УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПУЛЬПЫ

Изобретение относится к устройствам измерения размеров частиц потока пульпы (гранулометрам) в области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в горно-металлургической, абразивной, строительной и других отраслях промышленности.
Известно устройство для автоматического контроля и измерения гранулометрического состава пульп, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде микрометрического щупа, содержащего профилированный кулачок, шток, пружину, пяту, датчик, электродвигатель, программное устройство, управляющее электродвигателем, регулирующее устройство, отличающееся, тем, что датчик перемещение-напряжение выполнен как индуктивный датчик одной из моделей 75511-75514 с высокочастотным питанием, щуп-шток жестко соединен через коромысло-плунжер с датчиком, профиль кулачка выполнен двухлепестковым эллипсоидным, верхняя часть штока выполнена в виде двухрожковой вилки, подпружиненной относительно корпуса.
Недостаток - при данном устройстве для проведения измерения частиц требуется от пульпопровода отвести определенную долю пульпы т.е. иметь систему доставки пробы Л.1 [полезная модель РФ №20965, БИ
№34 от 10.12.2001 г.]. Пульпа - смесь измельченных твердых частиц руды и жидкости, в которой они взвешены. Известно также Л.2 [измеритель частиц PSI-200, каталог фирмы «Outokumpy Mintec Company», Финляндия], Л3 [гранулометр PSM-400, каталог фирмы «Аутометрикс», США.].
Известно устройство для автоматического контроля и измерения гранулометрического состава пульпы, содержащее корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде микрометрического щупа, состоящего из измерительного штока и подпятника, направляющие, электропривод с кулачковым механизмом, устройство управления электродвигателем, индуктивный датчик преобразования величины перемещения в напряжение, жестко соединенный с через коромысло с измерительным штоком и связанный с устройством обработки информации, корпус выполнен из станины со стойкой, на которой закреплены две опоры, с размещенными в них тремя направляющими узлами подшипниками, по которым скользят плоскости измерительного штока, шток выполнен составным из двух частей, при этом верхняя часть штока находится над станиной корпуса, а нижняя с закрепленной на конце износостойкой контактной пластиной расположена в пространстве из п выносных штанг, которые одним концом жестко закреплены перпендикулярно к станине корпуса, а другим концом в подпятнике, в центре которого по оси штока закреплена износостойкая контактная пластина, между которой и износостойкой пластиной
измерительного штока периодически, при вращении электродвигателя и возвратнопоступательным движением упругой скобы, зажимается наиболее крупная частица пульпы, верхняя часть устройства размещена в защитном кожухе.
Измерительный шток в верхней части выполнен в виде трехгранной призмы с закругленными ребрами, по трем плоскостям призмы осуществлено скольжение с использованием подшипников качения, а по закругленным ребрам - жесткое крепление коромысла с индуктивным датчиком положения Л.4. [патент РФ Полезная Модель №30990]
Недостаток - при размещении устройства измерения частиц (гранулометра) внутри пульпопровода для различных металлургических производств (алюминиевого, медного, никелевого) - пульпа имеет различные характеристики: отличаются температура пульпы, давление транспортируемой пульпы, вязкость пульпы и последние оказывают воздействия на измерительный шток.
Перечисленные свойства пульпы вызывают различающие по величине воздействия на измерительный шток: различный прогрев измерительного штока по высоте штока за счет теплопроводности вызывает расширение, различное силовое усилие на шток продавливаемой пульпы по трубопроводу.
С целью компенсации исправления перечисленных недостатков конструкцию устройства контроля и измерения грансостава пульпы
введены упругие звенья между измерительным штоком и станиной. Упругую связь узлов крепления опор подшипников по одной из граней трехгранной призмы выполняют с помощью двух пар плоских пружин.
Величину упругой связи (жесткость пружины) изменяют за счет различной длины собственно плоской пружины, либо ширины собственно пружины, либо материала из которого изготовлена конкретная пружина
Наиболее близким (прототипом) к предлагаемой полезной модели является устройство по Л.4.
На рис.1, 2, 3 представлены предлагаемая полезная модель - устройство для автоматического контроля и измерения гранулометрического состава пульпы.
Устройство содержит:
1 - станина крепления на трубопровод
2 - стойка
3 - электродвигатель
4 - кулачок
5 - скоба упругая
6 - измерительный шток составной
7 - подпятник
8 - опора (две) измерительного штока
9 - устройство управления электродвигателем
10 - индуктивный датчик
11 - устройство обработки информации
12 - коромысло
13 - узел подшипника качения (по три в опоре)
14 - контактная пластина подпятника
15 - контактная пластина измерительного штока
16 - штанга (количество п)
17 - частица пульпы зажатая
18 - пульпа
19 - кожух
20 - первый узел одной из трех пар подшипниковой опоры 13
21 - второй узел одной из трех пар подшипниковой опоры 13
22 - одна из трех плоскостей трехгранной призмы 6
23 - первая упругая связь измерительного штока 6 со станиной 2
24 - вторая упругая связь измерительного штока 6 со станиной 2
25 - четыре пружины по две пары 26 и 27 в горизонтальный ряд (комплект)
26 - первая пара пружин первого узла 20
27 - вторая пара пружин первого узла 21
28 - четыре звена жесткой связи пружины со станиной 2.
Устройство работает следующим образом. Установленный на штангах 16 подпятник 7 микрометрического щупа и нижнюю часть измерительного штока 6 погружают непосредственно в поток пульпы (материала) 18, при этом периодически зажимается и фиксируется одна
из крупных частиц 17 пульпы, зажатая между подпружиненными контактными пластинами 14 и 15 подпятника и измерительного штока 6. Верхняя часть измерительного штока 6 жестко через коромысло 12 жестко связана со штоком индуктивного датчика 10, который фиксирует размер зажатой частицы и в виде выходного напряжения преобразователя передает в устройство обработки информации измерительного сигнала 11.
На станине 1 закреплена стойка 2, на которой размещен электродвигатель 3, на валу которого закреплен профилированный кулачок 4, обеспечивающий возвратно-поступательное движение измерительного штока 6. Измерительный шток опускается вниз до соприкосновения с подпятником 7 под действием собственного веса и силы скобы упругой 5. При включении устройства управления электродвигателем 9 кулачок 4, который вращается двигателем 3, нажимает на упругую скобу 5 и перемещает измерительный шток 6 вверх, при этом плоскости верхней части штока скользят по подшипникам качения 13, размещенных в двух опорах 8. Верхняя часть устройства размещена в защищенном от внешней среды кожухе 19.
Пульпа 18 различных металлургических производств отличаются температурой, давлением среды в трубопроводе, что вызывает различные: силовые воздействия на измерительный шток 6, прогрев и градиент температур за счет теплопроводности по высоте штока 6.
Вследствие перечисленных факторов конструктивно необходимо предусмотреть компенсации и различную упругую связь 23, 24 измерительного штока 6 с узлами крепления подшипников 20 и 21 (станиной 2) третьей пары подшипниковой опоры 13. Попарно пружины 26 и 27 могут обладать различной жесткостью связи со станиной 2. Подшипниковые опоры 20 и 21 закреплены попарно в одних концах пружин 26 и 27, другие концы пружин закреплены жестко на станине 2 через жесткие звенья 28 плоские пружины выполнены из других материалов л.5, 6 стойких к среде внутри кожуха 19. Введение упругой связи 23 и 24 измерительного штока 6 со станиной 2 является новым, отличным от прежнего, конструктивом.
Конкретное исполнение этой упругой связи является также новым в конструкции устройства контроля и измерения грансостава пульпы.
В качестве четырех пружин попарно выполненных 26 и 27 использованы плоские пружины с регулированием жесткости связи за счет длины, ширины листа, материала конкретной пружины. Л.5 Л.6
В качестве материала плоских пружин может быть использована стальная термообработанная лента марок 65Г, 55ГС, 50ХГА, 60С2ХФА, 65С2ВА.
Предложенная модель устройства является новой, так как конструкция устройства, реализующая возможность более точного измерения размера частиц технологической пульпы непосредственно в
желобе, трубопроводе, без отбора пробы из пульпы, с различным температурами пульпы и напорами пульпы 18 в пульпопроводе, с компенсацией этих воздействий, является неизвестной из предыдущего уровня техники.
Предложенная полезная модель - устройство является промышленно применимой, так как удовлетворяет специфическим условиям измерения грансостава пульпы непосредственно в различных пульпо-технологических трубопроводах на выходе не только после различных измельчительных агрегатов металлургии, стройиндустрии, но и в потоках, промышленной продукции, где необходим по технологии автоматический контроль размера частиц (гранул), для последующей цели - обеспечить оптимальное управление технологическим процессом извлечения ценных компонентов, зависимым от размера зерен минерала.
Литература
Л.1. патент на полезная модель РФ №20965 заявка 2001115213/20 от 06.06.2001 опубл. 10.12.2001 Бюл. №34, Открыток Акционерное Общество «Союзцветметавтоматика»
Л.2. каталог фирмы Outokumpy Mintec Company, Финляндия, гранулометр PSI-200
Л.3. каталог фирмы «Аутометрикс» США, гранулометр PSM-400
Л.4 патент на полезную модель РФ №30990, регистрационный номер заявки: 2003108050, дата подачи заявки: 28.03.2003, дата публикации сведений о выдаче патента: 10.07.2003 Бюл. №19, ОАО «Союзцветметавтоматика»
Л.5. справочник Металлиста, T.1, M., Машиностроение, 1976 г., стр.705-730
Л.6. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам, M., Машиностроение, 1981 г, стр.281-283.