CS254321B2 - Method of vibrating distributing trough's motion regulation for shaft furnace's charging equipment and equipment for realization of this method - Google Patents

Description

Úhlová rychlost otáčení žlabu kolem svislé oisy se mění -v závislosti na úhlové poloze žlabu podle příslušných vzorců, kompenzované hodnoty úhlových rychlostí ukládají do paměti mikropočítače, přičemž přesné hodnoty úhlových rychlostí se v každém okamžiku určují lineární interpolací mezi hodnotami zaznamenanými v paměti mikropočítače. Zařízení k provádění způsobu sestává v detektoru úhlové polohy a detektoru skutečné úhlové rychlosti spojených s mikropočítačem a z variátoru úhlové rychlosti, jehož částí je komparátor pro srovnání skutečné úhlové rychlosti s kompenzovanou rychlostí mikropočítače a pro nastavování úhlové rychlosti přemísťování žlabu v závislosti na výsledku srovnání regulačních signálů.

Vynález se týká způsobu regulace pohybu rozdělovacího kmitavého žlabu pro zavážecí zařízení šachtové pece, otočného kolem dvou vzájemně kolmých os poháněných dvěma vzájemně nezávislými prostředky pro přemísťování konce žlabu v soustředných kruzích nebo ve spirále kolem svislé osy.

Vynález se týká též zařízení к provádění uvedeného způsobu podle vynálezu.

Je známo zavážecí zařízení šachtové pece s rozdělovacím kmitavým žlabem, označovaným v technickém oboru, o který jde v této přihlášce, jako závěsný žlab kardanového typu.

,Při prováděných zkouškách a ze zkušeností získaných s prototypem tohoto druhu žlabu bylo zjištěno, že vrstvy materiálu uložené kmitavým žlabem vykazují nepravidelnosti v hustotě uloženého materiálu. Pokud se bere v úvahu jen jediná vrstva, neměly by tyto nepravidelnosti nepříznivý následek na zavážení šachtové pece. Tyto nepravidelnosti se však projevují u každé uložené vrstvy na těchže místech odpovídajících přesně úhlovým polohám žlabu, což má za následek jejich kumulaci u každé vrstvy. Tato kumulace nepravidelností se nakonec projeví tím, že hladina zavážky má tvar sedla. Bylo též zjištěno, že tato' vada není omezena jen na zařízení navržené v shora zmíněné přihlášce vynálezu, nýbrž že se bez rozdílu hnacího a ovládacího prostředku objevuje více nebo méně zřetelně u všech zavážecích zařízení se závěsným žlabem kardanového typu.

Příčina tohoto jevu spočívá v tom, že se rozdělovači kmitavý žlab dvakrát během otáčky natáčí, a sice nepatrně, přece však znatelně kolem své podélné osy, a to na místech diametrálně protilehlých a přesně omezených. Při tomto natáčení se tření v okamžiku průchodu zavážky žlabem zmenšuje, čímž se rychlost pádu zvětšuje. Jinak řečeno, při tomto natáčení dosahuje zavážený materiál rychleji svého bodu pádu a hustota ukládané vrstvy se zvětšuje na místech, kde se vytváří bod pádu odpovídající úhlové poloze žlabu, v níž dochází к tomuto natáčení. К opačnému jevu dochází na konci tohoto natáčení žlabu, jakmile tření uvnitř žlabu se znovu zvětší, což má za následek zmenšení hustoty vrstvy zaváženého materiálu.

Úkolem vynálezu je vypracování nového způsobu regulace pohybu rozdělovacího kmitavého žlabu, který umožňuje odstranění nebo alespoň snížení uvedené nepravidelnosti zavážení změnou úhlové rychlosti otáčení během jedné nebo více otáček rozdělovacího kmitavého žlabu. Dalším úkolem vynálezu je vývoj zařízení к provádění způsobu na zavážecím zařízení šachtové pece.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že v úhlových polohách rozdělovacího kmitavého žlabu, v nichž dochází к nestejnoměrnému ukládání zaváženého materiálu, se úhlová rychlost otáčení rozdělova cího kmitavého Žlabu kolem svislé osy v těchto jeho polohách mění na rychlost, odpovídající podílu původní úhlové rychlosti otáčení a optimální hustoty pokládané vrstvy zaváženého materiálu, násobenému součtem úhlové polohy rozdělovacího kmitavého žlabu ve vodorovné rovině vzhledem к svislé ose a úhlové polohy rozdělovacího kmitavého žlabu dosažené během pádu zaváženého materiálu mezi koncem rozdělovacího kmitavého žlabu a povrchem zavážky.

Způsob podle vynálezu se opakuje, přičemž při úhlových polohách rozdělovacího kmitavého žlabu, v nichž dochází i nadále к nestejnoměrnému ukládání zaváženého materiálu, je výchozí rychlostí otáčení rozdělovacího kmitavého žlabu v místech nestejnoměrného ukládání zaváženého materiálu rychlost otáčení dosažená v předcházejících regulacích.

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že sestává z detektoru úhlové polohy a z detektoru skutečné úhlové rychlosti, spojených s mikropočítačem a z variátoru úhlové rychlosti, jehož částí je komparátor pro srovnávání skutečné úhlové rychlosti s rychlostí kompenzovanou, určenou mikropočítačem a pro nastavování úhlových rychlostí přemísťování rozdělovacího kmitavého žlabu v závislosti na výsledku tohoto srovnání regulačních signálů.

Označí-li se původní úhlová rychlost rozdělovacího kmitavého žlabu ω₀. e_m střední optimální hustota pokládané vrstvy a funkce a + Δα polohy způsobené délkou doby pádu od konce rozdělovacího kmitavého žlabu na povrch zavážky, a dosažená úhlová rychlost ωι a při opakování způsobu ω2, ω4 ..., lze způsob podle vynálezu vyjádřit vzorcem ωι — —. f (α + Δα)

e.n a vzorcem ωι, ω2 . .. . , . , <ů2, ω3 ... = -------------. f (α + Δα) .

e ^cm

Výhoda způsobu podle vynálezu a zařízení к jeho provádění spočívá v tom, že se dosahuje rovného povrchu zaveženého materiálu. Zařízením, které je vybaveno mikropočítačem a komparátory, <lze při opakování způsobu dosáhnout téměř dokonalé rovinatosti povrchu zaveženého materiálu.

Další podrobnosti a charakteristické znaky vynálezu vyplynou z dále uvedeného podrobného popisu s odvoláním na výkresy, kde značí obr. 1 schéma rozdělovacího' kmitavého žlabu při nanášení kruhové vrstvy, obr. 2 sklon uvedeného žlabu vzhledem к střední ose, obr. 3 polární diagram znázorňující vrstvu naneseného materiálu rozdělovacím kmitavým žlabem, obr. 4 polární diagram úhlové rychlosti, obr. 5 blokové schéma regulačního obvodu.

Obr. 1, 2 znázorňují rozdělovači kmitavý žlab 10 v přesně vymezené úhlové poloze, v níž má sklon β (obr. 2) vzhledem к svislé ose 0 a v úhlové poloze γ (obr. 1) vzhledem к vodorovné souřadnici, například к ose X. Předpokládá se, že rozdělovači kmitavý žlab 10 se v tomto sklonu β pohybuje v kruhu ve smyslu pohybu hodinových ručiček kolem osy O úhlovou rychlostí ω, přičemž ukládá zavážený materiál v 'kruhu na vsázku v poměru da

Vztahovou značkou 12 je označeno kruhové uložení materiálu, když se rozdělovači kmitavý žlab 10 -otáčí kolem osy I se sklonem β. Vztahová značka 14 označuje vodorovný průmět kruhové dráhy spodního konce rozdějovacího kmitavého žlabu 10.

Tento zavážený materiál nanášený rozdělovacím kmitavým žlabem 10 má proto dráhu 16 pádu, jejíž jedna složka je svislá, druhá složka je v důsledku ω úhlová. Jinak řečeno, zavážený materiál nepadá v bodu, v němž se nachází rozdělovači kmitavý žlab 10 přesně v momentu, kdy materiál opouští tento žlab 10. To je znázorněno na obr. 1.

Za předpokladu, že částice opouští rozdělovači kmitavý žlab 10 v okamžiku, kdy je tento žlab v úhlové poloze a a že žlab popokračuje ve svém kruhovém pohybu rychlostí ω ve smyslu pohybu hodinových ručiček, dopadne tato částice v okamž ku, kdy rozdělovači kmitavý žlab 10 zaujímá například úhlovou polohu χ, když se tedy bod 18 dopadu této částice nachází někde mezi dvěma polohami a a χ, například v poloze .a + + Δα. Dochází tak к úhlovému přesunutí Δα mezi výstupním momentem částice z rozdělovacího kmitavého žlabu 10 a momentem jeho dopadu na vsázku. Amplituda tohoto úhlového posunutí αΔ závisí nejen na zrnitosti materiálu, nýbrž i na rychlosti pádu, což znamená, že podle rychlosti pádu dopadá částice rychleji neb pomaleji na povrch vsázky a. její bod dopadu bude ležet buď před, nebo za polohou Δα.

To je jev, к němuž dochází u všech rozdělovačích kmitavých žlabů zavěšených na kardanu, u nichž jak bylo shora uvedeno, dochází pii každé otáčce к dvěma natáčením kolem jejich podélné osy a které proto mění tření mezi zaváženým materiálem a stěnou žlabu. Touto změnou tření se buď zrychluje, nebo zpomaluje pád částic.

Dochází-li к zrychlení, posunutí Δα se zmenšuje až například ,na αΔ — ε, čímž vzniká tendence pro zvýšení hustoty zaváženého materiálu na místě, které je posunuto o úhel αΔ — ε úhlové polohy rozdělovacího kmitavého žlabu 10, kde dochází к tomuto natáčení. Rovněž při zpomalení, posunutí αΔ se rovná αΔ + ε, což má za následek snížení hustoty zaváženého materiálu. К tomuto zpomalení dochází na konci fáze natáčení a snížení hustoty je proto posunuto o úhel Δα·Ή úhlové polohy, v níž končí natáčení rozdělovacího kmitavého ž’abu 10.

Na obr. 3 je znázorněna na polárních souřadnicích hustota prstencové vrstvy zaváženého materiálu na vsázce, přičemž tato hustota je úměrná jejich vzdálenosti od středu.

Vrstva e_m představuje střední optimální hustotu, kterou lze například vypočítat podle obsahu zásobníku a povrchu vsázky. Tato hustota je stejnoměrná, přičemž křivka představující e_m má nutně tvar kruhu.

Křivka označená e_t je skutečná hustota vrstvy pokládané rozdělovacím kmitavým žlabem 10, který se otáčí v kruhu konstantní úhlovou rychlostí ω₀ a vykazuje shora popsané nepravidelnosti. Hustota každé úhlové polohy a je znázorněna délkou vektoru e. Z křivky e_r, jejíž obrys byl úmyslně zvětšen, jsou zřejmé dvě polohy s maximální hustotou v bodech E_rmax, které se nacházejí v úhlových polohách od 0° do 180°, kdežto dvě polohy s minimální hustotou v bodech E'_rn]i:1 jsou vzhledem к úhlovým polohám posunuty od 90° do 270°.

Obr. 4 je polární diagram analogický s diagramem znázorněným na obr. 3, jsou však na něm znázorněny úhlové rychlosti ω. Je tedy ω, konstantní úhlová ryohlost uložení nepravidelné skutečné vrstvy e_r na obr. 3.

Křivka je křivka kompenzovaných rychlostí dosažených modifikací křivky podle vzorce w_c (a) = — .f (a 4- Δα) -- ω\ (a) .

θΠ)

Úhlová rychlost pro každou polohu je vyjádřena vektorem ω.

V tomto vzorci značí ωΐ = = modifikovaná úhlová rychlost, ω₀ = nemodifikovaná úhlová rychlost, jejímž výsledkem je e_r, f = funkce a a Δα, tj. determinující parametry modifikace úhlové rychlosti.

Funkce f je určena vztahem f (a) = e_r (a) odpovídá hustotě naměřené před kompenzací.

Účel kompenzace úhlové rychlosti spočívá v tom, aby jevy vzniklé natáčením rozdělovacího kmitavého žlabu 10 a jevy vzniklé změnou úhlové rychlosti se zkomenzovaly tak, aby se dosáhlo stejnoměrně uložené vrstvy.

Křivka e_c na obr. 3 odpovídá křivce a>_c na obr. 3, to jest, hustotě vrstvy uložené při změně úhlové rychlosti podle shora uvedeného vzorce. Křivka e_c je ovšem posunuta o úhel Δα vzhledem ke křivce se zřetelem к době pádu.

Výsledek této kompenzace úhlové rychlosti podle obr. 4 spočívá v tom, že vrstva e_r se modifikuje tak, že vytváří .křivku e, která se blíží kruhové křivce e_m, a tedy tím, že se rozdělovači kmitavý žlab 10 otá254321 čí rychleji v úlových polohách odpovídajících zvýšené hustotě ukládaného materiálu podle křivky e, a pomaleji v úhlových polohách odpovídajících nižším hustotám ukládaného materiálu křivky e_r, vzniká tendence к snížení nepravidelnosti hustoty ukládané vrstvy.

Následuje matematické vyjádření vzorce pro kompenzaci.

Jestliže e_r (a) je hustota vrstvy ω₀, která je konstantní a představuje nepravidelnosti vzniklé natáčením a jestliže e_v (a) je hustota vrstvy w_c, která je .proměnná bez ohledu na nepravidelnosti vzniklé otáčením, e_v (a ] e_m fc>0 w_c (a — Δ«)

Střední teoretická hustota, která je výsledkem složení oibou jevů, je

V®m · e,n e_m ·

Jinak řečeno, kompenzovaná hustota se blíží stejnoměrné ideální hustotě e_m.

Jestliže první kompenzace pomocí regulace úhlové rychlosti nepostačuje к dosažení žádaného výsledku, je možno kompenzační proces opakovat a dosáhnout jemnější kompenzace podle vzorce

Ы2 = ⁶⁾¹ . f (α + Δα) .

e_m ωι, ω2 se určují bud zkouškami, nebo výpočtem, jelikož parametry rozhodující pro toto ručení je možno bud měřit, nebo vypočítat.

Za předpokladu, že a je funkcí β a zrnitosti zaváženého materiálu, kompenzované úhlové rychlosti ωι, ωζ ... je možno· určit rozmanitými sklony β a pro rozmanité zrnitosti.

Tyto rozdílné hodnoty kompenzované úhlové rychlosti je možno vložit do paměti mikropočítače, pomocí něhož je možno vypočítat v každém okamžiku lineární interpolací přesnou hodnotu kompenzované úhlové rychlosti žlabu 10.

Obr. 5 znázorňuje blokové schéma provedení regulačního obvodu pro kompenzaci úhlové rychlosti rozdělovacího kmitavého žlabu.

Shora zmíněný mikropočítač je označen vztahovým znakem 11. Tento mikropočítač 11 přijímá informace o sklonu β a o povaze zaváženého materiálu, které jsou důležité pro výpočet kompenzovaných úhlových rychlostí.

Hnací motor 12 rozdělovacího kmitavého žlabu 10 je řízen povelovými signály va-riátoru 14 kompenzovaných úhlových rychlostí, sestávajícího mimo jiné z komparátoru, který je s ním spojen.

Vztahovým znakem 16 je označena mechanická část snímače impulsů, přičemž vztahový znak 18 označuje detektor úhlové rychlosti a vztahový znak 20 detektor polohy. Tyto dva detektory 18, 20 je však možno spojit vzhledem к tomu, že da

Detektor 18 úhlových rychlostí vybuzuje v každém okamžiku signály odpovídající skutečné rychlosti ω, a vysílá tyto signály variátoru 14 úhlových rychlostí. Rovněž detektor 20 polohy vybuzuje v každém okamžiku signály odpovídající úhlové poloze a rozdělovacího kmitového žlabu 10 a vysílá tyto signály mikropočítači 11. Mikropočítač 11 spočívá v každém okamžiku podle obdržených informací, to jest podle úhlů α, β a podle parametrů odpovídajících povaze zaváženého materiálu úhlovou rychlost w_c kompenzovanou podle shora uvedených vzorců. Signály odpovídající úhlové rychlosti a_c vypočítané mikropočítačem 11 jsou vysílány do variátoru 14 úhlových rychlostí. Komparátor spojený s variátorem 14 úhlových rychlostí srovnává v každém okamžiku kompenzovanou úhlovou rychlost <w_c se skutečnou úhlovou rychlostí ω,·, o níž obdrží informace z detektoru 18 úhlové rychlosti a podle výsledku tohoto srovnání se otáčky hnacího motoru 12 buď zvýší, nebo sníží.

Způsob opravy úhlové rychlosti rozdělovacího kmitavého žlabu 10,’ jak byl shora popsán, je zvláště vhodný pro hnací zařízení známého typu vzhledem к tomu, že kruhový pohyb tohoto rozdělovacího kmitavého žlabu 10 je způsoben hnacím zařízením vyvíjejícím kruhový pohyb. Opravné zařízení podle vynálezu je však vhodné i pro jiná hnací zařízení rozdělovacího kmitavého žlabu 10 s kardanovým závěsem, například pro žlab poháněný dvojicí hydraulických válců.

Claims (3)

1. pRedmét vynalezu

   1. Způsob 'regulace pohybu rozdělovacího kmitového žlabu pro zavážecí zařízení šachtové pece, otočného kolem -dvou vzájemně kolmých os poháněných dvěma vzájemně nezávislými hnacími prostředky pro přemísťování konce žlabu v soustředných kruzích nebo ve spirále kolem svislé osy, vyznačující se tím, že v úhlových polohách rozdělovacího kmitavého žlabu, v nichž -dochází к nestejnoměrnému ukládání zaváženého materiálu, se úhlová rychlost otáčení rozdělovacího kmitavého žlabu kolem svislé osy v těchto jeho polohách mění na rychlost, odpovídající podílu původní úhlové rychlosti otáčení a optimální hustoty pokládané vrstvy zaváženého materiálu násobenému součtem úhlové polohy rozdělovacího kmitavého žlabu ve vodorovné rovině vzhledem к svislé ose a úhlové polohy rozdělovacího kmitavého žlabu dosažené během pádu zaváženého materiálu mezi koncem rozdělovacího kmitavého žlabu a povrchem zavážky.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že při úhlových polohách rozdělovacího kmitavého žlabu, v nichž dochází i nadále к nestejnoměrnému ukládání zaváženého materiálu, je výchozí rychlostí otáčení ukládání zaváženého materiálu rychlost otáčení dosažená v předcházejících regulacích.
3. 3. Zařízení к provádění způsobu podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že sestává z detektoru (20) úhlové poloihy, detektoru (18) skutečné úhlové rychlosti, spojených s mikropočítačem (11) a z variátoru (14) úhlavé rychlosti, jehož částí je komparátor pro srovnávání skutečné úhlové rychlosti (ω2) s rychlostí kompenzovanou, určenou mikropočítačem (11) a pro nastavování úhlových rychlostí přemísťování rozdělovacího kmitavé-ho žlabu (10) v závislosti na výsledku tohoto srovnání regulačních signálů.

   2 listy výkresů