СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ СУСПЕНЗИИ ВО ФЛОТОМАШИНЕ Российский патент 2020 года по МПК B03B13/00 B03D1/02 

Изобретение относится к области управления технологическим процессом флотации и может быть использовано для контроля уровня суспензии в камерах флотомашин на обогатительных фабриках.

Автоматический контроль уровня суспензии во флотомашинах представляет собою измерение уровня суспензии, которая находится под слоем пены относительно верхней кромки ее сливного борта. Изменение уровня происходит в узком диапазоне, как правило, это 25-30 мм. Отклонение уровня за нижнюю границу диапазона приводит к потерям полезного компонента (например, хлористого калия) с хвостами флотации, поскольку не весь полезный компонент успевает перейти в пенный продукт. Отклонение уровня за верхнюю границу диапазона приводит к снижению качества флотационного концентрата, поскольку увеличивается толщина сливаемого подпенного слоя, а вместе с ним увеличивается количество сопутствующих компонентов (например, хлористого натрия). Поэтому для качественного управления процессом флотации требуется высокая точность измерений - не хуже ± (1-2) мм.

Известен способ измерения уровня жидкостей в технологических аппаратах с помощью электропроводящего щупа путем механического измерения длины соединительного троса от точки пуска щупа до его соприкосновения с контролируемой жидкостью (Головков Б.Ю., Рейбман Л.А., Колпиков Г.Г. Системы и средства автоматизации обогатительных фабрик., М. «Недра», 1990, с. 39. Однако механический способ измерения длины соединительного троса не является достаточно точным и не используется для контроля уровня суспензии во флотомашинах.

Известен способ измерений уровня пульпы с помощью электропроводящего щупа, реализованный в устройстве автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камерах флотомашин в соответствии с котором механический способ измерения контролируемого участка длины троса заменен на электроимпульсный способ слежения за перемещением электрического щупа (а.с. SU 501769, B03D 1/02, 05.02.1976) - прототип.

Измерение производится следующим образом. Программный блок периодически запускает реверсивный электродвигатель, при этом электропроводящий щуп начинает свое движение в вертикальном направлении от верхнего положения, определяемого конечным выключателем до контакта с суспензией. Одновременно с началом движения щупа программный блок включает измеритель времени (таймер). В момент, когда щуп касается поверхности суспензии происходит замыкание электрической цепи, программный блок останавливает измеритель времени и преобразует полученный промежуток времени в сигнал, пропорциональный уровню суспензии во флотомашине.

Данное изобретение имеет следующие недостатки, снижающие точность и надежность измерений.

Полученный (контролируемый) промежуток времени состоит из двух отрезков: 1-й отрезок - холостой ход щупа от начала хода до верхней границы диапазона измерений, 2-й отрезок - рабочий ход щупа, пропорциональный уровню суспензии. Рабочий отрезок времени составляет только часть контролируемого промежутка времени. Например, реальное значение холостого хода равно 10 см, а рабочий ход (диапазон измерений уровня) равен 2,5 см, получим долю рабочего хода 2,5/12,5=0,2 или 20%, что снижает чувствительность способа и повышает погрешность измерений. Если погрешность общего промежутка времени, приведенная к длине, составит 0,5 мм, то погрешность измерений составит 0,5/0,2=2,5 мм или 10% от диапазона измерений.

В результате образования пены на поверхности суспензии верхняя граница диапазона измерений становится размытой, появляется погрешность контактирования щупа с суспензией, которая по отношению к узкому диапазону измерений оказывается существенной.

Способ не предусматривает операцию очистки электропроводящего щупа, в то время, как суспензия во флотомашине содержит глинистые частицы, которые загрязняют электропроводящий щуп и ухудшают контактирование щупа с суспензией, что снижает надежность выполнения измерений и может привести к срыву измерений.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности и надежности измерений уровня суспензии во флотомашине.

Технический результат достигается тем, что электропроводящий щуп приводят в равномерное движение по дуге с его погружением в суспензию, а значение уровня суспензии во флотомашине определяют по времени погружения щупа в суспензию, щуп после выхода из суспензии подвергают очистке от налипших частиц суспензии.

В предлагаемом способе измерение начинается непосредственно с момента контактирования щупа с суспензией. Замер времени холостого хода щупа от начала хода до контакта с суспензией не производится. Доля рабочего хода повышается до 100%, тогда как в прототипе она составляет 20%. Это позволяет уменьшить погрешность измерений.

Увеличивается длина пробега (рабочего хода) щупа, соответственно и время измерений. Для прототипа оно равносильно измеренному уровню, а для предлагаемого способа равносильно пробегу щупа по дуге. Поскольку увеличивается время контактирования, погрешность от нечеткого контактирования щупа с суспензией значительно снижается, вследствие чего повышается точность измерений.

Введение операции очистки электрического щупа от налипания частиц пены позволяет улучшить контакт щупа с суспензией и повысить надежность измерений.

Сущность предлагаемого изобретения пояснена схемой (фиг. 1).

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью блока управления 1 периодически запускают в движение реверсивный двигатель 2, который через ось 3 и штангу 4 приводит электропроводящий щуп 5 в равномерное движение по дуге 6 от точки 7 до точки 8 и обратно. При движении по дуге щуп проходит через пену 9 и контактирует с электропроводящей суспензией 10, погружаясь на глубину от измеряемого уровня 11 до нижней границы 12 диапазона измерений. Электропроводящий щуп 5 и находящаяся в суспензии заземленная пластина 13 подключены к преобразователю 14 и образуют электрическую цепь. При контактировании щупа с суспензией происходит его замыкание через суспензию на заземленную пластину 13, в преобразователе возникает импульс, который включает таймер (измеритель времени) 15. При выходе щупа из суспензии цепь прерывается в преобразователе возникает импульс, который выключает таймер. Таймер фиксирует время между импульсами - t_и., которое зависит от времени погружения щупа в суспензию, соответственно от измеряемого уровня суспензии во флотомашине, и передает его в выходной преобразователь 16. Выходной преобразователь производит обработку сигнала таймера (времени - t_и) в соответствии с формулой:

Н=R(1-cos(π⋅t_и/Т), где

Н - контролируемый уровень суспензии во флотомашине, мм;

R - расстояние от оси вращения до контактирующей поверхности щупа, мм;

t_и - время контактирования щупа с суспензией (погружения в суспензию), с;

Т - время виртуального оборота щупа вокруг оси, с.

Результат расчета преобразуется в выходной сигнал, пропорциональный уровню суспензии во флотомашине.

Для исключения влияния фактора загрязнения щупа частицами суспензии на надежность контакта щупа с суспензией и надежность измерений, производят очистку щупа, например, пропуская его между двумя очистительными щечками.

Пример осуществления способа.

Расчет уровня суспензии проводился по исходным данным: R=500 мм; Т=60 с; диапазон измерений D=25 мм. Измеренное значение длительности импульса t_и=3,0 с.

Н=R(1-cos(π⋅t_и/Т)=500(1-cos(3,1415⋅3/60)=6,16 мм.

Расчет длины дуги L производился по формуле: L=2π⋅R⋅t_и/T=2π 500 3/60=157,2 мм

Как показывает расчет, длина дуги L больше, чем длина хода щупа в прототипе (равносильна измеренному уровню Н). Соответствующим образом повышается точность измерений.

Изобретение относится к области управления технологическим процессом флотации и может быть использовано для контроля уровня суспензии в камерах флотомашин на обогатительных фабриках. Способ контроля уровня суспензии во флотомашине с помощью электропроводящего щупа включает периодическое равномерное движение щупа по дуге с его погружением в контролируемую по уровню суспензию, а значение уровня определяют по времени прохождения щупа через суспензию. При этом измерение начинается непосредственно с момента контактирования щупа с суспензией. Щуп после выхода из суспензии подвергают очистке от налипших частиц суспензии. Технический результат - повышение точности и надежности измерения уровня суспензии во флотомашине. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля уровня суспензии во флотомашине с помощью электропроводящего щупа, отличающийся тем, что щуп приводят в периодическое равномерное движение по дуге с его погружением в контролируемую по уровню суспензию, а значение уровня определяют по времени прохождения щупа через суспензию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что щуп после выхода из суспензии подвергают очистке от налипших частиц суспензии.