Устройство для измерения уровня жидкого металла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖВДКОГО МЕТАЛЛА, содержащее измерительную трубу с приводом, источник давления J соединенный с датчиком давления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено дифференцирующим блоком, датчиком скорости, блоком умножения, компаратором и двумя, задатчиками, при зтом дифференцирующий блок соединен с датчиком давления и с первым входом компаратора , датчик скорости связан с измерительной трубой и с первым входом блока умножения, два задатчика через ключ соединены с вторым входом блока умножения, который связан с вторым входом компаратора.

Oc6 . 01) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3цц. G 01 F 23/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СЮИДЕТБЪСТВУ

6 (21) 3544357/18-10 (22) 21.01.83 (46) 07.09.84. Бюл. Â 33 (72) В.И. Середа, Н.И. Настенко и В.Д. Розуменко (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (53) 681.128.5 (088.8) (56) 1. Заявка Японии В 56-6690, кл. G 01 F 23/14, опублик. 1981.

2. Старостин В.А. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы в промышленности строительных материалов. М., Стройиздат, 1980, с. 100, рис. 50 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ ЖИДКОГО ИЕТАЛПА, содержащее измерительную трубу с приводом, источник давления, соединенный. с датчиком давления, о т л и ч а ю-. щ е е с я . тем, что, с целью распкрения функциональных возможностей устройства, оно снабжено дифференцирующим блоком, датчиком скорости, блоком умножения, компаратором и двумя. задатчиками, при этом днфференцирующий блок соединен с датчиком давления и с первым входом компаратора, датчик скорости связан с изме" рительной трубой и с первым входом блока умножения, два задатчика через ключ соединены с вторым входом блока умножения, который связан с вторым входом компаратора.

Вход управления ключа 10 соединен с выходом компаратора 7,. а м It tl вход "Сброс" — с кнопкои Сброс (не,показано) при ручном управле-. нии или с выходом блока управления (не показано) при автоматическом управлении, в устройстве имеются также задатчики 11 и 12 плотности (шлака и стали) соответственно, представляющие собой регулируемые источники стабилизированного напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам ключа.

Устройство работает следующим образом.

1112236

Изобретение относится к измери" тельной технике и может .найти применение в различных системах контрбля и управления, в частности, в атомном машиностроении и котлостроении, в,металлургическом производстве для измерения уровня шлака-металла. при вакуумировании стали.

Точное определение уровня шлака и границы раздела шлак-металл имеет 10 большое значение для стабилизации технологических процессов металлургического производства плавки, разливки, внепечной обработки жидкого металла, а также необходимо для управления технологическим оборудова1 нием.

Недостатком устройства является, необходимость фиксированного установления его в резервуаре, где из- що меряется уровень границы двух сред, что неприемлемо для измерения границы раздела шлам-металл в сталеразливочном ковше, так как необходимо ориентировочно знать колебания положения границы раздела для установки устройств отбора.

Известно устройство, реализующее способ контроля уровня поверхности расплавленной стали в изложнице, ко-- 30 торое содержит. источник давления, подключенный через регулятор давления, дроссельный механизм и трубу с отверстием для выпуска газа, расположенным в определенной точке излож35 ницы, выход и вход дросселя подключены, кроме того, к дифманометру, измеряющему разность давлений до и после дроссельного механизма (1) .

Недостатком устройства является то, что -оно не позволяет определять уровень стали, на поверхности которой находится шлак, поскольку выходной сигнал устройства зависит не только От уровня стали% но и От тол 45 щины шлака, которая может варьироваться в различных пределах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрои" ство, способное измерять уровень границы раздела сред при перемещении чувствительного элемента, содержащее двигатель, связанный с измерительной трубой, которая соединена с источником и датчиком давления,).

Недостатком известного устройства яв ляется невозможность измерения толщины шлака над уровнеи стали, что сужает функциональные воэможности устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее Hsмерительную трубу с приводом, источник давления, соединенный с датчиком давления, снабжено дифференцирующим блоком, датчиком скорости, блоком умножения, компаратором и двумя задатчиками, при этом дифференцирующий блок соединен с датчиком давления и с первым входом компаратора, датчик скорости связан с измерительной трубой и с первым входом блока умножения, рва задатчика через ключ соединены с вторым входом блока умножения, который связан с вторым входом компаратора.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 давления газа, дроссель 2, измерительную трубу 3, длина которой превышает максимальную толщину шлака.

Труба через дроссель подключена к источнику давления и помещена в керамическую трубу 4.,",. :Тчик 5 давления, например манометр с электрическим выходом, дифференцирующее устройство 6, компаратор 7, один вход которого через дифференцирующее устройство 6 подключен к выходу датчика 5 давления, датчик 8 скорости перемещения трубы, например тахометрический, связанный с приводом перемещения трубы (не показано), блок 9 умножения, через который датчик 8 скорости перемещения трубы связан с вторым входом компаратора 7, ключ 10 (электронный аналоговьй), выход которого подключен к второму входу блока 9 умножения.!! 12236

Газ, не оказывающий вредного воздействия на расплавленную сталь, например, аргон, от источника 1 стабилизированного давления через дроссель 2 поступает в трубу. 3 и через отверстие в трубе 3 выходит в атмосферу, при этом в трубе 3 создается давление, равное атмосферному давлению, преобразуется датчиком 5 давления в электрический сигнал, поступающий на вход диффЬренцирующего устройства 6. Перемещаясь в сторону поверхности. . расплавления металла, труба 3 погружается вначале в шпак 13, проходит толщу шлака, а затем погружается в расплавленный металл 14. При этом давление в трубе 3 растет по мере погружения в шлаке пропорционально плотности шлака, а по мере погружения в жидкий металл (сталь) — пропорционально плотности металла. На границе раздела воздух-шлак-шлак-жидкий металл скорость измерения давления резко возрастает.

На первом задатчике 11 плотности среды устанавливается напряжение, пропорциональное наименьшей плотности шлака, а на втором задатчике 12 устанавливается напряжение, пропорциональное наименьшей плоскости стали. От системы управления или вручную включается механизм перемещения трубы 3 и подается сигнал

"Сброс" на вход ключа 10 (например, от кнопки "Сброс". При этом первый задатчик 11 плотности подключается к блоку 9 умножения. Далее производится перемещение трубы в сторону поверхности жидкого металла.

Выходной сигнал датчика 5 давления дифференцируется с помощью дифференцирующего устройства 6, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный скорости нарастания давления, поступающий на один из ° входов компаратора 7, на другой вход которого подается сигнал с датчика 8 скорости перемещения трубы через блок 9 умножения. На второй вход блока 9 умножения предварительно поступает через ключ сигнал с первого задатчика 11 плотности среды

При этом на выходе блока 9 умножения устанавливается напряжение, пропорционалЬное минимальной скорости нарастания давления в шлаке.

При достижен:ш трубой 3 поверхност4 шпака скорость нарастания давления резко увеличивается и достигает скорости нарастания давления в шлаке, при этом компаратор 7 срабатывает, перепад напряжения, возникающий на выходе компаратора 7, переводит ключ в другое состояние.

При этом ключ 10 соединяет вход

10 блока 9 умножения с вторым задатчиком 12 плотности.

На выходе блока 9 умножения устанавливается напряжение, пропорциональное минимальной скорости нарастания давления в стали.

Поскольку труба 3 находится в шлаке, то выходной сигнал дифференцирующего устройства 6 пропорционален скорости нарастания давления в шлаке ур .и, следовательно, меньше выходного сигнала блока 9 умножения. Это приводит к возвращению компаратбра в исходное состояние.

Таким образом, на выходе компаратора 7 формируется короткий импульс, передний фронт которого соответствует моменту времени, когда измери-. тельная труба 3 находилась на границе воздух-шлак. Этот импульс является выходным и используется для индикации и регистрации границы воздух-шлак.

При достижении трубой границы шлак-металл выходной сигнал дифференцирующего устройства 6 достигает

35 величины выходного напряжения блока

9 умножения, компаратор 7 срабатывает, и на его выходе формируется перепад напряжения, передний фронт которого соответствует моменту вре40 мени, когда труба 3 находилась на границе шлак- металл. Этот перепад включает механизм подъема (не показан) трубы. Скорость нарастания давления падает, и компаратор 7 возвращается в исходное состояние.

Выходной сигнал компаратора 7 используется для индикации и регистрации границы шлак=металл,определения уровня жидкого металла,определения толщины шпака.

Предложенное устройство по сравнению с известными позволяет расширить функциональные возможности устройства, а именно измерять границу раздела двух сред с различной плотностью, например, шлак-жидкая сталь, измерять толщину шлака и ур вень стали, автоматизировать и.сов ратить время измерения.

1112236

Составитель М. Рачков

Техред Л.Коцюбняк Корректор О. Билак

Редактор Т. Кугрышева

Тирам 609 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6446/27

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4