Устройство управления процессом измельчения материала в мельнице с вводом поверхностно-активного вещества

 

Изобретение относится к процессам измельчения материалов в мельницах, может найти применение в цементной, горнообогатительной и других отраслях промышленности, использующих измельчение материалов, и позволяет повысить точность управления. Устройство содержит мельницу 1 с осадительной камерой 2, сепаратор 3, насос 4, регулирующий орган 5 подачи поверхностно-активного вещества, исполнительный механизм 6, расходомер 7 поверхностно-активного вещества, дозатор 8 основного исходного компонента (клинкера), дозаторы 9 и 10 добавок, датчик 11 уровня загрузки первой камеры мельницы материалом, преобразователь 12, регулятор 13 загрузки мельницы материалом, задатчик 14 уровня загрузки, умножители 15, 16, 17, задатчики 18, 19 и 20 соотношений исходных компонентов, задатчики 21, 22, 23 расхода исходных компонентов, расходомеры 24, 25 и 26 исходных компонентов, задатчики 27, 28 влажности добавок, умножители 29 и 30, сумматор 31, задатчик 32 концентрации поверхностно-активного вещества, задатчики 33, 34 и 35 размалываемости исходных компонентов, умножители 36, 37, 38 и 39, сумматоры 40 и 41, ограничитель 42 расхода поверхностно-активного вещества, регулятор 43 расхода поверхностно-активного вещества, расходомер 44 крупки, задатчик 47 концентрации поверхностно-активного вещества в крупке, сумматор 48. 1 ил.

союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИН.,БО

Ц1) В 02 С 25/00

ГОсудАРстВенный нОмитет по изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГННТ СССР (21) 4476638/23-33 (22) 29.08.88 (46) !5.06.90. Бюл. N - 22 (71) Липецкое специализированное прбектно-конструкторское технологическое бюро Всесоюзного научно-производ— ственного объединения "Союзавтомат— стром" (72) Н,Ф. Архипов (53) 621.926(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 657850, кл. В 02 С 25/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N - 1389848, кл. В 02 С 25/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА В МЕЛЬНИЦЕ

С ВВОДОМ ПОВЕРХНОСТНΠ†АКТИВНО ВЕЩЕСТВА

3 (57) Изобретение относится к процессам измельчения материалов в мельницах, может найти применение в цементной, горно-обогатительной и других отраслях промып ленности, использующих измепьчение материалов ипозволяет повысить точность управления „Устройство содержит мегьницу 1 с осадительной камерой 2, сепаратор 3, насос 4, регулирующий орган 5 подачи поверхностно-активного вещества, исполнительный механизм 6, расходомер

7 поверхностно †активно вещества, дозатор 8. основного исходного компонента (клинкера), дозаторы 9 и !О добавок, датчик !1 уровня загрузки первой камеры мельницы материалом, преобразователь !2, регулятор 13 за1570773 грузки .мельницы материалом, задатчик

14 уровня заг руз ки, умножители 1 5, !

16, 17, задатчики 18, 19 и 20 соотношений исходных компонентов, задатчики 21, 22, 23 расхода исходных ком— понентов расходомеры 24, 25 и 26 исходных компонентов, зада гчики 27, 28 влажности добавок, умножители 29 и 30 сумматор 31, задатчик 32 концентрации поверхностно-активного веИзобретение относится к процессам измельчения материалов в мельницах и может найти применение в цементной, горно-обогатительной и других отрас-, лях промышленности, использующих из- 20 мельчение материалов..

Цель изобретения — повышение точности управления.

На чертеже представлено устройство управления. 25

Устройство включает мельницу 1 с осадительной камерой 2, сепаратор 3, насос 4, регулирующий орган 5 подачи поверхностно-активного вещества (ПАВ), исполнительный механизм 6, расходо- 30 мер 7 ПАВ, дозатор 8 основного исходного компонента (клинкера), дозаторы

9 и 1 0 добавок, электроакустический датчик 11 уровня загрузки первой камеры мельницы материалом, преобразователь 12, регулятор 13 загрузки мельницы материалом, задатчик 14 уровня загрузки мельницы материалом, первый

15, второй 16 и третий 17 умножители, задатчики 18-20,.соотношений исходных g0 компонентов, задатчики 21 23 расхода исходных компонентов, расходомеры

24-26 исходных компонентов, задатчики

27 и 28 влажности добавок, умножители 29 и 30, сумматор 31, задатчик

32 концентрации ПАВ в материале, задатчики 33, 34 и 35 размалываемости исходных компонентов, умножители 3639, сумматоры 40, 41, ограничитель 42 расхода DAB, регулятор 43 расхода 0

ПАВ, рас*одомер 44 крупки, умножители 45 и 46, задатчик 47 концентрации ПАВ в крупке, сумматор 48.

Устройство работает следующим образом.

Клинкер и добавки, в качестве которых могут применяться шлак, пемза, гипс и т,д., дозаторами 8-10 {дозаторов может быть больше, в зависимости щества, задатчики 33, 34 и 35 размалываемости исходных компонентов, умножители 36, 37, 38 и 39, сумматоры

40 и 41, ограничитель 42 расхода поверхностно-активного вешества, регулятор 43 расхода поверхностна-активного вешества, расходомер 44 крупки, задатчик 47 концентрации поверхностно †активно вещества в крупке, сумматор 48. 1 ил.

1 от числа добавок) подаются в загрузочнук горловину мельницы 1 . Размолотый в мельнице материал через осадительную камеру 2 попадает в се— паратор 3, где разделяется на готовый цемент и крупку (недоизмельченный материал) . Цемент поступает в силоса, а крупку возвращают на домол в мельницу, при этом коэффициент циркуляции Кц = 2 — 4.

Уровень загрузки первой камеры мельницы материалом измеряется электроакустическим датчиком 11, сигнал от которого через преобразователь 12 подается на регулятор загрузки 13 мельницы материалом, где сравнивается с заданным значением уровня загрузки, поступающим от задатчика 14. В зависимости от величины отклонения измеренного сигнала от заданного значения (заданное значение уровня загрузки мельницы материалом на задатчике

14 устанавливается машинистом мельницы вручную или же автоматически экстремальным регулятором (не показан), поскольку этот регулятор представляет собой автономную систему регулирования загрузки мельницы) регулятор 13 выдает сигнал на изменение общего расхода исходных комцонентов.

На задатчиках соотношений 1 8=20 машинистом-оператором вручнук (или автоматически1 системой управления химсоставом (не показана) устанавливаются величины соотношений клинкера и добавок ° В умножителях 15-17 величина общего расхода компонентов, поступающая с регулятора 13, умножается на величины соотношений клинкера и добавок, поступающие с задатчиков 18-20 по формуле.

Q = 0,1 0 о х,х;, 1570773 где величина расхода 1-ой доЬ

1 бавки в текущий момент времени;" где Q — требуемая величина расхода

1.-го компонента; х, — общий расход исходных компонентов, поступаюших от регулятора 13; х — доля расхода < -го компонента в общем расходе, поступающая от соответствуюшего задатчика соотношения.

Полученные величины с выходов умножителей подаются на соответствующие задатчики 21, 22 и 23 дозаторав

8, 9 и 1 О. Дозаторы реализуют заданные расходы исходных компонентов, компенсируя тем самым отклонения уровня загрузки мельницы от заданного значения.

Для повышения эффективности помола материала в первую камеру мельницы 2О посредством насоса 4 через регулирукщий орган 5, связанный с исполни ельным механизмом б, и расходомер 7 подают определенное количество ПАВ.

Известно, что интенсификатор для 25 его наиболее эффективного воздействия на процесс измельчения необходимо подавать в мельницу в определенном соотношении к расходу исходного материала, пересчитанному на сухое вещество.

Клинкер обладает нулевой влажностью, а у добавок существует переменная влажность, величина которой зависит от вида добавки и поступившей партии добавок. Для точной подачи интенсификатора расходы добавок, реализуемые дозаторами 9 и 1 О, необходимо пересчитать в сухое вещество.

Это осуществляется следующим образом.

Каждая поступившая партия добавок анализируется в лаборатории на влажность и после определения величины влажности лаборантом или машинистом мельницы устанавливается на эадатчиках влажности 27 и 28. Расходы добавок измеряются расходомерами 25 и

2б, в умножителях 29. и 30 сигналы расходов добавок умножаются на сигналы соответствующих задатчиков. Операция умножения происходит по Формуле: с Ь

Q; =Q„B,", расход i-ой добавки, пересчитанный на сухое вещество;

 — содержание сухого вещества в добавке за вычетом влажности, составлякщее 1-j;. где j — величина влажности i-of- .добавки, т.е. на задатчиках влажности устанавливается содержание сухого вещества в подаваемой добавке.

Сигналы от умножителей 29 к 30 и расходомера клинкера 24 суммируются в сумматоре 31 по формуле

ЧОБ 2Q, ) с где 11 — величина расхода i-га сухого исходного компонента, оощнй расход исходных компонентов в мельницу в текущий момент времени.

Как известно, оптимальная дозировка добавки интенсификатара ЛСТМ-1 при помоле портландцемента составляет 0,01 5 вЂ,ОЗЖ к количеству цемента (расход исходных компонентов B пересчете на сухое вещество), в зависимости от вида цемента,т.е. расход интенсификà"oра очень незначителен и для эФФективного воздействия интенсификатора на процесс измельчения необходима высокая точность дозировки интенсификатара в зависимости от расхода исходных компонентов.

Для осуществления этого требования на зацатчике 32 устанавливается величина концентрации ПАВ в матеркале и сигнал от этого задатчика в умножителе 39 умножается на величину сигнала от сумматора 31 по Формуле "= Q, f5;

1Ц где  — требуемый расход интенсифи1 катара в текущий момент времени, с расход исходных компонечтов в пересчете на сухое вещество в текущий момент времени, P; — требуемая величина концентрации поверхностно-активного вещества в материале.

Величина требуемого расхода интенсификатора в зависимости от расхода исходных компонентов от умножителя

39 подается в качестве одной кз составляющей на сумматор 41.

1570773

Известно, что клинкер и добавки обладают разной способностью к размалываемости, характеризующейся ко-. эффициентом размалываемости, который определяется лабораторным путем.

В зависимости от размалываемости исходных компонентов необходимо менять подачу интенсификатора- чем труднее размалывается материал, тем больше требуется подавать интенсификатора, и наоборот. Размалываемость исходных компонентов остается постоянной в течение длительного времени, однако при управлении загрузкой мель-15 йицы и стабилизации химического состава цемента меняется как обший расход исходных компонентов, так и соотношения этих компонентов, что приводит к изменению размалываемости материала в целом.

Для кбрректировки расхода ПАВ в зависимости от изменений размалываемости материала в целом лабораторными методами определяются величины 25 коэффициентов размалываемости и затем эти величины лаборантом или машинистом мельницы устанавливаются на соответствующих задатчиках 33-35.

В умножителях 36-38 расходы компонен- 30 тов, поступающие от умножителей 29, 30 и расходомера 24, умножаются на сигналы соответствующих задатчиков размалываемости и затем полученные величины в сумматоре 40 преобразуются по Формуле и

В, = 5+K; Q; р 11 где B — добавочный расход интенсиФикатора в зависимости от из-40 менения размалываемости материала в целом; с расход i-ro исходного компор нента по сухому веществу, К вЂ” коэффициент размалываемости

i-ro исходного компонента, n — количество компонентов, Ь вЂ” масштабный коэффициент перевода суммарной величины размалываемости в расход интенсификатора.

Величина добавочного расхода интенсификатора с выхода сумматора 40 подается в качестве второй составляющей на второй вход сумматора 41, в котором Формируется величина расхода интенсификатора в зависимости от расхода исходных компонентов и изменений размалываемости этих компонентов,т.е.

Вы В и+

1 л 1

Известно, что интенсификаторы содержат в своем составе органические вещества, которые начинают разлагаться при температуре выше 100 С, Поскольку температура цемента в мельнице и за мельницей в зависимости от различных Факторов может быть в диапазоне 95-1 30 С, то часть интен" сификатора разлагается, т.е. безвозвратно теряется.

Следовательно, при возврате в мельницу недоизмельченного,материала (крупки) в нем не содержится необходимого количества ПА — для сохранения оптимальных условий измельчения, поэтому в зависимости от подаваемого количества крупки и остаточного количества концентрации (ПАВ)в крупке необходимо подавать в мельницу дополнительное количество ПАВ.

Для этого. датчиком 44 измеряют расход крупки, возвращаемой в мельницу.

Сигнал от расходомера 44 подают на входы умножителей 45 и 46. В умножителе 45 величина расхода крупки умножается на величину заданной концентрации ПАВ в материале, поступающей от задатчика 32, т.е. на выходе умножителя 45 будет сигнал, величина которого соответствует требуемому расходу DAB в зависимости от расхода крупки: в", = "; р;, кк где В; — требуемый расход интенсификатора в зависимости oT раск хода крупки, расход крупки;

, — требуемая величина концентрации интенсификатора в материале.

Текущая концентрация ПАВ в крупке измеряется лабораторными методами и лаборантом или машинистом-оператором выставляется на эадатчике 47, сигнал с которого подают на второй вход умножителя 46.

В умножителе 46 вычисляется величина количества ПАВ, возвращаемого в мельницу вместе с крупкой, по Формуле

В," = ч",. кц где В, — количество интенсификатора, возвращаемого в мельницу с крупкой;

1570773 текущая концентрация интенк

1 сификатора в крупке.

Сигналы с выходом умножителей 45 и 4б поступают на входы сумматора 48, где вычисляется дополнительное количество ПАВ, которое необходимо подавать в мельницу, чтобы концентрация

ПАВ в крупке соответствовапа требуемой 10 ои при В < ои

В; ь

В.

)u при В; Вь ьо ои где  — требуемый общий расход интенсификатора в мельницу;

В Ьо — верхнее ограничение на рас — 4p ход интенсификатора;

 — расход интенсификатора, по с туп ающий в к ач ес тв е задания на вход регулятора

43 расхода ПАВ. 45

В регуляторе 43 происходит сравнение текущего расхода интенсификатора, измеряемого расходомером 7, с заданным значением расхода, поступающим от ограничителя 42. В зависимости от величины отклонения регулятор 43 изменяет положение регулирующего органа 5 расхода интенсификатора путем воздействия на исполнительный механизм 6, компенсируя тем самым отклонения текущего расхода интенсификатора от заданного значения.

Данное устройство позволит повысить точность доэирования ПАВ и тем

В = В, — В

) « где  — дополнительное количество

< интенсификатора.

С выхода сумматора 48 вычисленная 15 величина дополнительного количества

ПАВ подается на третий вход сумматора 41 как третья составляющая общего расхода ПАВ в мельницу.

Таким образом, общий расход ПАВ в мельницу вычисляется по формуле оц ои а« и <ч

В; =B; +B,=B +В;+ В;.

Вычисленный расход интенсификатора в ограничителе 42 сравнивается с задан- 25 ным верхним ограничением на расход интенсификатора, величина которого устанавливается вручную и зависит от вида цемента и конкретных сырья. и агрегата. Выход ограничителя 42 формируется в качестве задания для регулятора 43 по формуле самым обеспечит эффективность измельчения. формула и з о б р е т е н и я

Устройство управления процессом измельчения материала в мельнице с вводом поверхностно — активного вещества с доэатором основного компонента и двумя доэаторами добавок, содержашее датчик уровня загрузки первой камеры мельницы материалом, преобразователь, регулятор загрузки мельницы материалом, эа,атчик уровня загрузки мельницы материалом, эадатчик соотношения основного компонента, задатчики соо"íîøåíèé добавок, расходомер основного исходного компонента, расходомеры добавок, задатчик расхода основного исходного компонента, задатчики расхода добавок, задатчик размалываемости основного исходного компонента, эадатчики размалываемости добавок, задатчики влажности добавок, эацатчик концентрации поверхности-активного вещества в материале, расходомер поверхностноактивного вещества, девять умножителей, три сумма гора, регулятор расхода поверхностно-активного вещества, ограничитель расхода поверхностно-активного вещества и исполнительный механизм регулирующего <<ргана расхода поверхностно †активно вещества, причем расходомер поверхностно-активного вещества подключен к первому входу регулятора расхода поверхностно-активного вещества, датчик уровня загрузки первой камеры мельницы материалом через преобразователь соединен с первым входом регулятора загрузки мельницы материалом, второй вход которого подключен к задатчику уровня загрузки мельницы материалом, выход регулятора загрузки мельницы материалом соединен с первыми входами первого, второго и третьего умножителей, вторые входы которых соответственно подключены к эадатчикам соотношений основного компонента и добавок, выходы первого, второго и третьего умножителей соединены соответственно с эадатчиками расхода основного исходного компонента и добавок, расходомеры добавок соединены соответственно с первыми входами четвертого и пятого умножителей, вторые входы которых подключены соответственно к эадатчикам

1570773

4

Составитель А. Кузнецов

Техред M.Äèäûê Корректор В. Гирняк

Редактор M. Товтин

Заказ 1472 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 влажности добавок, расходомер основного исходного компонента и выходы четвертого и пятого умножителей соединены с соответствукщими входами первого сумматора и первыми входами шестого. седьмого и восьмого умножителей, выходы задатчиков размалываемости основного исходного компонент4 и добавок соединены с вторыми 10 в одами шестого, седьмого и восьмого умножителей, выходы которых подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход задатчика концентрации поверхностно-активного вещества в материале и выход первого сумматора соединены с входами девятого умножителей, выходы девятого уйножителя и второго сумматора соединМы с первыми и вторыми входами 20 третьего сумматора, выход которого через ограничитель расхода поверхностно-активного вещества соединен с вторым входом регулятора расхода поверхностно-активного вещества, вы- 25 ход которого соединен с исполнитель— ным механизмом регулирующего органа расхода поверхностно-активного вещества, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения точности управления,оно снабжено расходомером крупки, задатчиком концентрации поверхностно-активного вещества в крупке, десятым и одиннадцатым умножителями и четвертым сумматором, причем выход расходомера крупки соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого умножителей, второй вход десятого умножителя подключен к задатчику концентрации поверхностно-активного вещества в материале, второй вход одиннадцатого умножителя подключен к задатчику концентрации поверхностно-активного вещества в крупке, а выходы десятого и одиннадцатого умножителей соединены с соответствующими входами четвертого сумматора, выход которого подключен к третьему входу третьего сумма тора .