Способ автоматического управления процессом разделения в гидроциклоне

 

Изобретение относится к химической и горной промышленности и предназначено для автоматического управления работой гидроциклонов. Цель - повышение надежности и качества разделения. Пульпа подается через питающий патрубок в гидроциклон (ГЦ) 1, где образуется воздушный столб (ВС) с пониженным давлением. Из ВС посредством импульсной трубки 3 откачивают воздух. Измеряют удельный вес Изобретение относится к автоматическому управлению работой гидроциклонов и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии , а также в химической и угольной промышленности. Цель изобретения - повышение надежности и качества разделения. На фиг. 1 представлена гидравлическая характеристика системы трубопроводов; на фиг. 2 - изменение положения характеристики трубопровода при изменении сечения (УВ) твердого в сливе и питании ГЦ 1 с помощью датчиков УВ 9, 10. Задатчиком 13 устанавливается требуемое значение качества работы ГЦ 1 определяемое величиной К ()/di, где62 и 6 -УВ твердого в сливе и питании ГЦ 1. В вычислительном устройстве 11 по сигналам, поступающим с датчиков 9, 10, рассчитывается текущее значение К, которое поступает на регулятор 12 и сравнивается с заданным от задатчика 13. Изменение режима работы ГЦ 1 осуществляется изменением количества откачиваемого воздуха из В С. При этом количество откачиваемого воздуха из ВС увеличивают, если относительная величина приращения УВ твердого в сливе и питании ГЦ 1 меньше заданной и уменьшают, если относительная величина приращения УВ твердого больше заданной. Изменение количества откачиваемого воздуха из ВС регулируется изменением положения запорного элемента 5 на трубоп, оводе 4 по сигналу регулятора 12 посредством исполнительного механизма 6. 4 ил. песковой насадки гидроциклона и уровня пульпы в зумпфе и их влияние на рабочую точку насоса; на фиг. 3 схема разгрузки песков через песковую насадку; на фиг. 4 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ автоматического управления процессом разделения. Способ осуществляется следующим образом . Измеряют удельный вес твердого в сливе и питании гидроциклона. Определяют относительную величину приращения удельI Ј СО о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я>з В 03 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г

О

ОП ИСАН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ i -

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712024/03 (22) 25.04.89 (46) 15,04,91, Бюл. ¹ 14 (71) Криворожский горнорудный институт (72) Л.P.Òèñìåíåöêèé, Т,l0.Трач, А.В.Якушин и С.А.Супруненко (53) 621.928.37 (088.8) (56) Патент США N 2913112, кл. 209-211, 1959.

Авторское свидетельство СССР

¹ 839566, кл. В 03 В 13/00, 1979. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗДЕЛЕНИЯ В

ГИДРОЦИКЛОНЕ (57) Изобретение относится к химической и горной промышленности и предназначено для автоматического управления работой гидроциклонов. Цель — повышение надежности и качества разделения. Пульпа подается через питающий патрубок в гидроциклон (ГЦ) 1, где образуется воздушный столб (ВС) с пониженным давлением, Из BC посредством импульсной трубки 3 откачивают воздух. Измеряют удельный вес

Изобретение относится к автоматическому управлению работой гидроциклонов и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, а также в химической и угольной промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности и качества разделения.

На фиг. 1 представлена гидравлическая характеристика системы трубопроводов; на фиг. 2 — изменение положения характеристики трубопровода при изменении сечения

„„Я „„1641430 А1 (УВ) твердого в сливе и питании ГЦ 1 с помощью датчиков УВ 9, 10. Задатчиком 13 устанавливается требуемое значение качества работы ГЦ 1 определяемое величиной

К = (д2 — д )бд, гдед2 и 8> — УВ твердого в сливе и питании ГЦ 1. В вычислительном устройстве 11 по сигналам, поступающим с датчиков 9, 10, рассчитывается текущее значение К, которое поступает на регулятор 12 и сравнивается с заданным от задатчика 13. Изменение режима работы ГЦ

1 осуществляется изменением количества откачиваемого воздуха из BC. При этом количество откачиваемого воздуха из BC увеличивают, если относительная величина приращения УВ твердого в сливе и питании ГЦ 1 меньше заданной и уменьшают, если относительная величина приращения .

YB.твердого больше заданной. Изменение количества откачиваемого воздуха из ВС регулируется изменением положения запорного элемента 5 на трубоп,.оводе 4 по сигналу регулятора 12 посредством исполнительного механизма 6. 4 ил. песковой насадки гидроциклона и уровня С пульпы в эумпфе и их влияние на рабочую точку насоса; на фиг, 3 — схема разгрузки песков через песковую насадку; на фиг. 4— структурная схема устройства, реализующе- го предлагаемый способ автоматического управления процессом разделения.

Способ осуществляется следующим образом.

Измеряют удельный вес твердого в сливе и питании гидроциклона, Определяют относительную величину приращения удель1641430 ного веса твердого в сливе и питании гидроциклона и регулируют выход песков. Регулирование выхода песков осуществляют регулированием откачивания воздуха из воздушного столба гидроциклона. Количество откачиваемого воздуха из воздушного столба гидроциклона изменяют пропорционально изменению относительной величины приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона до достижения этой величиной заданного значения, причем количество откачиваемого воздуха увеличивают, если относительная величина приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона меньше заданной, и уменьшают, если относительная величина приращения удельного веса твердого больше заданной.

Способ осуществляется с помощью устройства, где 1 — гидроциклон; 2 — воздушный столб гидроциклона с введенной в него импульсной трубкой 3; 4 — система трубопроводов; 5 — запорный элемент с исполнительным механизмом 6; 7 — вакуумнасос; 8 — привод вакуум-насоса; 9 и 10 датчики удельного веса твердого в питании и сливе соответственно; 11 — вычислительное устройство; 12 — регулятор; 13 — эадатчик.

Пульпа подается в гидроциклон 1 через питающий патрубок. При нормальном процессе классификации в гидроциклоне образуется воздушный столб 2 с пониженным давлением. Из воздушного столба 2 че. рез введенную в него импульсную трубку

3 по системе трубопроводов 4 вакуум-насосом 7 с приводом 8 откачивается воздух.

Количество откачиваемого воздуха регулируется изменением положения запорного элемента 5, который связан с исполнительным механизмом 6. Запорный элемент 5 установлен на трубопроводе 4. Удельный вес твердого в сливе Bz и питания ä1 контролируются датчиками удельного веса 9 и 10 соответственно. Задатчиком

13 устанавливается требуемое из технологических соображений значение качества работы гидроциклона, определяемое величиной

К а2- д1

В вычислительном устройстве 11 по сигналам, поступающим с датчиков 9 и 10, рассчитывается текущее значение К, которое подается на регулятор 12, на который поступает также и сигнал от задатчика 13 с заданным значением К . Значение величины K поддерживается на заданном уровне

10 путем изменения количества откачиваемого воздуха иэ воздушного столба 2, которое регулируется изменением положения запорного элемента 5 на трубопроводе 4 по сигналу регулятора 12 посредством исполнительного механизма 6.

В процессе работы насосный агрегат и система трубопроводов, на которой установлены гидроциклоны, находятся в определенной технологической связи. Напор в рабочей точке системы определяется пересечением рабочей характеристики 0 — Н и гидравлической характеристики трубопровода Нт. Характеристика трубопровода (фиг. 1) определяется следующим уравнением

Нт = Нг+ а02, (1) где Q — расход насосной установки; а— коэффициент, зависящий от количества

20 и вида гидравлических местных сопротивлений XRi, потеря напора на которых равна Х hi, Нг — геодезическая высота подъема.

Таким образом, при неизменной ха25 рактеристике насоса изменение сечения, песковой насадки вызывает изменение гидравлического сопротивления гидроцикло-. на, а следовательно, и коэффициента а уравнения (1).Геодезическая высота подь30 ема Hr определяется уровнем пульпы в зумпфе и постоянна при постоянном уровне. На фиг. 2 видно, что гидравлическая характеристика трубопровода смещается вдоль оси ординат в соответствии с уровнем пульпы в

35 эумпфе (кривые $з и $з); при постоянном уровне (Нг = const) и переменных гидравлических сопротивлениях трубопровода изменяется угол наклона гидоавлической характеристики трубопровода. идравлическое сопротивление трубопровода Х 5 изменяется при изменении сечения $ песковой насадки гидроциклона. При уменьшении проходного сечения АВ (фиг. 3) увеличивается

45 гидравлическое сопротивление трубопровода Mi, при увеличении сечения АВ

Х RI уменьшается, Таким образом, крутизна гидравлической характеристики трубопровода тем больше, чем больше

50 гидравлическое сопротивление трубопровода Х 5 (фиг. 2). На фиг . 2 показано несколько гидравлических характеристик системы трубопровода для различных сечений $($>

< $2 < $з) песковой насадки гидроциклона, 55 т.е. различных гидравлических характеристик трубопровода, При изменении количества откачиваемого воздуха из воздушного столба гидроциклона изменяется разрежение в нем. При увеличении разрежения диаметр воздушного столба увеличиЙ Й

С<

69 вается. При постоянном диаметре лесковой насадки AB с ростом диаметра воздушного столба Сд (см. фиг. 3) уменьшается сечение (А — СД), через которое происходит разгрузка песков, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления трубопровода ZR . Как видно из фиг. 2, увеличение гидравлического сопротивления трубопровода приводит к увеличен, о крутизны гидравлической характеристики трубопровода 0 — Н, При изменении Гидравлического сопротивления изменяется и положение рабочей точки насосной установки (на фиг. 2 это точки 1, 2, 3). КажДой рабочей тачке (1, 2, 3) соогветcTByeT

8IIp6 8 98I9;I О6 ка 46CTBo 8HXo. H G o 9родукта, В качестве критерия Оценк!9 !<.:-.÷6ства выходного продук: а Гидроцкклона выбрана Г9редложенная в л;-:Ототиле относительная Be÷è÷èíà I лриращен:,9Я удельНО9 О веса тверг;:ОГО B сливе и питании гидроциклона

При изменении условий работы технологического ooopyдования изме яется качеЛрсцеооа раэлеяен9>.q 9-;ало:гд.,:;ер Лри изменении уровня пульпы в зумг;фе Изменится Геодезическая высота Годьбь98 h;, преДположим с Н-,", на 99;2, лри этом рабочая точка установки займет положение 3.

Изменяя количество откачиваемого из во";душного cTo 6a I nqpou 9клона Boapyха, можно сместить рабочую точку установки в прежнее полОЖ8ние 3 и Добиться прех<неГО качества разделения в гидроциклоне.

Предположим, что система работает в устанОвившемся состоянии, сООтBGTcTBy9ощем точке 3 на фиг. 2. Зтой точке соогветствует напор Нз и расход насосной установки Оз, сечение лесковой насадки

Яз и геодезическая высота подъема НГ9, ДОГ9устим уровень пульпы в зумлфе повысился, следовательно, геодезическая высота подъема уменьшилась и, предлолсжим, стала равной НГ2. Гидравлическая характеристика трубопровода Опустилась, рабочая точка установки заняла положение 3. Зтой точке соответствует напор Нз, расход Оз, сечение лесковой насадки Яз. Уменьшение напора Н и увеличение расхода О приводИТ I< ТОМУ ЧТО B СЛИВ СтаНЕТ бОЛЬШ6 ЛОСту пать нераскрытых минералов. В результате э ого величина д2 уменьшится„следовательно, уменьшится и величина К, которая

Опр8д8лится в вычислительнОм устрОйстве

11 по сигналам датчиков 9 и 10. На выходе

БО

55 регулятора 12 появится рассогласование, . вследствие которого исполнительный механизм 6 приоткроет запорный элемент 5, количество откачиваемого воздуха из воздушного столба -2 увеличится. Гидравлическое сопротивление возрастет, напор Н увеличится, расход питания 0 в гидроциклон уменьшится, в слив станет больше поступать мелких частиц. Вследствие этого величина д2 увеличится, следовательно увеличится и велиина К. Так будет продолжаться до тех пор, пока текущее значение величины К не станет равным заданному, П9редлоложим, свойства перерабатываемой руды изменились в сторону улучшения, Вследствие этого увеличится удельный вес твердого в сливе 82, увеличится и величина К, поскольку рост д2 значительно больше, чем ä9 . Увеличение д9 приводит к увеличению плотности перекачиваемой пульпы, которая, в свою очередь, приводит к росту гидравлического сопротивления сети Х R;, При этом система из точки

3 перейдет, например, в точку 2. На выходе регулятора 12 появится сигнал рассогласования, по которому исполнительный механизм 6 прикроет запорный элемент 5, уменьшив количество откачиваемого воздуха из воздушного столба 2 гидроциклона 1.

При этом гидравлическое сопротивление уменьшится, крутизна гидравлической характеристики уменьшится, рабочая точка системы, скользя по рабочей характеристике насоса О-Н, займет положение 3 (фиг. 2), При ухудшении свойств перерабатываемой руды система работает аналогично в противоположном направлении, В качестве датчиков 9 и 10 удельного веса твердого в питании и сливе гидроциклона может быть использовано известное устройство. В качестве вычислительного устройства 11, задатчика 13, регулятора 12 может быть использован микропроцессорный комплекс на базе элементов КТС ЛИУС2 из номенклатурного перечня технических средств КТС ЛИУС-2, Для реализации предлагаемого способа управления достаточным будет следующий состав технических средств из укаэанного номенклатурного перечня: элемент ввода сигналов постоянного тока КС 31.33, элемент памяти КС54.16; контроллер микропроцессорный КС 59.04; элемент вывода сигналов постоянного тока

КС,32,08; клавиатура функциональная

КВ 27.47; источник пи. ания для питания элементов I

/ их диаметра; в качестве запорного элемента 5 на воздухопроводе 4 используется газовая задвижка типа 30 ч 17бк с условным проходом Ду - 50 we, сочлененная с исполнительным механизмом 6 типа М30.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом разделения в гидроциклоне, включающий измерение удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона, определение оТносительной величины приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона и регулирование выхода песков, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности и качества разделения, регулирование выхода песков осуществляют регулированием откачивания воздуха иэ воздушного столба гидроцикло5 на, при этом количество откачиваемого воздуха из воздушного столба гидроциклона изменяют пропорционально изменению относительной величины приращения удель. ного веса твердого в сливе и питании

10 гидроциклона до,достижения этой величиной заданного значения, причем количество откачиваемого воздуха увеличивают, если относительная величина приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидро15 циклона меньше заданной, и уменьшают, если относительная величина приращения удельного веса твердого больше эаданной.

Составитель В. Митянин

Редактор В. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 1425 Тираж 339 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101