Контроль массы сыпучих материалов
Непрерывные процессы производства, такие как окускование руд, требуют применения непрерывного автоматического дозирования и контроля массы сыпучих материалов. Наиболее прогрессивным является весовое дозирование. Для осуществления такого дозирования необходимы специальные устройства, вырабатывающие выходной сигнал, пропорциональный массе материала или при неизменной скорости транспортирующего устройства — мгновенной массе материала на контролируемом участке. Из отечественных автоматических дозаторов следует отметить вибрационный дозатор ЛДА, у которого подвижная платформа уравновешена грузом и упругим элементом одновременно. Этот дозатор применим для дозирования материалов, не налипающих на дозирующее устройство. К более универсальным весоизмерительным приборам, учитывающим скорость транспортирующего устройства, можно отнести конвейерные весы типа ЛТ и ЛТМ.
Непрерывный контроль массы сыпучих материалов на фабриках окускования осуществляется автоматическими весами, которые комплектуют с ленточными транспортерами. В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются весы различных модификаций, например ВЛ, ЛТМ и др. Так, выпускаемые орехово-зуевским заводом «Прибордеталь» весы типа ЛТ 50
и ЛТМ предназначены для непрерывного взвешивания сыпучих материалов, перемещаемых на стационарных ленточных транспортерах. Механизм весов автоматически производит умножение длины, проходящей через весы ленты, на массу перемещаемого материала и позволяет отсчитать мгновенную нагрузку и массу прошедшего за определенное время материала. Показания весов можно отсчитывать как на щите весов, так и на дистанционном
пульте вторичных приборов, поставляемом заводом по требованию заказчика.
Кинематическая схема весов приведена на рис. 22. Масса материала, находящегося на ленте транспортера, воспринимается двумя роликовыми опорами, закрепленными на грузоприемной платформе 1. Через рычаги 2 и 3 усилие передается на грузоприемное плечо квадранта 6, который шарнирно соединен с роликом 19 каретки интегратора. Ролик образует фрикционную пару с диском 18, который вращается роликом 17, прижатым к холостой ветви транспортера. Отклонение квадранта при изменении нагрузки на платформу 1 вызывает поворот ролика 19 вокруг вертикальной оси. Это приводит к перемещению ролика 19 по диску 18. Таким образом, каждому положению квадранта 6, определенному нагрузкой на ленте, соответствует расстояние ролика 19 от центра диска 18; следовательно, положение и угловая скорость этого ролика пропорциональны массе материала, находящейся на ленте.
Ролик 19 связан с кареткой 11, которая осуществляет поворот стрелки указателя массы 13, дистанционную передачу показаний массы при помощи сельсина-датчика 12 и сигнализацию предельной нагрузки на ленте контактами 7 и 8. Угловая скорость диска 18 и ролика 19 суммируется зубчатым дифференциалом 16, воздействующим на счетчик 15 массы прошедшего материала и его сельсин 14, используемый для дистанционной передачи показаний весов.
Эти весоизмерители имеют ряд существенных недостатков, присущих рычажно-механическим весовым системам. Они чувствительны к толчкам и перегрузке, загрязнению призм, подушек, реек, шестерен и других деталей, служащих для измерения и передачи перемещения рычажных систем к преобразователю. Это относится также и к весам с пружинным силоизмерительным механизмом. Если в подобных весовых системах применяют находящийся под весовым участком ленты грузоприемный ролик, то ход его отражается на точности работы дозаторов. Кроме того, механическим весам органически присущи колебания указательного прибора и других элементов механической системы, что вызывает колебания в системах автоматического регулирования и противоречит требованию, заключающемуся в необходимости мгновенного получения выходной величины, свободной от помех. Для формирования сигнала веса, передаваемого в системы автоматического регулирования, эти системы необходимо комплектовать специальными преобразователями.
Более совершенными следует считать дозаторы и весоизмерители, у которых весовая платформа или роликоопора неподвижно закреплена, а вес воспринимается жестким датчиком веса. Весовые дозаторы непрерывного действия с электротензометри - ческими силоизмерителями производят в настоящее время в СССР и зарубежом.
К недостаткам весоизмерительных устройств с электротензо - метрическими датчиками следует отнести малую чувствительность при достаточно жесткой конструкции, нестабильность во времени и необратимое влияние перегрузок.
Большой интерес представляют дозаторы с многоэлементными магнитоанизотропными датчиками веса. Жесткость и чувствительность многоэлементных магнитоанизотропных датчиков, допускающих большие перегрузки, позволяет создавать простые и надежные в условиях фабрик окускования конструкции устройств для измерения веса на ленточных транспортерах [26—28]. Многоэлементные магнитоанизотропные датчики с изгибом маг - нитопровода дают реальную возможность разработки конструкции устройства для непосредственного измерения производительности ленточного транспортера, а не мгновенного веса. На основе многоэлементных магнитоанизотропных датчиков можно создать конструкции устройств для измерения производительности, не - 52
прерывной дозировки и контроля массы, проходящей на конвейерных транспортерах.
Одним из простейших примеров весоизмерителя с магнитоанизотропным датчиком является конструкция, схема которой приведена на рис. 23. Этот весоизмеритель представляет собой
Рис. 23. Весоизмеритель с многоэлементным магнитоанизотропным датчиком: а — кинематическая схема измерения; б — принципиальная схема измерения; 1 — датчик; 2 — подвеска; 3 —транспортерная леита; 4 — вторичный прибор |
ролик, по которому движется нагруженная материалом транспор - терная лента. Ролик подвешен на магнитоанизотропном датчике, набранном из стальных пластин с двумя обмотками. В одну из обмоток, первичную, подается переменный ток напряжением 6 в, со вторичной обмотки снимается сигнал в виде напряжения переменного тока, пропорционального массе находящегося на ленте материала. Сигнал от датчика поступает к показывающему и записывающему вес вторичному прибору.
Недостатками такого типа весоизмерителя является то, что не учитывается скорость движения транспортерной ленты и некоторая нестабильность их характеристик. Но их простота, отсутствие движущихся элементов в измерительной части устройства, а следовательно, высокая эксплуатационная надежность делают эти весоизмерители весьма перспективными для работы в системах автоматического управления.