专利名称：节能型磨机旋流器闭路系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种选矿加工系统及方法，具体是一种节能型磨机旋流器闭路系统及控 制方法，属于选矿工艺及设备技术领域。
技术背景各种矿石的破碎、磨选加工是一种高能耗的过程，据相关报导，全国总发电量的3% 是消耗在对各种金属、非金属矿物的破碎、磨选中，由此可知，与矿石的破碎、磨选有 关的企业应最先成为我国节能降耗达标的重点对象。而磨矿、分级作业在整个破碎、磨 选工艺中又属于高耗作业之首，其成本在整个破碎、磨选工艺中占到50~70%。同时在 磨矿、分级作业中，由于随机干扰因素较多，各工艺参数之间的相关性极强，往往一个 参数的变化，会引起多个参数乃至整个加工过程发生变化，加之在落后的人工操作过程 中，受人为经验和责任心等主观因素影响，无法及时、准确地判断并调整各种参数，从 而难于保证各参数能够处于稳定且最佳的状态。因此常导致产品质量不稳定，指标波动 大，能耗大，生产成本高等诸多问题。实践证明，仅靠人工操作是难于挖掘出磨矿、分 级加工过程中的巨大能量潜力的。因此，最根本的出路在于实现有效的自动化控制。然 而，我国的磨选自动化还停留在一个相当低的水平,尤其在磨机旋流器闭路系统中，磨机 给矿量、磨机负荷、矿浆流量、矿浆浓度、矿浆粒度、金属品位等的在线检测未能釆用 有效的方法，检测精度低、可靠性差，不能满足优化控制的要求，迄今为止，通过千辛 万苦的努力才开采出来的有限矿物资源却受磨选加工控制水平低下而白白浪费掉，成千 上万台耗电量达数百千瓦的磨机在时刻不停的轰鸣声中浪费着巨大的能源,这在能源紧 缺不断加剧的今天，是决不充许的,因此，要改变我国选矿业的这种高能源、低产出的现 状，其根本出路在于实现优化自动控制。制约我国选矿行业自动化进程的主要因素有 一、选矿中的几个关键工艺参数如磨 机负荷，矿浆流量、浓度、粒度和金属品位的在线检测未能得到根本解决，迄今为止还没 有一种实用可靠的在线检测技术；二、对一些关键工艺和设备还没有先进的优化控制方法和优化控制装置，尤其对磨机旋流器闭路控制，更没有优化的控制手段。 发明内容本发明就是为致力于改变上述选矿行业存在的这种落后局面，以全新的开发理念与 创意研究开发一种节能型磨机旋流器闭路系统，以提高磨机台时处理能力，最大限度地 降低电耗、钢耗，节药能源。本发明的另一个目的在于提供一种节能型磨机旋流器闭路系统优化控制方法。本发明通过下列技术方案完成 一种节能型磨机旋流器闭路系统，包括给矿机、输 送机、磨矿机和旋流器，其特征在于在旋流器的溢流和沉砂管线上设置称重式矿浆多参 数在线检测一体化装置，该装置包括其上带进料口和出料口的矿浆容器通过称重传感器置于支座上，且在矿浆容器出料 口设有软连接件的矿浆流量检测装置，以将矿浆容器悬浮于支座上，当矿浆流入容器时， 通过传感器测得容器内的矿浆重量，再根据矿浆流速即可得出矿浆流量；和包括置于矿浆容器内或矿浆容器上的称重传感器，通过吊绳或者吊绳及连接件 连接称重传感器及矿浆中的重力浮子的矿浆浓度测量装置，以将重力浮子在液体中的浮 力变化，通过传感器转换成电量变化信号输出，从而检测出液体密度；或/和包括置于矿浆容器内或矿浆容器上的其上带夹片的固定釆头和活动采头，且 活动采头通过其上端的传动臂与转轴相连，转轴上设有摆臂，摆臂的一端与动力推杆相 连，另一端与位移传感器相连的矿浆粒度测量装置，通过活动采头的旋转，使其夹片与 固定采头上的夹片配合而夹持矿浆中的颗粒物，颗粒物的大小通过与活动采头相连的传 动臂、转轴、摆臂直接反映在位移传感器的位移数据上，根据位移数据测出矿浆粒度；或/和包括:置于矿浆容器出料口上的由出料管及设置在出料管管壁上的电感线圈构 成的矿浆品位测量装置，以便根据被测金属固有的共振频率，调整电感线圈激励电压的 频率与之相一致，从而通过测量矿浆内被测金属通过电感线圈时所产生的感应电流值， 得出矿浆内被测金属的品位。所述矿浆容器进料口设有布料器，该布料器为一锥顶向上的锥体，该锥体通过支撑 架固定在矿浆容器内，并在锥底与矿浆容器内壁之间形成矿浆流动间隙，以便来自锥顶 上方的矿浆沿锥面及该间隙流入矿浆容器内，其中所述锥体设为圆锥体，或者三棱锥体，或者多棱锥体，其锥面设为直面或弧面。所述布料器为一顶向上的人字板，或者为一斜板，且板面为直板或弧板，板的下端 与矿浆容器内壁间形成矿浆流动间隙，以便来自板顶上方的矿浆沿板面及间隙流入矿浆 容器内。所述布料器上方设有遮挡罩，该遮挡罩的形状设为与布料器形状相适应的圆锥体， 或者多棱锥，或者人字形，或者斜板，用于防止矿浆外溅。所述布料器为一环形管或者环形槽，其上设有矿浆入口，其底部沿圆周间隔设有矿 浆出口，以便矿浆进入环形管或环形槽后，经矿浆出口进入矿浆容器内。所述布料器为一直管或斜管，其一端为进料口，另一端为出料口，且出料口位于矿 浆容器内，并在出料口与矿浆容器内壁间形成矿浆流动间隙，以便矿浆经直管或斜管及 间隙流入矿浆容器中。所述矿桨容器的上部设为圆柱体，或者多棱柱体，或者方柱体，而下部设为锥底或 斜底，其出料口设置在锥底或斜面底的端部，以保持矿浆流动的顺畅。所述矿浆容器出料口处的软连接件为现有技术中的橡胶软管，或者伸缩节，或者波 纹管。所述称重传感器采用现有技术中的天平式称重传感器，或者拉力式称重传感器，或 者单一的称重传感器，或者由多个称重传感器组成的传感器组，以便将重力变化量转换成电信号输送。所述矿浆粒度测量装置中的固定采头为一竖杆，其上端固定在矿浆容器内或矿浆容 器上的支撑架上，夹片固定在竖杆的下端；活动采头设为与固定采头相适应的竖杆，其 夹片固定在竖杆的下端，竖杆的上端通过传动臂固定在转轴下端，转轴通过密封件及轴 承件固定在矿浆容器内的支撑架上，以便在转轴带动下，使传动臂随之摆动，从而使活 动采头和固定采头下端的夹片合拢后夹住颗粒物。所述与转轴上的摆臂一端相连的动力推杆与气缸或者油缸或者其它动力件相连，以 便推动摆臂带动转轴转动，从而带动传动臂、活动采头动作，完成对颗粒物的夹持与松 开；摆臂另一端的位移传感器为现有技术中的激光位移传感器，或者差动变压器，或者 其它位移传感器，以便通过被夹持的颗粒物，确定传感器的位移点，从而测量出颗粒物的大小。所述固定采头和活动采头的竖杆长度根据需要设置为长杆或中长杆或短杆，且不同 长度的采头分别与各自的传动臂、转轴、摆臂及位移传感器相连后，再与同一动力推杆 相连，以实现对不同层面颗粒物进行同步测量的目的。所述矿浆品位测量装置上电感线圈的激励电压频率的设置，与被测金属固有的共振 频率相适应，以便根据不同的金属，选择不同的激励电压频率，从而通过所定频率下的 感应电流值，精确测量出矿浆中被测金属的品位。所述称重式矿浆多参数在线检测一体化装置的出料管道及旋流器进料管道上设有 泵，泵上设有与之电连接的变频器及控制器，以通过控制器及变频器控制泵的转速。本发明的另一个目的通过安装在旋流器的溢流和沉砂管线上的称重式矿浆多参数 在线检测一体化装置，可分别检测出旋流器溢流流量S"s)、浓度RKs)和粒度a(s)，旋 流器沉砂流量S2(S)、浓度R2(S)，并根据流量、浓度等现有技术的常用公式，推算出以 下工艺参数磨机给矿量Q给二Si(s)XR,(s)旋流器溢流干矿量Q ss^S!(s)XR"s)旋流器沉砂干矿量Q m=S2(s)XR2(s)磨机返砂量Q s=S2(s)XR2(s)磨机循环负荷二Q溢+Q s=Sl(s)XR1(s)+ S2(s)XR2(s)磨机返砂比B(s)= Q溢/ Q返=S"s) XR"s)/ (S2(s)XR2(s))磨机排矿浓度R排=(Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+Ko Q溢+S后水)式中Ko——给矿含水系数，S就——磨机补水流量旋流器进矿量二S ^Rs-Si^XRiO^ S2(s)XR2(s)式中Rs——泵池矿浆浓度，故得泵池矿浆浓度R菜- (S!(s)XR"s)+S2(sXR2(s)) /S呆=(S"S)XRt(S)+S2(S)XR2(S)) / (S"S)+S2(S))根据以上算式，结合以下控制方法，即可达到在保证旋流器溢流粒度合格的前提下， 最大限度地提高磨机台时处理能力，从而达到节能降耗的目标。其具体技术方案如下 一种节能型磨机旋流器闭路系统及控制方法，其特征在于包 括下列步骤合格矿浆粒度控制通过安装在旋流器X溢流管线上的称重式矿浆多参数在线检测 一体化装置，检测得到溢流粒度值，将该溢流粒度值与控制器中给出的溢流粒度设定值， 经运算模块比较、运算后输出一控制信号到砂泵变频器，以控制砂泵的转速，或者/和输 出一控制信号到变频器，以控制给矿机的下矿量，或者/和输出一控制信号到旋流器的沉 砂管控制阀，以控制沉砂管口径，从而控制旋流器溢流粒度；磨机返砂比控制-(1 )通过分别安装在旋流器X的溢流和沉砂称重式矿浆多参数在线检测一体化装 置，分别检测溢流流量S"s)、浓度R"s)和沉砂流量S2(s)、浓度R2(s)，按下式得出返砂 比返砂比B(s)= S"s)xR"s)/ (S2(s)xR2(s)); (2)将上述返砂比与控制器给出的返砂比设定值比较后得偏差，该偏差经运算模块 运算后得到一个输出信号，该信号作为串级回路中付回路的给定值，该给定值又与给矿 机的给矿量，即旋流器的溢流干矿量相比较后得偏差值，偏差值经运算模块运算后，输 出信号给变频器，以控制给矿机的下矿量，从而使返砂比控制在设定值范围内，以控制 磨机在最佳返砂比状态上运行，提高磨机的台时处理能力，降低电耗、钢耗。 本发明控制方法还包括磨机排矿浓度控制通过分别安装在旋流器X的溢流和沉砂管线上的称重式矿桨多 参数在线检测一体化装置，分别检测溢流流量S"s)、浓度R"s)和沉砂流量S2(s)、浓度R2(S)，按下式得出磨机排矿浓度R*#= (Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+Ko.Q溢+S后水) S后水KrO溢+ K2'Q返 式中K产(1—Ro排一Ko-Ro排)/Ro排 K2=(l —Ro排)/Ro排 Ro ft——磨机排矿浓度设定值 当磨机排矿浓度设定值为R(^时，对应的磨机补水设定值为Soa，与流量计检测的补水量相比较后的偏差，经运算模块运算后，输出控制信号给补水电机执行器，以控制 电动阀的开启或关闭，调节补水量至设定值； 或/和包括泵池矿浆浓度控制根据下式计算出当前泵池C矿浆浓度 泵池C矿浆浓度R栗二 (S"s)X R!(s)+S2(s)XR2(s)) /S呆二S《S)XR"S)+S2(S)XR2(S)) / (Si(s)+S2(s)) 经与泵池矿浆浓度的设定值比较，偏差经运算模块运算后，输出信号给补水电机执 行器，以控制补水电动阀门开启或关闭，调节泵池矿浆浓度； 或/和包括泵池液位控制将液位计测得的液位信号与控制器内设定的液位值相比较，其偏差 经运算模块运算后，输出控制信号给砂泵变频器，以控制砂泵转速(即泵出量)，从而 控制液位。本发明具有下列优点和效果采用上述方案，即在磨矿、选矿系统中设置称重式矿 桨多参数在线检测一体化装置，较好地解决了流量、浓度、粒度、品位等关键参数的在 线检测问题，且检测精度高，可靠性能好，并利用检测到的各精确参数，能够推算出磨 机给矿量，磨机循环负荷，磨机磨矿浓度，泵池矿浆浓度，返砂比等数据，根据这些数 据再配合现有技术中的控制装置及运算模块，完全达到了在保证旋流器溢流粒度(矿浆 产品)合格的前提下，最大限度地提高了磨机台时处理能力，达到了节能降耗的目的。 本发明提供的称重式矿浆多参数在线检测一体化装置，不仅可根据需要测量出矿浆流 量、浓度、粒度、品位中的任意一个单项指标，还可同时测量其中两个或两个以上乃至 全部指标，且测量精度高，稳定性、可靠性好，结构简单，工作效率高，劳动强度低， 适用范围广，能为矿浆产品提供高可靠的流量、浓度、粒度、品位控制参数，以保障产 品质量，降低成本，提高工作效率，能为全自动化控制提供高保障的测量装置。本发明 提供的控制方法较好地解决了矿石性质，磨机状况(钢球添加量，钢球充填率，钢球配 比,衬板磨损等)，水压，循环负荷等因素随机变化的自适应控制问题，从而能大大提高 磨机效率，降低电单耗，钢单耗，大幅节能降耗，同时这些控制方法既相互独立，又相 互关联，可推广应用于各种矿山的磨矿分级闭路工艺，也可应用于如磁选、电选、浮选等作业，即可用于回路控制，也可用于单纯计量，灵活多样的推广模式将会为我国的选 矿自动化带来新的动力，为选矿界的节能减排作出贡献。
图1为本发明之系统结构示意图；图2为图1中的称重式矿浆流量、粒度、浓度、品位四参数在线检测一体化装置结 构图；图3为图2中布料器的另一结构示意图；图4为图2中布料器的又一结构示意图；图5为图2中布料器的又一结构示意图；图6为图2中布料器的再一结构示意图；图7为图2中矿浆浓度测量装置放大结构图；图8、图9为图2中矿浆粒度测量装置放大结构图；图IO为称重式矿浆流量、浓度二参数在线检测一体化装置结构示意图；图11为称重式矿浆流量、品位二参数在线检测一体化装置结构示意图；图12为称重式矿浆流量、粒度二参数在线检测一体化装置结构示意图；图13为称重式矿浆流量、浓度、粒度三参数在线检测一体化装置结构示意图；图14为称重式矿浆流量、浓度、品位三参数在线检测一体化装置结构示意图；图15为称重式矿浆流量、粒度、品位三参数在线检测一体化装置结构示意图；图16为本发明粒度控制流程图；图17为返砂比控制流程图；图18为磨机排矿浓度控制流程图；图19为泵池矿浆浓度控制流程图；图20为泵池液位控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述，但本发明之内容并不局限于此。 本发明提供的节能型磨机旋流器闭路系统，包括给矿机G1—Gn、输送机P1、 P2、 磨矿机M和旋流器X，以及控制器(l)，变频器(2)、 (3)、卿、(11)、(切，砂泵B1 B3，液位计V，电机执行器(6)、 (7)，其中在旋流器X的溢流和沉砂管线上分别设置称重式矿浆 流量、粒度、浓度、品位四参数在线检测一体化装置Y1、 Y2，如图l，其中Yl、 Y2包括带进料口和出料口的矿浆容器5通过称重传感器6置于支座10上， 且在出料口 8设有软连接件9的矿浆流量检测装置，进料口直接与进料管1相接，其中， 矿浆进料管1出口端装有锥形遮挡罩2，遮挡罩2的下方为布料器3，该布料器3为一 锥顶向上的圆锥体，并通过支撑架4固定在矿浆容器5内壁上，从而在布料器3的锥底 端与矿浆容器5内壁之间形成矿浆流动间隙，使矿浆自进料管l流出后，经布料器3锥 面及间隙流入矿浆容器5内，遮挡罩2用于防止矿浆外溅，矿桨容器5的上部为圆柱体， 下部为锥体7，出料口8设置在该锥锥体7的锥底处，以保持矿浆流动的顺畅，矿浆容 器5通过对称设置的四个称重传感器6放置在支座10上，矿浆容器5锥底的出料口 8 通过橡胶软管9与矿浆出料管11相接，从而使整个矿浆容器5连同其内的矿桨悬浮于 四个称重传感器上，以测量矿浆容器内矿浆重量，矿浆出料管11与矿浆泵Bl、 B2相 接，矿浆泵B1、 B2上安装有编码器，用于测定矿浆泵电机端的转速，从而得到矿桨流 速，如图2、图l;布料器为一顶向上的人字板15，通过支撑架4固定在矿浆容器5内， 该人字板的下端与矿浆容器5内壁间形成矿浆流动间隙，如图3，其余结构同图1;布 料器为一斜置的弧板16，通过支撑架4固定在矿浆容器5内，该弧板的下端与矿浆容器 5内壁间形成矿浆流动间隙，如图4，其余结构与图l相同；布料器为一设置在矿浆容 器5上的环形管17，其与矿浆进料管l相接，底部沿圆周间隔设有多个出料口 18，如 图5，本实施例其余结构除不安装遮挡罩2外，其余均同图l;布料器为一斜置在矿浆 容器5内的直管19，该直管的一端与矿浆进料管1相连，另一端置于矿浆容器5内，从 而在端口与内壁间形成矿浆流动间隙，如图6，本实施例其余结构除不安装遮挡罩2夕卜， 其余均同图l;还包括置于矿浆容器内的传感器，通过吊绳或者吊绳及连接件连接传感器及矿浆中的重力浮子的矿浆密度测量装置，以将重力浮子在液体中的浮力变化，通过传感器转换成电量变化信号输出，从而检测出液体密度，其中重力浮子20通过吊绳21、连接块 22连接在天平23上，天平23通过调节螺栓24置于带传感器的底座25上，底座25通 过支杆26固定在矿浆容器5内的支撑架4上，通过重力浮子20在矿浆中的浮力变化，测得矿浆密度，当不需要测量时，通过调节螺栓24使天平23及其重力浮子20升高而 离开带传感器的底座25，从而使传感器不受力，以确保测量精度，延长其使用寿命，如图7;和置于矿浆容器内的其上带夹片的固定采头和活动采头，且活动采头通过其上端 的传动臂与转轴相连，转轴上设有摆臂，摆臂的一端与动力推杆相连，另一端与位移传 感器相连的矿浆粒度测量装置，通过活动采头的旋转，使其夹片与固定采头上的夹片配 合而夹持矿浆中的颗粒物，颗粒物的大小通过与活动采头相连的传动臂、转轴、摆臂直接反映在位移传感器的位移数据上，根据位移数据测出矿浆粒度。具体是；矿浆容器5内的支撑架4上安装气缸27，该气缸与动力推杆28相连，动力推杆28与摆臂29—端 相连，摆臂29另一端安装激光位移传感器38，该传感器与仪表电连接，以便将位移信 号转换成电信号或数字信号显示在仪表上，从而得出颗粒物的大小数据，摆臂29安装 固定在转轴30上端，转轴30通过轴承、轴承座31及密封法兰32安装固定在支撑架4 上，转轴30下端固定传动臂33，传动臂33另一端固定在活动采头竖杆34的上端，竖 杆34下端固定夹片35，固定采头竖杆36的上端安装固定在支撑架4上，其下端固定有 夹片37，通过夹片35、 37的配夹，夹持矿浆颗粒物，如图2、图8、图9。和置于矿浆容器出料口上的由出料管及设置在出料管管壁上的电感线圈构成的矿 浆品位测量装置，以根据不同的被测金属固有的共振频率，将电感线圈激励电压的频率 调整为与之相一致的频率，之后再通过测量矿浆内被测金属通过电感线圈时所产生的感 应电流值大小，即可得出矿浆内被测金属的含量，即矿浆品位，如图2，本发明还可根据具体情况，将称重式矿浆多参数在线检测一体化装置Y1、 Y2设置 成二参数或者三参数在线检测一体化装置，即流量和浓度二参数检测装置如图10，流量 和品位二参数检测装置如图11,流量和粒度二参数检测装置如图12，流量、浓度、粒 度三参数检测装置如图15，流量、浓度、品位三参数检测装置如图16，流量、粒度、 品位三参数检测装置如图17。本发明提供的控制方法经过下列步骤合格矿浆粒度控制通过安装在旋流器X溢流输送线上的称重式矿浆多参数在线检 测一体化装置Y1，检测得到溢流粒度值a(s)，将该溢流粒度值a(s)与砂泵B3控制器(l)中给出的溢流粒度设定值(xo，经运算模块比较y(s)、运算后输出一控制信号到砂泵B3 变频器股，以控制砂泵B3的转速，从而控制旋流器溢流粒度，如图16; 磨机返砂比控制-(1) 通过分别安装在旋流器X的溢流和沉砂输送线上的称重式矿浆多参数在线检 测一体化装置Yl、 Y2，分别检测溢流流量S"s)、浓度Ri(s)和沉砂流量S2(s)、浓度R2(s)， 按下式得出返砂比-返砂比B(s)= S"s)xR"s)/ (S2(s)xR2(s));(2) 将上述返砂比B(s)与给矿机Gl控制器(l)给出的返砂比设定值Bo(s)，比较后得 偏差E"s)，该偏差经运算模块yl(s)运算后得到一个输出信号，该信号作为串级回路中 付回路的给定值，该给定值又与给矿机G1的给矿量(也即旋流器X的溢流干矿量Q^) 相比较后得偏差值E2(s)，偏差值E2(s)经运算模块y2(s)运算后，输出信号给变频器(2)， 以控制给矿机G1、 Gn的下矿量，从而使返砂比B(s)控制在设定值范围内，以控制磨机 在最佳返砂比状态上运行，提高磨机的台时处理能力，降低电耗、钢耗，如图17。本发明控制方法还包括磨机排矿浓度控制通过分别安装在旋流器X的溢流和沉砂管线上的称重式矿桨多 参数在线检测一体化装置Y1、Y2，，分别检测溢流流量S,(s)、浓度R"s)和沉砂流量S2(s)、浓度R2(s)，按下式得出磨机排矿浓度R#= (Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+KwQ溢+S后水) S后水-KrO溢+ K2'C^返 式中K产(1—Ro排一Ko-Ro排)/Ro排 K2气l一Ro排)/Ro排 Ro ffl——磨机排矿浓度设定值 当磨机排矿浓度设定值为Roft时，对应的磨机补水设定值为Som，与流量计(13)检测 的补水量相比较后的偏差，经运算模块y(s)运算后，输出控制信号给补水电机执行器(6)， 以控制电动阀的开启或关闭，调节补水量至设定值，如图18;或/和包括泵池矿浆浓度控制根据下式计算出当前泵池C矿浆浓度，经与泵池矿浆浓度的设定值比较，偏差经运算模块运算后，输出信号给补水电机执行器(7)，以控制补水电动阀 门开启或关闭，调节泵池C矿浆浓度，如图19; 或/和包括泵池液位控制将液位计V测得的液位信号与控制器内设定的液位值相比较，其偏 差经运算模块运算后，输出控制信号给砂泵B3变频器似，以控制砂泵B3转速(即泵 出量)，从而控制液位，如图20。
权利要求
1. 一种节能型磨机旋流器闭路系统，包括给矿机、输送机、磨矿机和旋流器，其特征在于在旋流器的溢流和沉砂管线上设置称重式矿浆多参数在线检测一体化装置，该装置包括其上带进料口和出料口的矿浆容器通过称重传感器置于支座上，且在矿浆容器出料口设有软连接件的矿浆流量检测装置，以将矿浆容器悬浮于支座上，当矿浆流入容器时，通过传感器测得容器内的矿浆重量，再根据矿浆流速即可得出矿浆流量；和包括置于矿浆容器内或矿浆容器上的称重传感器，通过吊绳或者吊绳及连接件连接称重传感器及矿浆中的重力浮子的矿浆浓度测量装置，以将重力浮子在液体中的浮力变化，通过传感器转换成电量变化信号输出，从而检测出液体密度；或/和包括置于矿浆容器内或矿浆容器上的其上带夹片的固定采头和活动采头，且活动采头通过其上端的传动臂与转轴相连，转轴上设有摆臂，摆臂的一端与动力推杆相连，另一端与位移传感器相连的矿浆粒度测量装置，通过活动采头的旋转，使其夹片与固定采头上的夹片配合而夹持矿浆中的颗粒物，颗粒物的大小通过与活动采头相连的传动臂、转轴、摆臂直接反映在位移传感器的位移数据上，根据位移数据测出矿浆粒度；或/和包括置于矿浆容器出料口上的由出料管及设置在出料管管壁上的电感线圈构成的矿浆品位测量装置，以便根据被测金属固有的共振频率，调整电感线圈激励电压的频率与之相一致，从而通过测量矿浆内被测金属通过电感线圈时所产生的感应电流值，得出矿浆内被测金属的品位。
2、 根据权利要求1所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述矿桨容器 进料口设有布料器，该布料器为一锥顶向上的锥体，该锥体通过支撑架固定在矿浆容器 内，并在锥底与矿浆容器内壁之间形成矿浆流动间隙，以便来自锥顶上方的矿浆沿锥面 及该间隙流入矿浆容器内，其中所述锥体设为圆锥体，或者三棱锥体，或者多棱锥体, 其锥面设为直面或弧面。
3、 根据权利要求2所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述布料器为 一顶向上的人字板，或者为一斜板，且板面为直板或弧板，板的下端与矿浆容器内壁间 形成矿浆流动间隙，以便来自板顶上方的矿浆沿板面及间隙流入矿浆容器内。
4、 根据权利要求2所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述布料器上方设有遮挡罩，该遮挡罩的形状设为与布料器形状相适应的圆锥体，或者多棱锥，或者 人字形，或者斜板，用于防止矿浆外溅。
5、 根据权利要求2所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述布料器为 一环形管或者环形槽，其上设有矿浆入口，其底部沿圆周间隔设有矿浆出口，以便矿浆 进入环形管或环形槽后，经矿浆出口进入矿浆容器内。
6、 根据权利要求2所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述布料器为 一直管或斜管，其一端为进料口，另一端为出料口，且出料口位于矿浆容器内，并在出 料口与矿浆容器内壁间形成矿浆流动间隙，以便矿浆经直管或斜管及间隙流入矿浆容器 中。
7、 根据权利要求1所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述矿浆容器 的上部设为圆柱体，或者多棱柱体，或者方柱体，而下部设为锥底或斜底，其出料口设 置在锥底或斜面底的端部，以保持矿桨流动的顺畅。
8、 根据权利要求1所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述矿浆容器 出料口处的软连接件为现有技术中的橡胶软管，或者伸缩节，或者波纹管。
9、 根据权利要求1所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述称重传感 器采用现有技术中的天平式称重传感器，或者拉力式称重传感器，或者单一的称重传感 器，或者由多个称重传感器组成的传感器组，以便将重力变化量转换成电信号输送。
10、 根据权利要求1所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述矿浆粒度 测量装置中的固定采头为一竖杆，其上端固定在矿浆容器内或矿浆容器上的支撑架上， 夹片固定在竖杆的下端；活动采头设为与固定采头相适应的竖杆，其夹片固定在竖杆的 下端，竖杆的上端通过传动臂固定在转轴下端，转轴通过密封件及轴承件固定在矿浆容 器内的支撑架上，以便在转轴带动下，使传动臂随之摆动，从而使活动采头和固定采头 下端的夹片合拢后夹住颗粒物。
11、 根据权利要求10所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述与转轴 上的摆臂一端相连的动力推杆与气缸或者油缸或者其它动力件相连，以便推动摆臂带动 转轴转动，从而带动传动臂、活动采头动作，完成对颗粒物的夹持与松开；摆臂另一端的位移传感器为现有技术中的激光位移传感器，或者差动变压器，或者其它位移传感器， 以便通过被夹持的颗粒物，确定传感器的位移点，从而测量出颗粒物的大小。
12、 根据权利要求10所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述固定采 头和活动采头的竖杆长度根据需要设置为长杆或中长杆或短杆，且不同长度的采头分别 与各自的传动臂、转轴、摆臂及位移传感器相连后，再与同一动力推杆相连，以实现对 不同层面颗粒物进行同步测量的目的。
13、 根据权利要求1所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述矿浆品位测量装置上电感线圈的激励电压频率的设置，与被测金属固有的共振频率相适应，以便 根据不同的金属，选择不同的激励电压频率，从而通过所定频率下的感应电流值，精确 测量出矿浆中被测金属的品位。
14、 根据权利要求1所述的节能型磨机旋流器闭路系统，其特征在于所述称重式矿 浆多参数在线检测一体化装置的出料管道及旋流器进料管道上设有泵，泵上设有与之电 连接的变频器及控制器，以通过控制器及变频器控制泵的转速。
15、 一种节能型磨机旋流器闭路控制方法，其特征在于包括下列步骤 合格矿浆粒度控制通过安装在旋流器X溢流管线上的称重式矿浆多参数在线检测一体化装置，检测得到溢流粒度值，将该溢流粒度值与控制器中给出的溢流粒度设定值， 经运算模块比较、运算后输出一控制信号到砂泵变频器，以控制砂泵的转速，或者/和输 出一控制信号到变频器，以控制给矿机的下矿量，或者/和输出一控制信号到旋流器的沉 砂管控制阀，以控制沉砂管口径，从而控制旋流器溢流粒度； 磨机返砂比控制-(1) 通过分别安装在旋流器X的溢流和沉砂称重式矿浆多参数在线检测一体化装 置，分别检测溢流流量Si(s)、浓度R《s)和沉砂流量S2(s)、浓度R2(s)，按下式得出返砂比返砂比B(s)= Si(s)xR!(s)/ (S2(s)xR2(s));(2) 将上述返砂比与控制器给出的返砂比设定值比较后得偏差，该偏差经运算模块运算后得到一个输出信号，该信号作为串级回路中付回路的给定值，该给定值又与给矿 机的给矿量，即旋流器的溢流干矿量相比较后得偏差值，偏差值经运算模块运算后，输出信号给变频器，以控制给矿机的下矿量，从而使返砂比控制在设定值范围内，以控制 磨机在最佳返砂比状态上运行，提高磨机的台时处理能力，降低电耗、钢耗。 16、根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于还包括磨机排矿浓度控制通过分别安装在旋流器X的溢流和沉砂管线上的称重式矿浆多 参数在线检测一体化装置，分别检测溢流流量S,(s)、浓度R(s)和沉砂流量S2(s)、浓度 R2(s)，按下式得出磨机排矿浓度Rffl= (Q溢+Q返)/ (Q溢+Q返+Ko.Q溢+S后水)S后水Kl'0溢+ 返式中K产(l一Ro排—K(rRo排)/Ro排 K2=(1 — Ro排)/ Ro排 Ro ft——磨机排矿浓度设定值 当磨机排矿浓度设定值为R()ffl时，对应的磨机补水设定值为Sd^，与流量计检测的 补水量相比较后的偏差，经运算模块运算后，输出控制信号给补水电机执行器，以控制 电动阀的开启或关闭，调节补水量至设定值； 或/和包括泵池矿浆浓度控制根据下式计算出当前泵池C矿浆浓度 泵池C矿浆浓度R泵二 (S!(s)X R"s)+S2(s)XR2(s)) /S泉二S"s)XR汶s)+S2(s)XR2(s)) / (S!(s)+S2(s))经与泵池矿浆浓度的设定值比较，偏差经运算模块运算后，输出信号给补水电机执 行器，以控制补水电动阀门开启或关闭，调节泵池矿浆浓度； 或/和包括泵池液位控制将液位计测得的液位信号与控制器内设定的液位值相比较，其偏差 经运算模块运算后，输出控制信号给砂泵变频器，以控制砂泵转速(即泵出量)，从而 控制液位。
全文摘要
本发明提供节能型磨机旋流器闭路系统及控制方法，包括给矿机、输送机、磨矿机和旋流器，其特征在于在旋流器的溢流和沉砂管线上设置称重式矿浆多参数在线检测一体化装置，它较好地解决了流量、浓度、粒度、品位等关键参数的在线检测问题，且检测精度高，可靠性能好，并利用检测到的各精确参数，确定磨机给矿量，磨机循环负荷，磨机磨矿浓度，泵池矿浆浓度，返砂比等数据，根据这些数据再配合现有技术中的控制装置及运算模块，完全达到了在保证旋流器溢流粒度(矿浆产品)合格的前提下，最大限度地提高了磨机台时处理能力，达到了节能降耗的目的。
文档编号G01N9/00GK101251396SQ20081005824
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者罗放明 申请人:罗放明