Устройство контроля качества продуктовобогащения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и>829176 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090479 (21) 2751172/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15,05.81,Бюллетень № 18

Дата опубликования описания (я)м. кл

В 03 В 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 765 (088. 8) (72) Автор. изобретения

Б. E. Гейзенблазен (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ

Изобретение относится к горнообогатительной промышленности и предназ.начено для использования в системах автоматического контроля и регулирования качества монометаллических продуктов обогащения в технологических потоках на обогатительных фабриках руд черных и цветных металлов, преимущественно обладающих магнит-. ными свойствами, а также в промышленности стройматериалов, металлургической, химической, сельском хозяйстве и др.

Известно устройство контроля ка-. чества продуктов обогащения, содер- 15 жащее измерительный узел в виде системы поворотных ячеек с приводом и систему съема и преобразования информации, включающую датчик магнитной проницаемости, усилительно-преоб- 20 разующий блок, блок деления, датчик уровня, дифференцирующий блок, коммутатор, блок памяти, интегратор и блок управления, причем датчики магнитной проницаемости установлены в ,дЬнной части поворотных ячеек и подключены к дифференцирующему блоку, один из выходов которых через коммутатор связан с блоком памяти, вход которого подключен к выходу блока де- 30 ления, а выход — к интегратору, а другой выход дифференцирующего блока подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен ,с датчиком уровня, а выход — с приводом системы поворотных ячеек (1(.

Однако данное устройство вырабатывает информацию о содержании магнитного минерала в продукте и поэтому не обеспечивает требуемой инфор.мации о качестве конечных продуктов обогащения, включая концентраты в пульпе, на конвейере, окатыши и агломерат.

Известно также устройство контроля продуктов обогащения, включающее микросепаратор с приводом, мерную емкость, блок управления, датчик веса, выход которого связан через блок управления: с входом запомчнающего элемента, регистратор удельного веса, реле слива, связанное с блоком управления, и датчик погружения микросепаратора, подключенный через блок управления к приводу микросепарато1 Г23.

Однако это устройство не обладает высокой точностью контроля содержания ценного минерапа в продуктах обогащения, что объясняется присущей ему

829176 цог;.»;;::,< ;. ? т.?<> ? -,? ?ег, р ? и ? rx;- р> ь?того са, обусловленной наличием датчика уровня и вносимой им,ошибкой, учиты- . вая, что рабочему диапазону измерения содержания ценного минерала в продукте обогащения соответствует отно-.

5 сительно небольшой диапазон изменений удельного веса продукта и, cëåäoâàтельно, жесткие требования к точности измерения уровня воды, вытесняемой пробой из мерной емкости. IQ

Цель изобретения — повышениже точности контроля содержания ценного минерала и уменьшение погрешности контроля содержания ценного минерала и продуктах обогащения °

Поставленная цель. достигается тем, что устройство снабжено регулятором заполнения с реле уровня и задвижкой, клапаном фиксации уровня, блоками вычитания и деления, при этом выход датчика веса связан через блок уп- 20 равления с входами запоминающего элемента,: выходы которого связаны с входами блока вычитания, который соединен с регистратором удельного веса и с входом и выходом блока уп- у5 равления, а другие выходы последнего соединены с реле уровня и клапаном фиксации уровня.

Кроме того, устройство снабжено реактором с воздуходувкой, нагревателем, термореле, задвижкой.с приводом и датчиком ее положения, при этом воздуходувка, нагреватель и задвижка соединены с выходами блока управления, один их входов которого соединен с датчиком положения задвижки..

На чертеже приведена функциональная схема устройства контроля качества продуктов обогащения.

Устройство содержит микросепаратор 49

1, привод 2, шкив 3, тягу 4, датчик

5 веса, коромысло б, блок 7 управления, реактор 8, электрозадвижку

9, воздуходувку 10, нагреватель 11, термореле 12, водопровод 13, мерную емкость 14, реле 15 слива, реле 16 заполнения, задвижку 17„,клапан 18 фиксации уровня, запоминающее устройство 19, блоки 20-23 памяти, вычислительное устройство 24, регистратор 25 удельного веса, датчик 26 верхнего положения, датчик 27 нижнего положения, фиксатор 28 глубины, контур 29, контролируемый технологический поток 30, пробу 31.

Устройство работает следующим

55 образом.

Привод 2 установлен на плече коромысла б датчика 5 веса и связан через шкив 3 посредством тяги 4 с микросепаратором 1. Этот привод сое- 6О динен с выходом блока 7 управления и связан с последним через датчики 26 и 27 соответственно.верхнего и нижнего положения микробепаратора

1 и через фиксатор 28 глубины. Датчик 6

5 вес . ??ме<т в?,?хоц ? i?а =?;?гт мц?-?арщее устройство 19, которые свя; со входами последнего через блок 7 управления. Запоминающее устройство

19 подключено к вычислительному. устройству 14, которое соединено с регистратором 25 удельного веса и имеет выход на блок 7 управления.

Этот блок имеет выходы на воздуходувку 10, нагреватель 11, реле 16 заполнения глерной емкости 14, клапан фиксации уровня 18, а также на цепь питания микросепаратора 1 (данная связь на чертеже не показана)., на электрозадвижку 9 и реле 15 слива.

Датчики положения электрозадвижки 9, реле 15 слива и задвижка 17 (на чертеже не показаны) соединены с входами блока 7 управления. Реле 16 заполнения мерной емкости 14 имеет выход на задвижку 17. Выход термореле

12 включен в цепь питания нагревателя 11. Реактор 8 соединен по каналу подачи воздуха с воздуходувкой 10.

Реактор 8 и мерная емкость 14 установлены неподвижно и соосно друг дру- гу и по отношению к микросепаратору

1. Датчик 5 веса и воздуходувка 10 зафиксированы неподвижно. корпуса датчиков 26 и 27 положения связаны жестко с приводом 2, который связан жестко с плечом коромысла 6, на котором он установлен. Входы этих датчиков связаны с упорами на валу шкива 3, ограничивающими вход шкива в прямом и обратном направлениях (на чертеже не показаны). Фиксатор 28 глубины жестко связан с коромыслом б и имеет связь посредством управляемого сердечника (на чертеже не показан) с определенным упором на валу шкива 3.

Датчик 5 веса выполнен по типу автокомпенсационного весоизмерителя с возможностью непрерывного урав новешивания коромысла б в одинаковом (гориэонтальном) положении и преобразования величины измеряемой массы в пропорциональный ей сигнал на выходе. Иа<.сь? привода 2, датчиков 26 и

27 положения, шкива 3, фиксатора 28 глубины, тяги 4 и микросепаратора 1, приложенные к плечу коромысла б датчика 5 веса, сбалансированы контргрузом 29, связанным жестко с противоположным плечом этого коромысла.

Микросепаратор 1 выполнен на основе магнита, например электромагнита, с воз ложностью его очистки от притянутого им продукта путем обесточивания обмотки электромагнита и его обдувки воздухом по команде блока 7 управления.Диаметр шкива 3 выбран из условия, что один его оборот соответствует перемещению микросепаратора 1 из крайнего верхнего положения, фиксируемого датчиком 26 верхнего положения, в крайнее нижнее положение, фиксируемое датчиком. 27 нижнего положения, 829176 достаточное для погружения микросепаратора 1 в контролируемый технологический поток 30.

В указанном на чертеже положении микросепаратор 1 очищен от контролируемого продукта, он находится в крайнем верхнем положении, датчик 26 верхнего положения разомкнут, привод

2 обесточен, воздуходувка 10, нагреватель 11 и клапан 18 фиксации уровня выключены, задвижка 17 закрыта, (() а электрозадвижка 9 и реле 15 слива открыты, и при этом свободен путь для прохождения микросепаратора 1 к контролируемому технологическому потоку 30.

Принцип действия предлагаемого

15 устройства состоит в следующем.

По команде блока 7 управления привод 2 погружает микросепаратор 1 в контролируемый технологический поток 30 "на заданное время, отсчиты- 20 ваемое .с момента срабатывания датчика погружения микросепаратора 1 (на чертеже датчик не показан) . По истечении этого времени привод 2 по команде блока 7 управления возвращает мик- )5 росепаратор 1 вместе с извлеченной им пробой в исходное положение фиксируемое датчиком 26 верхнего положения. По сигналу последнего блок 7 управления с выдержкой времени (25 с) подключает выход датчика 5 веса к входу одного из блоков памяти запоминающего устройства 19, например к блоку 20 памяти, причем последний запоминает массу исходной пробы. Далее, закрыв вход в блок 20 памяти, блок 7 управления включает на закрытие электрозадвижку 9 и, получив соответствующую информацию;от датчика ее положения (на чертеже .не показан), включает воздуходувку 10 и нагрева- 40 тель 11 на заданное время сушки

Одновременно с закрыванием электрозадвижки 9 блок 7 управления включает на закрывание реле 15 слива, а, получив соответствующую информацию от датчика его положения, включает реле 16 заполнения мерной емкости

14. Последнее открывает задвижку 17 на водопроводе 13, фиксирует а помощью электродного датчика (на чертеже 50 не показан) заполнение мерной емкости

14 водой до определенного уровня и с выдержкой времени, гарантирующей заполнение мерной емкости до перелива через отверстие напротив клапана

18 фиксации уровня, закрывает зад-. вижку 17. Зафиксировав сигнал о закрытии данной задвижки от -датчика ее положения, блок 7 управления с выдержкой времени 3-5 с включает клапан 18 фиксации уровня, причем 0 последний закрывает расположенное напротив него на мерной емкости

14 переливное отверстие (на чертеже не показано). В течение указанного времени t<> сушки пробы термореле 12, настроенное на опреде. ленную температуру, например на

250 С, отключает нагреватель 11, ес.ли температура в реакторе 8 в окрестности микросепаратора 1 превышает заданнуй, и подключает нагреватель 11, когда температура становится меньшей, чем заданная. По истечении времени сушки блок 7 управления отключает воздуходувку 10 и нагреватель 11 и с выдержкой времени 2-4 с подключа-, ет выход датчика 5 веса ко входу блока 21 памяти запоминающего устройства 19, причем данный блок запомина-. ет массу высушенной пробы контролируемого продукта. Отключив выход датчика

5 веса от запоминающего устройства

19, с выдержкой времени 2-4 с блок

7 управления включает в рабочее положение фиксатор 28 глубины, коммутирует на открывание электрозадвижку 9 и, приняв соответствующую информацию от датчика ее положения, включает привод 2 на погружение микросепаратора

1 в мерную емкость 14. Привод 2 погружает микросепаратор 1 до положения, которое ограничено углом поворота упора, имеющегося на валу данного привода, причем фиксатор 28 глубины через блок 7 управления;- отключает привод 2, а блок 7 управления с выдер жкой времени 2-4 с коммутирует выход датчика 5 веса с входом блока 22 памяти запоминающего устройства 19, и данный блок запоминает массу пробы контролируемого продукта в воде. Отключив выход датчика 5 веса от запоминающего устройства 19, с выдержкоФ времени 1-4 с блок 7 управления включает привод 2 на поднятие микросепаратора 1 в исходное положение,. фиксируемое датчиком 26 верхнего положения, одновременно выключает фиксатор 28 глубины, клапан 18 фиксации уровня и коммутирует на открывание электрозадвижку 9 и реле 15 слива.

При срабатывании датчика 26 верхнего. положения(получая от него сигнал, блок 7. управления, с выдержкой времени 10-30 с подключает .выход датчика 5 веса к блоку 23 памяти запоминающего устройства 19, и данный блок запоминает массу пробы контро" лируемого продукта., измеренную по истечении заданного времени после удаления пробы из мерной .емкости с водой. Отключив выход, датчика 5 веса. от запоминающего устройства 19, с выдержкой времени 1-4 с блок 7 управления отключает микросепаратор 1 от цепи питающего его напряжения, включает на заданное время (5-10 с) воздуходувку 10, затем отключает ее, подключает микросепаратор 1 к цепи питающего напряжения и дает команду вычислительному устройству 24 на обработку информации, накопленной в запоминающем устройстве 19. Вычислительное устройство 24 сначала вычисля

820176 ет и выдает на регистратор 25 удельного веса информацию об удельном весе контролируемого продукта, характеризующем содер>канне в нем ценногб минерала, вычисляя разность между массой высушенной пробы, запомненной блоком 20 памяти, и массой этой пробы в воде, запомненной блоком

21 памяти, и деля массу высушенной пробы на вычисленное значение разности указанных масс. Затем вычислительное устройство 24 вычисляет и

tQ выдаст на регистратор 25 удельного веса информацию о влажности контролируемого продукта., вычисляя разность между массой исходной пробы, запомненной блоком 20 памяти, и массой высушенной пробы, запомненной в блоке 21 памяти, и деля эту разность на массу исходной пробы. Далее вычислительное устройство 24 вычисляет и выдает на регистратор 25 удельного 2() веса информацию об удельной поверхности (крупности) контролируемого продукта, деля массу пробы, измеренную по истечении заданного времени после удаления пробы из мерной 25 емкости с водой и запомненную блоком

23 памяти, на массу этой пробы в воде, запомненную блоком 22 памяти.

Выдан эту информацию на регистратор

25 удельного веса, вычислительное устройство 24 выдает сигнал об окончании обработки информации на вход блока 7» IIp cñ Hëeå)è ÿ, разрешающий проведение очередного цикла контроля качества контролируемого процукта.

Далее цикл действий устройства повторяется в соответствии с вышеописанным.

Указанный цикл действий устройства закладывают в него в случаях контроля сыпучих продуктов обогащения,<о в частности концентрата, аглоруды, окать>шей„ агломерата и др„ непосредственно на технологическом конвейере или в технологической емкости, либо на специальном конвейере пробоотборного устройства, связанного по контролируемому продукту с технологическим конвейером или емкостью, а также в специальной емкости пробоотборного устройства. Привязку устройст-50 ва к потоку сыпучего продукта выполняют индивидуально (в зависимости от конкретных условий работы), используя в частных случаях возможность кратковременной остановки технологического или иного конвейера по команде блока 7 управления для отбора пробы 31 микросепаратором 1, а также воэможность оснащения.микросепаратора 1 датчиком касания материала на поцвижном конвейере с ограничением 60 времени касания долями секунды (на чертеже не показан).

Вышеописанный цикл действий ус»1 ройства в наиболее распространенном случае применения последнего — при кон троле качества концентратов в технологических потоках концентратной пульпы на железорудных обогатительных фабриках — несколько видоизменяется и сводится к следующему.

После погружения микросепаратора

1 в контролируемый технологический поток 30 (в данном случае концентратной пульпы), извлечения микросепаратором 1 пробы 31 и измерения и запоминания массы исходной пробы в соответствии с ранее изложенным блок

7 управления вырабатывает укаэанные команды на подготовку и заполнение водой мерной емкости 14. Далее блок

7 управления вырабатывает(команды на погружение пробы 31 в мерную емкость 14 и затем измерение и запоминание.массы данной пробы в воде в мерной емкости. После этого блок 7 управления вырабатывает указанные команды на подъем микросепаратора 1 из мерной емкости 14 и затем команды на измерение и запоминание массы пробы спустя заданное время с момента начала удаления пробы из мерной емкости. Затем блок 7 управления вырабатывает указанные команды на сушку пробы, далее — на измерение и запоминание массы высушенной пробы 31, а после этого — на обработку данной информации вычислительным устройством 24 согласно вышеизложенному, регистрацию результатов контроля качества регистратором 25 удельного веса в соответствии с ранее изло>кенным и, наконец, команды на очистку микросепаратора 1 и подготовку предлагаемого устройства к следующему очередному циклу действий в соответствии с ранее изложенным. Далее цикл действий устройства повторяется.

Контроль качества продуктов обогащения в потоках пульпы; осуществляют преимущественно в технологических емкостях, работающих с переливом, т.е. практически с одинаковым уровнем заполнения, например в дешламаторах, сгустителях, польподелителях, ван«av. или в специально устанавливаемых мерных сосудах, а также в технологических желобах, предусматривая в общем случае минимальное время погружения микросепаратора в контролируемый поток, а при необходимости — гашение скорости потока специальными оградителями в месте расположения микросепаратора.

В Различных условиях применения устройства, включая сыпучие материалы, потоки пульпы и пылевоздушные смеси продуктов переработки сильно- и слабомагнитных (окисленных) руд, предусматривают следующие целесообразные возможности реализации конструкции микросепаратора и отбираемой им пробы: применение .микросепаратора с интенсивным магнитным полем, в частности на основе разом829176 кнутой, замкнутой магнитных систем, полиградиентной магнитной системы, в частности с полиградиентным напол,нителем, например проволочного типа (на чертеже не показан); ограничение тол»цины слоя пробы, удержи- S ваемой микросепаратором, исходя иэ требования интенсивного удержания пробы, в частности путем ограничения времени взаимодействия микросепаратора при заборе им пробы с контролируемым технологическим потоком (продукта), путем энергичного встряхивания микросепаратора по команде блока управления посредством вибратора с возможностью использования .последнего. также и для очистки микро- 5

-»5 сепаратора от притянутого материала после очередного цикла контроля качества, или путем применения оправки, устанавливаемой под мерной емкостью, и протягивания микросепаратора с про- 2(} бой через эту оправку после отбора им пробы.

Наряду с рассмотренным основным вариантом реализации микросепаратора применительно к продуктам обогаще- 5 ния магнитных руд возможны различные варианты реализации» микросепаратора, рассчитанные на контроль качества продуктов обогащения и переработки немагнитных руд и материалов и, в частности, вариант механической руки — захвата с приводом, например в виде электромагнита, связанным по цепи питающего напряжения с блоком управления. Ьто позволяет расширить область применения устройства, например для контроля зольности углей при их обогащении, а также иных крупнозернистых, кусковых и крупнокусковых продуктов, представляющих собой бинарные и кваэибинарные среды, учи- 40 тывая, что удельный вес (истинная плотность) является универсальной характеристикой качества многих продуктов,а в различных отраслях народного хозяйства и в технике нет 45 средств автоматического контроля данной оценки качества продуктов, и,. также параллельно удельной поверхности, трещиноватости, влажности и смачиваемости. При дайной конструкции микросепаратора предлагаемое уст ройство может быть испельзовано и в качестве сортировщика отдельных предметов по их массе, а дальнейшее развитие конструкции микросепаратора позволит осуществить контроль качества и тонкозернистых немагнитных продуктов и, в частности грунтов и различных строительных материалов, включая готовые иэделия, подвергаемые обжигу, например шамот и др. 60

Сочетание в данном устройстве нагрева пробы при сушке с ее обдувом горячим воздухом в различных направлениях (на чертеже показан только один канал подачи воздуха в реактор

8) позволяет существенно интенсифицировать процесс сушки, приблизив его к процессу в кипящем слое. Основная задача, решаемая обдувом, состоит в интенсификации выделения паров воды из пробы, предотвращая образование водной пленки на поверхности: пробы, что в противном случае привело бы к .разбрызгиванию части пробы вырывающимися из нее через укаэанную пленку парами кипящей воды при столь вью сокой температуре сушки (250-300 С).

Устройство принципиально позволяет вести процесс сушки непосредственно в кипящем слое, однако это неприемлемо, так как связано с потерей пылевидной части пробы. В наиболее сложных условиях применения устройства — при контроле качества концентрата в концентратной пульпевремя сушки максимальное и составляет по расчетам не более 3-4 мин, а полное время отдельного цикла контроля качества — не более 5-6 мин, при.зтом практически данные анализа качества концентрата по содержанию в нем железа общего поступают к персоналу обогатительной фабрики из химлаборатории с .запаздыванием, на

3-4,5 ч.

Эффективность устройства обуслов лена повышением точности контроля содержания ценного минерала в продуктах обогащения.

Формула изобретения

1. Устройство контроля качества продуктов обогащения, включающее микросепаратор с приводом, мерную емкость, блок управления, датчик веса, выход которого связан через блок управления с входом запоминающего элемента, регистратор удельного веса, реле слива, связанное с блоком управления, и датчик погружения микросепаратора, подключенный через блок управления к приводу микросепаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля содержания ценного;минерала в продуктах, оно снабжено регулятором заполнения с реле уровня и задвижкой, клапаном фиксации уровня, блоками вычитания и деления, при этом выход датчика веса связан через блок управления с входами запоминающего элемента, выходы которого связаны с входами блока вычитания., который соединен с регистратором удельного веса и с входом и выходом блока управления, а другие выходы последнего соединены с реле уровня и клапаном фиксации уровня.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности контроля со829176

Состввитель В. Персиц

Редактор Ю, Петрушко Техред Ж.,Кастелевич КорректорN. Демчик

Заказ ?733/19 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, т . ужгород, ул. Проектная, 4 держания ценного минерала в продуктах обогашения„оно снабжено реакто- ° ром с воздуходувкой, нагревателем, термореле, задвижкой с приводом и датчиком ее положения, при этом воздуходувка, нагреватель и задвижка. соединены с выходами блока управления, один из входов которого соединен с датчиком положения задвижки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 601046, кл. В 03 В 13/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2564214/22-03, кл. В 03 В 13/00, 1978 (прототип).