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La présente invention concerne des appareils servant à vérifier en continu les composants magnétiques d'un lit en mouvement d'une matière telle qu'un minerai de fe fritté. On utilise un produit de ce genre dans les hauts fourneaux où la résistance du minerai est très importante pour le fonctionnement convenable du haut fourneau. Antérieurement à la présente in- vention, il était nécessaire de procéder à des épreuves de résistance sur les charges successives de minerai. Cette manière de faire détruisait les échantillons et il n'était pas possible de déterminer en continu la résistan- ce du laitier.
Il a été découvert que la teneur magnétique du laitier est un indice de sa résistance et l'invention a pour objet un appareil pour dé- terminer cette résistance en continu par la vérification continue des compo- sants magnétiques d'un lit de matière en mouvement sans détruire cette matière.
Les caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui va suivre.
Au dessin donné uniquement à titre d'exemple :
Fig. 1 est un schéma montrant l'application de l'invention à un lit en mouvement de minerai fritté;
Fig. 2 est la coupe de l'élément explorateur suivant l'invention;
Fig. 3 est une coupe transversale selon la ligne III-III de la fig. 2;
Fig. 4 est une vue partielle suivant la ligne IV-IV de la fig. 2, et
Fig. 5 est un schéma des connexions électriques.
Si l'on se reporte plus particulièrement aux dessins, la référence 2 désigne un transporteur sur lequel passe un lit B de minerai de fer fritté ou autre matière contenant un composant magnétique. Un élément explorateur 4 est monté/-oscillant au-dessus du lit B. Comme le montrent le mieux les fig. 2 et 3, cet élément 4 comporte un arbre creux 6 en acier laminé à froid à chacune des extrémités duquel est fixé un té 8 au moyen de vis de blocage. L'une des deux extrémités d'un tube recourbé 10 est vissée dans chaque té. Les extrémités libres des tubes 10 sont aplaties et sont réunies par une bielle 12. Celle-ci est articulée autour d'un axe 14. Deux moyeux espacés 16 sont fixés sur l'arbre 6 au moyen de vis..
Une cage diélectrique externe rotative 18 est montée rotative sur l'arbre 6 par l'intermédiaire de roulements 20. La périphérie de la cage externe 18 est recouverte d'un revêtement 22 en caoutchouc. Une cage interne 24 est montée sur l'arbre 6 à l'intérieur de la cage externe 18. Cette cage 24 est constituée par deux disques diélectriques 26 écartés l'un de l'autre et réunis par des supports d'enroulements supérieur et inférieur 28 et 30 qui sont également en matière diélectrique. Des enroulements 32 et 34 sont fixés au support supérieur 28 et des enroulements 36 et 38 sont fixés au support inférieur 30. Des tringles en laiton 40 s'étendent entre les disques 26 et sont fixées sur eux.
Une pièce d'ajustement neutralisante 42 en une substance magnétique conductrice de l'électricité, telle que du fer doux est fixée à la tringle inférieur 40 et une pièce d'ajustement neutralisante 44 en substance non-magnétique conductrice de l'électricité telle que de l'aluminium est fixée à la tringle supérieure 40. Les disques 26 sont fixés à l'arbre 6 au moyen de moyeux en laiton 46 qui sont fixés à l'arbre 6 au moyen de vis de serrage. La position des supports d'enroulements 28 et 30 par rapport à l'arbre peut être modifiée pour changer la position des enroulements 32, 34, 36 et 38 par rapport au lit de matière B. La position des supports d'enroulements est indiquée au moyen d'un cadran 48 fixé à l'un des moyeux 16 et d'une aiguille 50 coopérant avec lui et fixée au té 8 voisin.
Des condensateurs 52 et 54 sont fixés aux disques 26. L'arbre 6 est pourvu d'orifices 56 entre les disques 26 pour le passage des fils conducteurs, non représentés.
Comme il est représenté à la fig. 5, les quatre enroulements iden-
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tiques 32, 34, 36 et 38 sont électriquement équilibrés dans un circuit à pont normal. Les condensateurs 52 et 54 sont montés en série avec chacun des points d'entrée du pont électrique pour assurer un ajustement correct des impédances en ces points et obtenir ainsi une transformation correcte de l'énergie. L'excitation pour les quatre enroulements d'induction du pont explorateur est assurée par un dispositif d'alimentation 56 par l'intermédiaire d'un oscillateur 58.
Comme on le voit, le dispositif d'alimentation 56 se compose d'un transformateur 60, d'un tube redresseur 62 et d'un dispositif conjugué de filtrage constitué par un condensateur 64, une résistance 66 et une bobine d'arrêt 68. Le primaire du transformateur 60 est connecté à une source d'énergie à 115 volts et 60 cycles. Le dispositif d'alimentation 56 fournit aussi la tension de chauffage pour les tubes électroniques du dircuit.
Comme il est représenté, l'oscillateur 58 comporte un tube électronique 70, un enroulement d'osicllatrice 72, un enroulement de couplage 74 qui est enroulé sur l'enroulement 72 et un tube au néon 76 avec les condensateurs et les résistances nécessaires. Le tube au néon 76 indique si l'oscillateur fonctionne ou non. L'enroulement 74 est réuni au pont explorateur par les condensateurs 52 et 54. La sortie du pont explorateur est réunie à un amplificateur de tension normal 78. Ainsi qu'il est représenté, la tension du pont explorateur est appliquée à la grille d'un tube 80 par l'intermédiaire d'un potentiomètre 82.
La tension est amplifiée dans l'amplificateur 78 et transférée à un redresseur 84. Un circuit de résonance 86 constitué par une bobine et un condensateur variable est prévu sur la plaque du tube amplificateur 80 pour annuler les effets de la seconde fréquence harmonique qui intervient spécialement à l'arrivée de faibles signaux dans l'amplificateur.
La tension amplifiée est transmise, du tube; 80, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 88 au circuit de redressement et de filtrage 84 qui transforme la radio-fréquence en une tension continue. Le circuit de redressement et de filtrage comporte une diode au germanium 90 et des résistances et un condensateur conjugués. Le circuit comporte aussi un réseau amortisseur 92 constitué par une résistance et un condensateur montés en parallèle pour empêcher que des variations rapides de signaux ne soient pas facilement vues. La tension continue qui est proportionnelle au signal de radio-fréquence initial venant du circuit amplificateur est transmise à un circuit stable équilibré amplificateur ou de mesure 94 qui comprend deux triodes 96 et 98. Ces+tubes 96 et 98 accroissent la sensibilité du circuit de mesure.
Le courant continu venant du circuit redresseur de filtrage 84 apparaît sur la grille du tube 96. La grille du tube 98 est à la masse. Les catho- des 96C et 98C sont reliées l'une à l'autre et connectées à une résistance 100. Quand la tension appliquée sur la grille du tube 96 est positive par rapport à la masse, il passe plus de courant dans ce tube et il apparaît une augmentation de tension à travers la résistance commine 100 des cathodes.
Par suite,la polarisation de la grille du tube 98 est rendue plus négative. et il passe moins de courant dans ce tube. Pour le signal zéro, il passe des courants égaux dans les deux tubes. Une résistance 102 de réglage du zéro est montée en série avec le circuit de charge de chaque plaque pour assurer que des courants égaux passent dans chacun des tubes. Les résistances 102, 104, et 106 sont réunies de façon que le courant décroisse dans la résistance 102 quand le courant augmente dans la résistance 104. Des conducteurs partant des points 108 et 110 conduisent à un appareil de mesure indicateur 112 et à un appareil enregistreur 114 connectés en série.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
L'élément explorateur 4 passe directement sur la surface du lit de minerai au voisinage de l'extrémité de décharge de frittage. La cage interne 24 reste immobile, les enroulements 36 et 38 étant proches du lit B.
Le dispositif d'alimentation 56 et l'oscillateur 58 sont disposés pour fournir un radio-fréquence d'environ 60 à 65 kilocycles comme source d'énergie pour le circuit à pont. Une source d'énergie de plus basse fréquence aurait
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pour résultai un effet de pénétration d'une valeur suffisante pour englober le transporteur en acier sur lequel se déplace le minerai fritté. Une sour- ce d'énergie de plus haute fréquence aurait pour résultat un effet de capa- cité du transporteur en acier sur le circuit à pont. Une fréquence soit plus haute, soit plus basse, donnerait par conséquent une fausse indication des propriétés magnétiques de la matière.
Quand la tête d'exploration 4 re- pose sur le lit de matière B, il en résulte une variation de l'inductance des enroulements qui déséquilibre le circuit dans une mesure proportionnelle à la perméabilité du lit, provoquant ainsi le passage d'un courant par le potentiomètre 82 et l'amplificateur 78. Le courant sortant de l'amplifica- teur 78 est redressé par le redresseur 84, amplifié dans l'amplificateur é- quilibré stable 94 et apparaît sous forme d'une quantité indiquée sur les appareils de mesure 112 et 114. Les graduations des indicateurs 112 et 114 sont linéaires et peuvent être étalonnées'pour une lecture directe en termes de perméabilité du minerai fritté.
On comprendra que l'énergie destinée au pont d'exploration peut être fournie par d'autres sources et la sortie connectée d'une manière différente à un compteur ou à des compteurs.
S'il a été décrit et représenté un des modes possibles de réalisation de l'invention, il est évident que d'autres adaptations et des modifications peuvent être faites sans que l'on s'écarte du domaine de l'invention.
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The present invention relates to apparatuses for continuously checking the magnetic components of a moving bed of material such as sintered iron ore. A product of this kind is used in blast furnaces where the strength of the ore is very important for the proper functioning of the blast furnace. Prior to the present invention, it was necessary to carry out resistance tests on successive loads of ore. This procedure destroyed the samples and it was not possible to continuously determine the resistance of the slag.
It has been discovered that the magnetic content of slag is an index of its resistance and the object of the invention is an apparatus for determining this resistance continuously by the continuous verification of the magnetic components of a bed of moving material. without destroying this matter.
The characteristics of the invention will result from the description which follows.
To the drawing given only as an example:
Fig. 1 is a diagram showing the application of the invention to a moving bed of sintered ore;
Fig. 2 is a section through the explorer element according to the invention;
Fig. 3 is a cross section along the line III-III of FIG. 2;
Fig. 4 is a partial view along the line IV-IV of FIG. 2, and
Fig. 5 is a diagram of the electrical connections.
Referring more particularly to the drawings, reference numeral 2 denotes a conveyor over which passes a bed B of sintered iron ore or other material containing a magnetic component. An explorer element 4 is mounted / oscillating above the bed B. As best shown in FIGS. 2 and 3, this element 4 comprises a hollow shaft 6 of cold-rolled steel at each end of which is fixed a tee 8 by means of locking screws. One of the two ends of a curved tube 10 is screwed into each tee. The free ends of the tubes 10 are flattened and are joined together by a connecting rod 12. The latter is articulated around an axis 14. Two spaced hubs 16 are fixed on the shaft 6 by means of screws.
A rotating outer dielectric cage 18 is rotatably mounted on the shaft 6 by means of bearings 20. The periphery of the outer cage 18 is covered with a rubber coating 22. An internal cage 24 is mounted on the shaft 6 inside the external cage 18. This cage 24 is constituted by two dielectric discs 26 spaced apart from each other and joined by upper and lower winding supports. 28 and 30 which are also made of dielectric material. Coils 32 and 34 are attached to upper support 28 and coils 36 and 38 are attached to lower support 30. Brass rods 40 extend between and are attached to disks 26.
A neutralizing adjustment piece 42 of an electrically conductive magnetic substance, such as soft iron is attached to the lower rod 40, and a neutralizing adjustment piece 44 of an electrically conductive non-magnetic substance such as the aluminum is attached to the upper rod 40. The discs 26 are attached to the shaft 6 by means of brass hubs 46 which are attached to the shaft 6 by means of set screws. The position of the winding supports 28 and 30 with respect to the shaft can be changed to change the position of the windings 32, 34, 36 and 38 with respect to the bed of material B. The position of the winding supports is indicated in by means of a dial 48 fixed to one of the hubs 16 and a needle 50 cooperating with it and fixed to the neighboring tee 8.
Capacitors 52 and 54 are fixed to the discs 26. The shaft 6 is provided with orifices 56 between the discs 26 for the passage of the conductive wires, not shown.
As shown in fig. 5, the four identical windings
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ticks 32, 34, 36 and 38 are electrically balanced in a normal bridge circuit. The capacitors 52 and 54 are mounted in series with each of the entry points of the electrical bridge to ensure a correct adjustment of the impedances at these points and thus to obtain a correct transformation of the energy. The excitation for the four induction windings of the explorer bridge is provided by a power supply device 56 via an oscillator 58.
As can be seen, the power supply device 56 consists of a transformer 60, a rectifier tube 62 and a conjugate filtering device consisting of a capacitor 64, a resistor 66 and a choke coil 68. The primary of transformer 60 is connected to a 115 volt, 60 cycle power source. The power supply device 56 also supplies the heating voltage for the electronic tubes of the circuit.
As shown, oscillator 58 has an electron tube 70, an osicllator winding 72, a coupling winding 74 that is wound on winding 72, and a neon tube 76 with the necessary capacitors and resistors. Neon tube 76 indicates whether the oscillator is working or not. The winding 74 is joined to the exploration bridge by the capacitors 52 and 54. The output of the exploration bridge is joined to a normal voltage amplifier 78. As shown, the voltage of the exploration bridge is applied to the gate. a tube 80 via a potentiometer 82.
The voltage is amplified in amplifier 78 and transferred to a rectifier 84. A resonance circuit 86 consisting of a coil and a variable capacitor is provided on the plate of the amplifier tube 80 to cancel the effects of the second harmonic frequency which specially occurs. when weak signals arrive in the amplifier.
The amplified voltage is transmitted from the tube; 80, by means of a coupling capacitor 88 to the rectifying and filtering circuit 84 which transforms the radio frequency into a direct voltage. The rectifying and filtering circuit has a germanium diode 90 and conjugate resistors and capacitor. The circuit also includes a damper network 92 consisting of a resistor and a capacitor connected in parallel to prevent rapid variations in signals from being easily seen. The direct voltage which is proportional to the initial radio frequency signal coming from the amplifier circuit is transmitted to a stable balanced amplifier or measuring circuit 94 which includes two triodes 96 and 98. These + tubes 96 and 98 increase the sensitivity of the measuring circuit .
The direct current from the filter rectifier circuit 84 appears on the grid of tube 96. The grid of tube 98 is grounded. Cathodes 96C and 98C are bonded together and connected to a resistor 100. When the voltage applied to the grid of tube 96 is positive with respect to ground, more current flows through that tube and there is an increase in voltage across the commine resistance 100 of the cathodes.
As a result, the bias of the grid of the tube 98 is made more negative. and less current passes through this tube. For the zero signal, it passes equal currents in the two tubes. A zero adjustment resistor 102 is connected in series with the load circuit of each plate to ensure that equal currents flow through each of the tubes. Resistors 102, 104, and 106 are joined so that the current decreases in resistor 102 as the current increases in resistor 104. Conductors from points 108 and 110 lead to an indicating meter 112 and to a recording device. 114 connected in series.
The operation of the device is as follows:
The explorer element 4 passes directly over the surface of the ore bed in the vicinity of the sinter discharge end. The internal cage 24 remains stationary, the windings 36 and 38 being close to the bed B.
Power supply 56 and oscillator 58 are arranged to provide a radio frequency of about 60 to 65 kilocycles as a power source for the bridge circuit. A lower frequency power source would have
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this resulted in a penetrating effect of sufficient magnitude to encompass the steel conveyor on which the sintered ore moves. A higher frequency energy source would result in a capacitance effect of the steel conveyor on the bridge circuit. A frequency either higher or lower, would therefore give a false indication of the magnetic properties of matter.
When the scanning head 4 rests on the bed of material B, the result is a variation in the inductance of the windings which unbalances the circuit to an extent proportional to the permeability of the bed, thus causing a current to flow. by potentiometer 82 and amplifier 78. The current coming out of amplifier 78 is rectified by rectifier 84, amplified in stable balanced amplifier 94, and appears as an amount indicated on control devices. measure 112 and 114. The graduations of indicators 112 and 114 are linear and can be calibrated for a direct reading in terms of the permeability of the sintered ore.
It will be understood that the energy intended for the exploration bridge can be supplied by other sources and the output connected in a different way to a meter or to meters.
If one of the possible embodiments of the invention has been described and shown, it is obvious that other adaptations and modifications can be made without departing from the scope of the invention.