Устройство управления процессом измельчения материала в мельнице с вводом поверхностно-активного вещества Советский патент 1990 года по МПК B02C25/00 

грузки мельницы материалом, задатчик 14 уровня загрузки, умножители 15, 16, 17, задатчики 18, 19 и 20 соотношений исходных компонентов, задатчики 21, 22, 23 расхода исходных компонентов, расходомеры 24, 25 и 26 исходных компонентов, задатчики 27, 28 влажности добавок, умножители 29 и 30 сумматор 31, задатчик 32 концентрации поверхностно-активного вещества, задатчики 33, 34 и 35 разма- лываемости исходных компонентов, умножители 36, 37, 38 и 39, сумматоры 40 и 41, ограничитель 42 расхода поверхностно-активного вещества, регулятор 43 расхода поверхностно-активного вешества, расходомер 44 крупки, эадатчик 47 концентрации поверх- ностно-активного вещееisa в крупке, сумматор 48. 1 ил.

Изобретение относится к процессам измельчения материалов в мельницах, может найти применение в цементной, горнообогатительной и других отраслях промышленности, использующих измельчение материалов, и позволяет повысить точность управления. Устройство содержит мельницу 1 с осадительной камерой 2, сепаратор 3, насос 4, регулирующий орган 5 подачи поверхностно-активного вещества, исполнительный механизм 6, расходомер 7 поверхностно-активного вещества, дозатор 8 основного исходного компонента (клинкера), дозаторы 9 и 10 добавок, датчик 11 уровня загрузки первой камеры мельницы материалом, преобразователь 12, регулятор 13 загрузки мельницы материалом, задатчик 14 уровня загрузки, умножители 15, 16, 17, задатчики 18, 19 и 20 соотношений исходных компонентов, задатчики 21, 22, 23 расхода исходных компонентов, расходомеры 24, 25 и 26 исходных компонентов, задатчики 27, 28 влажности добавок, умножители 29 и 30, сумматор 31, задатчик 32 концентрации поверхностно-активного вещества, задатчики 33, 34 и 35 размалываемости исходных компонентов, умножители 36, 37, 38 и 39, сумматоры 40 и 41, ограничитель 42 расхода поверхностно-активного вещества, регулятор 43 расхода поверхностно-активного вещества, расходомер 44 крупки, задатчик 47 концентрации поверхностно-активного вещества в крупке, сумматор 48. 1 ил.

Изобретение относится к процессам измельчения-материалов в мельницах и может найти применение в цементной, горн о-обогатительной и других отраслях промышленности, используюших из- мельчение материалов.

Цель изобретения - повышение точности управления.

На чертеже представлено устройство управления.

Устройство включает мельницу 1 с осадительной камерой 2, сепаратор 3, насос 4, регулирующий орган 5 подачи поверхностно-активного вещества (ПАВ) исполнительный механизм 6, расходе- мер 7 ПАВ, дозатор 8 основного исходного компонента (клинкера), дозаторы 9 и 10 добавок, электроакустический датчик 11 уровня загрузки первой камеры мельницы материалом, преобразо- ватель 12, регулятор 13 загрузки мельницы материалом, задатчик 14 уровня загрузки мельницы материалом, первый 15, второй 16 и третий 17 умножители, задатчики 18-20,,соотношений исходных компонентов, зздатчики 21-23 расхода исходных компонентов, расходомеры 24-26 исходных компонентов, задатчикк 27 и 28 влажности добавок, умножители 29 и 30, сумматор 31, задатчик 32 концентрации ПАВ в материале, задатчики 33, 34 и 35 размалываемости исходных компонентов, умножители 36- 39, сумматоры 40, 41, ограничитель 42 расхода ПАВ, регулятор 43 расхода ПАВ, расходомер 44 крупки, умножители 45 и 46, задатчик 47 концентрации ПАВ в крупке, сумматор 48.

Устройство работает следующим образом.

Клинкер и добавки, в качестве которых могут применяться шлак, пемза, гипс и т,д., дозаторами 8-10 (дозаторов может быть больше, в зависимости

от числа добавок) подаются в загрузочную горловину мельницы 1. Размолотый в мельнице материал через осадителъную камеру 2 попадает в сепаратор 3, где разделяется на готовый цемент и крупку (недоиэмельчен- ный материал). Цемент поступает в силоса, а крупку возвращают на домол в мельницу, при этом коэффициент циркуляции К ц 2 - 4.

Уровень загрузки первой камеры мельницы материалом измеряется электроакустическим датчиком 11, сигнал от которого через преобразователь 12 подается на регулятор загрузки 13 мельницы материалом, где сравнивается с заданным значением уровня загрузки, поступающим от задатчика 14. В зависимости от величины отклонения измеренного сигнала от заданного значения (заданное значение уровня загрузки мельницы материалом на задатчике 14 устанавливается машинистом мельницы вручную или же автоматически экстремальным регулятором (не показан), поскольку этот регулятор представляет собой автономную систему регулирования загрузки мельницы) регулятор 13 выдает сигнал на изменение общего расхода исходных компонентов.

На задатчиках соотношений 18-20 машинистом-оператором вручную (или автоматический системой управления химсоставом (не показана) устанавливаются величины соотношений клинкера и добавок. В умножителях 15-17 величина общего расхода компонентов, поступающая с регулятора 13, умножается на величины соотношений клинкера и добавок, поступающие с эадатчиков 18-20 по формуле

Q; 0,1 Od,od2 X,X2;,

5

где Q j - требуемая величина расхода

1-го компонента;

х., - общий расход исходных компонентов, поступающих от р гулятора 13;

х t- - доля расхода i -го компонента в обшем расходе, поступающая от соответствующего задатчика соотношения. Полученные величины с выходов умножителей подаются на соответствующие задатчики 21 , 22 и 23 дозаторов 8, 9 и 10 Дозаторы реализуют заданные расходы исходных компонентов, компенсируя тем самым отклонения уроня загрузки мельницы от заданного знчения.

Для повышения эффективности помола материала в первую камеру мельниц посредством насоса 4 через регулирующий орган 5, связанный с исполнительным механизмом 6, и расходомер 7 подают определенное количество FAB.

Известно, что интенсификатор для его наиболее эффективного воздействи на процесс измельчения необходимо подавать в мельницу в определенном соотношении к расходу исходного материала, пересчитанному на сухое веще- ство.

Клинкер обладает нулевой влажностью, а у добавок существует переменная влажность, величина которой зависит от вида добавки и поступившей партии добавок. Для точной подачи интенсификатора расходы добавок, реализуемые дозаторами 9 и 10, необходимо пересчитать в сухое вещество .

Это осуществляется следующим образом.

Каждая поступившая партия добавок анализируется в лаборатории на влажность и после определения величины влажности лаборантом или машинистом мельницы устанавливается на задатчи- ках влажности 27 и 28. Расходы добавок измеряются расходомерами 25 и 26, в умножителях 29 и 30 сигналы расходов добавок умножаются на сигналы соответствующих задатчиков. Операция умножения происходит по формуле:

Q- -Q;-BS,

где Q. - величина расхода i-ой добавки в текущий момент вре- мениЈ

10

15

20

,

25 -JQ

0

5

0

5

Q расход i-ой добавки, пересчитанный на сухое вещество;

В; - содержание сухого вещества в добавке за вычетом влажности, составляющее 1 -j ,, где j- - величина влажности i-ой добавки,

т.е. на задатчиках влажности устанавливается содержание сухого вещества в подаваемой добавке.

Сигналы от умножителей 29 и 30 и расходомера клинкера 24 суммируются в сумматоре 31 по формуле

Q°

ОБ - 1

где Q; - величина

расхода 1-го сухого исходного компонентаJ Q0&- общий расход исходный компонентов в мельницу в текущий момент времени. Как известно, оптимальная дозировка добавки интенсификатора ЛСТМ-1 при помоле портландцемента составляет 0,015-0,03% к количеству цемента (расход исходных компонентов в пересчете на сухое вешество), в зависимости от вида иементэ,т,е. расход интенсификатора очень незначителен и для эффективного воздействия интенсификатора на процесс измельчения необходима высокая точность дозировки интенсификатора в зависимости от расхода исходных компонентов. I

Для осуществления этого требования на задатчике 32 устанавливается величина концентрации ПАВ в материале и сигнал от этого задатчика в умножителе 39 умножается на величину сигнала от сумматора 31 по формуле

,

ш где В - требуемый расход интенсифи0

5

06

Р;катора в текущий момент времени;

расход исходных компонентов в пересчете на сухое вещество в текущий момент времени

требуемая величина концентрации поверхностно-активного вещества в материале. Величина требуемого расхода интенсификатора в зависимости от расхода исходных компонентов от умножителя 39 подается в качестве одной из составляющей на сумматор 41.

Известно, что клинкер и добавки обладают разной способностью к раз- мальгеаемости, характеризующейся коэффициентом размалываемости, который определяется лабораторным путем. В зависимости от размалываемости исходных компонентов необходимо менять подачу интенсификатора- чем труднее размалывается материал, тем больше требуется подавать интенсификатора, и наоборот. Размалываемость исходных компонентов остается постоянной в течение длительного времени, однако при управлении загрузкой мелъ ницы и стабилизации химического состава цемента меняется как обший расход исходных компонентов. так и соотношения этих компонентов, что приводит к изменению размалываемости материала в целом.

Для корректировки расхода ПАВ в зависимости от изменений размалываемости материала в целом лабораторными методами определяются величины коэффициентов размалываемости и затем эти величины лаборантом или машинистом мельницы устанавливаются на соответствующих задатчиках 33-35.

В умножителях 36-38 расходы компонен- зо рации ПАВ в материале, поступающей

тов, поступающие от умножителей 29, 30 и расходомера 24, умножаются на сигналы соответствующих задатчиков размалываемости и затем полученные величины в сумматоре 40 преобразуются по формуле

35

от задатчика 32, т.е. на выходе умн жителя 45 будет сигнал, величина ко торого соответствует требуемому рас ходу ПАВ в зависимости от расхода крупки:

,

,Р

RP .ь -VK-P пс

Bj г b Q; }

1-1

где

вЧ

Q;

к

п b

В - добавочный расход интенсификатора в зависимости от иэ-до менения размалываемости материала в целом; расход 1-го исходного компонента по сухому веществу} коэффициент размалываемости 1-го исходного компонента} количество компонентов5 масштабный коэффициент перевода суммарной величины размалываемости в расход интенсификатора.

еличина добавочного расхода инификатора с выхода сумматора 40 ется в качестве второй составляюна второй вход сумматора 41, в ром формируется величина расхода нсификатора в зависимости от рас- где В исходных компонентов и изменений альюаемости этих компонентов,т.е.

Q

I

50

Тек измеря лабора выстав с кото ножите

В у чина к мельни ле

55

(Р

B7U В14 + В

1

Известно, что интенсификаторы содержат в своем составе органические вещества, которые начинают разлагаться при температуре выше ЮОСС,

Поскольку температура цемента в мельнице и за мельницей в зависимости от различных факторов может быть в диапазоне , то часть интенсификатора разлагается, т.е. безвозвратно теряется.

Следовательно, при возврате в мельницу недоизмельченного материала (крупки) в нем не содержится необходимого количества ПАВ - для сохранения оптимальных условий измельчения, поэтому в зависимости от подаваемого количества крупки и остаточного количества концентрации (ПАВ)в крупке необходимо подавать в мельницу дополнительное количество ПАВ.

Для этого датчиком 44 измеряют рас- r ход крупки, возврашаемой в мельницу.

Сигнал от расходомера 44 подают на входы умножителей 45 и 46. В умножителе 45 величина расхода крупки умножается на величину заданной концент0

5

от задатчика 32, т.е. на выходе умножителя 45 будет сигнал, величина которого соответствует требуемому расходу ПАВ в зависимости от расхода крупки:

где

,

где В

требуемый расход интенсификатора в зависимости от расхода крупки; расход крупки,

требуемая величина концентрации интенсификатора в материале .

Текущая концентрация ПАВ в крупке измеряется лабораторными методами и лаборантом или машинистом-оператором выставляется на эадатчике 47, сигнал с которого подают на второй вход умножителя 46.

В умножителе 46 вычисляется величина количества ПАВ, возвращаемого в мельницу вместе с крупкой, по формуле

где В

ки

,

- количество интенсификатора, возвращаемого в мельницу с крупкой;

b.- текущая концентрация интенсификатора в крупке. Сигналы с выходом умножителей 45 и 46 поступают на входы сумматора 48 где вычисляется дополнительное количество ПАВ, которое необходимо подавать в мельницу, чтобы концентрация ПАВ в крупке соответствовала требуемой

где

RXU

в; )

В; - дополнительное количество

интенсификатора.

С выхода сумматора 48 вычисленная величина дополнительного количества ПАВ подается на третий вход сумматора 41 как третья составляющая общего расхода ПАВ в мельницу.

Таким образом, общий расход ПАВ в мельницу вычисляется по Формуле

qu В; +

В , +

в

вГ

Вычисленный расход интенсификатора в ограничителе 42 сравнивается с задан- ным верхним ограничением на расход интенсификатора, величина которого устанавливается вручную и зависит от вида цемента и конкретных сырья- и агрегата. Выход ограничителя 42 Фор- мируется в качестве задания для регулятора 43 по формуле

в

ои

. ои i

,24

В

ьо

ьо

при В ; S ВЬо ,

г,0

где В

В

В

Ьо 3

требуемый общий расход интенсификатора в мельницу; верхнее ограничение на расход интенсификатора, расход интенсификатора, поступающий в качестве задания на вход регулятора 43 расхода ПАВ.

В регуляторе 43 происходит сравнение текущего расхода интенсификатора измеряемого расходомером 7, с заданным значением расхода, поступающим от ограничителя 42, В зависимости от величины отклонения регулятор 43 изменяет положение регулирующего органа 5 расхода интенсификатора путем воздействия на исполнительный механизм 6, компенсируя тем самым отклонения текущего расхода интенсификатора от заданного значения.

Данное устройство позволит повысить точность дозирования ПАВ и тем

самым обеспечит эффективность измельчения.

Ф о р м у л

а

изобретения

0

-5

0

5 0

5

0

5

0

5

Устройство управления процессом измельчения материала в мельнице с вводом поверхностно-активного вещества с дозатором основного компонента и двумя дозаторами добавок, содержащее датчик уровня загрузки первой камеры мельницы материалом, преобразователь, регулятор загрузки мельницы материалом, зя ,дтчик уровня загрузки мельницы материалом, задат- чик соотношения основного компонента, задатчики соотношений добавок, расходомер основного исходного компонента, расходомеры добавок, задатчик расхода основного исходного компонента, задатчики расхода добавок, задатчик размалываемости основного исходного компонента, задатчики размалываемости добавок, задатчики влажности добавок, задатчик концентрации по- верхности-активного вещества в материале, расходомер поверхностно- активного вещества, девять умножителей, три сумматора, регулятор расхода поверхностно-активного вещества, ограничитель расхода поверхностно-активного вещества и исполнительный механизм регулирующего ор- гана расхода поверхностно-активного вещества, причем расходомер поверхностно-активного вещества подключен к первому входу регулятора расхода поверхностно-активного вещества, датчик уровня загрузки первой камеры мельницы материалом через преобразователь соединен с первым входом регулятора загрузки мельницы материалом, второй вход которого подключен к задатчику уровня загрузки мельницы материалом, выход регулятора загрузки мельницы материалом соединен с первыми входами первого, второго и третьего умножителей, вторые входы которых соответственно подключены к задатчикам соотношений основного компонента и добавок, выходы первого, второго и третьего умножителей соединены соответственно с задатчиками расхода основного исходного компонента и добавок, расходомеры добавок соединены соответственно с первыми входами четвертого и пятого умножителей, вторые входы которых подключены соответственно к эадатчикам

влажности добавок, расходомер основного исходного компонента и выходы четвертого и пятого умножителей соединены с соответствуюшими входами первого сумматора и первыми входами шестого седьмого и восьмого умножителей, выходы задатчиков размальгеа- емости основного исходного компонента и добавок соединены с вторыми входами шестого, седьмого и восьмого умножителей, выходы которых подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход задатчика концентрации поверхностно-активного ве- щества в материале и выход первого сумматора соединены с входами девятого умножителей, выходы девятого умножителя и второго сумматора соединены с первыми и вторыми входами третьего сумматора, выход которого через ограничитель расхода поверхностно-активного вещества соединен с вторым входом регулятора расхода поверхностно-активного ветества, вы-

ход которого соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа расхода поверхностно-активного вещества, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено расходомером крупки, задатчиком концентрации поверхностно-активного вещества в крупке, десятым и одиннадцатым умножителями и четвертым сумматором, причем выход расходомера крупки соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого умножителей, второй вход десятого умножителя подключен к задатчику концентрации поверхностно-активного вещества в материале, второй вход одиннадцатого умножителя подключен к задатчику концентрации поверхностно-активного вещества в крупке, а выходы десятого и одиннадцатого умножителей соединены с соответствующими входами четвертого сумматора, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора.