專利名稱：節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種選礦加工系統(tǒng)及方法，具體是一種節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)及控 制方法，屬于選礦工藝及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景各種礦石的破碎、磨選加工是一種高能耗的過程，據(jù)相關(guān)報(bào)導(dǎo)，全國總發(fā)電量的3% 是消耗在對各種金屬、非金屬礦物的破碎、磨選中，由此可知，與礦石的破碎、磨選有 關(guān)的企業(yè)應(yīng)最先成為我國節(jié)能降耗達(dá)標(biāo)的重點(diǎn)對象。而磨礦、分級作業(yè)在整個(gè)破碎、磨 選工藝中又屬于高耗作業(yè)之首，其成本在整個(gè)破碎、磨選工藝中占到50~70%。同時(shí)在 磨礦、分級作業(yè)中，由于隨機(jī)干擾因素較多，各工藝參數(shù)之間的相關(guān)性極強(qiáng)，往往一個(gè) 參數(shù)的變化，會引起多個(gè)參數(shù)乃至整個(gè)加工過程發(fā)生變化，加之在落后的人工操作過程 中，受人為經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心等主觀因素影響，無法及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷并調(diào)整各種參數(shù)，從 而難于保證各參數(shù)能夠處于穩(wěn)定且最佳的狀態(tài)。因此常導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，指標(biāo)波動(dòng) 大，能耗大，生產(chǎn)成本高等諸多問題。實(shí)踐證明，僅靠人工操作是難于挖掘出磨礦、分 級加工過程中的巨大能量潛力的。因此，最根本的出路在于實(shí)現(xiàn)有效的自動(dòng)化控制。然 而，我國的磨選自動(dòng)化還停留在一個(gè)相當(dāng)?shù)偷乃?尤其在磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)中，磨機(jī) 給礦量、磨機(jī)負(fù)荷、礦漿流量、礦漿濃度、礦漿粒度、金屬品位等的在線檢測未能釆用 有效的方法，檢測精度低、可靠性差，不能滿足優(yōu)化控制的要求，迄今為止，通過千辛 萬苦的努力才開采出來的有限礦物資源卻受磨選加工控制水平低下而白白浪費(fèi)掉，成千 上萬臺耗電量達(dá)數(shù)百千瓦的磨機(jī)在時(shí)刻不停的轟鳴聲中浪費(fèi)著巨大的能源,這在能源緊 缺不斷加劇的今天，是決不充許的,因此，要改變我國選礦業(yè)的這種高能源、低產(chǎn)出的現(xiàn) 狀，其根本出路在于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化自動(dòng)控制。制約我國選礦行業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的主要因素有 一、選礦中的幾個(gè)關(guān)鍵工藝參數(shù)如磨 機(jī)負(fù)荷，礦漿流量、濃度、粒度和金屬品位的在線檢測未能得到根本解決，迄今為止還沒 有一種實(shí)用可靠的在線檢測技術(shù)；二、對一些關(guān)鍵工藝和設(shè)備還沒有先進(jìn)的優(yōu)化控制方法和優(yōu)化控制裝置，尤其對磨機(jī)旋流器閉路控制，更沒有優(yōu)化的控制手段。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是為致力于改變上述選礦行業(yè)存在的這種落后局面，以全新的開發(fā)理念與 創(chuàng)意研究開發(fā)一種節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，以提高磨機(jī)臺時(shí)處理能力，最大限度地 降低電耗、鋼耗，節(jié)藥能源。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)優(yōu)化控制方法。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案完成 一種節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，包括給礦機(jī)、輸 送機(jī)、磨礦機(jī)和旋流器，其特征在于在旋流器的溢流和沉砂管線上設(shè)置稱重式礦漿多參 數(shù)在線檢測一體化裝置，該裝置包括其上帶進(jìn)料口和出料口的礦漿容器通過稱重傳感器置于支座上，且在礦漿容器出料 口設(shè)有軟連接件的礦漿流量檢測裝置，以將礦漿容器懸浮于支座上，當(dāng)?shù)V漿流入容器時(shí)， 通過傳感器測得容器內(nèi)的礦漿重量，再根據(jù)礦漿流速即可得出礦漿流量；和包括置于礦漿容器內(nèi)或礦漿容器上的稱重傳感器，通過吊繩或者吊繩及連接件 連接稱重傳感器及礦漿中的重力浮子的礦漿濃度測量裝置，以將重力浮子在液體中的浮 力變化，通過傳感器轉(zhuǎn)換成電量變化信號輸出，從而檢測出液體密度；或/和包括置于礦漿容器內(nèi)或礦漿容器上的其上帶夾片的固定釆頭和活動(dòng)采頭，且 活動(dòng)采頭通過其上端的傳動(dòng)臂與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有擺臂，擺臂的一端與動(dòng)力推桿相 連，另一端與位移傳感器相連的礦漿粒度測量裝置，通過活動(dòng)采頭的旋轉(zhuǎn)，使其夾片與 固定采頭上的夾片配合而夾持礦漿中的顆粒物，顆粒物的大小通過與活動(dòng)采頭相連的傳 動(dòng)臂、轉(zhuǎn)軸、擺臂直接反映在位移傳感器的位移數(shù)據(jù)上，根據(jù)位移數(shù)據(jù)測出礦漿粒度；或/和包括:置于礦漿容器出料口上的由出料管及設(shè)置在出料管管壁上的電感線圈構(gòu) 成的礦漿品位測量裝置，以便根據(jù)被測金屬固有的共振頻率，調(diào)整電感線圈激勵(lì)電壓的 頻率與之相一致，從而通過測量礦漿內(nèi)被測金屬通過電感線圈時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流值， 得出礦漿內(nèi)被測金屬的品位。所述礦漿容器進(jìn)料口設(shè)有布料器，該布料器為一錐頂向上的錐體，該錐體通過支撐 架固定在礦漿容器內(nèi)，并在錐底與礦漿容器內(nèi)壁之間形成礦漿流動(dòng)間隙，以便來自錐頂 上方的礦漿沿錐面及該間隙流入礦漿容器內(nèi)，其中所述錐體設(shè)為圓錐體，或者三棱錐體，或者多棱錐體，其錐面設(shè)為直面或弧面。所述布料器為一頂向上的人字板，或者為一斜板，且板面為直板或弧板，板的下端 與礦漿容器內(nèi)壁間形成礦漿流動(dòng)間隙，以便來自板頂上方的礦漿沿板面及間隙流入礦漿 容器內(nèi)。所述布料器上方設(shè)有遮擋罩，該遮擋罩的形狀設(shè)為與布料器形狀相適應(yīng)的圓錐體， 或者多棱錐，或者人字形，或者斜板，用于防止礦漿外濺。所述布料器為一環(huán)形管或者環(huán)形槽，其上設(shè)有礦漿入口，其底部沿圓周間隔設(shè)有礦 漿出口，以便礦漿進(jìn)入環(huán)形管或環(huán)形槽后，經(jīng)礦漿出口進(jìn)入礦漿容器內(nèi)。所述布料器為一直管或斜管，其一端為進(jìn)料口，另一端為出料口，且出料口位于礦 漿容器內(nèi)，并在出料口與礦漿容器內(nèi)壁間形成礦漿流動(dòng)間隙，以便礦漿經(jīng)直管或斜管及 間隙流入礦漿容器中。所述礦槳容器的上部設(shè)為圓柱體，或者多棱柱體，或者方柱體，而下部設(shè)為錐底或 斜底，其出料口設(shè)置在錐底或斜面底的端部，以保持礦漿流動(dòng)的順暢。所述礦漿容器出料口處的軟連接件為現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠軟管，或者伸縮節(jié)，或者波 紋管。所述稱重傳感器采用現(xiàn)有技術(shù)中的天平式稱重傳感器，或者拉力式稱重傳感器，或 者單一的稱重傳感器，或者由多個(gè)稱重傳感器組成的傳感器組，以便將重力變化量轉(zhuǎn)換成電信號輸送。所述礦漿粒度測量裝置中的固定采頭為一豎桿，其上端固定在礦漿容器內(nèi)或礦漿容 器上的支撐架上，夾片固定在豎桿的下端；活動(dòng)采頭設(shè)為與固定采頭相適應(yīng)的豎桿，其 夾片固定在豎桿的下端，豎桿的上端通過傳動(dòng)臂固定在轉(zhuǎn)軸下端，轉(zhuǎn)軸通過密封件及軸 承件固定在礦漿容器內(nèi)的支撐架上，以便在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下，使傳動(dòng)臂隨之?dāng)[動(dòng)，從而使活 動(dòng)采頭和固定采頭下端的夾片合攏后夾住顆粒物。所述與轉(zhuǎn)軸上的擺臂一端相連的動(dòng)力推桿與氣缸或者油缸或者其它動(dòng)力件相連，以 便推動(dòng)擺臂帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)傳動(dòng)臂、活動(dòng)采頭動(dòng)作，完成對顆粒物的夾持與松 開；擺臂另一端的位移傳感器為現(xiàn)有技術(shù)中的激光位移傳感器，或者差動(dòng)變壓器，或者 其它位移傳感器，以便通過被夾持的顆粒物，確定傳感器的位移點(diǎn)，從而測量出顆粒物的大小。所述固定采頭和活動(dòng)采頭的豎桿長度根據(jù)需要設(shè)置為長桿或中長桿或短桿，且不同 長度的采頭分別與各自的傳動(dòng)臂、轉(zhuǎn)軸、擺臂及位移傳感器相連后，再與同一動(dòng)力推桿 相連，以實(shí)現(xiàn)對不同層面顆粒物進(jìn)行同步測量的目的。所述礦漿品位測量裝置上電感線圈的激勵(lì)電壓頻率的設(shè)置，與被測金屬固有的共振 頻率相適應(yīng)，以便根據(jù)不同的金屬，選擇不同的激勵(lì)電壓頻率，從而通過所定頻率下的 感應(yīng)電流值，精確測量出礦漿中被測金屬的品位。所述稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝置的出料管道及旋流器進(jìn)料管道上設(shè)有 泵，泵上設(shè)有與之電連接的變頻器及控制器，以通過控制器及變頻器控制泵的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的另一個(gè)目的通過安裝在旋流器的溢流和沉砂管線上的稱重式礦漿多參數(shù) 在線檢測一體化裝置，可分別檢測出旋流器溢流流量S"s)、濃度RKs)和粒度a(s)，旋 流器沉砂流量S2(S)、濃度R2(S)，并根據(jù)流量、濃度等現(xiàn)有技術(shù)的常用公式，推算出以 下工藝參數(shù)磨機(jī)給礦量Q給二Si(s)XR,(s)旋流器溢流干礦量Q ss^S!(s)XR"s)旋流器沉砂干礦量Q m=S2(s)XR2(s)磨機(jī)返砂量Q s=S2(s)XR2(s)磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷二Q溢+Q s=Sl(s)XR1(s)+ S2(s)XR2(s)磨機(jī)返砂比B(s)= Q溢/ Q返=S"s) XR"s)/ (S2(s)XR2(s))磨機(jī)排礦濃度R排=(Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+Ko Q溢+S后水)式中Ko——給礦含水系數(shù)，S就——磨機(jī)補(bǔ)水流量旋流器進(jìn)礦量二S ^Rs-Si^XRiO^ S2(s)XR2(s)式中Rs——泵池礦漿濃度，故得泵池礦漿濃度R菜- (S!(s)XR"s)+S2(sXR2(s)) /S呆=(S"S)XRt(S)+S2(S)XR2(S)) / (S"S)+S2(S))根據(jù)以上算式，結(jié)合以下控制方法，即可達(dá)到在保證旋流器溢流粒度合格的前提下， 最大限度地提高磨機(jī)臺時(shí)處理能力，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。其具體技術(shù)方案如下 一種節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)及控制方法，其特征在于包 括下列步驟合格礦漿粒度控制通過安裝在旋流器X溢流管線上的稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測 一體化裝置，檢測得到溢流粒度值，將該溢流粒度值與控制器中給出的溢流粒度設(shè)定值， 經(jīng)運(yùn)算模塊比較、運(yùn)算后輸出一控制信號到砂泵變頻器，以控制砂泵的轉(zhuǎn)速，或者/和輸 出一控制信號到變頻器，以控制給礦機(jī)的下礦量，或者/和輸出一控制信號到旋流器的沉 砂管控制閥，以控制沉砂管口徑，從而控制旋流器溢流粒度；磨機(jī)返砂比控制-(1 )通過分別安裝在旋流器X的溢流和沉砂稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝 置，分別檢測溢流流量S"s)、濃度R"s)和沉砂流量S2(s)、濃度R2(s)，按下式得出返砂 比返砂比B(s)= S"s)xR"s)/ (S2(s)xR2(s)); (2)將上述返砂比與控制器給出的返砂比設(shè)定值比較后得偏差，該偏差經(jīng)運(yùn)算模塊 運(yùn)算后得到一個(gè)輸出信號，該信號作為串級回路中付回路的給定值，該給定值又與給礦 機(jī)的給礦量，即旋流器的溢流干礦量相比較后得偏差值，偏差值經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸 出信號給變頻器，以控制給礦機(jī)的下礦量，從而使返砂比控制在設(shè)定值范圍內(nèi)，以控制 磨機(jī)在最佳返砂比狀態(tài)上運(yùn)行，提高磨機(jī)的臺時(shí)處理能力，降低電耗、鋼耗。 本發(fā)明控制方法還包括磨機(jī)排礦濃度控制通過分別安裝在旋流器X的溢流和沉砂管線上的稱重式礦槳多 參數(shù)在線檢測一體化裝置，分別檢測溢流流量S"s)、濃度R"s)和沉砂流量S2(s)、濃度R2(S)，按下式得出磨機(jī)排礦濃度R*#= (Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+Ko.Q溢+S后水) S后水KrO溢+ K2'Q返 式中K產(chǎn)(1—Ro排一Ko-Ro排)/Ro排 K2=(l —Ro排)/Ro排 Ro ft——磨機(jī)排礦濃度設(shè)定值 當(dāng)磨機(jī)排礦濃度設(shè)定值為R(^時(shí)，對應(yīng)的磨機(jī)補(bǔ)水設(shè)定值為Soa，與流量計(jì)檢測的補(bǔ)水量相比較后的偏差，經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出控制信號給補(bǔ)水電機(jī)執(zhí)行器，以控制 電動(dòng)閥的開啟或關(guān)閉，調(diào)節(jié)補(bǔ)水量至設(shè)定值； 或/和包括泵池礦漿濃度控制根據(jù)下式計(jì)算出當(dāng)前泵池C礦漿濃度 泵池C礦漿濃度R栗二 (S"s)X R!(s)+S2(s)XR2(s)) /S呆二S《S)XR"S)+S2(S)XR2(S)) / (Si(s)+S2(s)) 經(jīng)與泵池礦漿濃度的設(shè)定值比較，偏差經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出信號給補(bǔ)水電機(jī)執(zhí) 行器，以控制補(bǔ)水電動(dòng)閥門開啟或關(guān)閉，調(diào)節(jié)泵池礦漿濃度； 或/和包括泵池液位控制將液位計(jì)測得的液位信號與控制器內(nèi)設(shè)定的液位值相比較，其偏差 經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出控制信號給砂泵變頻器，以控制砂泵轉(zhuǎn)速(即泵出量)，從而 控制液位。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果采用上述方案，即在磨礦、選礦系統(tǒng)中設(shè)置稱重式礦 槳多參數(shù)在線檢測一體化裝置，較好地解決了流量、濃度、粒度、品位等關(guān)鍵參數(shù)的在 線檢測問題，且檢測精度高，可靠性能好，并利用檢測到的各精確參數(shù)，能夠推算出磨 機(jī)給礦量，磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷，磨機(jī)磨礦濃度，泵池礦漿濃度，返砂比等數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù) 據(jù)再配合現(xiàn)有技術(shù)中的控制裝置及運(yùn)算模塊，完全達(dá)到了在保證旋流器溢流粒度(礦漿 產(chǎn)品)合格的前提下，最大限度地提高了磨機(jī)臺時(shí)處理能力，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。 本發(fā)明提供的稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝置，不僅可根據(jù)需要測量出礦漿流 量、濃度、粒度、品位中的任意一個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)，還可同時(shí)測量其中兩個(gè)或兩個(gè)以上乃至 全部指標(biāo)，且測量精度高，穩(wěn)定性、可靠性好，結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低， 適用范圍廣，能為礦漿產(chǎn)品提供高可靠的流量、濃度、粒度、品位控制參數(shù)，以保障產(chǎn) 品質(zhì)量，降低成本，提高工作效率，能為全自動(dòng)化控制提供高保障的測量裝置。本發(fā)明 提供的控制方法較好地解決了礦石性質(zhì)，磨機(jī)狀況(鋼球添加量，鋼球充填率，鋼球配 比,襯板磨損等)，水壓，循環(huán)負(fù)荷等因素隨機(jī)變化的自適應(yīng)控制問題，從而能大大提高 磨機(jī)效率，降低電單耗，鋼單耗，大幅節(jié)能降耗，同時(shí)這些控制方法既相互獨(dú)立，又相 互關(guān)聯(lián)，可推廣應(yīng)用于各種礦山的磨礦分級閉路工藝，也可應(yīng)用于如磁選、電選、浮選等作業(yè)，即可用于回路控制，也可用于單純計(jì)量，靈活多樣的推廣模式將會為我國的選 礦自動(dòng)化帶來新的動(dòng)力，為選礦界的節(jié)能減排作出貢獻(xiàn)。


圖1為本發(fā)明之系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的稱重式礦漿流量、粒度、濃度、品位四參數(shù)在線檢測一體化裝置結(jié) 構(gòu)圖；圖3為圖2中布料器的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖2中布料器的又一結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖2中布料器的又一結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖2中布料器的再一結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖2中礦漿濃度測量裝置放大結(jié)構(gòu)圖；圖8、圖9為圖2中礦漿粒度測量裝置放大結(jié)構(gòu)圖；圖IO為稱重式礦漿流量、濃度二參數(shù)在線檢測一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為稱重式礦漿流量、品位二參數(shù)在線檢測一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為稱重式礦漿流量、粒度二參數(shù)在線檢測一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為稱重式礦漿流量、濃度、粒度三參數(shù)在線檢測一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為稱重式礦漿流量、濃度、品位三參數(shù)在線檢測一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為稱重式礦漿流量、粒度、品位三參數(shù)在線檢測一體化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖16為本發(fā)明粒度控制流程圖；圖17為返砂比控制流程圖；圖18為磨機(jī)排礦濃度控制流程圖；圖19為泵池礦漿濃度控制流程圖；圖20為泵池液位控制流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明之內(nèi)容并不局限于此。 本發(fā)明提供的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，包括給礦機(jī)G1—Gn、輸送機(jī)P1、 P2、 磨礦機(jī)M和旋流器X，以及控制器(l)，變頻器(2)、 (3)、卿、(11)、(切，砂泵B1 B3，液位計(jì)V，電機(jī)執(zhí)行器(6)、 (7)，其中在旋流器X的溢流和沉砂管線上分別設(shè)置稱重式礦漿 流量、粒度、濃度、品位四參數(shù)在線檢測一體化裝置Y1、 Y2，如圖l，其中Yl、 Y2包括帶進(jìn)料口和出料口的礦漿容器5通過稱重傳感器6置于支座10上， 且在出料口 8設(shè)有軟連接件9的礦漿流量檢測裝置，進(jìn)料口直接與進(jìn)料管1相接，其中， 礦漿進(jìn)料管1出口端裝有錐形遮擋罩2，遮擋罩2的下方為布料器3，該布料器3為一 錐頂向上的圓錐體，并通過支撐架4固定在礦漿容器5內(nèi)壁上，從而在布料器3的錐底 端與礦漿容器5內(nèi)壁之間形成礦漿流動(dòng)間隙，使礦漿自進(jìn)料管l流出后，經(jīng)布料器3錐 面及間隙流入礦漿容器5內(nèi)，遮擋罩2用于防止礦漿外濺，礦槳容器5的上部為圓柱體， 下部為錐體7，出料口8設(shè)置在該錐錐體7的錐底處，以保持礦漿流動(dòng)的順暢，礦漿容 器5通過對稱設(shè)置的四個(gè)稱重傳感器6放置在支座10上，礦漿容器5錐底的出料口 8 通過橡膠軟管9與礦漿出料管11相接，從而使整個(gè)礦漿容器5連同其內(nèi)的礦槳懸浮于 四個(gè)稱重傳感器上，以測量礦漿容器內(nèi)礦漿重量，礦漿出料管11與礦漿泵Bl、 B2相 接，礦漿泵B1、 B2上安裝有編碼器，用于測定礦漿泵電機(jī)端的轉(zhuǎn)速，從而得到礦槳流 速，如圖2、圖l;布料器為一頂向上的人字板15，通過支撐架4固定在礦漿容器5內(nèi)， 該人字板的下端與礦漿容器5內(nèi)壁間形成礦漿流動(dòng)間隙，如圖3，其余結(jié)構(gòu)同圖1;布 料器為一斜置的弧板16，通過支撐架4固定在礦漿容器5內(nèi)，該弧板的下端與礦漿容器 5內(nèi)壁間形成礦漿流動(dòng)間隙，如圖4，其余結(jié)構(gòu)與圖l相同；布料器為一設(shè)置在礦漿容 器5上的環(huán)形管17，其與礦漿進(jìn)料管l相接，底部沿圓周間隔設(shè)有多個(gè)出料口 18，如 圖5，本實(shí)施例其余結(jié)構(gòu)除不安裝遮擋罩2外，其余均同圖l;布料器為一斜置在礦漿 容器5內(nèi)的直管19，該直管的一端與礦漿進(jìn)料管1相連，另一端置于礦漿容器5內(nèi)，從 而在端口與內(nèi)壁間形成礦漿流動(dòng)間隙，如圖6，本實(shí)施例其余結(jié)構(gòu)除不安裝遮擋罩2夕卜， 其余均同圖l;還包括置于礦漿容器內(nèi)的傳感器，通過吊繩或者吊繩及連接件連接傳感器及礦漿中的重力浮子的礦漿密度測量裝置，以將重力浮子在液體中的浮力變化，通過傳感器轉(zhuǎn)換成電量變化信號輸出，從而檢測出液體密度，其中重力浮子20通過吊繩21、連接塊 22連接在天平23上，天平23通過調(diào)節(jié)螺栓24置于帶傳感器的底座25上，底座25通 過支桿26固定在礦漿容器5內(nèi)的支撐架4上，通過重力浮子20在礦漿中的浮力變化，測得礦漿密度，當(dāng)不需要測量時(shí)，通過調(diào)節(jié)螺栓24使天平23及其重力浮子20升高而 離開帶傳感器的底座25，從而使傳感器不受力，以確保測量精度，延長其使用壽命，如圖7;和置于礦漿容器內(nèi)的其上帶夾片的固定采頭和活動(dòng)采頭，且活動(dòng)采頭通過其上端 的傳動(dòng)臂與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有擺臂，擺臂的一端與動(dòng)力推桿相連，另一端與位移傳 感器相連的礦漿粒度測量裝置，通過活動(dòng)采頭的旋轉(zhuǎn)，使其夾片與固定采頭上的夾片配 合而夾持礦漿中的顆粒物，顆粒物的大小通過與活動(dòng)采頭相連的傳動(dòng)臂、轉(zhuǎn)軸、擺臂直接反映在位移傳感器的位移數(shù)據(jù)上，根據(jù)位移數(shù)據(jù)測出礦漿粒度。具體是；礦漿容器5內(nèi)的支撐架4上安裝氣缸27，該氣缸與動(dòng)力推桿28相連，動(dòng)力推桿28與擺臂29—端 相連，擺臂29另一端安裝激光位移傳感器38，該傳感器與儀表電連接，以便將位移信 號轉(zhuǎn)換成電信號或數(shù)字信號顯示在儀表上，從而得出顆粒物的大小數(shù)據(jù)，擺臂29安裝 固定在轉(zhuǎn)軸30上端，轉(zhuǎn)軸30通過軸承、軸承座31及密封法蘭32安裝固定在支撐架4 上，轉(zhuǎn)軸30下端固定傳動(dòng)臂33，傳動(dòng)臂33另一端固定在活動(dòng)采頭豎桿34的上端，豎 桿34下端固定夾片35，固定采頭豎桿36的上端安裝固定在支撐架4上，其下端固定有 夾片37，通過夾片35、 37的配夾，夾持礦漿顆粒物，如圖2、圖8、圖9。和置于礦漿容器出料口上的由出料管及設(shè)置在出料管管壁上的電感線圈構(gòu)成的礦 漿品位測量裝置，以根據(jù)不同的被測金屬固有的共振頻率，將電感線圈激勵(lì)電壓的頻率 調(diào)整為與之相一致的頻率，之后再通過測量礦漿內(nèi)被測金屬通過電感線圈時(shí)所產(chǎn)生的感 應(yīng)電流值大小，即可得出礦漿內(nèi)被測金屬的含量，即礦漿品位，如圖2，本發(fā)明還可根據(jù)具體情況，將稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝置Y1、 Y2設(shè)置 成二參數(shù)或者三參數(shù)在線檢測一體化裝置，即流量和濃度二參數(shù)檢測裝置如圖10，流量 和品位二參數(shù)檢測裝置如圖11,流量和粒度二參數(shù)檢測裝置如圖12，流量、濃度、粒 度三參數(shù)檢測裝置如圖15，流量、濃度、品位三參數(shù)檢測裝置如圖16，流量、粒度、 品位三參數(shù)檢測裝置如圖17。本發(fā)明提供的控制方法經(jīng)過下列步驟合格礦漿粒度控制通過安裝在旋流器X溢流輸送線上的稱重式礦漿多參數(shù)在線檢 測一體化裝置Y1，檢測得到溢流粒度值a(s)，將該溢流粒度值a(s)與砂泵B3控制器(l)中給出的溢流粒度設(shè)定值(xo，經(jīng)運(yùn)算模塊比較y(s)、運(yùn)算后輸出一控制信號到砂泵B3 變頻器股，以控制砂泵B3的轉(zhuǎn)速，從而控制旋流器溢流粒度，如圖16; 磨機(jī)返砂比控制-(1) 通過分別安裝在旋流器X的溢流和沉砂輸送線上的稱重式礦漿多參數(shù)在線檢 測一體化裝置Yl、 Y2，分別檢測溢流流量S"s)、濃度Ri(s)和沉砂流量S2(s)、濃度R2(s)， 按下式得出返砂比-返砂比B(s)= S"s)xR"s)/ (S2(s)xR2(s));(2) 將上述返砂比B(s)與給礦機(jī)Gl控制器(l)給出的返砂比設(shè)定值Bo(s)，比較后得 偏差E"s)，該偏差經(jīng)運(yùn)算模塊yl(s)運(yùn)算后得到一個(gè)輸出信號，該信號作為串級回路中 付回路的給定值，該給定值又與給礦機(jī)G1的給礦量(也即旋流器X的溢流干礦量Q^) 相比較后得偏差值E2(s)，偏差值E2(s)經(jīng)運(yùn)算模塊y2(s)運(yùn)算后，輸出信號給變頻器(2)， 以控制給礦機(jī)G1、 Gn的下礦量，從而使返砂比B(s)控制在設(shè)定值范圍內(nèi)，以控制磨機(jī) 在最佳返砂比狀態(tài)上運(yùn)行，提高磨機(jī)的臺時(shí)處理能力，降低電耗、鋼耗，如圖17。本發(fā)明控制方法還包括磨機(jī)排礦濃度控制通過分別安裝在旋流器X的溢流和沉砂管線上的稱重式礦槳多 參數(shù)在線檢測一體化裝置Y1、Y2，，分別檢測溢流流量S,(s)、濃度R"s)和沉砂流量S2(s)、濃度R2(s)，按下式得出磨機(jī)排礦濃度R#= (Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+KwQ溢+S后水) S后水-KrO溢+ K2'C^返 式中K產(chǎn)(1—Ro排一Ko-Ro排)/Ro排 K2氣l一Ro排)/Ro排 Ro ffl——磨機(jī)排礦濃度設(shè)定值 當(dāng)磨機(jī)排礦濃度設(shè)定值為Roft時(shí)，對應(yīng)的磨機(jī)補(bǔ)水設(shè)定值為Som，與流量計(jì)(13)檢測 的補(bǔ)水量相比較后的偏差，經(jīng)運(yùn)算模塊y(s)運(yùn)算后，輸出控制信號給補(bǔ)水電機(jī)執(zhí)行器(6)， 以控制電動(dòng)閥的開啟或關(guān)閉，調(diào)節(jié)補(bǔ)水量至設(shè)定值，如圖18;或/和包括泵池礦漿濃度控制根據(jù)下式計(jì)算出當(dāng)前泵池C礦漿濃度，經(jīng)與泵池礦漿濃度的設(shè)定值比較，偏差經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出信號給補(bǔ)水電機(jī)執(zhí)行器(7)，以控制補(bǔ)水電動(dòng)閥 門開啟或關(guān)閉，調(diào)節(jié)泵池C礦漿濃度，如圖19; 或/和包括泵池液位控制將液位計(jì)V測得的液位信號與控制器內(nèi)設(shè)定的液位值相比較，其偏 差經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出控制信號給砂泵B3變頻器似，以控制砂泵B3轉(zhuǎn)速(即泵 出量)，從而控制液位，如圖20。
權(quán)利要求
1. 一種節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，包括給礦機(jī)、輸送機(jī)、磨礦機(jī)和旋流器，其特征在于在旋流器的溢流和沉砂管線上設(shè)置稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝置，該裝置包括其上帶進(jìn)料口和出料口的礦漿容器通過稱重傳感器置于支座上，且在礦漿容器出料口設(shè)有軟連接件的礦漿流量檢測裝置，以將礦漿容器懸浮于支座上，當(dāng)?shù)V漿流入容器時(shí)，通過傳感器測得容器內(nèi)的礦漿重量，再根據(jù)礦漿流速即可得出礦漿流量；和包括置于礦漿容器內(nèi)或礦漿容器上的稱重傳感器，通過吊繩或者吊繩及連接件連接稱重傳感器及礦漿中的重力浮子的礦漿濃度測量裝置，以將重力浮子在液體中的浮力變化，通過傳感器轉(zhuǎn)換成電量變化信號輸出，從而檢測出液體密度；或/和包括置于礦漿容器內(nèi)或礦漿容器上的其上帶夾片的固定采頭和活動(dòng)采頭，且活動(dòng)采頭通過其上端的傳動(dòng)臂與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有擺臂，擺臂的一端與動(dòng)力推桿相連，另一端與位移傳感器相連的礦漿粒度測量裝置，通過活動(dòng)采頭的旋轉(zhuǎn)，使其夾片與固定采頭上的夾片配合而夾持礦漿中的顆粒物，顆粒物的大小通過與活動(dòng)采頭相連的傳動(dòng)臂、轉(zhuǎn)軸、擺臂直接反映在位移傳感器的位移數(shù)據(jù)上，根據(jù)位移數(shù)據(jù)測出礦漿粒度；或/和包括置于礦漿容器出料口上的由出料管及設(shè)置在出料管管壁上的電感線圈構(gòu)成的礦漿品位測量裝置，以便根據(jù)被測金屬固有的共振頻率，調(diào)整電感線圈激勵(lì)電壓的頻率與之相一致，從而通過測量礦漿內(nèi)被測金屬通過電感線圈時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流值，得出礦漿內(nèi)被測金屬的品位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述礦槳容器 進(jìn)料口設(shè)有布料器，該布料器為一錐頂向上的錐體，該錐體通過支撐架固定在礦漿容器 內(nèi)，并在錐底與礦漿容器內(nèi)壁之間形成礦漿流動(dòng)間隙，以便來自錐頂上方的礦漿沿錐面 及該間隙流入礦漿容器內(nèi)，其中所述錐體設(shè)為圓錐體，或者三棱錐體，或者多棱錐體, 其錐面設(shè)為直面或弧面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述布料器為 一頂向上的人字板，或者為一斜板，且板面為直板或弧板，板的下端與礦漿容器內(nèi)壁間 形成礦漿流動(dòng)間隙，以便來自板頂上方的礦漿沿板面及間隙流入礦漿容器內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述布料器上方設(shè)有遮擋罩，該遮擋罩的形狀設(shè)為與布料器形狀相適應(yīng)的圓錐體，或者多棱錐，或者 人字形，或者斜板，用于防止礦漿外濺。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述布料器為 一環(huán)形管或者環(huán)形槽，其上設(shè)有礦漿入口，其底部沿圓周間隔設(shè)有礦漿出口，以便礦漿 進(jìn)入環(huán)形管或環(huán)形槽后，經(jīng)礦漿出口進(jìn)入礦漿容器內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述布料器為 一直管或斜管，其一端為進(jìn)料口，另一端為出料口，且出料口位于礦漿容器內(nèi)，并在出 料口與礦漿容器內(nèi)壁間形成礦漿流動(dòng)間隙，以便礦漿經(jīng)直管或斜管及間隙流入礦漿容器 中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述礦漿容器 的上部設(shè)為圓柱體，或者多棱柱體，或者方柱體，而下部設(shè)為錐底或斜底，其出料口設(shè) 置在錐底或斜面底的端部，以保持礦槳流動(dòng)的順暢。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述礦漿容器 出料口處的軟連接件為現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠軟管，或者伸縮節(jié)，或者波紋管。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述稱重傳感 器采用現(xiàn)有技術(shù)中的天平式稱重傳感器，或者拉力式稱重傳感器，或者單一的稱重傳感 器，或者由多個(gè)稱重傳感器組成的傳感器組，以便將重力變化量轉(zhuǎn)換成電信號輸送。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述礦漿粒度 測量裝置中的固定采頭為一豎桿，其上端固定在礦漿容器內(nèi)或礦漿容器上的支撐架上， 夾片固定在豎桿的下端；活動(dòng)采頭設(shè)為與固定采頭相適應(yīng)的豎桿，其夾片固定在豎桿的 下端，豎桿的上端通過傳動(dòng)臂固定在轉(zhuǎn)軸下端，轉(zhuǎn)軸通過密封件及軸承件固定在礦漿容 器內(nèi)的支撐架上，以便在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下，使傳動(dòng)臂隨之?dāng)[動(dòng)，從而使活動(dòng)采頭和固定采頭 下端的夾片合攏后夾住顆粒物。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述與轉(zhuǎn)軸 上的擺臂一端相連的動(dòng)力推桿與氣缸或者油缸或者其它動(dòng)力件相連，以便推動(dòng)擺臂帶動(dòng) 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)傳動(dòng)臂、活動(dòng)采頭動(dòng)作，完成對顆粒物的夾持與松開；擺臂另一端的位移傳感器為現(xiàn)有技術(shù)中的激光位移傳感器，或者差動(dòng)變壓器，或者其它位移傳感器， 以便通過被夾持的顆粒物，確定傳感器的位移點(diǎn)，從而測量出顆粒物的大小。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述固定采 頭和活動(dòng)采頭的豎桿長度根據(jù)需要設(shè)置為長桿或中長桿或短桿，且不同長度的采頭分別 與各自的傳動(dòng)臂、轉(zhuǎn)軸、擺臂及位移傳感器相連后，再與同一動(dòng)力推桿相連，以實(shí)現(xiàn)對 不同層面顆粒物進(jìn)行同步測量的目的。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述礦漿品位測量裝置上電感線圈的激勵(lì)電壓頻率的設(shè)置，與被測金屬固有的共振頻率相適應(yīng)，以便 根據(jù)不同的金屬，選擇不同的激勵(lì)電壓頻率，從而通過所定頻率下的感應(yīng)電流值，精確 測量出礦漿中被測金屬的品位。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)，其特征在于所述稱重式礦 漿多參數(shù)在線檢測一體化裝置的出料管道及旋流器進(jìn)料管道上設(shè)有泵，泵上設(shè)有與之電 連接的變頻器及控制器，以通過控制器及變頻器控制泵的轉(zhuǎn)速。
15、 一種節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路控制方法，其特征在于包括下列步驟 合格礦漿粒度控制通過安裝在旋流器X溢流管線上的稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝置，檢測得到溢流粒度值，將該溢流粒度值與控制器中給出的溢流粒度設(shè)定值， 經(jīng)運(yùn)算模塊比較、運(yùn)算后輸出一控制信號到砂泵變頻器，以控制砂泵的轉(zhuǎn)速，或者/和輸 出一控制信號到變頻器，以控制給礦機(jī)的下礦量，或者/和輸出一控制信號到旋流器的沉 砂管控制閥，以控制沉砂管口徑，從而控制旋流器溢流粒度； 磨機(jī)返砂比控制-(1) 通過分別安裝在旋流器X的溢流和沉砂稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝 置，分別檢測溢流流量Si(s)、濃度R《s)和沉砂流量S2(s)、濃度R2(s)，按下式得出返砂比返砂比B(s)= Si(s)xR!(s)/ (S2(s)xR2(s));(2) 將上述返砂比與控制器給出的返砂比設(shè)定值比較后得偏差，該偏差經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后得到一個(gè)輸出信號，該信號作為串級回路中付回路的給定值，該給定值又與給礦 機(jī)的給礦量，即旋流器的溢流干礦量相比較后得偏差值，偏差值經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出信號給變頻器，以控制給礦機(jī)的下礦量，從而使返砂比控制在設(shè)定值范圍內(nèi)，以控制 磨機(jī)在最佳返砂比狀態(tài)上運(yùn)行，提高磨機(jī)的臺時(shí)處理能力，降低電耗、鋼耗。 16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于還包括磨機(jī)排礦濃度控制通過分別安裝在旋流器X的溢流和沉砂管線上的稱重式礦漿多 參數(shù)在線檢測一體化裝置，分別檢測溢流流量S,(s)、濃度R(s)和沉砂流量S2(s)、濃度 R2(s)，按下式得出磨機(jī)排礦濃度Rffl= (Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+Ko.Q溢+S后水)S后水Kl'0溢+ 返式中K產(chǎn)(l一Ro排—K(rRo排)/Ro排 K2=(1 — Ro排)/ Ro排 Ro ft——磨機(jī)排礦濃度設(shè)定值 當(dāng)磨機(jī)排礦濃度設(shè)定值為R()ffl時(shí)，對應(yīng)的磨機(jī)補(bǔ)水設(shè)定值為Sd^，與流量計(jì)檢測的 補(bǔ)水量相比較后的偏差，經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出控制信號給補(bǔ)水電機(jī)執(zhí)行器，以控制 電動(dòng)閥的開啟或關(guān)閉，調(diào)節(jié)補(bǔ)水量至設(shè)定值； 或/和包括泵池礦漿濃度控制根據(jù)下式計(jì)算出當(dāng)前泵池C礦漿濃度 泵池C礦漿濃度R泵二 (S!(s)X R"s)+S2(s)XR2(s)) /S泉二S"s)XR汶s)+S2(s)XR2(s)) / (S!(s)+S2(s))經(jīng)與泵池礦漿濃度的設(shè)定值比較，偏差經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出信號給補(bǔ)水電機(jī)執(zhí) 行器，以控制補(bǔ)水電動(dòng)閥門開啟或關(guān)閉，調(diào)節(jié)泵池礦漿濃度； 或/和包括泵池液位控制將液位計(jì)測得的液位信號與控制器內(nèi)設(shè)定的液位值相比較，其偏差 經(jīng)運(yùn)算模塊運(yùn)算后，輸出控制信號給砂泵變頻器，以控制砂泵轉(zhuǎn)速(即泵出量)，從而 控制液位。
全文摘要
本發(fā)明提供節(jié)能型磨機(jī)旋流器閉路系統(tǒng)及控制方法，包括給礦機(jī)、輸送機(jī)、磨礦機(jī)和旋流器，其特征在于在旋流器的溢流和沉砂管線上設(shè)置稱重式礦漿多參數(shù)在線檢測一體化裝置，它較好地解決了流量、濃度、粒度、品位等關(guān)鍵參數(shù)的在線檢測問題，且檢測精度高，可靠性能好，并利用檢測到的各精確參數(shù)，確定磨機(jī)給礦量，磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷，磨機(jī)磨礦濃度，泵池礦漿濃度，返砂比等數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)再配合現(xiàn)有技術(shù)中的控制裝置及運(yùn)算模塊，完全達(dá)到了在保證旋流器溢流粒度(礦漿產(chǎn)品)合格的前提下，最大限度地提高了磨機(jī)臺時(shí)處理能力，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
文檔編號G01N9/00GK101251396SQ20081005824
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者羅放明 申請人:羅放明