SU873040A1 - Устройство дл определени среднего размера токопровод щих дисперсных материалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ, а, именно к ^устройствам для определения степени дисперсности измельченных материалов и может найти применение Для измерения среднего диаметра дисперсных ® материалов, например, для определения степени измельчения прокаленной углеграфитовой шихты в электродном производстве. .

Известно устройство, состоящее из ¹⁰ дозирующего устройства и оптической системы, обеспечивающее непрерывный автоматический контроль £11.

Однако из-за наличия дозирующего устройства для создания пылегазовой смеси устройство сложно в реализации кроме того, оно ненадежно в условиях запыленности, например, в электродном производстве, из-за заростания” оптических поверхндстей осаждающейся ²⁰ пылью.

Известно также устройство для измерения средней крупности руды на ленте транспортера, содержащее нож, индуктивный датчик, регистрирующее устройство С2].

Однако использование устройства предполагает выполнение ряда условий: обеспечения постоянной скорости движения контролируемого материала относительно ножа, поддержания постоянного уровня материала в точке измерения, гомогенности по химическому составу контролируемого материала, что затрудняет возможность применения этого устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения дисперсности порошков, содержащее измерительную ячейку с жидкостью (ее вязкость и плотность известны, а диэлектрическая проницаемость по возможности резко отличается от диэлектрической проницаемости порошка) , емкостной датчик и измерительное устройство f3J.

Однако при помощи этого устройства нельзя осуществить непрерывный контроль дисперсности измельченного материала в потоке, так как необходимо определенное время на оседание частиц, по скорости которого, пропорциональной размеру частиц, определяют дисперсность материала. Время же оседания частиц, определяющее период между измерениями, в зависимости от степени дисперсности контролируемого материала может составлять несколько часов. Повышение качества и выпуска продукции многих производств в значительной степени зависит от оперативного контроля степени дисперсности продуктов измельчения.

Цель изобретения - обеспечение возможности непрерывного контроля.

Поставленная цель достигается тем, что один из электродов выполнен в виде обхватывающего ячейку токопроводящего корпуса, а второй размещен в теле ячейки, причем ячейка снабжена регулятором уровня и выполнена со сквозной полостью, диаметр которой не менее, чем на порядок превышает средний размер частиц. Кроме того, толщина слоя диэлектрика измерительной ячейки между электродом и контролируемым материалом не. менее,чем на порядок Меньше толщины внешнего слоя ячейки.

Благодаря тому, что емкостный датчик состоит из электрода, покрытого слоем диэлектрика, с поверхностью которого соприкасается контролируемый материал, электрически соединенный со вторым входом измерительной схемы через корпус, первый вход которой соединен с электродом, появляется возможность измерять емкость системы: изолированный электрод - контролируемый материал, которая является функцией среднего размера частиц.

Контроль среднего размера частиц непрерывно в потоке позволяет осуществить выполнение измерительной ячейки со сквозными отверстиями, через которые непрерывно проходит поток контролируемого материала. Ячейка снабжена регулятором уровня, который обеспечивает покрытие всей поверхности изолированного электрода контролируемым материалом, что создает одинаковость условий измерений; так как емкость системы: изолированный электрод - контролируемый материал, естественно, зависит от площади электрода, покрытого контролируемым материалом.

Регулятор уровня содержит приспособление для обеспечения заданной высоты столба контролируемого материала котор<?е выполнено в виде заслонки для ₅ нижнего отверстия измерительной ячейки, подвешенной на стержне, расположенном по оси ячейки, к пружине, жест ко закрепленной на растйжке и датчик уровня контролируемого материала в ,0 измерительной ячейке, соединенный с разрешающим входом измерительной схемы.

Благодаря тому, что устройство снабжено датчиком уровня наличия ₁₅ контролируемого материала в ячейке, соединенным с разрешающим входом измерительной схемы, исключается возможность появления ложных показаний измерительной схемы в моменты недо2Q статочной высоты столба контролируемого материала в измерительной ячейке й, соответственно, неполного покрытия электрода датчика материалом.

Диаметр сквозной полости, который не менее, чем на порядок должен превышать средний размер частиц, выбирается из условий необходимости обеспечения сплошности слоя контролируемого материала.

Толщина внешнего слоя диэлектрика электрода не менее, чем на порядок больше слоя диэлектрика между электродом и контролируемым материалом, что повышает точность измерения, так как в этом случае уменьшается паразитная емкость между электродом .и ”землей, которая шунтирует рабочую емкость датчика.

На чертеже представлена конструкция устройства для контроля дисперс⁴⁰ ности углеграфитовой шихты со средним диаметром 1-10 мм.

Устройство содержит измерительную ячейку 1 из диэлектрического материала, имеющую два сквозных отверстия 2 и снабженную приспособлением 3 обеспечения заданной высоты столба контролируемого материала, состоящим из заслонки 4 для нижнего отверстия измерительной ячейки, подвешенной на стерж⁵⁰ не 5, расположенном по оси ячейки 1, к пружине 6, жестко закрепленной на растяжке 7. В теле измерительной ячейки 1 помещен электрод 8 емкостного датчика, выполненный в виде кольца, ⁵⁵ расположенного соосно ячейке_ъ и соединенного с одним входом измерительной схемы 9, содержащей интегрирующее устройство.

873040 6

Второй вход измерительной схемы 9 электрически соединен через корпус 12, выполненный из металла с контролируемым материалом 10. Толщина тела измерительной ячейки - 10 мм, а толщина 5 части тела измерительной ячейки между электродом и контролируемым материалом - 0,5 мм. Разрешающий вход схемы 9 соединен с датчиком 11 уровня, расположенным над измерительной ячейкой 1, ю которая помещена в металлический корпус 12.

Устройство работает следующим 067 разом.

Часть или весь поток углеграфито- 15 вой шихты, проходящий с шаровой мельницы среднего помола по наклонному трубопроводу в сортовые бункера, поступает в измерительную ячейку 1 устройства. Пружина 6 выбрана таким об- ₂₀ разом, чтобы с учетом удельного веса материала и геометрических параметров ячейки обеспечивалось с помощью заслонки 4 поддержание требуемого уровня столба материала. В данном случае ₂₅ материал должен перекрывать весь электрод 8.

При уменьшении потока количества материала, поступающего в измерительную ячейку 1 усилие на пружину 6 уменьшается, она сжимается и заслонка 4 прикрывается. Материал начинает накапливаться в ячейке.

При увеличении количества материала, поступающего в измерительную ячейку 1, усилие на пружину 6 увеличива- ³⁵ ется, она начинает растягиваться, заслонка 4 приоткрывается, и количество материала, высыпающегося из измерительной ячейки 1, увеличивается.

Таким образом, обеспечивается воз- ⁴⁰ можность непрерывного прохождения контролируемого материала через измерительную ячейку I с обеспечением требуемого уровня.

До тех пор, пока контролируемый ма- ⁴⁵ териал не достигает датчика И уровня, последний не выдает сигнал на разреща;ющий вход измерительной схемы 9 и сигнал на выходе измерительной схемы 9 отсутствует. 50

При достижении контролируемым материалом чувствительного элемента датчика 11 уровня, от него поступает разрешение на работу измерительной схемы 9, ₅₅ на измерительный вход которой поступает сигнал с конденсатора, одной из обкладок которого является электрод 8, находящийся в теле измерительной ячейки 1 , а второй - сам контролируемый материал 10. Емкость данного конденсатора меняется в зависимости от среднего размера частиц контролируемого материала, поэтому на выходе измерительной схемы получаем величину, являющуюся функцией среднего размера частиц. Интегрирующее устройство, входящее в измерительную схему, усредняет значения измеряемой емкости за определенный промежуток времени (например за 1 с) и уменьшает тем самым погрешность измерений, обусловленную мгновенным случайным расположением Частиц материала в движущемся потоке.

Металлический корпус 12 одновременно является защитным экраном и повышает помехоустойчивость устройства.

Электрод емкостного датчика может быть выполнен также в виде металлического стержня, покрытого диэлектрическим материалом и погруженного в контролируемый' материал.

Принцип действия устройства основан на зависимости, согласно которой средний размер токопроводящих дисперсных материалов является функцией емкости, измеряемой между изолированным электродом и слоем токопроводящего дисперсного материала, к которому подведен потенциал:

^г ' с· »

где р - средний радиус частиц контролируемого материала;

С,- емкость между слоем контролируемого материала и электродом;

K__f - коэффициент, характеризующий размер изолированной пластины электрода;

- коэффициент, характеризующий изолирующий слой электрода;

Кр - коэффициент пропорциональности.

Использование предлагаемого устройства позволяет осуществить непрерывный автоматический контроль грансостава углеграфит.овой шихты непосредственно в технологическом потоке.

Claims (1)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА ТОКОПРОВОДЯЩИХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относитс  .к исследованию физических свойств веществ, а, именно к устройствам дл  определени  степени дисперсности измельченных материалов и может найти применение дл  измерени  среднего диаметра дисперсны материалов, например, дл  определени  степени измельчени  прокаленной углеграфитовой шихты в электродном производстве,. Известно устройство, состо щее из дозирующего устройства и оптической системы, обеспечивающее непрерывный автоматический контроль Dl. Однако из-за наличи  дозирующего устройства дл  создани  пыпегазовой смеси устройство сложно в реализации кроме того, оно ненадежно в услови х запыленности, например, в электродном производстве, из-за заростаии  оптических поверхнйстей осаждающейс  пылью. .. Известно также устройство дл  измерени  средней крупности руды на ленте транспортера, содержащее нож, индуктивный датчик, регистрирующее устройство С2. Однако использование устройства предполагает выполнение р да условий: обеспечени  посто нной скорости движени  контролируемого материала относительно ножа, поддержани  посто нного УРОВНЯ материала в точке измерени , гомогенности по химическому составу контролируемого материала, что затрудн ет возможность применени  этого устройства. Наиболее близким по техническое сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  дисперсности порошков, .содержащее измерительную  чейку с жидкостью (ее в зкость и плотность известны, а диэлектрическа  проницаемость по возможности резко отличаетс  от диэлектрической проницаемости порошка) , емкостной датчик. и измерительное устройство Гз. 38 Однако при помощи этого устройства нельз  осуществить непрерывный контроль дисперсности иэмельченного материала в потоке, так как необходимо определенное врем  на оседание частиц по скорости которого, пропорциональной размеру частиц, определ ют дисперсность материала. Врем  же оседани  частиц, определ кщее период между измерени ми, в зависимости от степени дисперсности контролируемого материала может составл ть несколько часов. Повышение ка:чества и выпуска продукци многих производств в значительной сте пени зависит от оперативного контрол  степени дисперсности продуктов измельчени . Цель изобретени  - обеспечение возможности непрерывного контрол . Поставленна  цель достигаетс  тем, что один из электродов вьтолнен в виде обхватьшающего  чейку токопровод щего корпуса, а второй размещен в теле  чейки, причем  чейка снабжена регул тором уровн  и выполнена со сквоз ной полостью, диаметр которой не менее , чем на пор док превышает средний размер частиц. Кроме того, толщина сло  диэлектрика измерительной  чейки между электродом и контролируемым материалом не, менее,чем на пор док Меньше толщины внешнего сло   чейки. Благодар  тому, что емкостный датчик состоит из электрода, покрытого .слоем диэлектрика, с поверхностью которого соприкасаетс  контролируемьй материал, электрически соединенный со вторым входом измерительной схемы через корпус, первый вход которой соединен с электродом, по вл етс  возможность измер ть емкость системы: изолированный электрод - контролируемый материал, котора   вл етс  функцией среднего размера частиц. Контроль среднего размера частиц непрерывно в потоке позвол ет осуществить выполнение измерительной  чейки со сквозными отверсти ми, через которые непрерывно проходит поток контролируемого материала. Ячейка снабжена регул тором уровн , который обеспечивает покрытие всей поверхности изолированного электрода контролируемым материалом, что создает одинаковость условий измерений; так как емкость системы: изолированный электрод контролируемый материал, естес твенно, зависит от площади электрода, покрытого контролируемым материалом. Регул тор уровн  содержит приспособление дл  обеспечени  заданной высоты столба контролируемого материала которре выполнено в виде заслонки дл  нижнего отверсти  измерительной  чейкн , подвешенной на стержне, располоенном по оси  чейки, к пружине, жестко закрепленной на и датчик уровн  контролируемого материала в измерительной  чейке, соединенный с разрешающим входом измерительной схемы . Благодар  тому, что устройство снабжено датчиком уровн  наличи  онтролируемого материала в  чейке, соединенным с разрешающим входом изерительной схемы, исключаетс  возожность по влени  ложных показаний измерительной схемы в моменты недостаточной высоты столба контролируемого материала в измерительной  чейке И, соответственно, неполного покрыти  электрода датчика материалом. Диаметр сквозной полости, который не менее, чем на пор док должен превышать средний размер частиц, выбираетс  из условий необходимости обеспечени  сплошности сло  контролируемого материала. Тол1дина внешнего сло  диэлектрика электрода не менее, чем на пор док больше сло  диэлектрика между электродом и контролируемым материалом, что повышает точность измерени , так как в этом случае уменьшаетс  паразитна  емкость между электродом .и землей , котора  шунтирует рабочую емкость датчика. На чертеже представлена конструкци  устройства дл  контрол  дисперсности углеграфитовой шихты со средним диаметром 1-10 мм. Устройство содержит измерительную  чейку 1 из диэлектрического материала , имеющую два сквозных отверсти  2 и снабженную приспособлением 3 обеспечени  заданной высоты столба контролируемого материала, состо щим из заслонки 4 дл  нижнего отверсти  измерительной  чейки, подвешенной на стержне 5, расположенном по оси  чейки 1, к пружине 6, жестко закрепленной на раст жке 7. В теле измерительной  чейки 1 помещен электрод 8 емкостного датчика, выполненный в виде кольца, расположенного соосно  чейке и соединенного с одним входом измерительной схемы 9, содержащей интегрирующее устройство. Второй вход измерительной схемы 9 электрически соединен через корпус 2 выполненный из металла с контролируемым материалом 10, Толщина тела измерительной  чейки - 10 мм, а толщина части тела измерительной  чейки между электродом и контролируемым материалом - 0,5 мм. Разрешающий вход схемы соединен с датчиком И уровн , расположенным над измерительной  чейкой 1, котора  помещена в металлический корпус 12. Устройство работает следующим 067 разом. Часть или весь поток углеграфитовой шихты, прох.од щий с шаровой мельницы среднего помола по наклонному трубопроводу в сортовые бункера, поступает в измерительную  чейку I устрой .ства. Пружина 6 выбрана таким образом , чтобы с учетом удельного веса материала и геометрических параметров  чейки обеспечивалось с помощью заслонки 4 поддержание требуемого столба материала. В данном случае материал должен перекрывать весь электрод 8. При уменьшении потока количества материала, поступающего в измерительную  чейку 1 усилие на пружину 6 уменьшаетс , она сжимаетс  и заслонка 4 прикрываетс . Материал начинает накапливатьс  в  чейке. При увеличении количества материала , поступающего в измерительную  чей ку 1, усилие на пружину 6 увеличиваетс , она начинает раст гиватьс , заслонка 4 приоткрываетс , и количество материале., высыпающегос  из измерительной  чейки I, увеличиваетс . Таким образом, обеспечиваетс  возможность непрерывного прохождени  контролируемого ма -ериала через измерительную  чейку I с обеспечением тре буемого уровн . До тех пор, пока контролируемый ма териал не достигает датчика П уровн  последний не вьщает сигнал на разреща : ниций вход измерительной схемы 9 и сиг нал на выходе измерительной схемы 9 отсутствует. При достижении контролируема мате риалом чувствительного элемента датчи ка | уровн , от него поступает разре шение на работу измерительной схемы 9 на измерительный вход которой поступа ет сигнал с конденсатора, одной из об кладок которого  вл етс  электрод 8, наход щийс  в теле измерительной  чей ки 1, а второй сам контролируемый материал 10.Емкость данного конденсатора мен етс  в зависимости от среднего размера частиц контролируемого материала, поэтому на выходе измерительной схемы получаем величш у,  вл ющуюс  функцией среднего размера частиц. Интегрирующее устройство, вход щее в измерительную схему, усредн ет значени  измер емой емкости за определенный промежуток времени (например за 1 с) и уменьшает тем самым погрешность измерений, обусловленную мгновенным случайным расположением 1астиц материала в движущемс  потоке. Металлический корпус 12 одновременно  вл етс  защитным экраном и повышает помехоустойчивость устройства. Электрод емкостного датчика может быть выполнен также в виде металлического стержн , покрытого диэлектрическим материалом и погруженного в контролируемый материал. Принцип действи  устройства основан на зависимости, согласно которой средний размер токопровод щих дисперсных материалов  вл етс  функцией емкости, измер емой между изолированньм электродом и слоем токопровод щего дисперсного материала, к которому подведен потенциал: .. К,-Kg. О где - средний радиус частиц контролируемого материала; . С.- емкость между слоем контролируемого материала и электродом; - коэффициент, характеризующий размер изолированной пластины электрода; Kft - коэффихдаент, характеризукшцй. . изолирующий слой электрода; Кр - коэффициент пропорциональности . Использование предлагаемого устройства позвол ет осуществить непрерывный автоматический контроль грансостава углеграфит.овой шихты непосредственно в технологическом потоке. Формула изобретени  . Устройство дл  определени среднего размера токопровод щкх дисперсHbik материалов, содержащее измерительную  чейку из диэлектрического мате