Способ контроля массового выхода пены Российский патент 2025 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к обогащению руд методом пенной флотации, а именно к контролю массы выходящей из флотационной машины пены.

В настоящее время для контроля выхода пены широко применяются системы машинного зрения, например, производства компании АО «НПО «РИВС» https://rivs.ru/mashinnoe-zrenie. Данная система позволяет контролировать скорость схода пены, размер пузырьков, стабильность пенного слоя, цветовые характеристики. С точки зрения управления процессом эти параметры являются косвенными, так как не показывают количество выходящего с пеной продукта – более легкая пена, содержащая меньшее количество минеральных частиц, может двигаться с большей скоростью по сравнению с нагруженной минеральными частицами пеной. При этом массовый выход полезного продукта в случае нагруженной пены будет значительно больше. Это обстоятельство является недостатком подобных систем и затрудняет их применение при управлении процессом.

Более информативным датчиком является датчик выхода концентрата (пены) ДВК-2МК компании ООО «ТВЭЛЛ» http://www.twellgroup.ru/dvk-2mk.html. Датчик представляет собой подвешенную на датчике углового перемещения штангу с закрепленным на ее нижнем конце полым шаром. Датчик устанавливается таким образом, чтобы полый шар был частично погружен в пенный слой. При движении пены к разгрузочному порогу на шар оказывается давление, в результате чего шар вместе со штангой отклоняется от вертикальной оси, а угол отклонения показывает интенсивность пеносъема. Чем нагруженнее пена и чем быстрее она движется, тем большее давление она оказывает на шар, увеличивая угол отклонения штанги.

Недостатком данной системы является, во-первых, ее нелинейность – чем больше угол отклонения, тем меньше площадь, на которую оказывается давление. Во-вторых, интенсивность пеносъема измеряется в процентах от максимального угла отклонения, возможного в данной конкретной операции, поэтому привести измерения к единой шкале даже в условных единицах на разных флотомашинах затруднительно. В-третьих, возможны ситуации, когда шар «застревает» в перегруженном пенном слое, показывая значительную интенсивность пеносъема, в то время как пена является неподвижной. Таким образом, при использовании данного датчика невозможно определить точное количество выходящей из флотомашины пены.

Известные датчики не измеряют массовый выход пены, а только показывают либо скорость движения поверхности пенного слоя, либо относительную силу давления пены в условных единицах. Задачей настоящего изобретения является создание датчика, обеспечивающего измерение массового выхода пены из флотационной машины.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении точного измерения массового выхода минерализованной пены путем в том числе измерения прямого, а не косвенного, как в указанных прототипах, технологического параметра работы конкретной флотомашины, приведенного к общей шкале измерения. Измерение осуществляется в режиме реального времени относительного массового выхода минерализованной пены на единицу длины разгрузочного желоба.

Конструктивное принципиальное отличие настоящего изобретения заключается в том, что в нем сочетаются возможности машинного зрения по измерению скорости движения поверхности пенного слоя и прямого контактного физического измерения динамического давления, которое пенный слой оказывает при движении. Датчик контроля массового выхода пены содержит корпус, внутри которого на антивибрационных опорах крепится пластина, на которой установлены видеокамера, консоль с закрепленной на ней тензобалкой и подшипниковый узел с закрепленной на нем чувствительным элементом в виде штанги.

Технический результат достигается тем, что способ контроля массового выхода пены заключается в том, что измеряют давление, создаваемое пенным слоем, путем погрузки в пенный слой чувствительного элемента, на который при движении пенного слоя оказывается динамическое давление, создавая момент, который передается на измерительный элемент, при помощи видеокамеры измеряют скорость движения поверхности пенного слоя в зоне перед чувствительным элементом, рассчитывают массовый выход пены по формуле m=ρVS, где m – массовый выход пены, S – рабочая площадь чувствительного элемента, V – скорость движения пенного слоя, ρ – плотность пены, рассчитанная на основании измеренных динамического давления и скорости пенного слоя.

На Фиг. представлена схема датчика контроля массового выхода пены.

Датчик контроля массового выхода пены (Фиг.) содержит корпус 1, установленный на штанге крепления 2, закрепленной на настиле 3 флотационной машины. Внутри корпуса 1 на антивибрационных опорах 4 закреплена монтажная пластина 5 с установленными на ней видеокамерой 6, консолью 7 с закрепленной на ней тензобалкой 8, подшипниковым узлом 9 с закрепленным на нем чувствительным элементом в виде штанги 10. В днище корпуса 1 выполнены два отверстия – для камеры 6 и штанги 10. Видеокамера 6 расположена объективом над одним из отверстий днища корпуса 1. Чувствительный элемент в виде штанги 10 установлен на подшипниковом узле таким образом, что нижняя часть штанги 10 проходит через второе отверстие в корпусе 1, а верхняя часть одной стороной упирается в тензобалку 8.

Способ контроля массового выхода пены работает следующим образом.

На Фиг. показан установленный на настиле 3 флотационной машины датчик контроля массового выхода пены. В процессе флотации на поверхности пульпы 11 образуется пенный слой 12, который движется в сторону пенного желоба 13 для разгрузки. В пенный слой непосредственно перед разгрузочным пенным желобом погружен чувствительный элемент 10 в виде штанги, на который при движении пенного слоя 12 оказывается динамическое давление, создавая момент, который передается на тензобалку 8. Таким образом, происходит измерение давления Рд, создаваемого пенным слоем. Скорость V движения поверхности пенного слоя в зоне перед чувствительным элементом измеряется при помощи видеокамеры 6. Зная скорость движения пенного слоя V, давление Pд, которое он оказывает на известную рабочую площадь S чувствительного элемента 8, можно рассчитать плотность (удельный вес) ρ массового выхода пены m по формуле:

ρ=2Рд/V²,

где

ρ - удельный вес (плотность) , т/м³;

Рд – динамическое давление, Па

V - скорость, мм/с.

Массовый выход пены m рассчитывают по формуле:

m=ρVS, г/с

где S – рабочая площадь чувствительного элемента (площадь, на которую оказывается давление), мм².

Исходя из ширины чувствительного элемента, рассчитываем массовый выход пены на единицу длины разгрузочного желоба.

Изобретение относится к обогащению руд методом пенной флотации, а именно к контролю массы выходящей из флотационной машины пены. Способ контроля массового выхода пены заключается в том, что измеряют давление, создаваемое пенным слоем, путем погрузки в пенный слой чувствительного элемента, на который при движении пенного слоя оказывается динамическое давление, создавая момент, который передается на измерительный элемент. При помощи видеокамеры измеряют скорость движения поверхности пенного слоя в зоне перед чувствительным элементом. Рассчитывают массовый выход пены по формуле m=ρVS, где m – массовый выход пены, S – рабочая площадь чувствительного элемента, V – скорость движения пенного слоя, ρ – плотность пены, рассчитанная на основании измеренных динамического давления и скорости пенного слоя. Технический результат - обеспечение точного измерения массового выхода минерализованной пены, в том числе путем измерения прямого технологического параметра работы конкретной флотомашины, приведенного к общей шкале измерения. Измерение осуществляется в режиме реального времени относительного массового выхода минерализованной пены на единицу длины разгрузочного желоба. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля массового выхода пены, заключающийся в том, что

- измеряют давление, создаваемое пенным слоем, путем погрузки в пенный слой чувствительного элемента, на который при движении пенного слоя оказывается динамическое давление, создавая момент, который передается на измерительный элемент,

- при помощи видеокамеры измеряют скорость движения поверхности пенного слоя в зоне перед чувствительным элементом,

- рассчитывают массовый выход пены по формуле m=ρVS, где m – массовый выход пены, S – рабочая площадь чувствительного элемента, V – скорость движения пенного слоя, ρ – плотность пены, рассчитанная на основании измеренных динамического давления и скорости пенного слоя.

2. Способ контроля массового выхода пены по п. 1, отличающийся тем, что в качестве чувствительного элемента используют штангу, а в качестве измерительного элемента – тензобалку, закрепленную на консоли.