Звукометрический способ диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения и устройство для диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения

 

Союз Советских

Соцналмстмческ их

Республик

° (.ъ

В 02 С 25/00 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.1081. Бюллетень Но 37

Дата опубликования описания 071081 (53) УДК 621 926 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.М.Иноземцев, Ю.Л.Березин и Ш.А.Махмутов

Казахский политехнический институт им. В;И.-Ленина (71) Заявмтель (54) ЗВУКОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ

СОСТОЯНИЯ ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ И ПРОЦЕССА

ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов на фабриках горно-рудной и горно-химической промышленности.

Известен способ автоматического контроля степени заполнения материалом мельницы самоизмельчения путем оценки длительности динамического воздействия внутримельничной загрузки на футеровку мельницы относительно заранее установленного момента на чала отсчета (1j.

Этот способ не позволяет контролировать степень заполнения мельницы мелющими телами, так как он предназ- 15 начен для контроля степени заполнения общей внутримельничной загрузкой. чения, включающее индукционные датчики шума и два частотных фильтра (2 j.

Способ основан на использовании деформации частотного спектра при измельчении состояния мельницы. При этом необходимо отметить, что как изменение шаровой загрузки, так и изменение рудной загрузки может вызвать одинаковое изменение частотного спектра. Поэтому в способе контроль выбранного диагностируемого парамет.ра необходимо осуществлять при постоянстве остальных параметров. Следовательно описанный способ не позволяет определять одновременно несколько параметров, характеризующих состояние мельницы. Это снижает его точность измерения и воэможность применения.

Цель изобретения — повышение точности оценки диагностируемых параметров.

Цель достигается тем, что при звукометрическом способе диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, вклюЧающем разделение частотного спектра шума, издаваемого мельницей на поддиапаэоны частот, .определение весовых коэффициентов амплитуд ноддиапаэонов и оценку

) Наиболее близким по технической сущности к изобретению является эву- 20 кометрический способ диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включающий разделение частотного спектра шума, издаваемого мельницей на поддиапазоны частот, 25 определение весовых коэффициентов амплитуд поддиапаэонов и.оценку диагностируемых параметров, а также устройство для диагностики состояния шаровой мельницы и процесса иэмель- 30

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к евт. свмд-ву—

{22) Заявлено 07. 07. 78 (21) 2639408/29-33 (51)М

869809 диагностируемых параметров, дополнительно определяют градиент интенсив- ности звукового поля мельницы, а оценку диагностируемых параметров осуществляют по градиенту интенсивности звукового поля мельницы и соотношению весовых коэффициентов ам плитуд поддиапаэонон частот.

Кроме того, градиент интенсивности звукового поля мельницы определяют по интенсивности сигналов, по крайней мере, в трех точках, две иэ которых располагают по образующей барабана мельницы, а третью по окружности барабана, а в качестве диагностируемых параметров используют общую степень заполнения, скорость измельчения и 15 степень заполнения мельницы шарами, которые вычисляют последующим.формулам:

1 где К и К вЂ” коэффициенты пропорци- у ональности, определяемые для каждого типа мельницы; у иК вЂ” весовые коэффициенты

2 амплитуд поддиапазонон; .Ъ:.Ф

0 > 0 — интенсинность звуковых сигналов в точках по образующей барабана мельницы;

0 — интенсивность сигнала в точке по окружности :о барабана мельницы; общая степень заполнения; скорость измельчения; у — степень заполнения шарами. 45

Кроме того,устройство для диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включающее индукционные датчики шума и два частотных фильтра, снабжено тремя преобра- и зователями, тремя блоками вычитания, индикаторами степени заполнения, скорости измельчения и степени заполнения мельницы шарами, тремя блоками суммирования и тремя блоками соотно1 шейия, причем первый и второй индукционные датчики расположены по обраэукщей барабана мельницы, а третий йа окружности барабана, выходы датчиков соединены с входами соответствующих преобразователей, выход пер- 5О ного преобразователя соединен с первыми входами первых блоков вычитания и суммирования, выход второго преобразователя соединен с нторыми входами первых блоков вычитания и суммирования и с первыми входами вторых блоков вычитания и суммирования, выход третьего преобразователя соединен с вторыми входами вторых блоков вычитания и суммирования, выходы которых соединены с входами первого блока соотношения, выход которого соединен с индикатором степени заполнения, выходы первых блоков вычитания и суммирования соединены с входами второго блока соотношения, выход которого соединен с первым входом третьего блока суммиронания, второй вход которого соединен с выходом первого блока соотношения, а выход третьего блока суммирования соединен с индикатором скорости измельчения, выход третьего датчика соединен с входами частотных фильтров, выходы которых соединены с входами третьего блока соотношения, выход третьего блока соотношения и выход первого блока соотношения соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором степени заполнения мельницы шарами.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа на фиг.2 представлено изменение геометрии внутримельничной загрузки при разной степени заполнения, где А, Б, B с.тепени заполнения, на фиг.З вЂ” изменение эпюры динамического воздействия внутримельничной загрузки на элемент футеронки за один период вращения, где обозначения кривых соответствуют вышеперечисленным степеням заполнения..

Для пояснения сущности изобретения рассмотрим динамическое воздействие ннутримельничной загрузки на элемент футеровки за один оборот вращения. При движении элемент футеронки попадает под удары шаров, затем упавшие шары образуют демпфирующий слой, на который подают следующие шары, -.ем самым ослабляя силу удара последующих шаров об элемент футеровки. Чем больше степень заполнения мельницы, тем быстрее будет наращиваться демпфирующий слой, на который падают последующие шары, и тем самым слабее сила удара на элемент футеровки.

Если эа начало отсчета взять верхнюю крайнюю точку, то развернутая эпюра динамического воздействия мельничной загрузки на элемент футеронки будет иметь вид, показанный на фиг.2.

Колебания футеровки передаются барабану мельницы. Гледовательно распределение интенсивности излучения звукового поля на поверхности барабана мельницы отражает динамическое воздействие внутримельничной загрузки на элемент футеронки.

Иэ сказанного выше можно сделать нывод, что скорость затухания зву869809 коного поля мельницы (по направлению вращения и после достижения максимума) находится в определенной зависимости от степени заполнения.

Далее, при поступлении в мельницу руда, иэмельчаясь, перемещается вдоль мельницы от места загрузки. Чем дальше от места загрузки, тем мельче становятся зерна руды.

Известно также, что мелкий материал между шарами лучше гасит определенные частоты звуковых колебаний.

Поэтому по скорости затухания звуковых колебаний определенных частот вдоль образующей барабана мельницы можно определить измельчаемость пррйрабатынаемой руды. Но скорость зату- 15 хания звуковых колебаний зависит от

I общей степени заполнения мельницы.Следовательно н значение скорости затухания звука вдоль образующей барабана необходимо ввести поправку по 20 степени заполнения мельницы. где U - интенсивность энукового поля в точке Я;

k2- масштабный коэффициент общей степени заполнения, Скорость измельчения с учетом!

О степени заполнения определяют по формуле ((() Я Л+ К (j@-0э1

»L lj+U2 ()„+() ) Для пояснения сущности определения шарового заполнения мельницы разобьем рабочий диапазон изменения общей степени заполнения, например, на три диапазона. При каждой из трех степеней заполнения могут быть различные соотношения рудной и шаровой загрузки. Общеизвестна зависимость 30 частотного спектра шума шаровой мельницы от наличия руды н ней. Чем больше руды в мельнице, тем сильнее гасятся высокие частоты спектра. Исходя иэ этого, каждому соотношению рудной и шароной загрузки будет соответствовать вполне определенный наклон низкочастотной части спектра после достижения максимума.

Таким образом, для произведения диагноза состояния шаровой мельницы с использованием нового способа определяют интенсивность звукового излучения как минимум н трех точках мельницы (фиг.1), где точки расположены в вершинах прямоугольного треугольника, из вершины прямого угла которого один катет направлен по образующей барабана, другой — по окружности в сторону вращения. Ввиду 5О того, что контрольные точки занимают вполне определенное геометрическое расположение на барабане мельницы градиент приближенно можно определять по разности интенсивностей в этих 55 точках отнесенной к среднему значению интенсивностей, например градиент

И по образующей барабана равен бО

О„+0 () +(1

/ где Ц» и (32 — интенсинность звукового поля соответственно в точках 1 и 2.

Общую степень заполнения определяют по формуле где К» — масштабный коэффициент измельчаемости >

К = 0,1-:0,2 — коэффициент,учитывающий влияние общей степени заполнения на скорость затухания звука по образующей.

Степень заполнения мельницы шарами определяют по формуле

+ Ч вЂ” К 4» (()1-0ъ) 2 К цi оК ) 2 () +U

» " 1 где К и К вЂ” весовые коэффициенты поддиапазонов частот соотношение которых наиболее сильно отражает наклон высокочастотной части спектра, Примечание: К», k

Принцип действия устройства заключается н следующем. Все три сигнала преобраэонынаются н сигналы постоянного тока преобразователями 4,5,6.

Во втором блоке вычитания 8 иэ сигнала первого датчика вычитается сигнал третьего датчика, во втором блоке суммирования 11 они суммируются и делятся на два. Затем их разность и половина суммы поступают в первый блок соотношения 14, выходной сигнал которого несет инфорМацию об общей степени заполнения мельницы.

В первом блоке вычитания 7 из сигнала первого датчика вычитается сиг" нал второго датчика, в первом блоке суммирования 10 они суммируются и делятся на два. Затем разность и половина суммы поступают на второй блок соотношения 13.Сигнал соотношения

869809 складывается с частью сигнала общей степени заполнения в третьем блоке суммирования 12. Результирующий сигнал несет информацию о скорости измельчения перерабатываемого продукта.

Непреобразованный сигнал третьего датчика поступает в фильтры 16 и 17, которые выделяют из сигнала определенные частоты с соответствующими весовыми коэффициентами. Затем сигналы с фильтров поступают в третий блок соотношения 15, выходной сигнал которого складывается с выходным сигна-. лом первого блока соотношения 14.

Результирующий несет информацию о шаровом заполнении мельницы. 15

Описанный звукометрический спо- . соб диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения и устройство для его осуществления позволяют непрерывно и одновременно 2О контролировать основные параметры, характеризующие состояние и режим работы измельчительной установки.Применение нового устройства в системах .управления и автоматического регулирования процессом -измельчения позволяет более точно поддерживать в оптимальном режиме шаровую загрузку и общую степень заполнения в зависимости оТ измельчаемости руды, что приведет к повышению эффективности измельчения, стабильности грансостава готового продукта, а также повышению производительности.

Формула изобретения

1. Звукометрический способ диаг.ностики состояния шаровой мельницыи процесса измельчения, включающий 4О разделение частотного спектра шума, издаваемого мельницей на поддиапазоны частот, определение весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов и оценку диагностируемых параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки диагностируемых параметров, дополнительно определяют градиент интенсивности звукового поля мельницы, а оценку диагностируемых параметров осуществляют по градиенту интенсив-, ности звукового поля мельницы и соотношению весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов частот.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем„ что градиент интенсивности звукового поля мельницы ойределяют по интенсивности сигналов, по крайней мере, в трех точках, две из которых располагают по образующей QQ барабана мельницы, а третью по окружности барабана, а в качестве диагностируемых параметров используют общую степень заполнения, скорость измельчения и степень заполнения мельницы шарами, которые вычисляют по следующим формулам

Ч =К | (11-" ) о О+О, . f (У -U )2 О,-Uq

U +(+(о,"-:02) „

2 . 1+Us (0< -Uq) 2 Ку

1 Ка

0„ 0 К«

/ где К и К вЂ” коэффициенты пропор,иональности, определяемые для каждого типа мельницы; и К - весовые коэффициенты

1 амплитуд поддиапазонов;

0 и Π— интенсивности звуковых сигналов, в точках по образующей барабана мельницы;

0> — интенсивность сигнала в точке по окружности барабана мельницы; общая степень заполнения;

Vpq@ — скорость измельчения; степень заполнения шарами.

3. устройство для диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включающее индукционные датчики шума и два частотных фильтра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено тремя преобразователями, тремя блоками вычитания, индикаторами степени заполнения, скорости измельчения и степени заполнения мельницы шарами, тремя блоками суммирования и тремя блоками соотношения, причем первый и второй индукционные датчики расположены по образующей барабана мельницы, а третий — на окружности барабана, выходы датчиков соединены с входами соответствующих преобразователей, выход первого преобразователя соединен с первыми входами первых блоков вычитания и суммирования, выход второго преобразователя соединен с вторыми входами первых блоков вычитания и суммирования и с первыми входами вторых блоков вычитания и суммирования, выход третьего преобразователя соединен с вторыми входами вторых блоков вычитания и суммирования, выходы которых соединены с входами первого блока соотношения, выход которого соединен с индикатором степени заполнения, выходы первых блоков вычитания и суммирования соединены с входами второго блока соотношения, выход которого соединен с первым входом третьего блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом первого блока соотношения, а выход третьего блока суммирования соединен с индикатором

869809

ВНИИПИ Заказ 8703/11 Тираж 664 Подписное

Филиал IIJIII "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4 скорости измельчения, выход третьего датчика соединен с входами частотных фильтров, выходы которых соединены с входами третьего блока соотношения, выход третьего блока соотношения и выход первого блока соотношения соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором степени заполнения мельницы шарами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР р 275712, кл. В 02 С 25/00, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

9 580900, кл. В 02 С 25/00, 1976.