Система автоматичного керування процесом збагачення рудних матеріалів

Винахід відноситься до автоматичного оптимального управління процесом збагачення корисних копалин і може бути використаний при переробці руд зі змінними фізико-механічними та хіміко-мінералогічними характеристиками. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є система автоматичного управління процесом збагачення рудних матеріалів (AC CPCP №780889), що містить млин, який працює у замкненому циклі з класифікатором, злив якого подається у збагачувальний апарат, та виконавчий механізм, з'єднаний з регулюючим клапаном у тр убопроводі подачі води у класифікатор. Недоліком відомої системи є те, що датчик питомої ваги твердого не забезпечує необхідну точність і надійність контролю вмісту корисного компоненту, а отже і якість управління. Це приводить до зменшення вилучення корисного компоненту у промпродукт збагачувального апарату. Задачею винаходу є удосконалення системи автоматичного управління процесом збагачення рудних матеріалів за рахунок усунення негативного впливу змін фізико-механічних та хіміко-мінералогічних характеристик рудних включень на якість управління, що дозволить підтримувати максимально можливий вміст корисного компоненту у промпродукті збагачувального апарату поза залежністю від її поточних фізико-механічних і хіміко-мінералогічних характеристик. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що система автоматичного управління процесом збагачення рудних матеріалів містить млин, який працює у замкненому циклі з класифікатором, злив якого подається у збагачувальний апарат та виконавчий механізм, з'єднаний з регулюючим клапаном у трубопроводі подачі води у класифікатор. Згідно з винаходом у систему введені послідовно з'єднані мультивібратор, одновібратор, перший генератор та випромінюючий електроакустичний перетворювач, встановлений на першій формуючий призмі, яка закріплена на стінці вимірювальної посудині, на якій також закріплена друга формуюча призма, із встановленими на ній приймальним електроакустичним перетворювачем, який через послідовно з'єднані перший посилювач і амплітудний детектор зв’язаний з інформаційним входом блоку селекції, управляючий вхід якого підключено до виходу формувача імпульсів, а вихід - через перший фільтр зв'язаний з першим входом першого блоку віднімання, другий вхід якого підключений до виходу першого блоку завдання, а вихід з'єднаний ї першим входом блоку ділення першу лінію затримки, вхід якої підключено до виходу одновібратора, а вихід до входу формувача імпульсів, живильник g - випромінювання, встановлений на вимірювальній посудині, на які також закріплено приймача g - випромінювання, зв'язаний через послідовно з'єднані другий посилювач, другий фільтр та логарифмічний перетворювач, з першим входом другого блок віднімання, другий вхід якого підключено до виходу другого блоку завдання, а вихід зв'язаний з другим входом блоку ділення, вихід якого зв'язаний з першим входом третього блоку віднімання, а через другу лінію затримки - з другим його входом, ви хід якого зв'язаний з першим входом четвертого блоку віднімання, а через третю лінію затримки - з другим його входом, вихід якого через послідовно з'єднані масштабуючий блок і сигнум-реле зв'язаний з керуючим входом виконавчого механізму. Заявлена система ілюструється принциповою схемою. Система автоматичного управління процесом збагачення рудних матеріалів містить млин 1, що працює у замкненому циклі з класифікатором 2, злив якого подається у збагачувальний апарат 3, послідовно з'єднані мультивібратор 4, одновібратор 5, перший генератор 6 та випромінюючий електроакустичний перетворювач 7, встановлений на першій формуючий призмі 8, яка закріплена на першій вимірювальній посудині 9, на якій також закріплена друга формуюча призма 10, із встановленими на ній приймальним електроакустичним перетворювачем 11, який через послідовно з'єднаний перший посилювач 12, і амплітудний детектор 13, зв'язаний з інформаційним входом блоку селекції 14, управляючий вхід якого підключено до виходу формувача імпульсів 15, а вихід - через перший фільтр 16 зв'язаний з першим входом першого блоку віднімання 17, другий вхід якого підключено до виходу першого блоку завдання 18, а вихід - з'єднаний з першим входом блоку ділення 19, першу лінію затримки 20, вхід якої підключено до виходу одновібратора 5, а вихід - до входу формувача імпульсів 15, живильник g - випромінювання встановлений на вимірювальній посудині 9, на якій також закріплено приймача g - випромінювання 22, зв'язаного через послідовно з'єднані другий посилювач 23, другий фільтр 24 та логарифмічний перетворювач 25 з першим входом другого блоку віднімання 26, другий вхід якого підключено до виходу другого блоку завдання 27, а вихід зв'язаний з другим входом блоку ділення 19, вихід якого зв'язаний з першим входом третього блоку віднімання 28, а через другу лінію затримки 29 - з другим його входом, вихід якого зв'язаний з першим входом четвертого блоку віднімання 30, а через третю лінію затримки 31 - з другим його входом, вихід якого через послідовно з'єднаний масштабуючий блок 32 і сигнум-реле 33 зв'язаний з керуючим входом виконавчого механізму 34, з'єднаного з регулюючим клапаном 35, встановленим на трубопроводі 36 подачі води у класифікатор 2. Система автоматичного управління процесом збагачення рудних матеріалів працює наступним чином. Об'єктом управління є млин 1, який працює у замкненому циклі з класифікатором 2, злив якого подається на збагачувальний апарат 3. Визначальний вплив на якість роботи збагачувального апарату 3 здійснює гранулометричний склад його живлення, тобто зливу класифікатора 2. Задачею циклу подрібнення (млина 1, який працює у замкненому циклі з класифікатором 2), вихідний продукт якого є вхідним для збагачувального апарату 3, полягає у повному розкритті зерен корисного компоненту без їх переподрібнення. При цьому оптимальний ступінь подрібнення або гранулометричний склад рудного матеріалу у п ульпі на зливі класифікатора 2 визначається характером вкрапленості корисного компоненту або його фізико-механічними і хіміко-мінералогічними властивостями. Мультивібратор 4 виробляє прямокутні імпульси, які через одновібратор 5 запускають перший генератор 6 імпульсів. На протязі імпульсу, сформованого одновібратором 5, перший генератор 6 виробляє серію високочастотних електричних коливань фіксованої частоти. Випромінюючий електроакустичний перетворювач 7 за допомогою першої формуючої призми 8 перетворює електричний сигнал у хвилі Лемба, які розповсюджуються у стінці вимірювальної посудини 9 з досліджуваним середовищем. Хвилі Лемба пройшовши фіксовану відстань по стінці вимірювальної посудини 9 через другу формуючу призму 10 поступають на приймальний електроакустичний перетворювач 11, який здійснює перетворення пружних ультразвукових коливань в електричний сигнал. При проходженні хвилями Лемба фіксованої відстані по стінці вимірювальної посудини 9 з досліджуваним середовищем, величина їх затухання визначається тільки концентрацією твердої фази контрольованої суспензії. Одночасно імпульс з одновібратора 5, проходячи через першу лінію 20 затримки, поступає на формувач 15 імпульсів, здійснюючий формування імпульсу, який відмикає блок 14 селекції. Час затримки імпульсу в лінії 20 затримки встановлюють рівним часу розповсюдження сигналу, який формується першим генератором 6 імпульсів від випромінюючого електроакустичного перетворювача 7 до приймального електроакустичного перетворювача 11. Тривалість імпульсу, який формується формувачем 15 імпульсів, відповідає тривалості інформативної частини прийнятого сигналу. Прийнятий приймальним електроакустичним перетворювачем 11 сигнал посилюється у логарифмічному масштабі першим посилювачем 12 і детектується детектором 13. Блок 14 селекції пропускає тільки інформативну частину прийнятого сигналу, а перший фільтр 16 виділяє з нього низькочастотну складову. У першому блоці 18 завдання встановлюється величина Sl 0 (амплітуда) сигналу, відповідного наявності чистої води у вимірювальній посудині 9. У першому блоці 17 віднімання визначається різниця поточного значення S l прийнятого сигналу при наявності досліджуваного середовища у вимірювальній посудині 9 і сигналу, сформованого першим блоком 18 завдання. Величина вичисленої різниці залежить від концентрації твердої фази у досліджуваному середовищі. Джерело 21 g - випромінювання формує g - випромінювання, яке проходить через стінки вимірювальної посудини 9 і досліджуване середовище і приймається приймачем 22 g - випромінювання, наприклад сцинтилятором, сигнал з виходу якого посилюється у другому посилювачі 23, виконаному, наприклад, у вигляді фотопомножувача. У другому фільтрі 24 виділяється низькочастотна складова посиленого сигналу. Логарифмічний перетворювач 25 здійснює облік логарифму амплітуди сигналу, який S поступає з другого фільтру 24. У другому блоці 27 завдання встановлюється амплітуда g0 сигналу, відповідного інтенсивності зафіксованого g - випромінювання при наявності чистої води у вимірювальній посудині 9. У другому Sg блоці 26 віднімання визначається різниця поточного значення сигналу, відповідного інтенсивності зафіксованого g - випромінювання при наявності пульпи у вимірювальній посудині 9 і сигналу з другого блоку 27 завдання. Величина обчисленої різниці залежить від концентрації твердої фази і щільності часток її складових. У блоці 19 ділення обчислюється величина S g0 - Sg S= Sl0 - Sl Величина S визначається густиною часток твердої фази досліджуваного середовища. Для зменшення часу пошуку екстремуму на сигнум-реле 33 подається функція F = D2Sn × KM = ( DSn - D Sn-1)K M Величина DSn -1 обчислюється на виході третього блоку віднімання 28, як різниця виміряного поточного значення S і значення цієї величини на попередньому шагу DSn -1 , яка формується при проходженні виміряного n 2 сигналу S через другу лінію затримки 29. Аналогічно формується величина D S на виході четвертого блоку 2 віднімання 30. Для отримання різниці DSn використовується третя лінія затримки 31. Отримане значення D Sn у масштабуючому блоці 32 множиться на коефіцієнт пропорційності Км подається на сигнум-реле 33. 2 Сигнум-реле 33 проводить реверс виконавчого механізму 34, коли перша різність D Sn × K M виміряного сигналу стає менше зони нечутливості самого сигнум-реле 33. Виконавчий механізм 34 у шаговому режимі змінює положення регулюючого клапану 35 у тр убопроводі 36 подачі води у класифікатор 2. При змінювані кількості добавленої води, яка поступає у класифікатор 2, змінюється ступінь подрібнення рудного матеріалу, що знаходиться у циклі подрібнення і відповідно, змінюється гранулометричний склад (розмір часток) продукту який поступає у збагачувальний апарат 3. Таким чином, система автоматичного управління процесом збагачення рудних матеріалів підтримує максимально можливий вміст корисного компоненту у промпродукті збагачувального апарату для даного типу руди поза залежністю від її поточних фізико-механічних і хіміко-мінералогічних характеристик.