CN102247914A - 球磨机内部物理量在线检测系统及泥浆浓度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨细工程机械领域，尤其涉及一种球磨机。球磨机内部物理量在线检测系统，包括球磨机支架，球磨机支架上设有球磨机主体，球磨机主体上设有球磨机盖，球磨机盖外侧设有测量头，测量头直接接触球磨机主体内部空间，球磨机盖内侧设有电动机，测量头与电动机连接，电动机转动时带动测量头转动；还包括电流测量装置，电流测量装置连接电流信号处理装置，电流信号处理装置连接无线发射装置；还包括无线接收装置，无线接收装置连接显示信息处理电路。由于采用上述技术方案，本发明的泥浆浓度测量系统和方法所使用的装置，结构简单、成本低廉，能实现陶瓷泥料浓度的在线测量。

Description

球磨机内部物理量在线检测系统及泥浆浓度检测方法

技术领域

本发明涉及磨细工程机械领域，尤其涉及一种球磨机。

背景技术

球磨机是原料被破碎之后，再进行粉碎研磨的关键设备，是工业生产企业中最重要的高细磨生产设备。在球磨机内部，是球石、原料、水的混合物，在球磨机不断工作进程中，随着原料细度的增加，原料与水的混合程度也越来越充分，越来越多的固体原料被研磨成细小的颗粒，细小的颗粒越来越多的悬浮在水里，构成泥浆。泥浆的浓度过高或过低，既不利于产品的质量，又浪费了研磨时间和研磨资源。因此，球磨机泥浆浓度的检测是研磨过程中，不可缺少的重要环节。

另外，球磨机盖位置的检测能够使球磨机准确停车，实现加料、卸料的自动化。球石运动状态的检测，能够提供球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间，球石不施压球磨机盖的时间，为球磨机的准确调速提供信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球磨机内部物理量在线检测系统，以解决上述技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种球磨机泥浆浓度检测方法，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

球磨机内部物理量在线检测系统，包括一球磨机支架，所述球磨机支架上设有一球磨机主体，所述球磨机主体上设有一球磨机盖，所述球磨机盖外侧设有一用于检测泥浆浓度的测量头，所述测量头直接接触所述球磨机主体内部空间，所述球磨机盖内侧设有一电动机，所述测量头与所述电动机连接，所述电动机转动时带动所述测量头转动；

还包括一测量所述电动机电流的电流测量装置，所述电流测量装置连接一电流信号处理装置，所述电流信号处理装置连接一无线发射装置；

还包括一接收所述无线发射装置发射的无线信号的无线接收装置，所述无线接收装置连接一显示信息处理电路。

本发明的测量头在电动机的带动下转动，当球磨机盖处于球磨机内的泥料中时，球磨机盖外侧的测量头也接触到泥料，电动机处于轻载状态。此时，泥料浓度低时，泥料对测量头的阻力小；泥料浓度大时，泥料对测量头的阻力大。当测量头受到的阻力小时，电动机的工作电流就小；当测量头受到的阻力大时，电动机的工作电流就大。这样在电动机轻载状态下，将电流测量装置测量出的电动机的电流信息转化为泥料浓度信息后，通过无线的方式传送给显示信息处理电路，显示泥料浓度。这种采用测量头直接接触泥料检测浓度的方法，信息采集简单方便、且精度高，不易受工作现场环境影响。

所述测量头沿所述球磨机盖外侧方向突出，形成一拱形测量头，所述拱形测量头上设有至少一个凸起。上述设计可以使测量头在转动过程中，充分与泥料接触，使测量头受到泥料的阻力检测电动机电流信息更为精确。

所述电动机竖直设置，所述测量头通过螺钉与所述电动机固定连接。

所述电动机可以采用直流电动机或交流电动机，优选直流电动机。

所述显示信息处理电路包括一显示模块，所述显示模块显示泥料浓度、球磨机盖在球磨机主体上的位置、球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间、球石不施压球磨机盖的时间。

所述球磨机盖上设有一球磨机盖顶，所述球磨机盖顶将所述球磨机盖内侧空间盖住，所述球磨机盖内侧空间设有所述电动机、电流测量装置、电流信号处理装置和无线发射装置。在球磨机盖上设置球磨机盖顶后，可以很好的保护球磨机盖内侧空间内部的电子元器件等装置，免受外界环境的损坏。

还包括一为所述球磨机盖内的所述电动机供电的电源，所述电源设置在所述球磨机盖内。本发明采用电源单独为球磨机盖内的电子元器件供电，可以将球磨机盖内的电子元器件与外界其它设备独立开。

球磨机泥浆浓度检测方法，采用如下步骤：

1)球磨机主体进入工作状态，球磨机盖内侧的电动机转动，带动球磨机盖外侧的测量头转动，测量头与球磨机主体内部空间接触，采集电动机的电流；

2)电流信号处理装置根据电动机的电流大小，判断电动机的运行状态；

3)当电动机的运行状态是处于轻载状态时，检测到电动机的工作电流小时，泥料浓度低，检测到电动机的工作电流大时，泥料浓度高，电流信号处理装置根据电流值与泥料浓度之间的关系，确定泥料浓度。

步骤2)中，电流信号处理装置对电动机的运行状况判断方法如下：

在球磨机静止状态时，当球磨机盖不与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头不接触泥料和球石，测量头转动时，不受泥料和球石的阻力，电动机处于空载状态，采集到的电动机电流是空载电流，说明球磨机盖处于球磨机的上方位置；

当球磨机盖与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头接触泥料和球石，测量头转动时，受到泥料和球石的阻力，电动机处于负载状态，采集到的电动机电流是负载电流，说明球磨机盖处于球磨机的下方位置；

当球磨机盖只与球磨机主体内的泥料接触时，测量头直接接触泥料，测量头转动时，受到泥料的阻力，电动机处于轻载状态，采集到的电动机电流是轻载电流，说明球磨机盖处于球磨机的中偏上方位置。

上述判断方法的应用，使本发明在判断电动机运行情况的同时，还可以判断球磨机盖在球磨机上的位置。球磨机盖位置的检测能够使球磨机准确停车，实现加料、卸料的自动化。

步骤2)中，电流信号处理装置对球磨机主体内球石的运行状况判断方法如下：在球磨机转动状态时，所述显示信息处理电路，能够计算且显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间t1、所述球石施压所述球磨机盖的时间t2，所述球石不施压所述球磨机盖的时间t3；

球石冲击所述球磨机盖时，检测头一会儿接受球石冲击、一会儿接受球石研磨，一会儿处于泥浆中，检测头受到球石间歇式的作用，此时，通过电动机电流一会儿是过载电流、一会儿是负载电流、一会儿是轻载电流可以判断出球磨机盖是处于球石冲击区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间t1；

所述球石施压所述球磨机盖时，检测头接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是负载电流，判断出球磨机盖是处于球石内部区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石施压所述球磨机盖的时间t2；

所述球石不施压所述球磨机盖时，检测头不接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是空载电流、轻载电流，判断出球磨机盖是处于泥浆中或处于球磨机的上方位置，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石不施压所述球磨机盖的时间t3。

本发明还可以检测球石的运动状态，使本发明能够提供球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间，球石不施压球磨机盖的时间，为球磨机的准确调速提供信号。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明的泥浆浓度测量系统和方法所使用的装置，结构简单、成本低廉，能实现陶瓷泥料浓度的在线测量，为研磨高质量的泥浆提供了可靠的数据。

附图说明

图1为本发明球磨机内部物理量在线检测系统的整体结构示意图；

图2为本发明球磨机内部物理量在线检测系统的球磨机盖及内部示意图；

图3为本发明球磨机内部物理量在线检测系统的电路示意图；

图4为本发明球磨机泥浆浓度监测系统的测量头的俯视图；

图5为本发明测量头不接触泥料和球石时的状态图；

图6为本发明测量头接触泥料时的状态图；

图7为本发明测量头接触球石时的状态图；

图8为本发明测量头受到冲击时的状态图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，球磨机内部物理量在线检测系统，包括一球磨机支架3，球磨机支架3上设有一球磨机主体2，球磨机主体2上设有一球磨机盖1，球磨机盖1外侧设有一用于检测泥浆浓度的测量头5，测量头5直接接触球磨机主体2内部空间，球磨机盖1内侧设有一电动机4，测量头5与电动机4连接，电动机4转动时带动测量头5转动；还包括一测量电动机4电流的电流测量装置8，电流测量装置8连接一电流信号处理装置7，电流信号处理装置7连接一无线发射装置9；还包括一接收无线发射装置9发射的无线信号的无线接收装置11，无线接收装置11连接一显示信息处理电路12。本发明的测量头5在电动机4的带动下转动，当球磨机盖1处于球磨机内的泥料中时，球磨机盖1外侧的测量头5也接触到泥料，电动机4处于轻载状态。此时，泥料浓度低时，泥料对测量头5的阻力小；泥料浓度大时，泥料对测量头5的阻力大。当测量头5受到的阻力小时，电动机4的工作电流就小；当测量头5受到的阻力大时，电动机4的工作电流就大。这样在电动机4轻载状态下，将电流测量装置8测量出的电动机4的电流信息转化为泥料浓度信息后，通过无线的方式传送给显示信息处理电路12，显示泥料浓度。这种采用测量头5之间接触泥料检测浓度的方法，信息采集简单方便、且精度高，不易受工作现场环境影响。

参照图4，测量头5沿球磨机盖1外侧方向突出，形成拱形测量头5，拱形测量头5上设有至少一个凸起51。上述设计可以使测量头5在转动过程中，充分与泥料接触，使测量头5受到泥料的阻力检测电动机4电流信息更为精确。电动机4竖直设置，测量头5通过螺钉6与电动机4固定连接。电动机4可以采用直流电动机或交流电动机，优选采用直流电动机。显示信息处理电路12包括显示模块，显示模块显示泥料浓度、球磨机盖1在球磨机主体2上的位置、球石冲击球磨机盖1的时间、球石施压球磨机盖1的时间、球石不施压球磨机盖1的时间。显示模块的显示屏可以设置在球磨机支架3上，以便共使用者查看。

球磨机盖1上设有一球磨机盖顶，球磨机盖顶将球磨机盖1内侧空间盖住，球磨机盖1内侧空间设有电动机4、电流测量装置8、电流信号处理装置7和无线发射装置9。在球磨机盖1上设置球磨机盖顶后，可以很好的保护球磨机盖1内侧空间内部的电子元器件等装置，免受外界环境的损坏。还包括一为球磨机盖1内的电动机4供电的电源10，电源10设置在球磨机盖1内。本发明采用电源单独为球磨机盖1内的电子元器件供电，可以将球磨机盖1内的电子元器件与外界其它设备独立开。电源10可以采用蓄电池。

球磨机泥浆浓度检测方法，采用如下步骤：1)球磨机主体2进入工作状态，球磨机盖1内侧的电动机4转动，带动球磨机盖1外侧的测量头5转动，测量头5与球磨机主体2内部空间接触，采集电动机4的电流。2)电流信号处理装置7根据电动机4的电流大小，判断电动机4的运行状态。3)当电动机4的运行状态处于轻载状态时，检测到电动机4的工作电流小时，泥料浓度低，检测到电动机4的工作电流大时，泥料浓度高，电流信号处理装置7根据电流值与泥料浓度之间的关系，确定泥料浓度。步骤2)中，电流信号处理装置对电动机的运行状况判断方法如下：参照图5，在球磨机静止状态时，当球磨机盖不与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头不接触泥料和球石，测量头转动时，不受泥料和球石的阻力，电动机处于空载状态，采集到的电动机电流是空载电流，说明球磨机盖处于球磨机的上方位置。参照图7，当球磨机盖与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头接触泥料和球石，测量头转动时，受到泥料和球石的阻力，电动机处于负载状态，采集到的电动机电流是负载电流，说明球磨机盖处于球磨机的下方位置。参照图6，当球磨机盖只与球磨机主体内的泥料接触时，测量头直接接触泥料，测量头转动时，受到泥料的阻力，电动机处于轻载状态，采集到的电动机电流是轻载电流，说明球磨机盖处于球磨机的中偏上方位置。

电流信号处理装置对球石的运行状况判断方法如下：在球磨机转动状态时，显示信息处理电路，能够计算且显示出球石冲击球磨机盖的时间t1、球石施压球磨机盖的时间t2，球石不施压球磨机盖的时间t3。参照图8，球石冲击球磨机盖时，检测头一会儿接受球石冲击、一会儿接受球石研磨，一会儿处于泥浆中，检测头受到球石间歇式的作用，此时，通过电动机电流一会儿是过载电流、一会儿是负载电流、一会儿是轻载电流可以判断出球磨机盖是处于球石冲击区域，通过显示信息处理电路，显示出球石冲击球磨机盖的时间t1。球石施压球磨机盖时，检测头接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是负载电流，判断出球磨机盖是处于球石内部区域，通过显示信息处理电路，显示出球石施压球磨机盖的时间t2。球石不施压球磨机盖时，检测头不接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是空载电流、轻载电流，判断出球磨机盖是处于泥浆中或处于球磨机的上方位置，通过显示信息处理电路，显示出球石不施压球磨机盖的时间t3。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.球磨机内部物理量在线检测系统，包括一球磨机支架，所述球磨机支架上设有一球磨机主体，所述球磨机主体上设有一球磨机盖，其特征在于，所述球磨机盖外侧设有一用于检测泥浆浓度的测量头，所述测量头直接接触所述球磨机主体内部空间，所述球磨机盖内侧设有一电动机，所述测量头与所述电动机连接，所述电动机转动时带动所述测量头转动；

还包括一测量所述电动机电流的电流测量装置，所述电流测量装置连接一电流信号处理装置，所述电流信号处理装置连接一无线发射装置；

还包括一接收所述无线发射装置发射的无线信号的无线接收装置，所述无线接收装置连接一显示信息处理电路。

2.根据权利要求1所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述测量头沿所述球磨机盖外侧方向突出，形成一拱形测量头，所述拱形测量头上设有至少一个凸起。

3.根据权利要求1所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述电动机竖直设置，所述测量头与所述电动机固定连接。

4.根据权利要求3所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述电动机采用直流电动机。

5.根据权利要求1所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述显示信息处理电路包括一显示模块，所述显示模块显示泥料浓度、球磨机盖在球磨机主体上的位置、球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间、球石不施压球磨机盖的时间。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述球磨机盖上设有一球磨机盖顶，所述球磨机盖顶将所述球磨机盖内侧空间盖住，所述球磨机盖内侧空间设有所述电动机、电流测量装置、电流信号处理装置和无线发射装置。

7.根据权利要求6所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，还包括一为所述球磨机盖内的所述电动机供电的电源，所述电源设置在所述球磨机盖内。

8.球磨机泥浆浓度检测方法，其特征在于，采用如下步骤：

1)球磨机主体进入工作状态，球磨机盖内侧的电动机转动，带动球磨机盖外侧的测量头转动，测量头与球磨机主体内部空间接触，采集电动机的电流；

2)电流信号处理装置根据电动机的电流大小，判断电动机的运行状态；

3)当电动机的运行状态是处于轻载状态时，检测到电动机的工作电流小时，泥料浓度低，检测到电动机的工作电流大时，泥料浓度高，电流信号处理装置根据电流值与泥料浓度之间的关系，确定泥料浓度。

9.根据权利要求8所述的球磨机泥浆浓度检测方法，其特征在于，步骤2)中，电流信号处理装置对电动机的运行状况判断方法如下：

在球磨机静止状态时，当球磨机盖不与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头不接触泥料和球石，测量头转动时，不受泥料和球石的阻力，电动机处于空载状态，采集到的电动机电流是空载电流，说明球磨机盖处于球磨机的上方位置；

当球磨机盖与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头接触泥料和球石，测量头转动时，受到泥料和球石的阻力，电动机处于负载状态，采集到的电动机电流是负载电流，说明球磨机盖处于球磨机的下方位置；

当球磨机盖只与球磨机主体内的泥料接触时，测量头直接接触泥料，测量头转动时，受到泥料的阻力，电动机处于轻载状态，采集到的电动机电流是轻载电流，说明球磨机盖处于球磨机的中偏上方位置。

10.根据权利要求8所述的球磨机泥浆浓度检测方法，其特征在于，步骤2)中，电流信号处理装置对球磨机主体内球石的运行状况判断方法如下：

在球磨机转动状态时，所述显示信息处理电路，能够计算且显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间t1、所述球石施压所述球磨机盖的时间t2，所述球石不施压所述球磨机盖的时间t3；

球石冲击所述球磨机盖时，检测头一会儿接受球石冲击、一会儿接受球石研磨，一会儿处于泥浆中，检测头受到球石间歇式的作用，此时，通过电动机电流一会儿是过载电流、一会儿是负载电流、一会儿是轻载电流判断出球磨机盖是处于球石冲击区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间t1；

所述球石施压所述球磨机盖时，检测头接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是负载电流，判断出球磨机盖是处于球石内部区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石施压所述球磨机盖的时间t2；

所述球石不施压所述球磨机盖时，检测头不接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是空载电流、轻载电流，判断出球磨机盖是处于泥浆中或处于球磨机的上方位置，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石不施压所述球磨机盖的时间t3。

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