Звукометрический способ диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения и устройство для диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения Советский патент 1981 года по МПК B02C25/00 

диагностируемых napaiviexpOB, дополнительно определяют градиент интенсивности звукового ПОЛЯ мельницы, а оценку диагностируемых параметров осуществляют по градиенту интенсивности звукового ПОЛЯ мельницы и соотношению весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов частот. Кроме того, градиент интенсивности звукового поля мельницы определяют по интенсивности сигналов, по крайней мере, в трех точках, две из которых располагают по образующей барабана мельницы, а третью по окружности барабана, а в качестве диагностируемых параметров используют общую степень заполнения, скорость измельчения и степень заполнения мельницы шарами которые вычисляют по следуюгшм. формулам: ( . (ои.од)) (Щ-иг)1 .ш-- где К и- коэффициенты пропорциональности, определяемые для каждого типа мельницы; K иК| - весовые коэффициенты амплитуд поддиапазонов U к и. - интенсивность звуковых сигналов в точках по о разующей барабана мель ницы; tJ - интенсивность сигнала точке по окружности барабана мельницы; Qg - общая степень заполнен скорость измельчения; - степень заполнения шар Кроме TorOj устройство для диагно тики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включакяцее ин дукционные датчики шума и два часто ных фильтра, снабжено тремя преобра зователями, тремя блоками вычитания индикаторами степени заполнения, ск рости измельчения и степени заполне ния мельницы шарами, тремя блоками суммирования и тремя блоками соотно шейия, причем первый и второй индук ционные датчики расположены по обра зутацей барабана мельницы, а третий на окружности барабана, выходы датчиков соединены с входами соответст вующих преобразователей, выход первого преобразователя соединен с пер выми входами первых блоков вычитани и суммирования, выход второго преоб разователя соединен с вторыми входги первых блоков вычитания и суммирова ния и с первыми входами вторьлх блоков вычитания и суммирования, выход третьего преобразователя соединен с BTopbuviH входами вторых блоков вычитания и суммирования, выходы которых соединены с входами первого блока соотношения, выход которого соединен с индикатором степени заполнения, выходы первых блоков вычитания и суммирования соединены с входами второго блока соотношения, выход которого соединен с первым входом третьего блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом первого блока соотношения, а выход третьего блока суммирования соединен с индикатором скорости измельчения, выход третьего датчика соединен с входами частотных фильтров, выходы которых соединены с входами третьего блока соотношения, выход третьего блока соотношения и выход первого блока соотношения соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором степени заполнения мельницы шарами. На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа на фиг„2 представлено изменение геометрии внутримельничной загрузки при разной степени заполнения, где А, Б, В степени заполнения; на фиг.З - изменение эпюры динамического воздействия внутримельничной загрузки на элемент футеровки за один период враш,ения, где Обозначения кривых соответствуют вышеперечисленным степеням заполнения. Для пояснения сущности изобретения рассмотрим динамическое воздействие знутримельничной загрузки на элемент футеровки за один оборот вращения. При движении элемент футеровки попадает под удары шаров, затем упавшие шары образуют демпфирующий слой, на который подают следующие шары, тем самым ослабляя силу удара последующих шаров об элемент футеровки. Чем больше степень заполнения мельницы, тем быстрее будет наращиваться демпфируквдий слой, на который падают последующие шары, и тем самым слабее сила удара на элемент футеровки, Если за начало отсчета взять верхнюю крайнюю точку, то развернутая эпюра динамического воздействия мельничной загрузки на элемент футеровки будет иметь вид, показанный на фиг.2. Колебания футеровки передаются барабану мельницы. Следовательно распределение интенсивности излучения звукового поля на поверхности барабана мельницы отражает динамическое воздействие внутримельничной загрузки на элемент футеровки. Из сказанного выше можно сделать ВЫВОД-, что скорость затухания звукового поля мельницы (по направлени вращения и после достижения максиму ма) находится в определенной зависи мости от степени заполнения. Далее, при поступлении в мельниц руда, измельчаясь, перемещается вдоль мельницы от места загрузки. Ч дальше от места загрузки, тем мельч становятся зерна руды. Известно также, что мелкий материал между шарс1ми лучше гасит определенные частоты звуковых колебаний Поэтому по скорости затухания звуко вых колебаний определенных частот вдоль образующей барабана мельницы 1ожно определить измельчаемость ngp рабатываемой руды. Но скорость зату хания звуковых колебаний зависит от общей степени заполнения мельницы.С довательно в значение скорости зату хания звука вдоль образующей бараба на необходимо ввести поправку по степени заполнения мельницы. Для пояснения сущности определения шарового заполнения мельницы ра зобьем рабочий диапазон изменения общей степени заполнения, например, на три диапазона. При каждой из тре степеней заполнения могут быть различные соотношения рудной и шаровой загрузки. Общеизвестна зависимость частотного спектра шума шаровой мел ницы от наличия руды в ней. Чем боль ше руды в мельнице, тем сильнее гасятся высокие частоты спектра. Исходя из этого, каждому соотношению рудной и шаровой загрузки будет соот ветствовать вполне определенный наклон низкочастотной части спектра по сле достижения максимума. Таким образом, для произведения диагноза состояния шаровой мельницы с использованием нового способа определяют интенсивность звукового излучения как минимум в трех точках мельницы {фиг.1), где точки расположёны в вершинах прямоугольного треугольника, из вершины прямого угла которого один катет направлен по образующей барабана, другой - по окружности в сторону врсццения.Ввиду того, что контрольные точки занимают вполне определенное геометрическо расположение на барабане мельницы градиент приближенно можно определят по разности иатенсивностей в этих точках отнесенной к среднему значени интенсивностей, например градиент И по образующей барабана равен (U i-UaHУ где U( и 1)2- интенсивность звукового поля соответственно в точках 1 и 2. Общую степень заполнения определяют по формуле If ... )2 u. где Uj- интенсивность звукового поля в точке Б/ kj- масштабный коэффициент общей степени заполнения. Скорость измельчения с учетом степени заполнения определяют по формуле V -k VUM иьллМи и :;;); f где К - масштабный коэффициент измельчаемости;К 0,1-тО,2 - коэффициент,учитывающий влияние общей степени заполнения на скорость затухания звука по образующей . Степень заполнения мельницы шарами определяют по формуле ..K,M-|i-, где и Kf - весовые коэффициенты 2 поддиапазонов частот, соотношение которых наиболее сильно отражает наклон высокочастотной части спектра. Примечание: К , Ic К и Kj. определяются для каждого типа мельницы индивидуально. Устройство содержит три индукционных датчика 1,2,3/ преобразователи сигнсшов 4,5,6J блоки вычитания 7,8, 9, блоки суммирования 10,11,12, блоки соотношения 13,14,15; фильтры 16,17 частот Ф; шаровую мельницу 18, индикаторы 19, 20,21. Принцип действия устройства заключается в следующем. Все три сигнала преобразовываются в сигналы постоянного тока преобразователями 4,5,6. Во втором блоке вычитани 8 из сигнала первого датчика вычитается сигнал третьего датчика, во втором блоке суммирования 11 они суммируются И елятся на два. Затем их разность и половина суммы поступают в первый блок соотношения 14, выходной сигнал которого несет информацию об общей тепени заполнения мельницы. В первом блоке вычитания 7 из сигала первого датчика вычитается сигал второго датчика, в первом блоке уммирования 10 они суммируются и деятся на два. Затем разность и полоина суммы поступают на второй блок оотношеиия 13.Сигнгш соотношения складывается с частью сигнала общей степени заполнения в третьем блоке суммирования 12. Результирующий сигнал несет информацию о скорости измельчения перерабатываемого продук -, Непреобразованный сигнал третьего датчика поступает в фильтры 16 и 17 которые выделяют из сигнала определенные частоты с соответствующими ве совыми коэффициентами. Затем сигналы с фильтров поступают в третий блок соотношения 15, выходной сигнал кото рого складывается с выходным сигна-, лом первого блока соотношения 14. Результирующий несет информацию о ша ровом заполнении мельницы. Описанный звукометрический спо-. соб диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения и устройство для его осуществления позволяют непрерывно и одновременно контролировать основные параметры, характеризующие состояние и режим работы измельчительной установки.При менение нового устройства в системах .управления и автоматического регулирования процессом -измельчения позволяет более точно поддерживать в оптимальном режиме шаровую загрузку и общую степень заполнения в зависимос ти от измельчаемости руды, что приве дет к повышению эффективности измель чения, стабильности грансостава гото вого продукта, а также повы1118нию прр изводительности. Формула изобретения 1. Звукометрический способ диагностики состояния шаровой мельницыи процесса измельчения, включающий разделение частотного спектра шума, издаваемого мельницей на поддиапазоны частот, определение весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов и оценку диагностируемых параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки диагностируемых параметров, дополнительно определяют градиент интенсивности звукового поля мельницы, а оценку диагностируемых параметров осуществляют по градиенту интенсивности звукового поля мельницы и соотношению весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов частот, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что градиент интенсивности звукового поля мельницы определяют по интенсивности сигнало по крайней мере, в трех точках, две из которых располагают по образующе барабана мельницы, а третью по окру ности барабана, а в качестве диагно тируемых параметров используют общу степень заполнения, скорость измель чения и степень заполнения мельницы шарами, которые вычисляют по следующим формулам U .V. ( U, + u V -к г ) , . , %ш-М-1 7Ти(ои-о, ())2 k, , 4 и. 5 где К и К, - коэффициенты пропорциональности, определяемые для каждого типа мельницы; т зетовые коэффициенты амплитуд поддиапазонов; U и Ug - интенсивности звуковых сигналов, в точках по образующей барабана мельницы; интенсивность сигнала в точке по окружности барабана мельницы; ОБ °бЩэя степень заполнения ; скорость измельчения; Цщ - степень заполнения шарами. 3. Устройство для диагностики сог стояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включающее индукционные датчики шума и два частотных фильтра, отличающееся тем, что оно снабжено тремя преобразователями, тремя блоками вычитания, индикаторами степени заполнения, скорости измельчения и степени заполнения мельницы шарами, тремя блоками суммирования и тремя блоками соотношения, причем первый и второй индукционные датчики расположены по образукяцей барабана мельницы, а третий - на окружности барабана, выходы датчиков соединены с входами соответствукадих преобразователей, выход первого преобразователя соединен с первыми входами первых блоков вычитания и суммирования, выход второго преобразователя соединен с вторыми входами первых . блоков вычитания и суммирования и с первьлу1и входами вторых блоков вычитания и суммирования, выход третьего преобразователя соединен с вторыми входами вторых блоков вычитания и суммирования, выходы которых соединены с входами первого блока соотношения, выход которого соединен с индикатором степени заполнения, выходы первых блоков вычитания и суммирования соединены с входами второго блока соотношения, выход которого соединен с первым входом третьего блока cyм lиpoвaния, второй вход которого соединен с выходом первого блока соотношения, а выход третьего блока суммирования соединен с индикатором

скорости измельчения, выход третьего датчика соединен с входами частотных фильтров, выходы которых соединены с входами третьего блока соотношения, выход третьего блока соотношения и выход первого блока соотношения соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с

индикатором степени заполнения мельницы шарами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 275712, кл. В 02 С 25/00, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР 580900, кл. В 02 С 25/00, 1976.