и повьппает точность измерения. Блок 7 стабилизированного питания обеспечивает стабилизацию тока в обмотке электромагнита, а соответственно и магнитного потока, созданного электромагнитом, причем требуемая величина магнитного потока может быть задана соответствующими обмоточными данными электромагнита и током в его обмотке.

Анализатор работает следующим образом.

В исходном состоянии выход немагнитной трубы 2 закрыт управляемым запорным клапаном 3. При прохожде. нии пульпы через пульпоприемник 1 твердые частицы осаждаются, накапливаются в нижней части немагнитной . трубы и образуют осадок. При достижении уровня осадка в трубе, заданного датчиком уровня 10, выходной сигнал датчика уровня производит запуск блока управления 11. Блок управления производит включенйе блока стабилизированного питания 7, который. подает напряжение на обмотку электромагнита 4 ° Магнитный поток, возникающий в обмотке электромагнита, вызывает притяжение электромагнита к немагнитной трубе с ферромагнитньпч осадком в вертикальном направлении с силой, пропорциональной содержанию магнитного железа в осадке. Эта сила посредством рычага 5, на котором закреплен электромагнит, передается силоизмерительному элементу 8, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный приложенной силе, соответственно к содержанию магнитного железа в осадке. Выходной сигнал силоизмерительного элемента подается на вход регистрирующего прибора и величина сигнала регистрируется на его шкале,,которая может быть отградуирована в процентах содержания контролируемого параметра. Затем блок управления 11 отключает блок

7 87 стабилизированного питания 7, а со- ответственно и электромагнит 4, включает привод 12, который открывает запорный клапан 3, немагнитная . труба освобождается от осадка и принимается потоком пульпы, после чего привод 12 закрывает эапорный клапан

3, подготавливая анализатор к началу очередного цикла измерения, а блок управления 11 переводится и исходное положение и отключается от очередного запускающего импульса от датчика уровня осадка 1О.

Но сравнению с известным предложенный автоматический анализатор обладает рядом преимуществ, такими как повышение чувствительности за счет измерения магнитного железа а осадке, где концентрация твердых частиц в несколько раз выше, чем в пульпе, возможность применения сильных магнитных полей, повышающих точность пондеромоторного метода, простота конструкции и схемы измерения.

Все перечисленные факторы позволяют значительно повысить точность измерения, надежность и работоспособность анализатора.

Формула изобретения

1. Анализатор содержания магнйтного железа в твердой фазе железорудных пульп, содержащий немагнитную трубу, электромагнит постоянного тока, блок стабилизированного питания, соединен1ный с электромагнитом, силоизмерительЙый элемент, блок управления и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения и унрощения.конструк-. ции, он снабжен пульцоприемником, управляемым запорным клапаном, установленным на выходе немагнитной трубы, и датчиком уровня осадка и трубе, 3102 причем немагнитная труба установлена вертикально и жестко соединена с пульпопрнемннком, электромагнит вы- . полнен в виде полой цилиндрической катушки с внутренним диаметром, большим внешнего диаметра немагнитной трубы, установлен под нижним концом немагнитной трубы соосно с ней и закреплен на одном плече горизонтальйо10 го двухплечего рычага, на другом плече которого с возможностью перемещения и фиксации по длине рычага установлен противовес, силоизмерительный элемент кинематнчески связан с двухпле15 чим, рычагом, восход силоизмерительного элемента соединен с входом регистрирующего прибора, выход датчика уровня осадка соединен со входом блока управления, а выходы блока управления соединены со входами управляемого запорного клапана н блока стабилизированного питания.

2. Анализатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения диапазона измерения, силоизмерительный элемент закреплен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости параллельно двухплечему рычагу.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Кауль Б.И. и др. Автоматический контроль процентного содержания магнитного железа в продуктах обогащения. Автоматизация горнорудного и ме35 таллургического производства..Киев, "Техника", 19б8, 2. Марюта А.Н. и др. Автоматический контроль содержания магнитного железа в потоке рудной суспензии. Механи40 эация и автоматизация пвоизводства.—

"Научно-технический журнал", 1977, Р 3, ™Машиностроение", с.19-20

{прототип).

873102

Составитель В. Вощанкин

Редактор П. Коссей Техред А. Савка

Корректор Е. Рошко.

Подписное

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

Tl

Закав 9022768 Тирак 910

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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