Способ автоматического управления работой дискового вакуум-фильтра Советский патент 1993 года по МПК B01D37/04 

Изобретение относится к автоматическому регулированию процесса фильтрования, в частности - к автоматическому определению момента порыва фильтроткани на дисковых вакуум-фильтрах с раздельным вакуумом в зоне набора и подсушки кека и может быть использовано в горнорудной, угольной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - предотвращение забивки вакуумных ресиверов, вакуумных магистралей и увеличение срока службы вакуум-насосов за счет повышения точности фиксации момента порыва фильтроткани.

На фиг.1 представлена структурная схема системы, осуществляющей предлагаемый способ; на фиг.2 - график изменения вакуума в зоне подсушки кека за промежуток времени, в течение которого Диск вакуум-фильтра осуществляет 3-4 оборота (порядка 10 мин); на фиг.З - изменение вакуума в зоне подсушки кека за длительный период времени (несколько суток); на фиг.4 - функциональная схема вычислительного блока системы.

Способ автоматического управления работой дискового вакуум-фильтра осуществляется следующим образом. Пульпа питания по трубопроводу 1 (фиг.1) через регулирующий клапан 2 поступает в ванну 3 вакуум-фильтра 4. Уровень Н в ванне 3 поддерживается в заданных (ЗН)

00 CS

00

Ю

пана 2. Вакуум подается на сектора 6 дисков 7 вакуум-фильтра 4 посредством вакуум-ресиверов 8. Диски 7 вращаются с помощью электропривода 9 и блока управления этим электроприводом. Кек с секторов 6 дисков 7. разгружается на сборный конвейер 10. В статическом состоянии диск 7 вакуум-фильтра 4 можно условно разделить на три зоны: I - зона набора, II - зона подсушки, II - зона разгрузки кека. Зоны набора I и подсушки Н кека подключены посредством вакуум-ресиверов 8 зоны набора и зоны подсушки кека к вакуумной системе, представленной рядом трубопроводов и вакуум-насосов. Подключение зоны разгрузки III кека к магистрали сжатого воздуха, а также трубопроводы и вакуум-насосы на фмг.1 не показаны, чтобы не затенять рисунок. Порыв фильтроткани может произойти из-за механического повреждения или заводского дефекта в любой-из указанных зон. Цельность фильтроткани контролируется одним из- следующих параметров: вакуум Р в зоне U подсушки кека, уровнем шума А в зоне II подсушки кека или мутностью/t фильтрата зоны I набора кека. Указанные параметры контролируют технологические величины, функционально связанные с состоянием фильтроткани. Наиболее жесткая связь существует мехаду состоянием фильтроткани и изменением вакуума в зоне II подсушки кека, поэтому в дальнейшем система- для реализации предложенного способа будет описываться при использовании именно этого параметра.

Если порыв произошел в этой зоне, то через образовавшееся отверстие поврежденного сектора б в вакуумный ресивер 8 зоны набора кека из ванны 3 начинает поступать концентратная пульпа с содержанием твердого до 60% вместо фильтрата с содержанием твердого до 3%. Если своевременно не отключить вакуум-фильтр, то количество твердого в фильтрате постепенно увеличивается, что приводит к заиливанию ресивера и попаданию твердого в вакуумную магистраль и вакуум-насосы. Это, в свою очередь, ведет к заиливанию вакуумных магистралей и преждевременному выходу из строя вакуум-насосов. В момент возникновения порыва фильтроткани количество пульпы, поступающей через порыв из ванны 3 вакуум-фильтра 4 в ресивер 8 зоны I набора кека незначительно, поэтому мутность фильтрата изменяется также незначительно. При значительных порывах фильтроткани, содержание твердого и филь- трате резко увеличивается, значение мутности фильтрата выйдет за пределы технологического допуска и может быть использована в качестве параметра, достоверно характеризующего цельность фильтроткани..

За счет вращения дисков 6 с помощью привода 9, сектор с нарушенной цельностью фильтроткани из зоны набора I кека попадает в зону И подсушки кека. В момент выхода сектора из зоны I набора кека через Отверстие в фильтроткани резко увеличива0

ется поступление воздуха в вакуум-ресивер

8 зоны II подсушки кека и вакуумную магистраль. Возникающий при этом шум характеризует цельность фильтроткани, а его частота и амплитуда зависит от размера от5 верстия и типа фильтроткани. Поэтому, конкретные значения указанного параметра должны выбираться Для конкретных производственных условий. В связи с тем, что емкость ресивера 8 зоны II подсушки кека

0 ограничена, то его связь с атмосферой даже через небольшое отверстие приводит к зйа- чительнбму изменению вакуума всей зоны II подсушки кека независимо от типа вакуум- фильтра и используемой фильтроткани. При

5 этом, даже при незначительных порывах фильтроткани значение вакуума в зоне И. подсушки кекз выхрдит за пределы технологически допустимых значений (технологических допусков). При прохождении сектором

0 с нарушенной цельностью фильтроткани зоны III разгрузки кека, за счет мгновенной подачи сжатого воздуха внутрь сектора 6, как разгружается на сборный конвейер 10, а размер отверстия в фильтротканиувеличи5 вается. После этого сектор с нарушенной цельностью фильтроткани входит в зону I набора кека и цикл повторяется снова, только изменение параметров, характеризующих цельностью фильтроткани, будет

0 значительно больше. Естественно, что при неизменных оборотах п дисков 1 вакуум- фильтра 4 изменение параметров, характеризующих цельность фильтроткани, будет повторяться с интервалом времени одного

5 оборота дисков;. Поэтому равенство отрезка времени между соседними выходами параметра/характеризующего Цельность фильтроткани, за пределы технологимеско- го допуска отрезку времени, за который сек0 тор 6 дисков 7 совершает один оборот, достоверно характеризует наличие порыва фильтроткани. Указанная зависимость наглядно прослеживается на рис.2 и 3, где Т - время одного оборота дисков вакуум-фильт5 ра, т-отрезок времени между двумя соседними выходами вакуума зоны II подсушки кека за пределы РЗ технологического допуска. Функцию сравнения времени одного оборота дисков 7 вакуум-фильтра 4 и отрез- ка времени между двумя соседними выходами параметра, характеризующего цельность фильтроткани, за пределы технологического допуска осуществляет вычислительный блок системы (см. фиг.1). Вычислительный блок (см. фиг.4) работает следующим образом.

Сигнал с датчика вакуума поступает на компаратор напряжений 01, которому в качестве опорного задано напряжение ЗР, соответствующее технологически допустимому значению вакуума в зоне подсушки кека. При выходе значения вакуума за пределы технологического допуска компаратор 01 формирует на своем выходе сигнал с уровнем логической Г. Сигналы с выхода элемента 01 поступают на счетный вход двоичного счетчика -02, на выходе которого формируется двоичный код числа поступающих сигналов. После поступления первого сигнала с компаратора 01 (код на выходе элемента 02 равен 012) по входу ST запускается таймер 03 и начинается отсчет времени до следующего выхода значения вакуума за пределы технологического допуска. После поступления второго сигнала с компаратора 02 (код на выходе элемента 01 равен 102) f о входу ED таймер 03 останавливается и разрешает чтение выдержки времени, отсчитанной таймером 03. На компараторе 04 Сравниваются отрезок времени между двумя соседними выходами значения вакуума за пределы технологического допуска (время, отсчитанное таймером 03) и время одного оборота дисков вакуум-фильтра Т. С целью исключения ложных срабатываний, вызванных совпадением времени одного оборота диска вакуум-фильтра и двух последовательных случайных изменений (выходов за пределы технологического допуска) параметра, характеризующего цельность фильтроткани в пусконаладочный период предусмотрена возможность выдачи сигнала на фиксацию момента порыва и отключение вакуум-фильтра при равенстве времени одного оборота диска не одному, а каждому из двух-трех отрезков времени между двумя следующими друг за другом выходами конролируемого параметра за пределы техноогического допуска. При их совпадении на выходе компаратора 04 формируется сигнал с уровнем логической 1й, поступающий на вход двоичного счетчика 05, который совместно с дешифратором 06 и переключателем SA образует узел выбора числа совпадений трезков времени, сравниваемых компараором 04. В зависимости от положения переключателя SA число совпадений может быть выбрано 1...3. Сигналом, сформированным на выходе переключателя SA для тключения вакуум-фильтра, осуществляется сброс счетчика 05 и дешифратора 06 о исходное положение. Элемент 07 служит для задержки сигнала сброса счетчика 02 и таймера 03 в исходное положение на время,

необходимое для работы компаратора 04 (порядка 0.1... 1 мкс в зависимости отприме- няемых элементов).

Предлагаемый способ может быть реализован; на базе использования стандарт-

ных средств контроля технологических параметров процесса фильтрации (вакуума, мутности, шума) и нестандартного вычислительного блока.

ПЪ сравнению с известными способами

автоматического управления работой вакуум-фильтра преимущественно предлагаемого способа заключается в повышении, точности фиксации момента порыва фильтроткани. В связи со сложностью сравнения

эффекта повышения точности предлагаемого способа по сравнению с базовым объектом (отсутствие необходимых данных по базовому объекту), экономический эффект может быть, подсчитан за счет уменьшения

количества датчиков массы кека (весов) в системах, реализующих предлагаемый способ и.базовый объект..

30

Фор-мула изобретения

1. Способ автоматического управления работой дискового вакуум-фильтра, включающий контроль состояния фильтроткани по параметрам, характеризующим ее цель5 ность, выбор технологических допусков кон- тролируемых параметров, фиксацию момента разрыва фильтроткани и отключение вакуум-фильтра, отличающийся тем, что, с целью предотвращения забивки

0 вакуумных ресиверов, вакуумных магистралей и увеличения срока службы вакуум-на- . сосов за счет повышения точности фиксации момента разрыва фильтроткани, стабилизируют уровень пульпы в ванне ва5 куум-фильтра, определяют момент выхода контролируемого параметра за пределы технологического допуска, фиксируют этот момент и начинают отсчет отрезка времени до следующего выхода контролируемого па0 раметра за пределы технологического допуска, сравнивают измеренный отрезок времени с отрезком времени, за который диски вакуум-фильтра совершают один обо- . рот, и начинают следующий цикл отсчета, а

5 разрыв фильтроткани фиксируют при равенстве времени одного оборота дисков вакуум-фильтра отрезку времени между двумя соседними выходами контролируемого параметра за пределы технологического допуска.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щи и с я тем, что в качестве параметра, характеризующего цельность фильтроткани, используют изменение значения вакуума в зоне подсушки кека.

3. Способно п.1,отл ич а ю щи йся тем, что в качестве параметра, характеризующего цельность фильтроткани. используют изменение уровня шума в зоне подсушки вакуум-фильтра.

4. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве параметра, характеризующего цельность фильтроткани, используют изменение мутности фильтрата зоны набора кека.

,

Фаг.1

Область использования: горнорудная, угольная и другие отрасли промышленности. Сущность: изобретение позволяет повысить точность фиксации момента разрыва фильтроткани путем определения отрезка времени между соседними выходами параметра, характеризующего цельность фильтроткани, за пределы выбранного диапазона и его сравнения с отрезком времени, равного времени одного оборота дисков вакуум- фильтра, при этом порыв фильтроткани фиксируют при равенстве этих отрезков времени. В качестве параметров, характеризующих цельность фильтроткани, может быть использовано изменение во времени вакуума или уровня шума в зоне подсушки кека, или мутности фильтрата в зоне набора кека. 1 с. и 3 з.п. ф-лы. 4 ил.

О

г Ь

.. i

Ј дам 1№tf -t tn-t in.

Ш1

Я

Фм.З