СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КРУПНОСТИ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ МАТЕРИАЛА
METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF PARTICLE SIZE IN STREAM OF MATERIAL

Изобретение относится к устройствам и способам измерения размеров частиц потока материала в процессе мокрого или сухого измельчения в области обогащения полезных ископаемых в горнохимической, абразивной, строительной и других отраслях промышленности.
Известны различные способы для определения гранулометрического состава материала в потоке: общепринятый ситовой анализ, ультразвуковой, фотометрический. С использованием ультразвукового способа выполнены гранулометры типа ПСМ-100 - ПСМ-400. [Л 1]
Недостаток этих устройств: необходима деаэрация пульпы, достаточная сложность устройств либо значительная длительность процесса измерения.
На процессах помола руды в мельницах обогатительных фабрик нашел применение также способ определения содержания контрольного класса крупности в пульпе, основанный на дискретных замерах частиц твердой фазы пульпы микрометрическим щупом, реализованный в гранулометрах типа ПИК-074, ПИК-074П. [Л. 2, 3]
В этом способе используют дискретный метод замера абсолютного размера частицы, зажатой между пятой измерительной штангой и подпятником датчика крупности гранулометра. Измерительную штангу непрерывно поступательно передвигают вверх вниз кулачковым механизмом, установленным на валу двигателя. Положение измерительной штанги в момент замера частицы передают через коромысло на шток индуктивного преобразователя, который выдает электрический сигнал, пропорциональный размеру замеряемой частицы и фиксируют один раз за цикл измерения. Измерительный сигнал с преобразователя направляют на измерительное устройство обработки сигнала, которое после обработки выдает значение величины контрольного класса крупности.
Недостаток - влияние скорости вращения двигателя и размера измеряемой частицы на точность нахождения момента, когда пята измерительной штанги касается измеряемой частицы, и соответственно на точность измерения размера частицы и вычисления значения контрольного класса крупности.
Важной составляющей в точности измерения является определение момента времени фиксации частицы между пятой и подпятником датчика крупности. Фактически момент времени, в который производится замер частицы, задается исходя из скорости вращения двигателя. При изменении скорости двигателя под действием нагрузки или напряжения питания двигателя сигнал измерения может не соответствовать моменту зажатия частицы и следовательно не соответствовать измеряемому размеру частицы (как показано на фиг.1).
Задачей данного изобретения является предложение способа, обеспечивающего более точное измерение размера частицы только в момент ее фиксации между пятой измерительной штанги и подпятником.
n
Эта цель достигается за счет обеспечения автоматического анализа величины циклически меняющегося сигнала индуктивного преобразователя датчика крупности, в ходе которого задают величину порога этого сигнала (U) и определяют в каждом цикле среднее значение из n минимальных значений его величины ниже заданного порога в диапазоне (abcd) (см. фиг.2).
В качестве прототипа принимают способ, реализуемый устройствами по [Л. 2, 3].
Предложенный способ поясняется представленными чертежами (фиг.2), которые демонстрируют алгоритм обработки сигнала от индуктивного измерителя размера частицы и с использованием датчика крупности (фиг.3):
1. Датчик крупности ДКП-04;
2. Частица пульпы, зафиксированная между пятой и подпятником в данном цикле измерения;
3. Пята;
4. Измерительная штанга;
5. Подпятник;
6. Кулачок;
7. Двигатель;
8. Кулиса;
9. Индуктивный преобразователь;
10. Измерительное устройство обработки сигнала;
к
Т - период измерения сигнала индуктивного преобразователя;
U - фактическое значение сигнала с индуктивного преобразователя положения;
n
U - заданный порог сигнала индуктивного преобразователя для данного измеряемого потока;
m
n
U  - сигнал индуктивного преобразователя, равный максимальному размеру частицы в измеряемом потоке;
m
U - максимальный сигнал индуктивного преобразователя за цикл измерения;
n - число фиксации измерений сигнала индуктивного преобразователя за один цикл измерения.
В исходном состоянии система измерительная штанга - подпятник - пята, кулиса - индуктивный преобразователь отрегулированы так, что при прямом соприкосновении без частицы подпятника и пяты напряжение на выходе индуктивного преобразователя положения равно нулю.
В корпусе датчика положения ДКП-04 закреплена стойка, на которой на кронштейне размещен электродвигатель 7, на оси которого закреплен профилированный кулачок 6. При вращении двигателя 7 кулачок 6 отжимает измерительную штангу 4 вверх, а пружина перемещает измерительную штангу 4 вниз до соприкосновения подпятника 5 с пятой измерительной штанги 3. Вместе с подпятником 5, через кулису 8 и соединительный плунжер перемещает чувствительный элемент индуктивного преобразователя 9, при этом на выходе 9 датчика положения ДКП-04 появляется напряжение.
Напряжение индуктивного преобразователя 9 поступает в устройство обработки сигнала 10.
к
При условии заданного цикла время измерения Т равно постоянной величине. Но в силу мешающих факторов изменяется скорость вращения электродвигателя 7 и диапазон bc, в котором производят измерение частицы 2 посредством сигнала датчика, сдвигается во времени цикла.
n
Предложенный способ включает фиксацию заданной величины сигнала преобразователя, меньшего значения U, и выбор из нескольких наименьших значений сигнала датчика в количестве n минимальных значений. Эти выбранные n минимальные значения индуктивного датчика подвергают запоминанию и дальнейшей обработке в измерительном устройстве обработки сигнала 10, где получают величину контрольного класса крупности частиц помола.
Предложенный способ автоматического контроля крупности частиц помола (пульпы) в потоке материала отличается следующим:
n
m
n
1. Назначают величину порога изменяющегося сигнала индуктивного преобразователя положения U, большую максимального значения размера частицы U ;
2. Определяют величину изменения сигнала индуктивного преобразователя в диапазоне;
n
3. Определяют из многих текущих значений сигнала индуктивного преобразователя положения «n» наименьших значений, меньшие заданного порога U;
4. Запоминают их;
5. Обрабатывают эти значения для получения значения величины контрольного класса крупности частиц помола;
6. Минимальное число значений фиксации принимают равным n≥3;
Предложенное изобретение является новым, так как предложенный способ измерения позволяет фиксировать абсолютный размер частиц независимо от скорости вращения двигателя датчика крупности и величины частиц (фиг.2, 3).
Предложенный способ представляет изобретательский шаг, найдет широкое применение при автоматизации технологических процессов в измельчении пород в производственных цехах обогащения руд, других полезных нерудных компонентов (пески, глины и др.).
ЛИТЕРАТУРА
1. Каталог «Ультразвуковой гранулометр ПСМ-400 фирмы «Аутометрикс», США, 1998 г.
2. Патент РФ на полезную модель №20965, Бюллетень ИЗ №34 от 10.12.01.
3. Патент РФ на полезную модель №30990, Бюллетень ИЗ №19 от 10.07. 03.