Устройство для регулирования уровня электромагнитных сред

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ц95.7178 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(5I)M. Кл.

G 05 0 9/00 (22) Заявлено 09. 02. 81 (21) 3248728/23 с присоединением заявки М

3Ьвударстванвй квинтет

СССР нв делам нзо4ретеннй н открытнй (23 }Приоритет

Опубликовано 07. 09.82 ° Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 07. 09. 82 (53) УДК 66.012-52(088.8) (72) Автор изобретения

П. А. Половой ут, Запорожский индустриальный инст г фг (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ

ЭЛЕКТРОНАГНИТН6!Х СРЕД

Изобретение относится к агломерационному производству и может быть использовано для реГулирования уровня (угла откоса) агломерационной шихты в технологических емкостях или на

5 участках ее накопления.

Известно несколько устройств автоматического регулирования уровня шихты в промежуточном, бункере агломашио ны, в основе которого лежит дискретное регулирование скорости питателя пропорционально величине отклонения уровня от заданного значения.

Устройство включает несколько разновысоких электродов, погруженных в бункер и служащих индикаторами положения уровня шихты в нем. Для случая дискретного регулирования 20 замыкание и размыкание электродов с шихтой вызывает срабатывание реле, включающее или отключающее сопротивление в цепи возбуждения питателя (1).

Это вызывает ступенчатое изменение скорости двигателя, вызывает перере" гулирование измеряемого параметра.

Недостатками датчика являются громоздкость, необходимость размещения его внутри технологической емкости, что способствует подвисанию шихты на электродах, стенках технологической емкости и вызывает отклонения производительности от заданного значения.

Кроме того, использование сту-пенчатого измерителя существенно снижает качество регулирования, а величина контактной аппаратуры - надежность работы. В измерителе уровня отсутствует коррекция на постоянство физико-химического состава шихты.

Известно также устройство регулирования уровня шихты в промежуточном бункере агломашины, содержащее первый источник питания, ось электрического поля которого расположена s вертикальной плоскости стенки бун95717 ции (31 . кера; Внутрь бункера, в шихту, погружен металлический электрод, подключенный к первому входу регулятора скорости питателя. К выходу регулято ра подключены последовательно блок 5 управления, привод питателя, корректирующий блок. Вход блока соединен с выходом питвтеля, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости питателя (2).

Недостатком измерительной части устройства является неоднозначность статической характеристики. Так, при изменении физико-химических свойств шихты нарушается однозначность статической характеристики устройства °

Это приводит,к несоответствию измеI ряемого действительному значению уровней.

Наиболее близким к изобретению RB- gp ляется устройство для регулирования уровня электромагнитных сред, содержащее первый источник питания, выводы которого расположены в вертикальной плоскости стенки емкости. 2s

Встречно-последовательно с первым подключен второй источник питания, выводы которого таКже подключены к емкости, причем общий вывод первого и второго источников питания расположены на стенке емкости между другими выводами источников и связан

I с третьим входом регулятора скорости тарельчатого питателя. Первый и второй входы регулятора подключены соот" ветственно к электроду и блоку коррекЦелью изобретения является повы, шение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, 4О что устройство дополнительно содержит компенсационный измеритель, при этом измеритель уровня и компенсационный измеритель выполнены в виде линейного трансформатора, включающего вертикальный и горизонтальный согласно-последовательно соединенные источники магнитного поля, вторичные обмотки которых соединены встречно-последовательно и подключе- 56 ны соответственно к первому и третьему, а общий вывод - к второму входу регулятора скорости питателя.

На фиг. 1 представлена измерительная и компенсирующая части устрой- ss ства; на фиг. 2 общая схема устройства; на фиг. 3 - структурная схе ма устройства, 8 4

Устройство содержит источник 1 магнитного поля, который представляет собой одновитковую шину U-образной формы, размещенную симметрично оси внутреннего магнитного экрана 2, разделяющие его на одновитковые линейные возбудители поля (левый и правый - для измерительной и нижний и верхний для компенсирующей частей устройства). Внутренний экран представляет собой пустотелый трапецеидальный профиль, выполненный из мягкого железа Осевая плоскость расположена под углом 90 к немагнитной стенке технологической емкости.

10днонаправленно источнику поля, симметрично оси внутреннего экрана, расположена вторичная обмотка 3. Источник поля, вторичная обмотка и внутренний экран охвачены внешним ферромагнитным экраном 4, имеющим также трапецеидальный профиль с раз валом внешних стенок - 125 . Все устройство закрепляется на немагнитной части стенки технологической емкости.

В стенке технологической емкости

5 (фиг. 2) размещена площадка среды 6 из немагнитного материала, на которой расположены измерительная 7 и компенсирующая 8 части устрой=тва.

Непрерывную выдачу измеряемой среды

6 из технологической емкости 5 обеспечивает барабанный питатель 9.

Основной задачей устройства является автоматическое регулирование за. данного значения уровня среды в технологической емкости h, пропорционального электрическому параметру, т.е. напряжению U<. Незагруженная средой часть технологической емкости соответствует высоте h, пропорциональная напряжению Ug. Сумма участ— ков h и h представляет рабочий диапазон измерения, т.е. h= h< + h .

Устройство выполнено таким образом, что составные части напряжений, пропорциональные заданному значению

h уровня и снимаемого с компенсирующей части, пропорциональное его длине hy, равны между собой, т.е. U U y.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал, пропорциональный отклонению уровня среды от заданного значения, индуцируется во вторичной обмотке измерителя 1 в виде аналогового импульса О, = К(U -А)+ .

5 9571

+А и поступает на первый вход регуля. тора 10, где м - К = к1K2КЗ где К = „-коэффициент, учитываюШ мо щий магнитные свойства 5 измеряемой среды;

114

К = — -коэффициент соотношения

2 Ь уровней; ей, К вЂ” — коэффициент магнитного

3 (г поля .

Д;» сЛ.

А = 1 ---- -L --- - R iy

dt dt.Каждая линейная ветвь возбудителя поля создает свой независимый магнитный поток, замыкающийся через измеряемую среду и воздух соответственно радиусом г1 и r и через внутренний и внешний магнитные экраны. Во 20 вторичной обмотке индуцируется напряжение U, пропорциональное глубине

его погружения в измЕряемую среду 6».

Компенсационный измеритель 11, находящийся в постоянном погружении, так как расположен ниже заданного значения уровня, индуцирует напряжение U, пропорциональное h, и на ходится в прямом соотношении с отклонениями физико-химических свойств Эф среды.

Для обеспечения заданного значения уровня среды в технологической емкости на второй вход регулятора

10 скорости поступает сигнал, пропорциональный разности сигналов, индуцируемых во вторичных обмотках уровнемера и компенсационном измерителе.

Для этой цели их вторичные обмотки включены встречно-последовательно.

Так как измерители погружены в аналогичную среду, то индицируемые напряжения, вызванные отклонением ее

Физико-химических свойств взаимно компексируется и сигнал, поступающий на второй вход регулятора скорости равен +U = К0 - А, т.е. разности икдуцируемых сигналов уровнемера и компенсационного измерителя. Этот поправочный коэффициент стабилизирует заданное значение уровня h

Исследованиями установлено, что непостоянство физико-химических свойств материала существенно изменя78 Ь ет коэффициент передачи обьекта.

Так при изменении физико-химического состава среды на 1 производительность тарельчатого питателя изменяется на ч-93, вибрационного - на 9 174. Неоднозначность статической характеристики достигает 8- 103.

Для обеспечения однозначности, достоверности статической характери-,. стики уровнемера, а также с целью стабилизации коэффициента передачи системы автоматического регулирования, зависящего от многофакторных возмущений обьекта и из-за нестабильности физических свойств измеряемой среды, на третий вход регулятора скорости вводится поправочный коэффициент усиления + y . Поправочный коэффициент регулятора скорости равен разности отношений текущего и заданного значений сигнала и единицы отношений этих сигналов (при их равенстве), т.е.

Un м где U; 0 „- соответственно текущее

n и заданное значение напряжений компенсацион. ного измерителя.

После формирования сигналов 1, II и ш входов выходной сигнал регулятора поступает на вход блока 12 управления, где после усилительно-функционального преобразования поступает на двигатель 13 питателя 9 и, соответственно, в виде угловой скорости вала привода на питатель среды 6 приемной технологической емкости 5.

Испытания устройства показали повышение точности измерения и качества регулирования по сравнению с прототипом. Так, точность измерения повысилась на 173, качество регулированияна 293.

Ожидаемый экономический эффект при внедрении, например, на первой и второй очередях аглофабрики Ждановского металлургического завода им. Ильича составит 190-210 тыс.руб.

Формула изобретения

Устройство для регулирования уровня электромагнитных сред, содержащее взаимосвязанные измеритель уровня, 4 регулятор скорости питателя, привод ,питателя и блок управления, о т л и957178

7 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, оНо дополнительно содержит компенсационный измеритель, при этом измеритель уровня и компенсационный измеритель выполнены в виде линейного трансформатора, включающего вертикальный и горизонтальный согласно-последовательно соединенные источники магнитного поля, вторичные обмотки которых соединены встречно-последовательно и подключены соответственно к первому и третьему, а общий вывод - к второму входу регулятора скорости питателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Астахов А. Г. и др. Автоматизация процессов окусыования железных руд и концентратов. К., "Техника", 1965, c.. 117-120, 2, Бюллетень "Черная металлургия", 1976, 1 11, с. 55-56.

3. Авторское свидетельство СССР

М 746452, кл. G 05 0 9/00, 1979.

957178

Составитель P. Клейман

Редактор Аг. Шандор Техред M.Tenep Корректор Г. Огар

Ю °

Заказ 6597/36 Тираж 914 Подписное

6НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4