устройство для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных друг от друга электродов, блоки резисторов и электронных ключей, задатчик опорного напряжения и преобразователь напряжение - ток, выход которого является одним из выходом устройства, определяющим уровень пульпы, отличающееся тем, что оно снабжено электропроводящим щупом, контрольным электродом, вторым задатчиком опорного напряжения, генератором переменного напряжения, формирователем, кольцевым счетчиком, двумя компараторами, двумя элементами И, тремя триггерами, двумя элементами гальванической развязки, двумя фильтрами и вторым преобразователем напряжение-ток, причем блок изолированных электродов подключен через последовательно соединенные блоки резисторов и электронных ключей к выходам кольцевого счетчика, к счетному входу которого подключен один выход формирователя, второй выход которого подключен к первым входам элементов И, а вход формирователя и электропроводный щуп подключены к выходу генератора переменного напряжения, входы блока электронных ключей объединены и подключены к объединенным входам компараторов, вторые входы которых подключены к соответствующим задатчикам опорного напряжения, в цепь одного из которых включен контрольный электрод, а выходы компараторов подключены к вторым входам элементов И, к третьим входам которых подключены выходы первого и второго RS-триггеров, R- и S-входы которых соответственно объединены и подключены к выходу первой схемы И, R- и S-входы второго и третьего RS-триггеров объединены и подключены к выходу второго элемента И, S-вход первого RS-триггера и R-вход третьего RS-триггера подключены к нулевому и l-му выходу кольцевого счетчика, где l-номер электрода, расположенного на уровне сливного порога, а выходы второго и третьего RS-триггеров подключены соответственно через последовательно соединенные элементы гальванической развязки и фильтры к соответствующим преобразователям напряжение - ток, выход второго из них является вторым выходом устройства, определяющим толщину слоя пены.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматизации технологического процесса флотации и может быть использовано для автоматического измерения слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины на обогатительных фабриках.

Известно устройство автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее подвижный электропроводящий щуп, реверсивный электродвигатель и программный блок, блок дифференцирования, блоки разрешения и измерители времени [1].

Известно устройство для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин [2] , содержащее подвижный электропроводящий щуп, кинематически связанный с электроприводом, два блока разрешения, два компаратора, электрически соединенных с электроприводом, два измерителя временных интервалов.

Известно также устройство для автоматического измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины, содержащее поплавок, блок изолированных друг от друга электродов, блоки резисторов и электронных ключей, задатчик опорного напряжения и преобразователь напряжение - ток, выход которого является одним из выходов устройства, определяющим уровень пульпы [3] .

Известные устройства обладают низкой надежностью и высокой стоимостью, ввиду наличия в устройстве кинематических связей и электрооборудования, а также электрического соединения пульпы и пены с выходными сигналами толщины слоя пены и уровня пульпы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство [3].

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности контроля толщины слоя пены и уровня пульпы, устранение кинематических узлов устройства и электрического привода щупа, снижения общей стоимости устройства.

Это достигается тем, что устройство для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины, содержащее блок изолированных друг от друга электродов, блоки резисторов и электронных ключей, задатчик опорного напряжения и преобразователь напряжение - ток, выход которого является одним из выходов устройства, определяющим уровень пульпы, согласно изобретению снабжено электропроводящим щупом, контрольным электродом, вторым задатчиком опорного напряжения, генератором переменного напряжения, формирователем, кольцевым счетчиком, двумя компараторами, двумя элементами И, тремя триггерами, двумя элементами гальванической развязки, двумя фильтрами и вторым преобразователем напряжение - ток, причем блок изолированных электродов подключен через последовательно соединенные блоки резисторов и электронных ключей к выходам кольцевого счетчика, к счетному входу которого подключен один выход формирователя, второй выход которого подключен к первым входам элементов И, а вход формирователя и электропроводный щуп подключен к выходу генератора переменного напряжения, входы блока электронных ключей объединены и подключены к объединенным входам компараторов, вторые входы которых подключены к соответствующим задатчикам опорного напряжения, в цепь одного из которых включен контрольный электрод, а выходы компараторов подключены к вторым входам элементов И, к третьим входам которых подключены выходы первого и второго RS-триггеров, R- и S-входы которых соответственно объединены и подключены к выходу первой схемы И, R- и S-входы второго и третьего RS-триггеров объединены и подключены к выходу второго элемента И, S-вход первого RS-триггера и R-вход третьего RS-триггера подключен к нулевому и l-му выходу кольцевого счетчика, где l - номер электрода, расположенного на уровне сливного порога, а выходы второго и третьего RS-триггеров подключены соответственно через последовательно соединенные элементы гальванической развязки и фильтры к соответствующим преобразователям напряжение -ток, выход второго из них является вторым выходом устройства, определяющим толщину слоя пены.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит электропроводный щуп 1, электрически соединенный с выходом генератора переменного напряжения 2, блок резисторов 3, блок ключей 4, кольцевой счетчик 5, компараторы 6 и 7, элементы И 8 и 9, RS-триггеры (10, 11, 12), элементы гальванической развязки 13, 14 (например, оптронные ключи), фильтры 15, 16 и преобразователи напряжение - ток 17, 18, задатчики опорного напряжения 19, 20, блок изолированных между собой электродов 21, контрольный электрод 22, формирователь 23, флотационная машина 24, в которой находится пульпа и пена.

При этом выход преобразователя 18 напряжение - ток является одним из выходов устройства, определяющим уровень пульпы. Блок 21 изолированных электродов подключен через последовательно соединенные блоки резисторов 3 и электронных ключей 4 к выходам кольцевого счетчика 5, к счетному входу которого подключен один выход формирователя 23. Второй выход формирователя 23 подключен к первым входам элементов И 8 и 9. Вход формирователя 23 подключен к выходу генератора 2 переменного напряжения. Выходы блока 4 электронных ключей объединены и подключены к объединенным входам компараторов 6 и 7, вторые входы которых подключены к соответствующим задатчикам 19 и 20 опорного напряжения. В цепь задатчика 20 включен контрольный электрод 22. Выходы компараторов 6 и 7 подключены к вторым входам элементов И 8 и 9, к третьим входам которых подключены выходы RS-триггеров 10 и 11. Их R- и S-входы соответственно объединены и подключены к выходу схемы И 8. R- и S-входы RS-триггеров 11 и 12 объединены и подключены к выходу элемента И 9, а S-вход RS-триггера 10 и R-вход RS-триггера 12 подключены к нулевому и l-му выходу кольцевого счетчика 5. При этом l - номер электрода, расположенного на уровне сливного порога. Выходы RS-триггеров 11 и 12 подключены соответственно через последовательно соединенные элементы гальванической развязки 13 и 14 и фильтры 15 и 16 к соответствующим преобразователям напряжение - ток 17 и 18. Выход преобразователя 17 является вторым выходом устройства, определяющим толщину слоя пены.

Устройство работает следующим образом. Над камерой флотомашины 24, в которой находится слой пены и пульпа, помещен электропроводный щуп 1. К выходу генератора переменного напряжения 2 подключается электропроводный щуп 1, погруженный в камеру флотомашины 24. К выходу генератора 2 подключен также формирователь 23, один выход которого подключен к счетному входу кольцевого счетчика 5, выходами соединенного с управляющими входами блока ключей 4, а другой - с входами элементов И 8 и 9 соответственно. На информационные входы блока ключей 4 поступают сигналы с нагрузочных резисторов блока 3. Каждый из нагрузочных резисторов соединен электрически с одним из изолированных один от другого электродами блока 21, погруженными в емкость флотомашины 24. Выходные контакты блока ключей 4 объединены вместе и подключены к объединенным входам компараторов 6 и 7. Другие входы компараторов подключены к задатчикам опорного напряжения 19 и 20 соответственно. Сопротивление пены (пульпы) между электродом 1 и каждым из электродов блока 21 представляет собой делитель с соответствующим резистором блока 3.

Нулевой выход кольцевого счетчика 5 подключен к S-входу RS-триггера 10, выходной разрешающий сигнал которого поступает на вход элемента И 8, а два других входа элемента 8 подключены соответственно к выходам формирователя 23 и компаратора 6 соответственно. При последовательном замыкании ключей блока 4 на выходе компаратора 6 появляется разрешающий сигнал при касании соответствующим электродом блока 21, и с выхода элемента 8 поступает сигнал, который перебрасывает RS-триггеры 10 и 11 в противоположное состояние. При этом запрещающий сигнал с триггера 10 поступает на вход элемента 8, а выходной сигнал триггера 11 включает элемент 13 оптической развязки сигналов.

Значения опорных сигналов задатчиков опорного напряжения 19 и 20 выбраны такими, что компаратор 6 выдает разрешающий сигнал при касании соответствующими электродами пены, а компаратор 7 - при касании пульпы. Ввиду различной электропроводности пены и пульпы сигналы на объединенных входах компараторов 6 и 7 различаются по уровню.

При включении контакта блока 4, электрически соединенного с электродом блока 21, соединенным с пульпой, с выхода компаратора 7 поступает разрешающий сигнал на элемент 9 и триггеры 11 и 12 переводятся в противоположное состояние. Триггер 12 в исходное состояние переводится сигналом с выхода счетчика 5. Номер выхода счетчика должен соответствовать номеру электрода блока 21, расположенному на уровне сливного порога флотомашины. Таким образом, на выходе RS-триггера 11 появляется сигнал, длительность которого пропорциональна толщине слоя пены, а на выходе RS-триггера 12 - соответственно, сигнал, длительность которого пропорциональна уровню пульпы от сливного порога флотомашины.

Для получения сигнала постоянного напряжения к выходу устройства гальванической развязки 13 и 14 подключаются фильтры 15 и 16, к выходам которых подключены преобразователи напряжение - ток 17, 18. Таким образом, предложенное устройство выдает два сигнала, один из которых - с преобразователя 18 - соответствует уровню пульпы, второй -с преобразователя 17 - толщине слоя пены.

Величина напряжения на нагрузочных резисторах блока 3, контактирующих с пульпой, изменяется в зависимости от проводимости пульпы в технологическом процессе. Поэтому с целью повышения надежностей измерения параметров процесса в цепь опорного напряжения включен контрольный электрод 22.

Предлагаемое техническое решение является новым, так как включает совокупность новых существенных признаков с соответствующими связями, а именно: введены новые элементы и новые связи - введение в устройство кольцевого счетчика и блока ключей, соединенных со стационарно установленным блоком электродов, компараторов, логических элементов и RS-триггеров, а также контрольный электрод, соединенный с задатчиком опорного напряжения компаратора, позволили исключить в устройстве кинематические связи и механические узлы.

Указанная совокупность новых существенных признаков позволяет получить новый положительный эффект, заключающийся в повышении надежности определения толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины за счет того, что создана возможность сформировать выходные сигналы устройства, соответствующие толщине слоя пены и уровню пульпы в камере флотомашины, без подвижных механических частей.

Изобретение промышленно применимо для автоматического измерения параметров технологического процесса флотации.

Литература

1. SU 501769 A, кл. B 03 D 1/02, 05.02.1976.

2. SU 1033211 A, кл. B 03 D 1/02, 07.08.1983.

3. RU 2104800 C1, кл. B 03 D 1/02, 20.02.1998.