Система автоматичного управління розподілом газових бульбашок за розміром у процесі флотації

Реферат: Система автоматичного управління розподілом газових бульбашок за розмірами в процесі флотації включає блок обчислювального пристрою, вихід якого з'єднаний з входом блока регулюючого пристрою, вихід регулюючого пристрою з'єднаний з входом блока розподілювача. В систему введений блок датчика гранулометричного складу і блок формувача управляючого впливу. UA 92180 U (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ РОЗПОДІЛОМ ГАЗОВИХ БУЛЬБАШОК ЗА РОЗМІРОМ У ПРОЦЕСІ ФЛОТАЦІЇ UA 92180 U UA 92180 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв управління розподілом газових бульбашок за розмірами і може бути використана при розробці та впровадженні автоматизованих систем флотаційними технологічними процесами на збагачувальних фабриках кольорової та чорної металургії, хімічної промисловості. Відома система автоматичного управління розподілом газових бульбашок за розмірами із зворотним зв'язком, що включає блок обчислювального пристрою, вихід якого з'єднаний з входом блока регулюючого пристрою, а вихід регулюючого пристрою з'єднаний з входом блока розподілювача. У даній системі використовується метод паралельного розподілу при використанні якого, загальна витрата газу розділяється на декілька розподілювачів, які, по можливості, мають різні характеристики. У результаті такого розподілу, розмір бульбашки може бути виражений у вигляді зваженої суми індивідуальних розподілів, створюваних кожним розподілювачем [Maldonado M. A. Advances in estimation and control for flotation columns. Du programme de doctorat en genie electrique pour l'obtention du grade de Philosophiae Doctor (PhD). Quebec. 2010. - Р.135]. Недоліком системи з використанням паралельних розподілювачів є те, що розподілювачі є механічним пристроєм і дають лише обмежену кількість дискретних розподілів, які досить важко пов'язати між собою, виникають складнощі в управлінні розподілом газових бульбашок за розмірами. Задачею корисної моделі є удосконалення системи автоматичного управління формуванням заданого розподілу газових бульбашок за розмірами в процесі флотації, за рахунок впливу на потік пульпи високоенергетичним ультразвуком на базі технології ультразвукових фазованих решіток, що дозволить реалізувати ефективне управління складом газової фази пульпи, легко регулювати ступінь аерації, збільшити швидкість флотації, підвищити якість одержуваного концентрату та енергоефективність всього технологічного процесу збагачення мінеральної сировини. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в систему управління розподілом газових бульбашок за розмірами в процесі флотації, що включає блок обчислювального пристрою, вихід якого з'єднаний з входом блока регулюючого пристрою, вихід регулюючого пристрою з'єднаний з входом блока розподілювача. Згідно з корисною моделлю, в систему введений блок датчика гранулометричного складу і блок формувача управляючого впливу, причому вихід блока датчика гран.складу з'єднаний з входом блока обчислювального пристрою, вхід блока формувача управляючого впливу з'єднаний з виходом блока регулюючого пристрою, а вихід з'єднаний з входом блока розподілювача. Розподілювач виконаний на базі ультразвукової фазованої решітки. На кресленні представлена структурна блок-схема системи автоматичного управління розподілом газових бульбашок за розмірами у процесі флотації. Система складається з блока датчика гранулометричного складу (1), вихід якого з'єднаний з входом блока обчислювального пристрою (2), вихід якого з'єднаний з входом блока регулюючого пристрою (3), вихід якого з'єднаний з входом блока формувача управляючого впливу (4), вихід якого з'єднаний з входом блока розподілювача (5). Система працює наступним чином. В процесі збагачення пінною флотацією за допомогою датчика гранулометричного складу (1) безперервно отримують інформацію про параметри твердої фази пульпи, а саме концентрацію та розподіл часток за розміром. Сигнал з цією інформацією від датчика гранулометричного складу (1) надходить на обчислювальний пристрій (2), який визначає необхідні параметри газової фази, а саме концентрацію та розподіл газових бульбашок за розміром. З метою формування заданого розподілу газових бульбашок за розміром, який би збігався з розподілом часток твердої фази пульпи за крупністю в процесі флотації, на потік пульпи впливають високоенергетичними ультразвуковими коливаннями із заданими амплітудою і частотою. Далі по сигналу з обчислювального пристрою (2) регулюючий пристрій (регулятор) (3) задає ці необхідні значення амплітуди і частоти електричних коливань, які далі надходять на блок формувача управляючого впливу (керований генератор) (4). Керуючий вплив на основі динамічних ефектів високоенергетичного ультразвуку формують на базі технології фазованих решіток, що мають ряд переваг в порівнянні з традиційними одноелементними ультразвуковими перетворювачами, а саме здатність налаштовувати кут введення, фокусну відстань і розмір фокусної плями. Формувач управляючого впливу (4) генерує серію високочастотних електричних коливань фіксованої частоти і амплітуди, які далі надходять на розподілювач (5), виконаний на базі ультразвукової фазованої решітки. Розподілювач (5) перетворює сигнал, що надійшов в об'ємні ультразвукові коливання, після чого пульпа з бульбашками піддається впливу високоенергетичного ультразвуку, що випромінюється елементами решітки. Це 1 UA 92180 U 5 10 призводить до зміни концентрації газових бульбашок і перерозподілу їх за розміром. Збільшуючи частоту і амплітуду, розміри бульбашок будуть зменшуватися, за рахунок дроблення більших бульбашок. При зменшенні амплітуди і частоти, бульбашки будуть збільшуватися, за рахунок коалесценції більш дрібних бульбашок. Щоб підтримувати або змінювати необхідну амплітуду і частоту використовується адаптивний алгоритм управління, що управляє потужністю кожного окремого елемента решітки. Запропонована система автоматичного управління розподілом газових бульбашок за розмірами, на основі впливу на пульпу високоенергетичного ультразвуку на базі технології ультразвукових фазованих решіток, дозволяє реалізувати ефективне управління складом газової фази пульпи, легко регулювати ступінь аерації, збільшити швидкість флотації, підвищити якість одержуваного концентрату і енергоефективність всього технологічного процесу збагачення мінеральної сировини. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Система автоматичного управління розподілом газових бульбашок за розмірами в процесі флотації, що включає блок обчислювального пристрою, вихід якого з'єднаний з входом блока регулюючого пристрою, вихід регулюючого пристрою з'єднаний з входом блока розподілювача, яка відрізняється тим, що в систему введений блок датчика гранулометричного складу і блок формувача управляючого впливу, причому вихід блока датчика гранулометричного складу з'єднаний з входом блока обчислювального пристрою, вхід блока формувача управляючого впливу з'єднаний з виходом блока регулюючого пристрою, а вихід з'єднаний з входом блока розподілювача, причому розподілювач виконаний на базі ультразвукової фазованої решітки. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2