УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ РЕАГЕНТОВ Российский патент 2013 года по МПК G01F11/00 

Предлагаемое изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, в частности к устройствам дозирования жидких флотационных реагентов при флотации руд цветных металлов.

Известно устройство [1] для дозирования реагентов, содержащее напорный бак, дозирующие клапаны, N каналов управления дозирующими клапанами, каждый из которых содержит реле времени, логические элементы и усилитель. Недостатком устройства [1] являются низкие надежность и ограниченные функциональные возможности.

Известно устройство [2], содержащее напорный бак, N каналов дозирования, каждый из которых содержит дозирующий клапан, а также микропроцессорный блок управления дозирующими клапанами, снабженный общей программой, состоящей из программных блоков, обеспечивающих:

- формирование управляющих сигналов дозирующими клапанами,

- создание базы данных катастрофических отказов каналов дозирования,

- учет заданных расходов реагентов по каждому каналу.

Недостатком устройства [2] является отсутствие контроля фактического расхода реагента по каналам дозирования, контроля параметрических отказов дозирующих клапанов, контроля работы напорного бака и отсутствие автоматической калибровки дозирующих клапанов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту - прототипом предлагаемого устройства является устройство [2].

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства - дополнение устройства функциями калибровки каналов дозирования, выявление параметрических отказов дозирующих клапанов и напорного бака. С этой целью в устройство [2] введены измеритель расхода реагента на входе напорного бака, в котором дополнительно установлены первый и второй поплавковые клапаны, вычислительное устройство, оснащенное программными блоками:

- калибровки каналов дозирования,

- сравнения текущего расхода реагента с расходом, заданным в блоке управления дозирующими клапанами,

- алгоритма поиска неисправного оборудования,

- приема-передачи информации между вычислительным устройством и блоком управления дозирующими клапанами.

На Рис.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, где изображены:

1 - измеритель расхода реагента,

1.1 - входной штуцер,

1.2 - выходной штуцер,

2 - напорный бак, включающий первый и второй поплавковые клапаны

3 - реагент,

4 - первый поплавок,

5 - первое запорное устройство,

6 - штанга второго поплавкового клапана,

7 - дроссельный штуцер,

8 - второе запорное устройство,

9 - второй поплавок,

10 - каналы дозирования,

11 - дозирующие клапаны,

12 - блок управления дозирующими клапанами, включающий первое вычислительное устройство,

12.1 - дисплей,

12.2 - клавиатура,

13 - канал приема-передачи информации,

14 - второе вычислительное устройство,

14.0 - общий программный блок вычислительного устройства,

14.1 - программный блок калибровки каналов дозирования,

14.2 - программный блок вычисления величины отклонения входного и заданного расхода реагента,

14.3 - программный блок алгоритма поиска неисправного оборудования,

14.4. - программный блок приема/передачи информации,

14.5. - программный блок для ввода сигнала измерителя расхода реагента,

15 - канал приема информации от измерителя расхода реагента.

Первый поплавок 4 и первое запорное устройство 5 являются первым запорным клапаном. Второй поплавок 9, второе запорное устройство 8 и штанга второго поплавкового клапана являются вторым запорным клапаном. Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Под управлением блока 12, содержащего N каналов формирования управляющих воздействий в виде ШИМ сигналов с периодом Т, дозирующие клапаны 11 включаются на определенное время. При этом доза реагента, вытекающая из дозирующего клапана, пропорциональна длительности включенного состояния клапана в течение периода Т при постоянном значении уровня реагента в напорном баке.

Регулирование уровня реагента 3 в расходном баке осуществляется следующим образом. При уменьшении уровня реагента 3 в напорном баке 2 первое запорное устройство 5, расположенное в торце первого поплавка 4, открывает выходной штуцер 1.2 измерителя расхода реагента 1 и уровень реагента 3 в напорном баке восстанавливается. При уменьшении выходного потока реагента 3 первый поплавок 4 поднимается, перекрывая выходной штуцер 1.2, и уровень реагента 3 восстанавливается. Поплавковый затвор, содержащий штангу 6, запорное устройство 8 и поплавок 9, при увеличении уровня реагента 3 в напорном баке перекрывает дроссельный штуцер 7 и давление в расходном баке 2 увеличивается, что вызывает повышение входного расхода реагента 3. Измеритель расхода реагента 1 передает эту информацию в вычислительное устройство, а программный блок 14.2 выполняет вычисление величины текущего входного потока реагента 3 измерителем 1 за время, кратное периоду Т, и заданного суммарного расхода реагента 3 в каналах дозирования, и передает посредством общего программного блока 14.0 в программный блок 14.3 выполнения алгоритма, реализующего поиск неисправного оборудования. Программный блок 14.4 реализует алгоритм приема-передачи информации между блоками 12 и 14. Программный блок 14.5 реализует алгоритм приема информации от измерителя 1 расхода реагента по каналу приема информации от измерителя расхода реагента 15.

Для нормального функционирования предлагаемого устройства необходимо предварительно выполнить следующие операции:

- калибровку каналов дозирования 10,

- задать период Т работы блока 12 управления дозирующими клапанами 11,

- установить расход в каналах дозирования 10.

Режим калибровки дозирующих клапанов 11 реализуется программным блоком 14.1 по следующему алгоритму.

Дозирующие клапаны 11 каждого канала 10 последовательно по одному включаются на определенное время, измеряется расход реагента 3 за это время и определяется секундный расход реагента 3 каждого канала дозирования. 10. Полученные значения секундного расхода запоминаются в блоке управления дозаторами 12 и используются в режиме дозирования.

Период Т работы блока 12 устанавливается вычислительным устройством 14 по каналу приема-передачи 13 или с клавиатуры 12.2 блока управления 12 дозирующими клапанами. Величина заданного расхода каналов дозирования контролируется по индикатору 12.1 блока 12.

Расходы реагента 3 по каждому каналу дозирования 10 устанавливаются путем задания в процентах от максимального расхода реагента 3 в каждом канале дозирования 10 по каналу приема-передачи 13 или клавиатурой 12.2.

Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от прототипа обеспечивает формирование базы данных:

- неисправности дозирующих клапанов 11,

- неисправность напорного бака 2,

- уменьшение входного потока реагента 3 ниже допустимого.

Определение причины отклонения заданного суммарного расхода реагента 3 от реального определяется также путем непрерывного контроля сигнала измерителя расхода реагента 1 и текущего суммарного заданного расхода реагента 3, заданного в блоке управления дозирующими клапанами.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом, обладает отличительными свойствами, а именно - выполняет автоматическую калибровку дозирующих клапанов 11, осуществляет контроль параметрических отказов каналов дозирования 10, контроль отказов напорного бака 2, контроль потока реагента 3, поступающего в напорный бак 2. Это достигается тем, что в устройство введены новые элементы и программные средства, и новые связи между элементами устройства.

В предлагаемом устройстве реализован критерий изобретения, а именно - введены новые элементы и связи между ними, введены новые программные блоки. Устройство применяется при автоматизации технологических процессов флотации.

Литература

1. Патент РФ 2184388, G05D 11/13, БИ №18, 27.6.02.

2. Патент РФ 2270980, G05D 11/13, БИ №6, 22.02.06.

Изобретение относится к средствам дозирования автоматического импульсного дозирования жидких реагентов и может быть использовано на обогатительных фабриках при автоматизации технологического процесса обогащения руд. Изобретение направлено на возможность осуществления автоматической калибровки каналов дозирования реагентов, что обеспечивается за счет того, что устройство содержит напорный бак, блок управления дозирующими клапанами с периодом Т, оснащенное каналом приема-передачи информации, N каналов дозирования, измеритель расхода реагента на входе напорного бака и вычислительное устройство, на вход которого подключен выходной сигнал измерителя расхода реагентов, а каналы приема-передачи вычислительного устройства и блока управления дозирующими клапанами взаимно соединены. Для определения отказов дозирующих клапанов и напорного бака вычислительное устройство, интегрируя выходной сигнал измерителя расхода реагентов, производит вычисление расхода реагента за время, кратное периоду Т, осуществляет сравнение полученного расхода с суммарной величиной расхода реагента, установленной в каналах блока управления дозирующими клапанами. Указанная процедура может осуществляться непрерывно в течение всего периода дозирования. При отклонении расхода реагента больше допустимой величины реализуется алгоритм поиска отказавшего оборудования - канала дозирования или напорного бака. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для дозирования флотационных реагентов, содержащее напорный бак, N идентичных каналов дозирования, каждый из которых содержит дозирующие клапаны, блок управления дозирующими клапанами, оснащенный первым вычислительным устройством и каналом приема-передачи информации, работающий периодически с установленным периодом Т, отличающееся тем, что в устройство введен напорный бак, оснащенный первым и вторым поплавковыми клапанами, измеритель расхода реагента, установленный на входе напорного бака, и введено второе вычислительное устройство, оснащенное программным блоком калибровки каналов дозирования, программным блоком вычисления величины отклонений входного расхода реагента за кратное число периодов Т от суммарного расхода реагента, заданного в блоке управления дозирующими клапанами за это же время, программным блоком, реализующим алгоритм определения неисправности дозирующих клапанов и напорного бака, программным блоком канала приема-передачи информации и программным блоком приема информации от измерителя расхода реагента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходной сигнал измерителя расхода реагента подключен к входу вычислительного устройства, а выходной канал приема-передачи информации вычислительного устройства подключен к выходному каналу приема-передачи информации блока управления дозирующими клапанами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в напорный бак помещен поплавковый клапан в виде штанги, к которой прикреплено запорное устройство, причем к одному торцу штанги прикреплен поплавок, а другой выведен из напорного бака через дроссельный штуцер.