Способ контроля гранулометрического состава измельчаемого зернового материала
Владельцы патента RU 2688352:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Изобретение относится к способам контроля, позволяющим контролировать гранулометрический состав измельчаемого материала. Способ контроля заключается в ударном воздействии зернового материала на ударовоспринимающие датчики с последующим преобразованием и усилением сигнала, при этом аналоговый электрический сигнал, полученный от пьезоэлемента ударовоспринимающего датчика в результате продуцирования электрического заряда от ударного воздействия каждого вида частиц зернового материала, пропорционален массе частиц зернового материала. Сначала сигнал пропускают через фильтр, в котором поддерживают постоянное выходное напряжение при периодических колебаниях тока, а затем перед передачей на монитор преобразуют в цифровой сигнал, ранжируют и математически обрабатывают посредством аналого-цифрового преобразователя. Ударовоспринимающие датчики выполняют в виде пьезодатчиков и устанавливают внутри рабочей камеры молотковой дробилки в зоне подачи зерна, зоне решета, в зонах нижней и верхней дек. В качестве аналого-цифрового преобразователя используют системный блок компьютера с пакетом прикладных программ «Электронный осциллограф», «Mathcad» и «Excel». Способ обеспечивает повышение качества контроля. 3 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля гранулометрического состава измельчаемого зерна в рабочей камере молотковых дробилок закрытого типа.
Известен способ контроля гранулометрического состава кускового материала [1], например, цементного клинкера, на выходе из вращающейся печи, посредством телевизионной системы, преобразующий визуальную информацию в электрический сигнал, пропорциональный количеству объектов, находящихся в поле наблюдения с последующей регистрацией среднего числа переходов от белого к черному в изображении в единицу времени.
Недостатком этого способа является то, что выходной сигнал блока формирования импульсов является аналоговым, а не цифровым. Основным преимуществом цифрового сигнала в сравнении с аналоговым является расширение функций - увеличение количества измеряемых параметров сигнала, возможность математической обработки результатов, повышение точности и снижение трудоемкости измерений.
Известен способ контроля размеров частиц [2] основанный на том, что поток исследуемого материала разделяют на две равные части. С помощью формирователей потоков они преобразуются в потоки, имеющие круглое и прямоугольное сечение, и направляются в объемные проходные резонаторы, в которых с помощью элементов возбуждения возникают колебания электромагнитного поля, причем в одном резонаторе силовые линии имеют осевое расположение, в другом - радиальное, относительно оси резонатора. Замеряют резонансные частоты и измеряют отношение величин по предварительно установленной тарировкой зависимости.
Недостатком этого способа на сегодняшний день следует считать сложность функциональной схемы устройства, отсутствие доступной современной электронной аппаратуры, например, аналого-цифрового преобразователя, персонального компьютера и программного обеспечения к нему.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ контроля средней крупности зерен измельченного материала [3]. Поток контролируемого материала направляют на ударовоспринимающий датчик, на выходе которого от каждого удара возникает сигнал, представляющий собой быстрозатухающее переменное напряжение. Этот сигнал преобразует формирователем в нормализованный по амплитуде сигнал с длительностью, пропорциональной длительности сигнала датчика и размеру зерна, ударившегося о датчик. С помощью прямоугольных импульсов формирователя управляют генератором тактовых импульсов. Среднюю крупность некоторой совокупности зерен определяют по количеству импульсов, выданных генератором тактовых импульсов за время равное сумме длительностей заданного числа одиночных импульсов.
Недостатком этого способа является ограниченность его использования. Поток контролируемого материала направляют на ударовоспринимающий датчик на завершающем этапе процесса дробления. Этот способ не может быть использован для контроля гранулометрического состава измельчаемого зерна непосредственно в рабочей камере молотковой дробилки закрытого типа.
Задачей изобретения является повышение качества контроля гранулометрического состава измельчаемого зернового материала в рабочей камере измельчителя.
Технический результат достигается тем, что ударовоспринимающие пьезодатчики устанавливаются внутри рабочей камеры молотковой дробилки в зоне подачи зерна, зоне решета, в зонах нижней и верхней дек. Предлагаемый способ контроля гранулометрического состава измельчаемого зернового материала поясняется схемами, изображенными на фиг. 1 «Схема рабочей камеры молотковой дробилки закрытого типа» и «Схема-развертка рабочей камеры дробилки размещения ударовоспринимающих пьезодатчиков» фиг. 2.
Во всех молотковых дробилках закрытого типа важную роль играет воздушный поток. Вместе с продуктами измельчения воздушный поток образует воздушно-продуктовый слой (ВПС), который многократно циркулирует внутри рабочей камеры дробилок закрытого типа. В этом ВПС находятся целые зерновки, раздробленные и переизмельченные, скорость которых в составе ВПС одинакова, но при ударе о рабочую поверхность ударовоспринимающего пъезодатдчика они будут продуцировать электрический заряд (прямой пьезоэффект) пропорционально своей массе.
Воздействие частиц ВПС на датчик формируют аналоговый сигнал, который требуется преобразовать в приемлемую для анализа и дальнейшей математической обработки цифровую форму.
На фиг. 3 приведена блок-схема реализации преобразования сигнала электрического заряда от пьезоэлемента ударовоспринимающего датчика, установленного внутри камеры молотковой дробилки до монитора компьютера. Для получения четкого уверенного сигнала электрического заряда от пьезоэлемента его пропускают через фильтр, в котором поддерживается постоянство выходного напряжения при периодических колебаниях тока.
Аналоговый сигнал перед передачей на монитор преобразуют в цифровой сигнал, ранжируют и математически обрабатывают посредством аналогово-цифрового преобразователя, в качестве которого используют системный блок компьютера с пакетом прикладных программ «Электронный осциллограф», «Mathcad» и «Excel».
Таким образом, использованная схема преобразования сигнала дает возможность осуществить дальнейшую математическую обработку показаний всех установленных датчиков в средах Excel и Mathcad в режиме реального времени. Воздействия каждого вида частиц с помощью предложенной схемы переводится в цифровой формат для дальнейшего ранжирования и математической обработки, то есть дискретные величины ударного импульса позволяют установить границы интервалов гранулометрического состава требуемого качества, наглядно графически или таблично показывая пересечения этих границ канала в сторону недоизмельчения или переизмельчения.
Источники информации:
1. A.c. 209025, 27.04.2009 Бюлл. 4
2. А.с. 1741022 А1, 15.06.90 Бюлл. 22
3. А.с. 871824, 15.10.81 Бюлл. 38
Способ контроля гранулометрического состава измельчаемого зернового материала, включающий ударное воздействие зернового материала, оказываемое на ударовоспринимающие датчики, с последующим преобразованием и усилением сигнала, отличающийся тем, что ударовоспринимающие датчики, выполненные в виде пьезодатчиков, устанавливают внутри рабочей камеры молотковой дробилки в зоне подачи зерна, зоне решета, в зонах нижней и верхней дек, аналоговый электрический сигнал, полученный от пьезоэлемента ударовоспринимающего датчика в результате продуцирования электрического заряда от ударного воздействия каждого вида частиц зернового материала и пропорциональный массе частиц зернового материала, сначала пропускают через фильтр, в котором поддерживают постоянное выходное напряжение при периодических колебаниях тока, а затем перед передачей на монитор преобразуют в цифровой сигнал, ранжируют и математически обрабатывают посредством аналого-цифрового преобразователя, в качестве которого используют системный блок компьютера с пакетом прикладных программ «Электронный осциллограф», «Mathcad» и «Excel».
