Устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при обогащении полезных ископаемых и в гидрометаллургии , Целью изобретения является повышение устойчивости и надежности Устройство содержит гидравлические связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть, камеру для термостабилизации, в которой размещены источник света, фотоприемник и измерительная ячейка, блок управления и реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с пробоотборным элементом Измерительная ячейка выполнена в виде полого усеченного конуса из прозрачного гидрофобного материала с расширением диаметра по ходу движения пробы жидкости . Размещение элементов фотодэтчика устройства и измерительной ячейки в камере с внешней термоизоляцией и исполнение ячейки в виде полого усеченного конуса из гидрофобного материала повышает устойчивость работы устройства и его надежность . 1 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1754149 А1

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Л

С: (21) 4847996/26 (22) 29.05,90 (46) 15.08.92 Бюл. N 30 (71) Северо-Кавказский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) Е.Я.Жуков, Л.В.Сорокер, С.П.Холопов и

Э.Ш,Ваниев (56) Хан Г.А, Автоматизация процессов обогащения. М.: Химия, 1964, с. 354.

Авторское свидетельство СССР

N 651828, кл, В 01 D 21/00, G 01 F 23/00, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ОСВЕТЛЕННОГО СЛОЯ СГУСТИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при обогащении полезных ископаемых и в гид, рометаллургии, Целью изобретения являетИзобретение относится к измерительной технике и может быть применено при обогащении полезных ископаемых, в гидрометаллургии, химической промышленности, при очистке сточных вод и.других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя, содержащее источник света, фотоприемник, связанные через блок управления с реверсивным двигателем и измерительную ячейку, Недостатком устройства является наличие стеклянных защитных баллонов для источника света и фотоприемника, размещение их в сгустителе, что приводит к усложнению

)s В 01 0 21/00, G 01 F 23/ОО.G 05 D 27/00 ся повышение устойчивости и надежности.

Устройство содержит гидравлические связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть, камеру для термостабилизации, в которой размещены источник света, фотоприемник и измерительная ячейка, блок управления и реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с пробоотборным элементом.

Измерительная ячейка выполнена в виде полого усеченного конуса из прозрачного гидрофобного материала с расширением диаметра по ходу движения пробы жидкости, Размещение элементов фотодатчика устройства и измерительной ячейки в камере с внешней термоиэоляцией и исполнение ячейки в виде полого усеченного конуса из гидрофобного материала повышает устойчивость работы устройства и его надежHQcTb. 1 ил. конструкции и снижению надежности работы устройства, Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя, содержащее гидравлически связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть и измерительную ячейку в виде наклонной трубки с двумя симметричными отверстиями; источник света и фотоприемник, блок управления и реверсивный электродвигател кинематически связанный с пробоотборным элементом.

Недостатком прототипа является неустойчивые показания и надежность устрой1754149 ства в условиях больших температурных ко-. лебаний окружающего воздуха и в условиях наличия в отбираемой пробе осветленного слоя гелей, агрессивных газов и паров, Известно, что интенсивность света источника света и фоточувствительность фотоприемника зависят от температуры среды окружающей данные элементы фотодатчика прототипа.

Исходя из этого очевидно то, что при изменении температуры среды окружающей фотодатчик прототипа будет меняться величина выходного сигнала фотодатчика, включенного на вход измерительного устройства блока управления. Возможные изменения величины выходного сигнала фотодатчика будут тем больше, чем больше будут перепады температуры среды. В практике эксплуатации технологических сгустит лей на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях. довольно часты случаи, когда суточные колебания температуры воздуха около сгустителя могут быть 15-20

С и более. Это обстоятельство сказывается на устойчивости показаний глубины осветленного слоя в сгустителе измеряемой с помощью устройства-прототипа за сутки его непрерывной работы, особенно в условиях размытой границы раздела осветительной слой — пульпа. Например, в промышленных условиях установлено что суточный дрейф показаний устройства-прототипа за счет изменения температуры окружающего воздуха в условиях медной обогатительной фабрики Алмалыкского ГМК колеблется в пределах 3,5-8 от диапазона измерения

1,5 м.

Известно также, что в продуктах сгущения могут находится «яагенты — коагулянты, такие как полиакриламид, реагенты, образующие агрессивные пары и газы, такие как аммиак, сероводород. Наличие в устройстве прототипа измерительной ячейки, выполненной в виде трубки с двумя сймметричными отверстиями, т.е отсутствие герметизации отбираемой пробы жидкости и элементов электрической схемы приводит к снижению надежности в работе за счет появления случайных электропроводящих цепей и ложных срабатываний, что приводит к преждевременному старению и выходу из строя элементов электрической схемы, Так как в прототипе использован автосифон отбираемой пробы жидкости, то в процессе непрерывной работы устройства отмечаются случаи отказа в работе устройства из-за прекращения стока отбираемой пробы жидкости эа счет заростания сечения всего гидравлического тракта реагентами коагулянтами. В случае такой неисправно5

10 за негерметичности фотодатчика прототи15. па. Этот недостаток прототипа снижает его надежность в работе, 20

45.

55 сти в работе, блок управления прототипа подает на реверсивный двигатель управляющий сигнал, который опускает пробоотборный элемент в крайнее нижнее положение, в котором устройство находится до ремонта, Устранение выхода из строя устройства осуществляется путем разъема подвижной пробозаборной части и наклонной трубки с отверстиями и промывки отдельно трубки и пробозаборной части.

Осуществить одновременную промывку всей гидравлической линии прототипа без разбора на составляющее невозможно изЦелью изобретения является повышение устойчивости работы и надежности, Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее гидравлически связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть и измерительную ячейку в виде наклонной трубки, источник света и фотоприемник, блок управления и реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с пробоотборным элементом,дополнительно снабжено камерой для термостабилизации,в которой размещен источник света, фотоприемник и измерительная ячейка, выполненная в виде полого усеченного конуса, с углом конусности 25ЗОО, из прозрачного гидрофобного материала с расширением диаметра по ходу движения пробы жидкости.

Устройства с аналогичными отличительными признаками не выявлено.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения глубины осветленного слоя сгустителя,.

Устройство для определения границы раздела осветленного 1 и неосветленного 2 слоев сгустителя содержит пробоотборный элемент 3, подвижную заборную часть 4, выполненную в виде гибкого шланга, камеру 5 для термостабилизации с теплозащитным кожухом 6, светодиод — источник света

7, фотодиод — фотоприемника 8, измерительную ячейку 9, выполненную в виде полого усеченного конуса иэ прозрачного гидрофобного материала, блок управления

10, реверсивный двигатель 11 и кинематический узел 12 связи двигателя с пробоотборным элементом и шкалой 13 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Проба жидкости границы раздела осветленного 1 и неосветленного 2 слоев через пробоотборный элемент 3, подвижную пробозаборную часть 4, под действием автосифона непрерывно поступает в камеру 5

1754149

25 ным двигателем 11, который в свою очередь через узел кинематической связи 12 осуществляет перемещение пробоотборного зле- 30 производится по шкале 13, а также могут 35

40 предложенного для конструкции измерительной ячейки, такие как изоаморфная структура. полимера, гидрофобность и низкие адгезионные свойства поверхности к 45 измерительной ячейки в виде полого усе- 50 ченного конуса с расширителем диаметра по ходу движения пробы жидкости предложена исходя из условия подачи пробы жидкости сверху вниз, В совокупности с для термостабилизации. В камере 5 установлен полый усеченный конус 9 из прозрачного гидрофобного материала таким образом, что проба жидкости свободно истекает из подвижной заборной части 4 в сторону расширения диаметра конуса 9 и вытекает в теплозащитный кожух 6 и далее на сброс. Постоянный проток жидкости через камеру 5 создает условия равенства температуры тела камеры температуре жидкости протекающей через нее за счет площади контакта жидкости с телом камеры и за счет кожуха 6, изолирующего камеру 5 от. воздействия температуры окружающего воздуха. В каналах камеры 5 расположенных перпендикулярно оси полого усеченного конуса 9 размещены светодиоды 7 и фотодиод 8, которые в совокупности с полым усеченным конусом 9 образуют фотодатчик, включенный на вход блока управления 10. Световой поток от светодиода 7 проходит прозрачные стенки конуса 9, поток жидкости непрерывно отбираемой пробы и воспринимается фотодиодом 8.

Сигнал от фотодатчика поступает на вход блока управления, где он измеряется и преобразуется в сигнал управления реверсивмента 3 в сторону границы между ссветленным 1 и неосветленным 2 слоями.

Показания глубины осветленного слоя сгустителя измеренной с помощью устройства быть преобразованы в аналоговый выходной сигнал 0 — 5 мА с помощью стандартного преобразователя типа ИП-П.

Полный усеченный конус 9 измерительной ячейки выполнен из фторпласта, например, марки Ф вЂ” 4МБ, Свойства материала неорганическим веществам и минералам, определяют постоянство прозрачности стенок измерительной ячейки в процессе эксплуатации заявляемого устройства, Форма регулировкой по месту установки угла наклона измерительной ячейки расширение ее внутреннего диаметра по ходу движения пробы обеспечивает свободный сток пробы жидкости в виде ламинарной струи освобожденной от пузырьков воздуха, Экспери15

20 ментально определен оптимальный угол конусности измерительной ячейки, который находится в пределах 25-30О. Соблюдением оптимального угла конусности измерительной ячейки обеспечивается независимость выходного сигнала фотодатчика от глубины погружения пробоотборного элемента на всем диапазоне измерения 1,5-2 м, Камера 5 для термостабилизации выполнена из металла, например, нержавеющей стали, а теплоизолирующий кожух 6 из пластмассы, например, оргстекла, Форма нижней части теплоизолирующего кожуха в виде воронки для слива протекающей пробы жидкости является рациональной и дл. термостабилизации камеры 5, так как значительно увеличивается площадь теплообме на камеры 5 и пробы протекающей жидкости за счет конвекционных потоков воздуха внутри кожуха 6.

Как показано выше, при непрерывной работе устройства температура камеры для термостабилизации, в которой установлены о элементы фотодатчика, будет равна температуре непрерывной протекающей пробы жидкости отбираемой из сгустителя. Эффект термостабилиэации элементов фотодатчика достигается эа счет постоянного протока теплоносителя-пробы жидкости из сгустителя через камеру для термостабилизации. Так как суточные колебания температуры пульпы в сгустителе небольшие, то, при эксплуатации заявляемого устройства на объекте, величина выходного сигнала фотодатчика практически не зависитоттемпературы окружающего воздуха и устройство имеет устойчивые показания в течение суток.

Предлагаемое устройство имеет герметичность конструкции, исключающей воздействие агрессивных паров и газов на элементы электрической схемы устройства, что повышает его надежность в работе, Кроме того герметичность предложенной конструкции позволяет предусмотреть в устройстве узел промывки гидравлической линии без демонтажа и разборки устройства, что так же является его преимуществом передустройством — прототипом и повышает его надежность в работе за счет возможности автоматизации операции промывки.

При автоматизации промывки гидравлической линии устройства могут быть использо-. ваны несколько вариантов, в том числе промывка по жесткой заданной программе времени, промывка гадравлической линии блокированная с крайним нижним положением пробоотборного элемента устройства, дистанционная промывка устройства. Все перечисленные варианты промывки испол1754149 было отмечено.

Составитель О. Еремеева

Редактор М. Бокарева Техред М, Морге нтал Корректор И. Шулла

Заказ 8З9 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 нимы при установке на выходе из гидравлического тракта устройства электромагнитного клапана перекрывающего при его включении сток пробы жидкости и открывающий доступ в гидравлический тракт устройства промывочной жидкости под давлением, Предлагаемые устройства в количестве трех опытных образцов "Зона — 2A" прошли испытания на медно обогатительной фабрике Алмалыкского горнометаллургического комбината в течение 1Ч квартала 1989 г. Результаты испытаний показали отсутствие суточного дрейфа показаний устройства, в отличии от устройства "Зона — 2" (прототип), работающего на комбинате предприятия, причем погрешность измерения глубины осветленного слоя составила 3,17 от диапазона измерения 1,5 м. Устройства показали высокую надежность в работе и за период работы выходов иэ строя сбоя в работе не

Опытный образец устройства нЗона—

2A" находится в стадии освоения производством, Формула изобретения

5 . Устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя, содержащее гидравлически связанные пробоотборный элемент, подвижную заборную часть и измерительную ячейку в виде наклонной труб10 ки, источник света и фотоприемник, блок управления и реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с пробоотборным элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости

15 работы и надежности, оно дополнительно снабжено камерой для термостабилизации, в которой размещены источник света, фотоприемник и измерительная ячейка, выполненная в виде полого усеченного конуса с

20 углом конусности 25-30 из прозрачного гид- . рофобного материала с расширением диаметра Ilo ходудеижения пробы жидкости.