Устройство для автоматического контроля гранулометрического состава измельченных промпродуктов
Полезная модель относится к устройствам автоматического измерения размеров частиц твердых веществ в процессах измельчения, сепарации и транспортировки жидких и сыпучих измельченных промпродуктов и может быть использована в горно-металлургической, химической, строительной и других отраслях промышленности.
Задачей настоящей полезной модели является совершенствование конструкции устройства с целью повышения надежности и точности работы устройства, улучшения эксплуатационных характеристик, а также организации промывки пяты и подпятника гранулометра.
От известного устройства предложенное отличается тем, что:
1. Измерительный шток микрометрического щупа жестко соединен с нижним концом подвижной части линейного направляющего подшипника, верхняя часть которого жестко соединена с коромыслом и с индуктивным датчиком, при этом неподвижная часть линейного подшипника жестко закреплена на внутренней стороне станины, что обеспечивает высокую устойчивость микрометрического щупа к ударным нагрузкам, упрощения работ по настройке, а также большую надежность, точность и долговечность.
2. Внутри штанги с подпятником микрометрического щупа, по ее оси сделан полый канал для организации промывки водой и очистки пяты и подпятника датчика перемещения.
3. Подпятник микрометрического щупа выполнен в виде шара с закрепленной в верхней его части металлокерамической пластиной, что обеспечивает возможность проведения быстрой и качественной регулировки параллельности пяты и подпятника.
4. Кулачок перемещения подвижного штока закреплен в подшипнике, установленном в раме крепления двигателя, что исключает действия боковых и осевых нагрузок на вал двигателя, повышает надежность и обеспечивает более долгий срок службы двигателя.
1 н.з.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 2 илл.
Полезная модель относится к устройствам автоматического измерения размеров частиц твердых веществ в процессах измельчения, сепарации и транспортировки жидких и сыпучих измельченных промпродуктов и может быть использована в горно-металлургической, химической, 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[Л1], фотометрического - гранулометры SKC-2000, SKS-2000S.
Недостаток этих устройств: достаточная сложность прибора, его монтажа, эксплуатации, необходим отбор пробы промпродукта на анализ, транспортировка ее к анализатору, подготовка пробы (деаэрация промпродукта, набор объема, навески пробы и т.д.), а также специально оборудованное место для установки устройства и отвода из него промпродукта, достаточная сложность прибора, его монтажа, эксплуатации.
На обогатительных фабриках нашел применение также способ определения содержания контрольного класса крупности в промпродукте, основанный на дискретных замерах частиц крупной фазы промпродукта микрометрическим щупом, реализованный в гранулометрах типа ПИК-074П [Л5]. На подобном принципе выполнены устройства по [Л3-Л6].
В этом способе используется дискретный метод замера абсолютного размера частицы, зажатой между измерительным штоком и подпятником, закрепленном на неподвижной штанге при прохождении измельченного продукта (пульпы) через приемный канал устройства. Положение измерительного штока в момент замера частицы передается через коромысло на шток перемещения плунжера преобразователя и последний перемещает подвижный плунжер индуктивного преобразователя. Преобразователь выдает электрический сигнал, пропорциональный размеру измеряемой в данный момент частицы. Измерительный сигнал с преобразователя поступает на специальное устройство обработки сигнала, которое выдает значение величины, функционально связанной с контрольным классом крупности пульпы [Л2-Л6].
Устройство для автоматического контроля размера гранул измельченного продукта содержит корпус, раму крепления электродвигателя, жестко закрепленной на корпусе, на оси электродвигателя размещен эксцентричный кулачок. Кулачок соединен подпружинно с коромыслом, которое жестко соединено с подвижным измерительным штоком и датчиком измерения положения. При прохождении пульпы наибольшая частица зажимается между нижней частью измерительного штока и подпятником на неподвижной штанге, жестко соединенной с корпусом. Верхняя часть устройства заключена в защитный кожух для обеспечения работы датчика положения. Канал подачи размельченного продукта промывается водой под давлением для очистки места измерения.
Недостатками известных устройств [Л2-Л5] являются недостаточная устойчивость измерительного штока к ударным нагрузкам, которые воздействуют на подвижной шток микрометрического щупа, недостаточная долговечность и надежность работы датчика. Для улучшения устойчивости к ударам, обеспечения повышения надежности используем открытый линейный подшипник, жестко закрепленный во внутренней части станины устройства.
Для обеспечения интенсивной промывки непосредственно в месте измерения размера частицы используем подвод очищающей воды в зону контакта измерительного щупа и пяты.
Для обеспечения большей долговечности и службы в качестве контактной износостойкой пластины используем металлокерамическую пластину, закрепленную в верхней части шара подпятника.
Для исключения боковых и осевых нагрузок на вал электродвигателя, последний дополнительно закреплен в подшипнике, размещенного в раме крепления узла электродвигателя к станине устройства.
Наиболее близким (прототипом) к предлагаемому изобретению является устройство по [Л4].
Задачами настоящей полезной модели являются совершенствование конструкции устройства по [Л4] с целью повышения надежности и точности работы устройства, его эксплуатационных характеристик, а также рациональной организации промывки пяты и подпятника гранулометра.
На рис.1 и 2 представлена новая конструкция устройства автоматического контроля гранулометрического состава измельченных продуктов.
1 - станина (корпус)
2 - рама крепления электродвигателя к корпусу
3 - электродвигатель
4 - кулачок-эксцентрик
5 - измерительный шток микрометрического щупа
6 - неподвижная часть линейного подшипника скольжения, закрепленная на корпусе устройства
7 - подвижная часть линейного подшипника скольжения
8 - подпятник микрометрического щупа
9 - штанга неподвижная закрепления подпятника к корпусу
10 - коромысло связи с датчиком перемещения
11 - датчик индуктивный преобразования величины перемещения штока в напряжение
12 - измеряемая частица пульпы
13 - выходная часть датчика перемещения
14 - защитный кожух датчика перемещения
15 - сопло (для подвода) промывочной жидкости
16 - штуцер системы промывки водой по внутреннему каналу штанги
17 - шар подпятника штанги
18 - металлокерамическая износостойкая пластина
19 - пластина ориентации шара подпятника
20 - пластина закрепления шара подпятника
21 - винты крепления
22 - канал подачи воды внутри штанги
На станине (корпусе) устройства 1 жестко закреплена рама крепления 2 электродвигателя 3, при этом на валу электродвигателя 3, проходящем через подшипник, закрепленный в раме крепления 2, проходит далее через ось вращения кулачка эксцентрика 4. При вращении электродвигателя 3 кулачок эксцентрик 4 также вращается и периодически отжимает подпружиненное коромысло 10, датчиком перемещения 11. Коромысло 10 жестко закреплено с подвижной частью 7 линейного подшипника скольжения. Неподвижная часть 6 линейного подшипника скольжения жестко закреплена с корпусом устройства 1. Подвижная часть линейного подшипника жестко соединена с измерительным штоком 5. Измерительный шток 5 периодически зажимает одну из крупных частиц 12 измельченного продукта пульпы, фиксируя промежуточное положение датчика 11. На выходе 13 датчика 11 фиксируется изменение выходного напряжения датчика 11. В исходном состоянии системы: измерительный шток 5 - подпятник 8 штанги 9 - коромысло 10 - датчик 11 отрегулированы так, что при прямом соприкосновении щупа измерительного штока 5 и подпятника 8 штанги 9 напряжение на выходе датчика перемещения 11 равно нулю. Периодически, в случае наличия частицы пульпы 12 между штоком 5 и подпятником 8, выходное напряжение пропорционально размеру зажатой частицы 12. Перемещение эксцентрика кулачка 4 должно обеспечить максимальный размер частицы 12.
Выходное напряжение датчика перемещения 13 поступает на устройство обработки сигнала и регистрацию. Элементы устройства 1-2-3-4 - частично 5-6-7-10-11 - размещены в защитном кожухе 14, защищающем от производственной среды. Элементы - частично 5-8-9-12-15-16-22 размещены в производственном потоке измельченных частиц 12 и отделены станиной 1 корпуса.
Измерительный шток 5 (рис.1) микрометрического щупа сквозь корпус 1 жестко соединен с нижним концом подвижной части линейного открытого направляющего подшипника 7, верхняя часть которого жестко соединена с коромыслом 10 и с индуктивным датчиком положения 11, при этом неподвижная часть линейного подшипника 6 жестко закреплена на внутренней стороне станины 1, что обеспечивает высокую устойчивость микрометрического штока к ударным нагрузкам, упрощения работ по настройке, а также большую надежность, точность и долговечность.
Внутри штанги 9 (рис.1) с подпятником 8 микрометрического щупа, по ее оси сделан полый канал 22 для организации промывки и очистки пяты 5 и подпятника 8 датчика положения 11, заканчивающийся соплом 15 от штуцера 16 системы промывки.
Подпятник микрометрического щупа выполнен в виде шара 17 (рис.2) с закрепленной в верхней его части металлокерамической пластиной 18, пластиной ориентации 19, пластиной крепления 20 и винтами 21, что обеспечивает возможность проведения быстрой и качественной регулировки параллельности пяты и подпятника.
Кулачек 4 (рис.1) перемещения подвижного штока закреплен в подшипнике, установленном в раме крепления 2 двигателя 3, что исключает действия боковых и осевых нагрузок на вал двигателя, повышает надежность и обеспечивает более долгий срок службы двигателя.
Предложенное устройство обладает новизной конструкции. Для обеспечения высокой устойчивости измерительного штока к динамическим усилиям потока пульпы использован открытый линейный направляющий подшипник, одна часть которого 6 жестко закреплена на внутренней стороне корпуса устройства, другая часть 7 - подвижная и жестко соединена с коромыслом 10 и датчиком положения 11.
Для обеспечения лучших условий промывки места измерительного контакта штока и пяты улучшены условия подачи воды. Вода под давлением от системы промывки через штуцер 16 на жесткой штанге 9 по внутреннему полому каналу 22 штанги, расположенному по оси, через сопло 15 подается непосредственно в место измерения частиц между подпятником 8 штанги 9 и пятой измерительного штока 5.
Для обеспечения большей износостойкости контактирующих поверхностей микрометрического щупа использована новая конструкция этого узла. Применены металлокерамические пластины. Подпятник 17 выполнен в виде шара, в котором закреплена металлокерамическая пластина 18 с помощью пластины ориентации шара 19, пластины закрепления шара 20 к пяте подпятника и винтов 21.
Для обеспечения долгой службы электродвигателя 9 и надежности, для исключения боковых нагрузок вал электродвигателя закреплен в осевом подшипнике, установленном в раме крепления электродвигателя к корпусу устройства, на оси которого закреплен эксцентричный кулачок 4.
Все перечисленные признаки обеспечивают новизну и изобретательские шаги нового устройства.
Новое устройство более устойчиво к ударным нагрузкам, требует меньше воды для промывки, обеспечивает более качественную регулировку параллельности пяты и подпятника контактирующей пары. Новое устройство широко применимо для автоматического контроля гранулометрического состава измельченных промпродуктов непосредственно в производственном потоке в горно-металлургической, строительной, химической отраслях промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каталог «Ультразвуковой гранулометр ПСМ-400 фирмы «Аутометрикс», США, 1998 г.
2. Свидетельство RU 20965 U1, приоритет 06.06.2001 G01 
15/02, опубл. Бюл. 34, 10.12.2001 г.
3. Каталог «Установка контроля крупности частиц ПСИ-200 фирмы «Оутокумпа Электронике», Финляндия, 2000 г.
4. Патент на полезную модель 30990, приоритет 28.03.2003 г.
5. Патент на полезную модель 72765, приоритет 02.11.2007 г.
6. Заявка на полезную модель 2010136889, приоритет 02.09.2010 г.
1. Устройство автоматического контроля гранулометрического состава измельченных промпродуктов непосредственно в потоке измельченного материала (пульпы), содержащее корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде микрометрического щупа, состоящего из измерительного подвижного штока с контактной пластиной и штанги с подпятником, неподвижную часть линейного подшипника скольжения, подвижную часть линейного подшипника скольжения, электродвигатель с кулачком-эксцентриком, индуктивный датчик преобразования величины перемещения штока в напряжение, жестко соединенный через коромысло с измерительным штоком и связанный с устройством обработки информации, корпус выполнен из станины с жестко закрепленной перпендикулярно ее плоскости штангой, на нижней части штанги закреплен подпятник с износостойкой контактной пластиной, между которой и контактной пластиной измерительного штока периодически зажимается наиболее крупная частица находящегося контролируемого измельченного материала (пульпы), верхняя часть устройства размещена в защитном корпусе, отличающееся тем, что измерительный шток микрометрического щупа жестко соединен с нижним концом подвижной части открытого линейного направляющего подшипника, верхняя часть которого жестко соединена с коромыслом с индуктивным датчиком, при этом неподвижная часть линейного подшипника жестко закреплена на внутренней стороне станины.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри неподвижной штанги с подпятником по центральной ее оси сделан полый канал, соединенный в верхней части штанги с штуцером для подачи очищающей среды в канал и в нижней части штанги с соплом у контактной пластины подпятника для выхода этой среды для промывки пяты и подпятника микрометрического щупа, закрепленного на рабочем конце штанги.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подпятник микрометрического щупа выполнен в виде шара с закрепленной в верхней его части металлокерамической пластиной, шар помещен свободно в пластину ориентации плоскости с вырезом по профилю шара, содержит закрепляющую пластину с винтами крепления.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кулачок-эксцентрик через коромысло связан с датчиком перемещения штока, закреплен в подшипнике, установленном в раме крепления электродвигателя к корпусу.
