Спосіб автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млинах, що подрібнюють піски двоспірального механічного класифікатора

Реферат: Спосіб автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млині, що подрібнює піски класифікатора, шляхом визначення і подачі води у пісковий жолоб класифікатора і горловину кульового млина, вимірювання технологічних параметрів, зокрема рівня пульпи, з наступним обчисленням фактичного значення регульованої величини за вимірюваними і осередненими параметрами і заданими константами, порівнянням його з заданим співвідношенням руда/вода та одноконтурним регулюванням витрати води з точністю, що визначається точністю вимірювальних засобів і засобів задання констант. Автоматичне керування здійснюють комбінованим - спочатку дискретними змінами витрати води у пісковий жолоб класифікатора у межах встановленої незмінної величини похибки співвідношення руда/вода, яка визначає число ступенів дискретних незмінних витрат подачі води, за рівнем пульпи та різницею між заданим і фактичним співвідношенням руда/вода, а потім неперервною регульованою подачею води у горловину кульового млина відповідно змінному у часі завданню, яке формують як витрату води за залежністю   pk C  1 1  . Q VB З        /  З  p   /  З   '  /  p    Рівень пульпи і додатково її наднормальний тиск визначають у приймальному пристрої завиткового живильника за допомогою однакових або спільних перетворювачів з наступним розрахунком фактичного співвідношення руда/вода за формулою      g C    /       .     g C    UA 79679 U (54) СПОСІБ АВТОМАТИЧНОЇ СТАБІЛІЗАЦІЇ РОЗРІДЖЕННЯ ПУЛЬПИ У МЛИНАХ, ЩО ПОДРІБНЮЮТЬ ПІСКИ ДВОСПІРАЛЬНОГО МЕХАНІЧНОГО КЛАСИФІКАТОРА UA 79679 U UA 79679 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до рудозбагачувальної галузі промисловості, а саме до автоматизації процесів подрібнення руди. Відомий спосіб автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млинах, що подрібнюють піски двоспірального механічного класифікатора, передбачає вимірювання витрати пульпи у пісковому жолобі класифікатора, витрати води, що подається у пісковий жолоб, виконання математичних операцій та регулювання витрати води. До математичних операцій входять віднімання від об'ємної витрати пульпи витрати води і перемноження даної різниці та коефіцієнта, що враховує густину твердого і вміст вологи у пісках класифікатора [1]. Найбільш близьким по технічній суті та досягнутому результату до запропонованої корисної моделі є спосіб, вибраний як прототип, який передбачає вимірювання і осереднення витрати пульпи (за рівнем потоку) та води у пісковий жолоб класифікатора, руди та води у млин з наступним визначенням фактичного значення керованої величини за формулою за цими даними та технологічними константами, порівнянням його з заданим значенням співвідношення руда/вода, циклічним одноконтурним регулюванням витрати води у млин відповідно отриманої різниці [2]. Даний спосіб запропоновано до умов кульового млина з циркулюючим навантаженням, однак його легко адаптувати до технологічної схеми кульового млина, що подрібнює піски двоспірального механічного класифікатора шляхом виключення з запропонованої залежності для визначення фактичного значення співвідношення руда/вода витрати руди та води у млин. Недоліком відомого способу стабілізації розрідження пульпи є порівняно незначна точність стабілізації розрідження пульпи, яка породжена неврахуванням витрати руди та води у млин, однозначністю впливу точності вимірюваних параметрів на точність стабілізації, відсутністю осереднення пульсуючої витрати пульпи та впливом інерційності динамічних ланок. Недоліком способу - прототипу, адаптованого до піскового жолобу двоспірального механічного класифікатора, є значна похибка вимірювання об'ємної витрати пульпи за рівнем потоку, що може досягати 10-12%, у наслідок зміни епюри швидкостей при більшому розрідженні і набагато більших циркулюючих навантаженнях у даних циклах подрібнення. Недоліком способу - прототипу, адаптованого до приймального пристрою завиткового живильника кульового млина, що подрібнює піски класифікатора, оскільки рівень пульпи у ньому пропорційний об'ємній витраті матеріалу у пісковому жолобі, є занадто велика похибка регулювання з застосуванням принципу зворотного зв'язку у наслідок великої сталої часу завиткового живильника, що перевищує 60 с, значного часу транспортного запізнювання, збільшення його за рахунок осереднення значення рівня пульпи та виникнення додаткової помилки запізнілої інформації визначення рівня пульпи. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млинах, що подрібнюють піски двоспірального механічного класифікатора, шляхом комбінованого автоматичного керування спочатку дискретними змінами витрати води у пісковий жолоб класифікатора у межах встановленої незмінної похибки співвідношення руда/вода, яка визначає число ступенів дискретних незмінних витрат подачі води, за рівнем пульпи та різницею між заданим і фактичним співвідношенням руда/вода, а потім неперервною регульованою подачею води у горловину кульового млина відповідно змінному у часі завданню, яке визначають за виміряним рівнем пульпи у приймальному пристрої завиткового живильника, заданим співвідношенням руда/вода, відхиленням фактичного співвідношення руда/вода від заданого, заданими коефіцієнтом пропорціональності, густинами руди та води, розраховуючи фактичне значення співвідношення руда/вода за окремою формулою за знайденим наднормальним тиском пульпи у завитковому живильнику, її рівнем, прискоренням земного тяжіння та густинами руди і води, здійснюючи ступеневе регулювання подачі води у пісковий жолоб за умови, коли фактичне співвідношення руда/вода більше заданого, а при знаходженні фактичного співвідношення руда/вода поряд з цифровим фільтруванням сигналів приладу рівня впродовж одного чи кількох циклів роботи завиткового живильника з наступним запам'ятовуванням середнього значення рівня пульпи у приймальному пристрої завиткового живильника осереднені значення рівня та тиску пульпи отримують цифровим фільтруванням сигналів перетворювачів на ділянках незмінних сигналів, які автоматично відшукують. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі автоматичної стабілізації співвідношення руда/вода, адаптованому до млинів, що подрібнюють піски класифікатора, шляхом вимірювання витрати пульпи (рівня потоку) та води в пісковий жолоб класифікатора з наступним визначенням фактичного значення керованої величини та одноконтурним регулюванням витрати води у млин, витрату пульпи вимірюють за її рівнем у приймальному пристрої завиткового живильника, додатково тут же вимірюють тиск пульпи та витрату води у млин, за якими знаходять фактичне значення співвідношення руда/вода та змінне у часі 1 UA 79679 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 завдання витрати води у млин і здійснюють комбіноване автоматичне керування - спочатку дискретними змінами витрати води у пісковий жолоб класифікатора у межах встановленої незмінної величини похибки співвідношення руда/вода, яка визначає число ступенів дискретних незмінних витрат подачі води, за рівнем пульпи та різницею між заданим і фактичним значенням співвідношення руда/вода, а потім неперервною регульованою подачею води у горловину кульового млина, здійснюючи ступеневе регулювання подачі води у пісковий жолоб класифікатора за умови, коли фактичне співвідношення руда/вода більше заданого, а при знаходженні фактичного співвідношення руда/вода поряд з цифровим фільтруванням сигналів приладу рівня впродовж одного чи кількох циклів роботи завиткового живильника з наступним запам'ятовуванням середнього значення рівня пульпи у приймальному пристрої завиткового живильника осереднені значення рівня та тиску пульпи отримують цифровим фільтруванням сигналів перетворювачів на ділянках незмінних сигналів, які автоматично відшукують. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображена схема автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млині, що подрібнює піски двоспірального механічного класифікатора. З приведеної схеми видно сутність автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млині, що подрібнює піски класифікатора, запропонованим способом. Вимірюються приладами рівня 1 і наднормального тиску 2 параметри пульпи у центральній частині приймального пристрою 3 завиткового живильника, куди з піскового жолоба вільно надходять піски класифікатора та мінімальна встановлена краном 4 витрата води у пісковий жолоб. Витрата води у пісковий жолоб класифікатора може ступінчасто змінюватись відкриттям або закриттям клапанів 5, 6, 7. У запропонованому способі (креслення) регулювання виконано за більш точним принципом, який виключає шкідливий вплив транспортного, ємкісного запізнювання, запізнювання, що виникає при обробці інформації, та додаткової помилки запізнілої інформації, і реалізовано у контурі попереднього регулювання пристроєм логічної обробки сигналів 8, командним блоком 9 і розрахунковим визначенням фактичного співвідношення руда/вода К(Р/В)Ф у приймальному пристрої завиткового живильника за допомогою обчислювального приладу 10, на вхід якого надходять сигнали з приладу рівня 1, приладу наднормального тиску 2 та задавана густини руди 11. У залежності від середнього значення рівня пульпи і фактичного значення співвідношення руда/вода у приймальному пристрої завиткового живильника пристрій логічної обробки сигналів 8 через командний блок 9 забезпечує відповідне незмінне значення витрати води у пісковий жолоб. При цьому у приймальному пристрої завиткового живильника при будьяких витратах пісків формується розрідження пульпи, яке не перевищує встановленого незмінного значення похибки співвідношення руда/вода. Контур кінцевого регулювання розрідження пульпи включає обчислюваний пристрій змінного задаючого діяння витрати води у млин 12, на вхід якого надходять сигнали з приладу рівня пульпи 1, задавача співвідношення руда/вода у кульовому млині 13, елемента порівняння 14, зв'язаного з виходом обчислювального приладу 10 і задавача співвідношення руда/вода у кульовому млині 13, задавача густини руди 11, елемент порівняння 15, автоматичний регулятор 16, виконавчий механізм 17, регулювальний орган подачі води у горловину млина 18 і витратомір води у млин 19. При невідповідності обчисленого пристроєм 10 значення розрідження пульпи К(Р/В)Ф заданому К(Р/В)З задавачем 13 на виході обчислювального пристрою 12 формується сигнал керування, що порівнюється з сигналом витратоміра 19. Оскільки вода додається у горловині млина 20 до пульпи з завиткового живильника і добре перемішується, то на вході технологічного агрегату формується матеріал з заданим розрідженням. Змінне у часі завдання витрати води у горловину кульового млина визначають за формулою   pk C  1 1  , (1)     /  З   p   /  З   '  /   p     а фактичне значення співвідношення руда/вода - за залежністю      g C  (2)   /       ,     g C    де k - сталий коефіцієнт пропорціональності;   ,   - відповідно густина руди та води; НC рівень пульпи - змінна, що вимірюється у технологічному процесі; К(Р/В)З - задане співвідношення руда/вода у млині; ΔΚ'P/B - поточна різниця між заданим і фактичним значеннями співвідношення руда/вода; РH - наднормальний тиск пульпи; g - прискорення земного тяжіння. Похибки визначення НC і РH (2) можуть суттєво погіршити результат визначення К(Р/В)Ф. Така результуюча похибка виникати не буде, якщо похибки визначення НC і РH будуть однаковими, оскільки чутливості К(Р/В)Ф до НC і РH однакові за величиною і протилежні за знаком. Даній умові Q VB З  50 55 2 UA 79679 U 5 10 15 20 25 30 задовольняє вимірювання НC і РH за допомогою однакових, а найкраще спільних перетворювачів. Це забезпечує більш високу точність підтримання розрідження пульпи у кульовому млині, що подрібнює піски двоспірального механічного класифікатора, порівняно з існуючим способом. Важливим фактором забезпечення точності стабілізації розрідження пульпи у кульовому млині, що подрібнює піски двоспірального механічного класифікатора, запропонованим способом є здійснення ступеневого регулювання подачі води у пісковий жолоб за умови, коли фактичне значення співвідношення руда/вода більше заданого у будь-якій технологічній ситуації у межах встановленого незмінного рівня похибки співвідношення руда/вода, яка відповідає допустимому діапазону коливань густини пульпи у технологічному процесі транспортування. Такий прийом дозволяє значно підвищити точність стабілізації розрідження пульпи порівняно з існуючим способом, оскільки у контурі попереднього регулювання параметра створюються гарантовані передумови для досягнення точного значення співвідношення руда/вода у кульовому млині. Суттєво підвищує точність стабілізації розрідження пульпи у кульовому млині, що подрібнює піски двоспірального механічного класифікатора, запропонованим способом і те, що поряд з цифровою фільтрацією сигналу приладу рівня впродовж одного чи кількох циклів завиткового живильника з наступним запам'ятовуванням середнього значення рівня здійснюють визначення фактичного співвідношення руда/вода на ділянках незмінних сигналів у цьому ж проміжку часу, оскільки часове неспівпадіння реалізацій випадкового процесу приводить до значних похибок у знаходженні параметра. Пошук таких ділянок здійснюється автоматично. Для отримання порівняльних даних проводились вимірювання розрідження пульпи у розвантаженні кульового млинапри автоматичній стабілізації процесу існуючим і запропонованим способом. Проби відбиралися в усталеному режимі роботи млина при широких межах зміни піскового навантаження. Проби оброблялися відповідно прийнятій методиці визначення розрідження пульпи. Маса води у пробі визначалась як різниця ваги вихідної проби і сухого матеріалу. Відношення експериментально визначених ваги твердого до ваги води складало значення співвідношення руда/вода у розвантаженні млина. Результати оброблялися методами математичної статистики з розрахунком відносної похибки стабілізації розрідження пульпи. За еталонні значення приймалися завдання, які встановлювалися в експериментах. Порівняльні експериментальні показники для розглянутих способів розрідження пульпи наведені у таблиці. Таблиця Спосіб автоматичної стабілізації розрідження пульпи 1. Існуючий 2. Запропонований 35 40 Встановлене співвідношення «руда/вода» Відносна похибка стабілізації розрідження пульпи, % 3,8 3,8 ±9,3 ±2,85 Як видно з даних таблиці, запропонований спосіб автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млині, що подрібнює піски класифікатора, дозволяє значно підвищити точність підтримання параметра за умов широких змін технологічних факторів. Література 1. Авторське свідоцтво СРСР № 388790, Кл. В03В 11/00,1973. 2. Патент України № 59644, кл. В03В 11/00, В02С 25/00, 2005. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Спосіб автоматичної стабілізації розрідження пульпи у млині, що подрібнює піски класифікатора, шляхом визначення і подачі води у пісковий жолоб класифікатора і горловину кульового млина, вимірювання технологічних параметрів, зокрема рівня пульпи, з наступним обчисленням фактичного значення регульованої величини за вимірюваними і осередненими параметрами і заданими константами, порівнянням його з заданим співвідношенням руда/вода та одноконтурним регулюванням витрати води з точністю, що визначається точністю вимірювальних засобів і засобів задання констант, який відрізняється тим, що автоматичне керування здійснюють комбінованим - спочатку дискретними змінами витрати води у пісковий жолоб класифікатора у межах встановленої незмінної величини похибки співвідношення руда/вода, яка визначає число ступенів дискретних незмінних витрат подачі води, за рівнем 3 UA 79679 U 5 10 15 20 пульпи та різницею між заданим і фактичним співвідношенням руда/вода, а потім неперервною регульованою подачею води у горловину кульового млина відповідно змінному у часі завданню, яке формують як витрату води за залежністю   pk C  1 1  , Q VB З      /  З   p   /  З   '  /   p     а рівень пульпи і додатково її наднормальний тиск визначають у приймальному пристрої завиткового живильника за допомогою однакових або спільних перетворювачів з наступним розрахунком фактичного співвідношення руда/вода за формулою      g C    /       ,     g C    де k - сталий коефіцієнт пропорціональності;   ,   - відповідно густина руди та води; НС рівень пульпи; РH - наднормальний тиск пульпи;K(P/B)З - задане співвідношення руда/вода у млині; ΔΚ'Ρ/Β - поточна різниця між заданим і фактичним значеннями співвідношення руда/вода у приймальному пристрої завиткового живильника; g - прискорення земного тяжіння. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ступеневе регулювання подачі води у пісковий жолоб класифікатора здійснюють за умови, коли K(Р/В)Ф більше K(Р/В)З у межах встановленої незмінної похибки співвідношення руда/вода, яка відповідає допустимому діапазону коливань густини пульпи у технологічному процесі транспортування. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що поряд з цифровим фільтруванням сигналів приладу рівня впродовж одного чи кількох циклів роботи завиткового живильника з наступним запам'ятовуванням середнього значення рівня пульпи у приймальному пристрої завиткового живильника здійснюють визначення фактичного співвідношення руда/вода на ділянках незмінних сигналів перетворювачів у цьому ж проміжку часу, які відшукують автоматично. 4 UA 79679 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 5