|
по величине iK определяет объ |
|
емную концентрацию магнети |
|
та в пульпе. |
|
Имеется и другая схема из |
|
мерения содержания магнетита |
|
в твердой фазе Т]м т, показанная |
|
на рис. 142. Она основана на |
|
пондеромоторном методе конт |
|
роля магнитной восприимчиво |
|
сти пульпы [19]. Участок тру |
|
бопровода 2 с пульпой взвеши |
|
вается сначала в гравитацион |
|
ном поле, а затем еще и в |
|
противодействующем ему поле |
|
постоянного магнита 1. Работа |
|
схемы управляется блоком про |
|
граммного реле 4 у в который |
2 |
входят командоаппарат 5 и уп- |
Рис. 142. Схема измерения содержания |
равляемые ИМ КЛЮЧИ 6 9. Схе- |
магнетита в твердой фазе |
ма позволяет измерять не толь- |
|
ко г)м т, но и плотность пульпы |
рс. В этом случае коммутатор 13 отключает от сети источник 14 питания магнита !, а ключ 6 выключает следящую систему изме рительного прибора 10 типа ВФС и затормаживает его. Измери тельный сигнал от преобразователя 3, входящего в систему плотномера с астатическим уравновешиванием, через ключ 9 по ступает к прибору 12 типа ВФС. Сигнал S1 - kx (рс - рл), где рл — плотность легкой фазы (воды); кх — коэффициент пропорцио нальности. При переходе на режим измерения г|м т коммутатор 13 подключает источник питания к магниту 1, а ключ 7 выключает следящую систему прибора 12 и этим затормаживает его. Теперь измерительный сигнал S2 от преобразователя 3 через ключ 8 по ступает к прибору 10. С помощью преобразователя 11 типа ПЭФ сигнал S2 делится на сигнал Sv поступающий от заторможенно го прибора 12 и на выходе прибора получается сигнал S = 1 - - kr)M т, где к — коэффициент пропорциональности. Длительность интервала измерения можно изменять от 5 до 120 с. Устройство, отградуированное на пределы измерения Т]м т от 17 до 50 % , ус пешно испытывалось на одном горнообогатйтельном комбинате.
Средняя квадратическая погрешность измерения г) |
была око |
ло 1 % [19]. |
|
Г л а в а 13
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА
ИКОЛИЧЕСТВА СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ
13.1.НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ
Необходимость измерения расхода сыпучих веществ имеется не только в промышленности, но также и в других отраслях на родного хозяйства. Существует много разновидностей сыпучих веществ, отличающихся друг от друга различными свойствами и, прежде всего, размерами отдельных частиц, что нашло свое вы ражение даже в различных названиях сыпучих веществ. Веще ства со средними размерами частиц более 10 мм именуются кус ковыми, с размерами от 0,5 до 10 мм — зернистыми, с размера ми от 0,05 до 0,5 мм — порошкообразными и с размерами менее 0,05 мм — пылевидными. Кусковые сыпучие вещества далее под разделяются на крупнокусковые (размер частиц более 160 мм), среднекусковые (размер частиц от 60 до 160 мм) и мелкокуско вые (размер частиц от 10 до 60 мм) [12].
Помимо крупности сыпучие вещества характеризуются фор мой частиц и гранулометрическим составом. Различают округ ленные, угловатые и остроконечные формы, зависящие от соот ношения между длиной и другими размерами частицы. Грануло метрический состав указывает содержание в сыпучем веществе частиц различной крупности в процентах от общего веса. Если отношение размеров наибольших и наименьших частиц не вели ко (например, не более 2,5), то такие сыпучие вещества считают однородными (по размерам) или сортированными. В противном случае вещества считают неоднородными (по размерам) или ря довыми.
Пористостью сыпучего вещества называют выраженное в про центах отношение пор и промежутков между частицами к обще му объему вещества, а коэффициентом пористости — отношение объема пор и промежутков к объему твердого вещества. Объем ный вес сыпучего вещества определяется удельным весом час тиц, пористостью и степенью заполнения пор водой (влажнос тью). Влажность сыпучих материалов влияет и на другие их фи зические свойства, в частности, электрические. Эти свойства за висят также и от того, состоит ли сыпучее вещество из одного или нескольких компонентов. Сыпучие материалы абразивны в зависимости от формы частиц и их шероховатости.
Сыпучие вещества могут перемещаться как в трубопроводах, так и открытым способом (например, с помощью ленточных транс портеров). От этого зависит выбор того или другого метода изме рения расхода. Движение вещества в трубопроводе может быть
259
самотечным, т. е. под действием силы тяжести, или же принуди тельным — с помощью сжатого воздуха- В последнем случае в трубе движется двухфазная среда, состоящая из твердой и газо вой фаз.
13,2. ВЕСОВОЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
Весовой метод измерения массового расхода сыпучего веще ства заключается в периодическом или непрерывном измерении силы тяжести, создаваемой весом отдельных порций или участ ков потока сыпучего вещества.
Расходомеры, реализующие этот принцип измерения, явля ются автоматическими весами. Последние разделяются на две большие группы: ковшовые и ленточные или конвейерные. Пер вые являются расходомерами периодического действия. Они из меряют вес последовательных порций массы сыпучего вещества. Вторые — непрерывного действия. Они измеряют вес массы сы пучего вещества, находящегося на том участке движущейся лен ты конвейера, который проходит в данный момент над весоизме рительным устройством.
Ковшовые автоматические весы. Цикл работы всех ковшовых весов состоит из периодов наполнения и опорожнения.
В зависимости от устройства, обеспечивающего опорожнение ковша, весы бывают трех разновидностей: с опрокидывающимся ковшом, с вращающимся ковшом и с открывающимся дном ков ша [8]. ^
На рис. 143 схематически показано устройство весов с опро кидывающимся ковшом. Двойное равноплечее коромысло 10 (рис. 143, а), опирающееся призмами 8 на подушки Р, укреплен ные на станине весов, несет на своих концах левые 4 и правые 11 грузоприемные призмы. К левым призмам 4 подвешены две подвес ки 12у на которые опираются призмы 13 ковша 16. К правым призмам 11 подвешен гиредержатель 14, вертикальное перемеще ние которого вниз ограничивается упором 17, а перемещение вверх — рамкой 13. Благодаря противовесу 15 центр тяжести пустого ков ша лежит с правой стороны от вертикальной плоскости, прохо дящей через призмы 13. После же заполнения ковша центр тяже сти перемещается в левую сторону от плоскости, проходящей че рез призму 13. От поворота против часовой стрелки заполненный ковш удерживается призмой 2, укрепленной в боковой стенке ков ша, и щеколдой 3, шарнирно укрепленной на подвеске 12.
На рис. 143, а показано наполнение ковша сыпучим материа лом из воронки 5. По мере наполнения ковша 16 он постепенно опускается, а гиредержатель с гирями соответственно поднима ется. При этом коромысло 10 поворачивается против часовой стрел ки. В момент достижения равновесия, когда угол а (между гори зонталью и линией, проходящей через вершины призм 4, 8 и 11)
260
Рис. 143. Схема автоматических весов с опрокидывающим ся ковшом
станет равным нулю, гиредержатель 14 отпирает замок, удержи вающий заслонку 7 открытой. Эта заслонка, поворачиваясь во круг оси 6 по часовой стрелке, закрывает отверстие воронки 5 и прекращает подачу материала в ковш. Это положение показано на рис. 143, б. При дальнейшем движении ковша по инерции вниз щеколда 3 встречается с упором и, поворачиваясь на неко торый угол по часовой стрелке, освобождает призму 2 и ковш 16, который поворачивается против часовой стрелки. Затем клапан 1, закрывающий выпускное отверстие ковша, под действием соб ственного веса и веса материала открывается и последний начи нает высыпаться (рис. 143, в). По мере опорожнения ковш будет подниматься, а гиредержатель опускаться (рис. 143, г). После полного опорожнения ковш под действием груза 15 повернется по часовой стрелке в начальное положение (рис. 143, а), при этом откроется заслонка 7. Начинается новый цикл заполнения. Ков шовые весы менее точны, чем вытесняющие их весы с открываю щимся дном. Но они сохранили свое значение для взвешивания очень вязких тел (например, асфальта, битума и др.).
Устройство весов с открывающимся дном показано на рис. 144. У этих весов, как и у ковшовых, имеется двойное равноплечее коромысло 5, опирающееся призмами 6 на подушки 7. Это коро мысло имеет на своих концах правые 11 и левые 4 грузоприем ные призмы. К призмам 11 подвешены две подвески 12, несущие призмы 13 ковша 14. К призмам 4 подвешен гиредержатель 3,
261
|
вертикальное перемещение которого вниз |
|
ограничивается упором 2, а перемещение |
|
вверх — рамкой 1. Сыпучий материал по |
|
ступает из воронки 8 в ковш 14. По мере |
|
наполнения ковш опускается, а гиредер- |
|
жатель поднимается до тех пор, пока весы |
|
не придут в равновесное положение. |
|
В этот момент особый механизм освобож |
|
дает заслонку 10 и последняя, поворачи |
|
ваясь вокруг оси 9, закроет отверстие |
|
воронки 8 и прекратит дальнейшее по |
|
ступление материала в ковш весов. При |
Рис. 144. Схема автоматичес |
дальнейшем опускании ковша под дей |
ствием силы инерции собачка 16, встре |
|
ких весов с открывающим |
чаясь с упором, поворачивается на не |
ся дном ковша |
|
|
который угол по часовой стрелке вокруг |
оси 15 и освобождает курок 17, укрепленный на дне 18 ковша. Дно под действием веса поступившего в ковш материала повора чивается вокруг оси 19, давая возможность материалу высыпать ся из ковша. После опорожнения ковша его дно под действием груза 20 закрывается, а ковш поднимается и, достигнув верхнего положения, открывает заслонку 10. Начинается новый цикл ра боты весов.
Весы с открывающимся дном/получили преимущественное распространение. Они работают более плавно, чем весы с опроки дывающимся дном и имеют высокую точность. Существует много различных разновидностей этих весов. У лучших конструкций период наполнения состоит из двух этапов: грубой насыпки и точной досыпки. Вначале широким потоком быстро в ковш по ступает 80-90 % продукта, а затем заслонка или другое устрой ство перекрывает большую часть отверстия в питающем бункере или воронке. После этого сыпучее вещество тонкой струей допол няет ковш до необходимого веса. Это способствует повышению точности при одновременном увеличении производительности. Весы с открывающимся дном изготовляются с самыми различ ными размерами ковшей, обеспечивающими наибольшие преде лы взвешивания отдельных порций от 2,5 до 4000 кг. Соответ ствующая производительность отдельных типоразмеров весов ле жит в пределах от 100 кг/ч до 360 т/ч. Погрешность измерения массы продукта, полученная как среднее арифметическое из ряда взвешиваний, лежит в пределах ±(0,1-ь0,3) % . Погрешность от дельного взвешивания больше.
На рис. 145 показана схема весов с вращающимся ковшом. На рис. 145, а заслонка 4 открыта и материал из воронки 5 поступа ет в сектор А ковша 1, который может вращаться вокруг оси 9, подвешенной к коромыслу. На противоположном конце коромысла имеется гиредержатель 6, вертикальное перемещение которого вниз ограничивается упором 7, а перемещение вверх — рамкой 8.
262