Для поддержания правильного и экономичного режима работы многих тепловых агрегатов, в том числе и обжиговых машин, необходим контроль химического состава продуктов сгорания [23]. Анализ их на содержание СОа и СО связан с применением сложной и пока еще недостаточно надежной в условиях окуско - вательных фабрик аппаратуры [24].

В некоторых случаях об оптимальности режима сжигания топлива и о составе продуктов сгорания можно судить по содер­жанию кислорода в продуктах сгорания. Автоматический анализ этих газов на содержание кислорода может осуществляться авто­матическими магнитными газоанализаторами кислорода, в на­стоящее время серийно выпускаемыми отечественной приборо­строительной промышленностью [12], например газоанализато­ром МГК-348.

Действие этого прибора основано на явлении термомагнитной конвекции. На рис. 16, а приведена схема термомагнитного потока газа в измерительной камере МГК-348. В камере 1 симметрично

установлены два одинаковых термоэлемента 2 и 4 из платинового провода, намотанного на слюдяные пластинки. Измерительная камера расположена так, что в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом 5, находится только один термоэлемент. Термоэлементы ЯТг и RT2 (рис. 16, б) включены в смежные плечи моста, другой парой плеч которого являются одинаковые вторич­ные обмотки трансформатора. В диагональ моста включен дели­тель напряжения, часть которого подается на вход вторичного

прибора. Если в анализируемом газе нет кислорода, то темпера­тура термоэлементов одинакова, их сопротивления одинаковы и падение напряжения в диагонали равно нулю, что соответствует нулю шкалы вторичного прибора. Если же в газе имеется кисло­род, то термоэлемент, находящийся в магнитном поле, охлаж­дается конвективным потоком. Равновесие моста нарушается, падение напряжения в его диагонали, пропорциональное содер­жанию кислорода, фиксируется вторичным прибором.

Принципиальная схема измерительной части прибора при­ведена на рис. 16, б. Напряжение небаланса, подаваемое на вход вторичного прибора, снимается с сопротивления R, которое является настроечным органом прибора. Измерительная часть вторичного прибора питается напряжением 0,8 в переменного тока от силового трансформатора датчика. Это напряжение исполь­зуется для компенсации напряжения, пропорционального содер­жанию кислорода в продуктах сгорания. Разность напряжения, снимаемого с сопротивления R (см. рис. 16, б) и компенсирующего напряжения после усиления, управляет двигателем, включенным 42

на выходе усилителя. Этот двигатель перемещает движок реохорда Rp в направлении уменьшения разности напряжений. Одновре­менно двигатель перемещает стрелку и перо показывающего и

записывающего вторичного прибора так, что положение стрелки и пера определяется объемной концентрацией кислорода в анали­зируемом газе. Для корректировки нуля прибора в датчике пре­дусмотрен специальный корректор 3 (см. рис. 16, а). Пределы шкалы прибора корректируются переменным сопротивлением R.

В окусковательном производстве, как правило, приходится анализировать газы со значительным содержанием пыли и сажи. Использование в таких условиях стандартных фильтров не дает положительных результатов. Для нормальной подачи пробы анализируемого газа к датчику газоанализатора используют специально разработанное отборное устройство (рис. 17). Проба анализируемого газа отбирается из агрегата вместе с водой, непрерывно впрыскиваемой в газоотборную фурму 1. Впрыски­ваемая вода предотвращает засорение фурмы, что обеспечивает

непрерывную работу газоанализатора. Все элементы отборного устройства, кроме фурмы, фильтра для воды и гидрозатвора, поставляются в комплекте с газоанализатором. Конструкции фильтра 8 и гидрозатвора 9 достаточно просты и не требуют по­яснений. Фурму, показанную на рис. 18, изготавливают из стан­дартных труб. Поступление впрыскиваемой воды в фурму осу­ществляется через специальную головку с отверстиями (узел А) так, чтобы пыль, попадающая с анализируемым газом, смывалась внутрь фурмы. Фурму устанавливают с таким уклоном, чтобы впрыскиваемая через головку и омывающая фурму вода стекала в гидрозатвор. При наклонном положении фурмы в верхней части ее может накапливаться пар. Для его удаления отвод охлажда­ющей воды производится из высшей точки фурмы, как показано на рис. 18. Гидрокомпрессор 6 (см. рис. 17), отсасывающий пробу газа из агрегата и подающий ее к Датчику, и датчик 2 монтируют вблизи фурмы, вследствие чего обеспечивается малая длина газо­отборной трассы, находящейся под разрежением, и минимальное запаздывание по анализу газа. Данное отборное устройство при­менимо для получения пробы на анализ продуктов сгорания топлива в обжиговых машинах и вращающихся печах. Фурму можно установить как в горне, так и в вакуум-камерах, обеспе­чивая непрерывный отбор проб и подачу их к газоанализатору. 44

Непрерывный автоматический контроль гранулометрического состава сырьевых материалов и окатышей представляет значи­тельный интерес в производстве окускованных железорудных материалов. Но несмотря на усилия многих организаций, зани­мающихся длительное время решением этого вопроса, пока еще нет серийно выпускаемых промышленностью приборов такого контроля в потоке. Различные опытные и опытно-промышлен­ные образцы находятся на стадии доработки и испытаний. Для периодического лабораторного контроля гранулометрического со­става измельченных материалов, по-видимому, можно применить разработанную ВИАСМом установку пневморассева типа РП-2М, а для контроля гранулометрического состава сырых окатышей — устройство автоматического контроля гранулометрического со­става клинкера типа ТУК-1, разработанное этим же институтом. Лабораторная установка для пневморассева типа РП-2М пред­назначена для рассева порошкообразных материалов на ситах 0,08 и 0,063. Основное назначение установки — рассев при кон­троле тонкости помола цемента. Она является стационарным уст­ройством и предназначается для эксплуатации в заводских и исследовательских лабораториях. Установка может работать в двух режимах управления: ручном и автоматическом. Про­должительность просева в режиме ручного управления до 9 мин, а в режиме автоматического управления — от 20 до 120 сек. Продолжительность просева выбирают в соответствии с методи­кой, указанной в инструкции, прилагаемой к прибору. Величина навески для порошков с объемной массой 1,2—1,9 гісм3 до 20 г. Разрежение, создаваемое пневматическим блоком при давлении воздуха на его входе 250 кн! мг (2,5 атм), не менее 3,5 кнім2 (350 мм вод. cm). Расход сжатого воздуха не более 7 мъ1ч.

Принцип действия установки заключается в просеве материа­лов через сито под действием воздушных потоков при одновремен­ной очистке этими воздушными потоками ячеек сетки от забиваю­щих их частиц порошка. Установка (рис. 19, а) состоит из рас­сеивателя 1, пневматического блока 2, являющегося побудителем и стабилизатором расхода и давления воздуха, фильтра 3, блока управления 4, с помощью которого осуществляется как автомати­ческое, так и ручное управление работой установки; U-образного вакуумметра 16 на 6 тім2, (600 мм-вод. cm.) для контрол я. режима просева. Для обеспечения точности определения тонкости по­мола на установке взвешивание навески и остатка рекомендуется производить на технических весах с пределами измерения 0— 1000 а.

Пневматический рассеиватель (рис. 19, б) состоит из двух конусов 12 и 14 с зажатым между ними ситом 13. К отверстию нижнего конуса прижата чашка 8, дно которой имеет кольцевой

зазор 9. Через отверстие верхнего конуса проходит щелевое сопло 7 соединенное с атмосферой и создающее воздушный поток, пер­пендикулярный поверхности сита. Сопло вращается электродви­гателем 15. Верхний конус соединен с трактом отсоса просеян­ного материала 5.

Перед началом работы чашку снимают и в нее помещают на­веску анализируемого материала. Затем чашку устанавливают

на место. Создается разрежение в тракте отсоса, одновременно включается двигатель 15.

Под действием разрежения, создаваемого эжектором пневмати­ческого блока 2, в полости рассеивател^я возникает два воздушных потока: через кольцевой зазор в чашке и через щель сопла. Соот­ношение этих потоков определяется соотношением размеров коль­цевого зазора и щели. Поток, идущий через зазор, поднимает материал из чашки в нижний конус и создает в этом конусе ки­пящий слой материала. Поток из сопла, имеющий значительно больший расход, проходит через сетку сверху вниз, очищая пос - 46

леднюю от забивающих ее частиц, а затем уходит через сетку в верхний конус и далее в тракт отсоса, унося с собой через сетку мелкие фракции порошка, захваченные потоком из кипящего слоя. Чтобы предотвратить налипание материала на верхнем ко­нусе, сопло снабжено резиновым скребком 6. В начальный период просева удаляется основная масса мелких фракций. Чтобы пре­дотвратить их налипание на стенки конусов, последние в течение времени просева подвергаются ударной вибрации, создаваемой ударами молоточка 10 по наковальне 11.

По окончании просева снимается разрежение и отключается двигатель 15, после чего крупные частицы (остаток) ссыпаются в чашку под действием собственной массы. Чашку снимают, оста­ток из нее высыпают и взвешивают. Блок управления включает в необходимой последовательности все цепи установки, обеспе­чивая работу ее в режиме автоматического или ручного управле­ния.

Устройство автоматического контроля гранулометрического состава ТУК-1 предназначено для бесконтактного непрерывного контроля гранулометрического состава цементного клинкера в зоне охлаждения цементной вращающейся печи и используется совместно с типовой телевизионной установкой. Устройство можно использовать для контроля гранулометрического состава окатышей и других кусковых материалов. Диапазон среднего диаметра контролируемых гранул от 2 до 70 мм, точность изме­рения ±10%. Питание устройства осуществляется от сети пере­менного тока напряжением 220 в частотой 50 гц. Устройство ра­ботает нормально при воздействии вибраций частотой 20 гц и амплитудой 4 мм.

В основу работы устройства положен метод контроля грануло­метрического состава в ходе технологического процесса, заклю­чающийся в преобразовании визуальной информации о грануло­метрическом составе в электрический сигнал, пропорциональный средней крупности гранул. Если визировать телевизионную ка­меру на движущийся поток гранул и выделять на изображении участок длиной /, то очевидно, что число частиц, находящихся на этом участке, будет обратно пропорционально крупности гра­нул. При этом задача определения среднего диаметра гранул сводится к определению среднего числа частиц на некотором участке постоянной длины.

Блок-схема устройства контроля гранулометрического состава приведена на рис. 20. Видеосигнал с блока канала промышленной телевизионной установки (ПТУ) подается на один из входов устройства, где после соответствующего усиления и коррекции, необходимых для увеличения контраста и подчеркивания границ гранул, поступает на смеситель и в схему выделения.

В смесителе происходит замешивание в видеосигнал метки, роль которой выполняют задержанные импульсы частоты строк
и которая позволяет выбирать положение вертикального столба, т. е. участка некоторой постоянной длины I непосредственно на экране видеоконтрольного устройства. Для этого со смесителя видеосигнал поступает на выход устройства и возвращается в ПТУ. На второй вход устройства подаются строчные синхро - нимпульсы, которые после соответствующего формирования по­ступают в схемы переменной задержки и преобразования сиг­нала. В схеме переменной за­держки осуществляется задержка этих импульсов, величина кото­рой определяет положение вдоль строки выделяемого элемента и устанавливается в зависимости от визировки передающей камеры таким образом, чтобы выделение происходило в требуемой части кадра. Задержанные импульсы подаются, как указано выше, на вход смесителя и одновременно в схему выделения сигнала.

В схеме выделения сигнала задержанными импульсами осу­ществляется стробирование видео­сигнала, поступающего с выхода видеоусилителя. Поскольку имеет место стробирование видеосигнала каждой строки, выделяемые эле­менты строки образуют в совокуп­ности по кадру вертикальный столбец.

В схеме выделения сигнал первоначально имеет форму по­следовательности импульсов строчной частоты, промодулирован - ных сигналом таким образом, что резкое уменьшение амплитуды импульсов соответствует границам частиц («черному» в видео­сигнале от изображения потока гранул). Далее эта последова­тельность промодулированных импульсов пребразуется в по­следовательность групп импульсов, где каждый импульс имеет

нормированную амплитуду и длительность, а число групп равно,

очевидно, числу гранул, размещающихся по длине вертикального столбца.

Дальнейшая задача заключается в подсчете указанных групп импульсов. С этой целью в схеме преобразования сигнала выра­батывается один нормированный импульс, соответствующий на­чалу группы импульсов, т. е. началу гранулы, а в схеме измере­ния производится измерение средней частоты следования этих нормированных импульсов, по-видимому, непосредственно свя­

занной с количеством гранул или других частиц на вертикальном столбце, т. е. с их крупностью.

Для контроля гранулометрического состава обожженных ока­тышей можно приспособить разработанный институтом «Меха - нобр» автоматический гранулометр для руды [25]. Он предназна­чен для автоматического определения содержания контролируе-

мого класса крупности. Гранулометр можно установить непо­средственно у места отбора проб, а его показания передать в место, удобное для наблюдения за процессом. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 21, а. Прибор состоит из загрузочной воронки 3, грохота 2 с ситом, установленного на амортизаторах 1. На корпусе грохота смонтированы вибраторы 12, расположенные попарно на взаимно перпендикулярных осях. Одна пара вибра­торов обеспечивает круговое движение материала по просеиваю­щей поверхности грохота гранулометра (рис. 21, б) против ча­совой стрелки, тогда происходит просеивание минусовой фрак­ции в бункер 8 (см. рис. 21, а); другая пара вибраторов обеспе­чивает движение материала по часовой стрелке для разгрузки

4 В. Р. Ксендзовскнн 49

надрешетного продукта через щели в бункер 8. Бункер 8 подвешен шарнирно к раме 7, один конец которой прикреплен к станине гранулометра, а другой подвешен к взвешивающему магнитоани­зотропному датчику 6. Сигнал от датчика передается в вычисли­тельное устройство 4.

Прибор работает следующим образом. После поступления пробы через загрузочную воронку 3 на сито грохота 2, включаются ви­браторы 12, обеспечивающие просеивание подрешетного материала в бункер 8. После просева вибраторы отключаются, а материал, попавший в бункер, взвешивается датчиком 6 и запоминается устройством 4. Через заданный промежуток времени включается другая пара вибраторов, обеспечивающая реверс движения над­решетного продукта по поверхности сита и разгрузку его в бункер, где теперь находится вся отобранная проба. Вибраторы 12 от­ключаются и происходит взвешивание бункеров. Вычислительное устройство 4 делит сигнал, пропорциональный массе подрешет­ного продукта, на сигнал, пропорциональный массе всей пробы, и вторичный прибор 5 показывает содержание контролируемого класса в процентах. Разгружаются пробы из бункера электромаг­нитами 9, открывающими системой 11 челюстной затвор 10. Все операции выполняются автоматически по программе, установ­ленной на входящем в состав прибора командоаппарате.