Патент на изобретение №2196640
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ПЕНЫ И УРОВНЯ ПУЛЬПЫ В КАМЕРАХ ФЛОТОМАШИН
(57) Реферат: Изобретение относится к автоматизации технологического процесса флотации и может быть использовано для автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин на обогатительных фабриках. Задачей изобретения является повышение надежности контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин путем устранения неустойчивых к помехам RS-триггеров, повышение его быстродействия и упрощение устройства. Это достигается тем, что устройство контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок резисторов, блок изолированных друг от друга контактов, два задатчика опорных напряжений, элемент гальванической развязки и два запоминающих элемента, общий электрод, согласно предлагаемому изобретению, снабжено блоком компараторов, первым и вторым суммирующими усилителями, блоком управления, формирователем переменного напряжения, двумя запоминающими элементами, первым, вторым, третьим и четвертым ключами, а также третьим задатчиком опорного напряжения. Введение в устройство блока компараторов позволило осуществить быстрый (параллельный) способ суммирования информационных сигналов. Подключение токовых сигналов к суммирующему входу усилителя, введение в устройство первого, второго, третьего и четвертого ключей, управляющие входы которых подключены к введенному в устройство блоку правления, также введение первого и второго запоминающих элементов и первого и второго суммирующих усилителей и связей между ними позволили повысить надежность и быстродействие устройства. Введение в устройство дополнительно третьего и четвертого суммирующих усилителей и четвертого задатчика, а также связей между ними позволило получить дополнительно контроль толщины слоя пены над сливным порогом флотомашины и уровень пульпы от сливного порога в камере флотомашины. Изобретение промышленно применимо для автоматического контроля параметров технологического процесса флотации руд цветных металлов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. Изобретение относится к автоматизации технологического процесса флотации и может быть использовано для автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин на обогатительных фабриках. Известно также устройство [1] для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных электропроводящих контактов, блок резисторов, блок ключей, генератор переменного напряжения, кольцевой счетный регистр, два компаратора, две трехвходовые логические схемы И, три RS-триггера, два элемента гальванической развязки, два фильтра, два формирователя “напряжение – ток”, формирователь управляющих сигналов, общий и контрольный электроды. Устройство [1] сложно, имеет низкие помехозащищенность и надежность из-за наличия в устройстве спусковых элементов (RS-триггеров). Известно устройство [2] для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее поплавок, блок изолированных друг от друга электродов, блоки резисторов и электронных ключей, задатчики опорного напряжения и преобразователь “напряжение – ток”, выход которого является одним из выходов устройства, определяющим уровень пульпы в флотомашине. Устройство [2] имеет низкую надежность и высокую стоимость из-за наличия механических подвижных частей. Известно устройство для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных друг от друга контактов, блок нагрузочных резисторов, каждый резистор которого соединен с соответствующими контактами блока изолированных друг от друга контактов, погруженных в флотомашину, элемент гальванической развязки, два задатчика опорного напряжения, общий электрод и формирователь переменного напряжения [3]. Известное устройство [3] имеет низкую надежность из-за наличия неустойчивых к помехам RS-триггеров. Задачей настоящего изобретения является повышение надежности контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин путем устранения неустойчивых к помехам RS-триггеров, повышение его быстродействия и упрощение устройства. Это достигается тем, что устройство для контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин, содержащее блок изолированных друг от друга контактов, блок нагрузочных резисторов, каждый резистор которого соединен с соответствующими контактами блока изолированных друг от друга контактов, погруженных в флотомашину, элемент гальванической развязки, два задатчика опорного напряжения, общий электрод и формирователь переменного напряжения, дополнительно снабжено блоком компараторов, первым и вторым суммирующими усилителями, первым, вторым, третьим и четвертым ключами, третьим задатчиком опорного напряжения, блоком управления, первыми вторым запоминающими элементами, при этом выход блока компараторов подключен к первому входу первого суммирующего усилителя, ко второму входу которого подключен выход первого задатчика опорного напряжения, а выход – к входу элемента гальванической развязки, к выходу которого подключены объединенные входы первого и второго ключей, выходами подключенные к входам соответствующих запоминающих элементов, подключенных к разноименным входам второго суммирующего усилителя, выход которого является первым выходом устройства, сигнал которого соответствует толщине слоя пены, а вторым выходом устройства является выход второго запоминающего элемента, сигнал которого соответствует уровню жидкой фазы пульпы, а блок управления первым выходом подключен к объединенным управляющим входам первого и третьего ключей, вторым входом – управляющему входу формирователя переменного напряжения, выход которого подключен к общему электроду, третьим выходом блок управления подключен к объединенным управляющим входам второго и четвертого ключей, первый вход третьего ключа соединен с выходом второго задатчика опорного напряжения, первый вход четвертого ключа соединен с выходом третьего задатчика опорного напряжения, а вторые входы третьего и четвертого ключей объединены и подключены к объединенным входам компараторов блока компараторов, а вторые одноименные входы его компараторов подключены к соответствующим нагрузочным резисторам блока резисторов. Технический эффект достигается также тем, что в устройство введены четвертый задатчик, третий и четвертый суммирующие усилители, разноименные входы которых объединены и подключены к выходу четвертого задатчика, инвертирующий выход третьего усилителя подключен к выходу второго запоминающего элемента, а неинвертирующий вход четвертого усилителя подключен к выходу первого запоминающего элемента, причем выход третьего усилителя является третьим выходом устройства, сигнал которого соответствует уровню пульпы от сливного порога флотомашины, а выход четвертого усилителя является четвертым выходом устройства, сигнал которого соответствует толщине слоя пены над сливным порогом флотомашины. На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 – временная диаграмма напряжений на выходах соответствующих элементов функциональной схемы; на фиг.3 – схема подключения суммирующих усилителей и задатчика; на фиг.4 – электрическая принципиальная схема блока управления; на фиг.5 – схема запоминающего элемента. Устройство содержит блок 1 изолированных друг от друга контактов 2, блок 3 нагрузочных резисторов, содержащий резисторы 4, блок компараторов 5, содержащий компараторы 6, к каждому из которых подключен суммирующий резистор 7, первый суммирующий усилитель 8, первый задатчик 9, элемент 10 гальванической развязки, ключи 11 и 12, запоминающие элементы 13 и 14, суммирующий усилитель 15, блок управления 16, ключи 17 и 18, задатчики 19 и 20 опорного напряжения, формирователь переменного напряжения 21, выходом электрически связанный с общим электродом 22. На фиг.1 также изображены флотационная машина 23, в которой находится пульпа 24 и пена 25, сливной порог 26 флотомашины. Параметры Нж – глубина погружения блока контактов в жидкую фазу пульпы, Нп – толщина слоя пены во флотомашине и Но – глубина погружения блока контактов ниже уровня сливного порога флотомашины, Нпс – толщина слоя пены над сливным порогом, Нжс – уровень пульпы ниже сливного порога. Блок управления 16 выполнен на четырех инверторах 30 и содержит генератор прямоугольных сигналов с выходами “в” и “с”. К выходу “с” подключен делитель 31 частоты на 2 и выход делителя 31 является выходом “а” блока управления 16. Запоминающий элемент 13 (14) состоит из конденсатора 32, буферного усилителя 33 (с большим входным сопротивлением) и входного резистора 34. Устройство работает следующим образом. Блок управления 16 с выхода а подает на управляющий вход формирователя переменного напряжения 21 управляющие сигналы U16a, в соответствии с которыми с выхода формирователя 21 на общий электрод поступает переменное напряжение U21. При этом от контактов блока 1 на нагрузочные резисторы 4 блока 3 поступает ток, создавая падение напряжения на соответствующих резисторах. При этом из-за различной величины сопротивления участков “общий контакт – контакт в пульпе” и “общий контакт – контакт в пене” падение напряжения на резисторах, соединенных с контактами, находящимися в пульпе и в пене, различны по величине. Блок управления 16, подавая управляющий сигнал Ub, подключает опорное напряжение с задатчика 19 на объединенные входы компараторов 6 блока 5. Выбирая опорное напряжение задатчика 19 таким, чтобы сработали все компараторы, соединенные с контактами, погруженными в пену и в пульпу, получим суммарный сигнал, поступающий на усилитель, соответствующий величине Нж+Нп. В следующий момент (см. фиг. 2) управляющим сигналом Uc подключается опорное напряжение с задатчика 20 и на объединенный вход компараторов 6 поступает опорное напряжение, при котором срабатывают только компараторы, входы которых подключены к контактам, погруженным в пульпу. Синхронно при подключении опорных напряжений к объединенным входам компараторов к выходу элемента 10 гальванической развязки посредством ключей 11 и 12 подсоединяются входы аналоговых запоминающих элементов 13 и 14. Путем вычитания из сигнала Нж + Нп сигнала Нж на выход суммирующего усилителя 15 поступает выходной сигнал Нп, соответствующий толщине слоя пены в камере флотомашины, а на выходе запоминающего элемента 14 – сигнал Нж, соответствующий глубине погружения блока контактов в пульпу. На фиг.3 показаны введенные в устройство суммирующие усилители 27 и 28, а также задатчик 29 для увеличения числа измеряемых параметров. На вход усилителя 28 поступает сигнал Нжс, соответствующий уровню пульпы до сливного порога, получаемый путем вычитания из сигнала Но – глубины погружения блока контактов в флотомашину сигнала Нж – глубины погружения блока контактов в пульпу, а на выходе усилителя 25 – сигнала, соответствующего толщине слоя пены над сливным порогом флотомашины, путем вычитания из сигнала (Нп+Нж) сигнала Но, установленного на выходе задатчика 9. 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 блока компараторов позволило осуществить быстрый (параллельный) способ суммирования информационных сигналов. Подключение токовых сигналов к суммирующему входу усилителя, введение в устройство первого, второго, третьего и четвертого ключей, управляющие входы которых подключены к введенному в устройство блоку управления, также введение первого и второго запоминающих элементов и первого и второго суммирующих усилителей и связей между ними позволили повысить надежность и быстродействие устройства. А введение в устройство дополнительно третьего и четвертого суммирующих усилителей и четвертого задатчика, а также связей между ними позволило получить дополнительно контроль толщины слоя пены над сливным порогом флотомашины и уровень пульпы от сливного порога в камере флотомашины, что является новым положительным эффектом устройства. Изобретение промышленно применимо для автоматического контроля параметров технологического процесса флотации руд цветных металлов. Источники информации, принятые во внимание: 1. SU 1 801 583 А1, кл. В 03 В 13/00, 15.03.1993. 2. RU 21 004 800 С1, кл. В 03 В 13/00, 20.09.1998. 3. RU 2 149 698 С1, кл. В 03 В 13/00, 27.05.2000. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
