УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКА ПУЛЬПЫ
DEVICE FOR PULP FLOW AUTOMATIC CONTROL AND DISTRIBUTION

Изобретение касается обогащения полезных ископаемых и относится к устройствам для распределения потоков пульпы между отдельными потребителями в обогатительной, химической, строительной и других отраслях промышленности.
Известен пульподелитель, содержащий подводящий канал, сообщающийся с приемным патрубком, соединенным с раздаточными патрубками и образующим с ними тройник делительной ячейки распределительного блока (RU патент №2108164, кл. B03B 11/00, 1998 г.). Раздаточные патрубки сообщаются с отводящими каналами. Тройник выполнен с возможностью поворота относительно оси приемного патрубка, расположенного в опорах под углом к вертикали.
Недостатком данного устройства является низкая точность распределения потоков, обусловленная тем, что при изменении гранулометрической характеристики твердых частиц материала пульпы для одной и той же величины смещения положения раздаточных патрубков относительно оси приемного патрубка соотношения количества материала, поступающего в нижний и верхний патрубки, будет различной. Дело в том, что под действием гравитационных сил в потоке происходит сегрегация материала по крупности. Чем крупнее и тяжелее частички, тем быстрее они оседают и тем большая часть исходного материала уносится потоком нижнего по высоте относительно оси приемного патрубка раздаточного патрубка, и чем больше разница между высотами верхнего и нижнего патрубков, тем сильнее сегрегация материала и хуже точность распределения потоков.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического контроля и распределения потоков пульпы, содержащее пульподелитель с выходными отводами с установленными на них исполнительными механизмами регулирования расхода (SU а.с. №1787548, кл. B03B 11/00, 1993 г.). Устройство включает приемную камеру с выпускными окнами прямоугольной формы, перекрываемыми шиберными затворами с приводами, и распределительную камеру с раздаточными патрубками. Данное устройство обеспечивает в течение определенного периода времени равномерное или в заданной пропорции распределение потока между потребителями.
Недостатком рассматриваемого устройства является низкая точность распределения потоков пульпы за счет абразивного износа и ухудшения геометрических параметров элементов регулирования потоков. Кроме того, при распределении потоков не учитываются качественные характеристики перерабатываемой руды.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении точности распределения потоков пульпы между параллельно работающими линиями в условиях изменения за счет абразивного износа геометрических параметров элементов регулирования расходов пульпы на выходе из пульподелителя и больших колебаний качественных характеристик перерабатываемой руды.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для автоматического контроля и распределения потоков пульпы, содержащем пульподелитель с выходными отводами и установленными на них исполнительными механизмами регулирования расхода, согласно изобретению, каждый выходной отвод пульподелителя дополнительно содержит расходомер, при этом выход каждого расходомера и вход каждого исполнительного механизма регулирования расхода соединены, соответственно, с первым входом и с первым выходом соответствующих каналов дополнительно установленного многоканального регулирующего контроллера, а каждый канал содержит задатчик текущего расхода пульпы, выход которого соединен со вторым входом многоканального регулирующего контроллера.
Кроме того, технический результат достигается тем, что оно содержит расходомер пульпы на входе в пульподелитель, датчик содержания полезных компонентов и датчик физико-химических свойств перерабатываемой руды, выходы которых соединены, соответственно, с 1-м, 2-м и 3-м входами дополнительно установленного функционального блока, при этом выходы последнего соединены с суммирующими входами соответствующих задатчиков.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для автоматизированного контроля и распределения потока пульпы.
Устройство для автоматического контроля и распределения потоков пульпы содержит пульподелитель 1 с выходными отводами, каждый из которых содержит расходомер 2 и исполнительный механизм 3 регулирования расхода. Выход каждого расходомера 2 соединен с первым входом дополнительно установленного многоканального регулирующего контроллера 4, а вход каждого исполнительного механизма 3 соединен с первым выходом соответствующего канала многоканального регулирующего контроллера 4. Каждый канал дополнительно содержит задатчик 5 текущего расхода пульпы, выход которого соединен с его вторым входом. Устройство также включает на входе в пульподелитель 1 расходомер 9 пульпы, датчики 6 содержания полезных компонентов и датчики 7 физико-химических свойств перерабатываемой руды, выходы которых соединены, соответственно, с 1-м, 2-м и 3-м входами функционального блока 8, а выходы функционального блока 8 соединены с соответствующими суммирующими входами задатчиков 5.
Устройство для автоматического контроля и распределения потоков пульпы работает следующим образом.
Начальные величины заданий X1зад, X2зад, …, Xnзад задатчиков 5 устанавливают на значениях, близких к верхнему пределу измерения расходомера 2. Устройство включается в работу. Сигналы X1, X2, …, Xn, пропорциональные выходным потокам, с выходов расходомеров 2 поступают на сигнальные входы многоканального регулирующего контроллера 4. Регулирующий контроллер 4 по величине рассогласования между сигналами, поступающими с задатчиков 5 и расходомеров 2, формирует управляющие сигналы Y1, Y2, …, Yn на исполнительные механизмы 3 регулирования расхода таким образом, чтобы свести к нулю величину рассогласования по каждому каналу.
Выходные сигналы расходомера 9, датчиков 6 содержания полезных компонентов и датчиков 7 физико-химических свойств пульпы, например величины pH, поступают на вход функционального блока 8. Назначением функционального блока 8 является корректировка заданий каналам регулирования выходных потоков по результатам анализа количественных и качественных характеристик перерабатываемой руды.
Алгоритм работы функционального блока в режиме анализа количественных характеристик заключается в расчете величины установок заданий X1зад, X2зад…Xnзад расходов для каждого канала регулирования по формуле
<mrow><mtext>X1зад</mtext><mo>=</mo><mtext>K1</mtext><mo>×</mo><mtext>Xобщ; X2зад</mtext><mo>=</mo><mtext>K2</mtext><mo>×</mo><mtext>Xобщ; </mtext><mo>…</mo><mtext> </mtext><mtext>Xnзад</mtext><mo>=</mo><mtext>Kn</mtext><mo>×</mo><mtext>Xобщ</mtext><mtext>,     (1)</mtext></mrow>
где
3
Xобщ - величина входного потока, (м/ч), определяемая по показаниям расходомера 9;
Ki - коэффициент пропорциональности для i-того канала (i=1, 2, …, n), устанавливаемый исходя из соблюдения условия
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mtext>i</mtext><mo>=</mo><mtext>1</mtext></mrow><mtext>n</mtext></munderover><mrow><mtext>Ki</mtext></mrow></mstyle><mtext>=1</mtext><mtext>,      (2)</mtext></mrow>
i -порядковый номер канала регулирования контроллера 4;
n - количество отводов, функционирующих на момент включения устройства.
Сигналы, пропорциональные расчетным значениям X1зад, X2зад, …, Xnзад, с выходов функционального блока 8 поступают на входы соответствующих задатчиков 5, одновременно начальные значения X1зад, X2зад, …, Xnзад сбрасываются в "0".
В режиме анализа качественных характеристик в функциональном блоке 8 реализуется алгоритм распознавания образов, который по совокупности признаков, характеризующих содержания полезных компонентов, минералогический состав, физико-химические свойства руды, позволяет отнести перерабатываемую в текущий момент времени руду к конкретному технологическому сорту. Как правило, при существенных различиях свойств флотируемости руд, характерных для различных сортов руд, эффективная переработка их возможна при индивидуальном подборе номенклатуры реагентов и конкретной компоновке технологической схемы. В связи с этим, на предприятиях, перерабатывающих несколько сортов руд, выделяют линии, предназначенные для переработки конкретных сортов руд. В нашем случае, функциональный блок 8, после решения задачи распознавания сорта руды, формирует выходные сигналы, поступающие на вход задающих устройств таким образом, что линии, предназначенные для данного типа руды, остаются в работе, а оставшиеся линии выводятся из работы путем сброса задания на "0".
Таким образом, введение в состав устройства многоканального регулирующего контроллера 4 с задатчиками 5 текущего расхода пульпы для каждого канала регулирования, расходомеров 9 пульпы на входе и на выходных отводах, датчиков 6 и 7 содержания полезных компонентов и физико-химических свойств перерабатываемой руды, а также функционального блока 8 позволяет повысить точность работы устройства для автоматического контроля и распределения потоков пульпы между параллельно работающими линиями даже в условиях изменения за счет абразивного износа геометрических параметров элементов регулирования расходов пульпы на выходе из пульподелителя и больших колебаний качественных характеристик перерабатываемой руды.