CN103557885A - 槽型矿浆一体化浓度流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种槽型矿浆一体化浓度流量计。为了解决在测量矿浆流量和浓度时易堵塞，阀门易磨损的问题，所述槽型矿浆一体化浓度流量计，包括至少一个阀后槽；所述阀后槽上方设有将矿浆导入不同阀后槽的进浆换向阀；所述阀后槽底部设有耐磨开关阀，该阀后槽的内壁设有槽体内衬；所述每个阀后槽的槽外壁面上装有用于测量阀后槽重量G₀或阀后槽及其内的浆料总重量G的吊式秤重传感器装置；同时槽顶上方装有浆位高度测量装置；所述进浆换向阀的阀口径小于所述耐磨开关阀的阀口径。本发明不存在因空气泡而影响测值及测量点的不满管影响，一体化在线同时测得矿浆浓度及流量，达到测量稳定、准确。

Description

槽型矿浆一体化浓度流量计

技术领域

本发明涉及矿浆流量及浓度的测量领域，具体为一种槽型矿浆一体化浓度流量计。

背景技术

在矿山，矿浆流量与浓度的测量是比较困难的事，由于矿浆长期磨损及腐蚀，不少测量设备，用不了多久给磨坏了，维修量很大。对工艺过程集中监控系统的持续运行很不利。目前国际及国内对矿浆流量及浓度测量，一般使用耐磨损及腐蚀的电磁流量计和同位素放射性密度计，相对而言，维护工作量小些，安全性也在规范容许下。但是，它们也有缺点：

1）有安装位置的要求，因为它们只能测液体，不允许夹杂空气和气泡，所以必需装在液体满管的管道上，若在无压力自流管道上安装，自流管道下游端需加节流阀，以保证测量段矿浆始终满管，而且浮选厂在磨矿开始，各工序都加起泡剂，引起矿浆中有少量空气存在，对测量不利。

2）同时同位素放射性密度计的安装，也应在工人不常走动的位置，其射向应朝无害方向。这在工程设计中，是不易满足的。

3）对于同位素放射性密度计，有个放射性安全使用、储存、搬运的系统管理问题，对于一些中小型矿山，自控力量单薄，仅用一台或几台同位素放射性密度计，也要应用这样的系统，生产经理往往不愿使用，虽然放射性密度计铯137，在附近1.0m范围内且在源罐的侧面，平均每天维护时间几分钟（严格按GB19661.2—2005国家标准及国务院《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》执行，就不会超年剂量，损及健康），但工人则对放射性有怕使用的心理，因此，在工程设计中，多个生产单位要求不采用。

4）另外放射性密度计价格4万—10万相当贵，因此对于中小型矿山从投资上、从技术维护、安全管理上都存在一定困难。

鉴于上述情况，不少现场（如矿山胶结充填站）要求取代放射性密度计的矿浆浓度测量方式，即使在技术维护某些方面有点困难，但技术总体是可行的就行。

矿浆密度测量还有几种方法：

1）定间距双法兰差压测量法。其应用必需在上升管道上，矿浆流速不能高，不然带来流速压降误差，其前后阀门较多，经常要用清水冲冼，该方法，对矿浆抗磨损差，易堵，维护工作量大，只能用在不磨损无沉淀的流体介质上。

2）吹水差压测量法。经过恒流装置的水，通过两根不同插入矿浆定位深度的吹水管向矿浆吹水，两管的吹水压差与矿浆密度及定位差有关，经差压变送器等测出密度。两恒流装置的精度要高，否则误差激增，远超准确度，同时应在容器内吹水，由于矿浆易沉淀，吹水口的矿浆密度要有足够代表性。该方法，磨损问题依然存在，影响因素多，维护工作量大。

3）超声波及振动式密度计，由于矿浆内粒度分布变化大，其反射及共振无法稳定，在矿浆应用上都不成功。

矿浆流的基本特性是磨损强，易沉淀堵管道，浆中固体颗粒多种成份，有一定的腐蚀性。对于以机电法测浓度其主要矛盾是磨损、其次是沉淀堵塞，对于以射线或波类法测浓度其主要矛盾是浆中固体颗粒成分及构成。在上述难以用放射性密度计的情况下，利用现代技术的机电法，测浓度，必须克服磨损这一主要矛盾，并且不堵塞，而且要满足连续生产的要求。

发明内容

为了克服在测量矿浆流量和浓度时易堵塞，阀门易磨损的不足，本发明旨在提供一种槽型矿浆一体化浓度流量计，该浓度流量计既测矿浆流量，又测矿浆浓度。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

 一种槽型矿浆一体化浓度流量计，包括至少一个阀后槽；其结构特点是，所述阀后槽上方设有将矿浆导入不同阀后槽的进浆换向阀；所述阀后槽底部设有耐磨开关阀，该阀后槽的内壁设有槽体内衬；所述每个阀后槽的槽外壁面上装有用于测量阀后槽重量G₀或阀后槽及其内的浆料总重量G的吊式秤重传感器装置；所述进浆换向阀的阀口径小于所述耐磨开关阀的阀口径；所述阀后槽上方装有浆位高度测量装置；则

矿浆单位密度d=（G－G₀）/(g×V_L)，其中V_L为定位浆高L时的体积量；

矿浆重量浓度R=[( G－G₀－G_L水)/ (G－G₀)]×100% ={ d₀(d－1) /[ d×(d₀－1)]}×100%，其中d₀为干矿单位密度，1为水的密度，G_L水为定位浆高时水的重量；

矿浆流量=V_L×n/t，其中V_L为定位浆高时的体积量,n为排浆次数，t为排浆时间。

所述定位浆高是指测量定位时的矿浆的高度。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

为了防止槽内浆位波动，影响测量精度，所述浆位高度测量装置为竖向布置在阀后槽内的浆位稳定管，该浆位稳定管的底部贯通，下部开有进浆孔；所述浆位稳定管的正上方设有测量定位浆高L的激光测距仪。所述浆位稳定管通过稳定管支梁安装在槽体外侧的基础上.

进一步地,为了更方便地排料,所述阀后槽呈倒锥台状，锥度为60°~75°。

进一步地,为了防止槽体倾斜,所述阀后槽的槽外壁面上装有至少三根防摆拉索。

优选地，所述槽体内衬为重防腐纳米陶瓷涂料层。

作为一种具体的换向结构，所述进浆换向阀包括一陶瓷闸阀；一弯曲软管，该软管的进料口与所述陶瓷闸阀的出料口相连，所述软管为耐磨橡胶管；一裤管，竖向布置的该裤管具有多个支管；一换向机构，该换向机构驱动所述软管的出料口转动并置于相应支管的上方。

进一步地，所述换向机构包括一角行程电动执行器，该角行程电动执行器通过一曲柄连杆机构驱动抱箍在软管上的抱箍件转动。

本发明所述裤管具有两个支管，两个支管之间设有隔板。

进一步地，所述耐磨开关阀为电动耐磨陶瓷球阀。

为了方便记录测量参数，所述吊式秤重传感器装置、激光测距仪与一有滤波、计时、计算功能的无纸记录仪通过信号线相连，该无纸记录仪的模拟输出信号端与进浆换向阀的角行程电动执行器相连，该无纸记录仪的开关输出信号端与耐磨开关阀相连。由此，无纸记录仪分别控制角行程电动执行器和耐磨开关阀动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明集成了吊式秤重（前、后次差重计量），激光测距(测浆位)及矿浆陶瓷耐磨阀的新技术，采取克服矿浆磨损堵塞主要矛盾的措施与现场快速维护的实践经验，不存在因空气泡而影响测值及测量点的不满管影响，一体化在线同时测得矿浆浓度及流量，达到测量稳定、准确。但由于增加了测重、测液位、开关阀控制，增加了这些维护量及高差空间。

 

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中自动换向阀的结构示意图。

在图中

1-阀后槽；  2-槽体内衬；    3-吊式秤重传感器装置；   4-浆位稳定管； 5-稳定管支梁；    6-耐磨开关阀；    7-激光测距仪；    8-防摆拉索；    9-进浆换向阀；  10-裤管；   11-裤管内衬； 12-无纸化记录仪；  21-闸阀；     22-软管；   23-角行程电动执行器；  24-曲柄连杆机构；    25-抱箍件。 

具体实施方式

一种槽型矿浆一体化浓度流量计，包括阀后槽1，该槽底装有自动开、闭阀门6，在该阀关上时，矿浆从槽1上部敞口进入槽内，装到定位浆高时，停止进浆，这时通过吊式秤重传感器装置3测得槽、阀及进矿浆总重G，由于预先测知空槽、内衬及阀重G₀，及定位浆高时体积量V_L（去除浆位稳定管插入矿浆所占体积）及干矿单位密度d₀,则

矿浆单位密度d=（ G－G₀）/(g×V_L)      （水密度d_水=1）                        …（1）

矿浆重量浓度R=[( G－G₀－G_L水)/ (G－G₀)]×100% ={d₀(d－1)/[ d×(d₀－1)]} ×100% …(2)

矿浆流量= V_L×排浆次数/排浆时间                                                       …（3） 

由于槽中G_L水未知，需用厂内经常测定的干矿单位密度d₀与式（1）d代入式（2）得到矿浆重量浓度R。在一定的浆位高L及干矿单位密度d₀下，测得的浆重G－G₀都有对应的矿浆重量浓度R，因此编成简易应用软件，而且当改变设置浆位高L或干矿单位密度d₀变化下，可自动求得重量浓度R。

定位浆高L由激光测距仪7穿浆位稳定管4测得，上述有关数据及进停浆信号输入多点无纸记录仪12，在该仪表上进行上述计算公式的设置，即可得到矿浆重量浓度及矿浆流量的数据。

本发明把过程连续流动改为了断续式流动，一般工艺流程浆液流前、后都有中间贮槽，它们起矿浆流量变化时的缓冲调节作用。而本发明装置引起的断续式流动，由于按工艺设计流量，阀门开、闭、进排矿浆周期时间仅2~3分钟，断流时间约1/2，这些中间贮槽能缓冲这一变化。如矿山胶结充填站，下井的混合浆浓度和流量测量，前有混合浆搅拌槽，后有长钻孔缓冲，使用本装置是较合适的。本测量装置容量适宜在120m³/h以下。

实际上，可以以双阀后槽1测量并用方式，通过进浆换向阀9及裤管10交替进浆及排浆，这将基本上克服矿浆的断续。要注意进浆换向阀9比排浆耐磨开关阀6的口径要小1-2级，保证排浆快于进浆。

本发明的关键是要抗矿浆磨损，使它顺利排光矿浆，对于普通钢板槽是不行的，它会锈蚀，在无搅拌下更易粘结、沉淀。本发明在槽及裤管内壁2及11上，应用重防腐纳米陶瓷涂料，料位稳定管4用超高分子塑料管。重防腐纳米陶瓷涂料主要性能是:

· 具有超强的附着力,可直接涂敷在钢板上。因为它实践中也涂敷在泵叶上,因此附着力超强;

· 防腐能力强,不同细度的陶瓷粉与环氧树脂形成致密涂层,防腐蚀介质渗透;

·强耐磨性，涂层中的耐磨填料抗磨特强，是一般耐磨涂料的3-4倍，并可加厚；

·强润滑性相当于聚四氟乙烯（固体最小磨擦系数0.04）所排矿浆难以沾附；

·它很好的柔韧性可抗料的冲击；

槽内衬里时注意与下阀门连接处弧形过渡以减弱磨损；

超高分子塑料管强度、耐磨及抗蚀足以胜任矿浆流的影响。

2. 耐磨开关阀6的抗磨、密闭是本技术的关键。在矿浆流上，很多阀门用不了多久就磨坏，不密闭了。它的开关频度大，一天24小时约720次，应用新型 DN200电动耐磨陶瓷开关球阀，该球阀大量用在尾矿浆及渣浆上，采用快开对夹方式则更换时更快速，陶瓷阀芯若能用2~3个月，更换阀芯，备用阀体装上，则本装置就达到基本目标。阀门直径应大于进槽矿浆管径，降低在阀径处的排矿浆流速，以降低磨损阀门的强度。

3. 秤重应以3点矮吊秤方式进行，这样不存在压重秤在进浆时支点爬行及斜向分力影响；槽称重支点处应加强钢性，以免重载时应变；每一吊重点处下部应有千斤顶托台，以便在解吊时承重，挂吊时顶起；应在槽重心平面处配有3根柔性限位拉绳防止槽体摆动。

4. 槽体尺寸如图1，圆柱直径1.2m高1.5m、锥台高1.0m在最大容积时槽上部留有30cm高缓冲空间，下圆锥角应陡，达64°，便于排清矿浆。

5. 测定浆面高时，为在进浆时缓冲浆面波动，加装料位稳定管4其口径φ100。该管下半部侧面均布φ20mm进浆孔。该管安于槽顶支梁上，该支梁在槽外另找支承，支梁及料位稳定管4的重量，不属称重范围。

6.输入多点无纸记录仪的信号有：耐磨开关阀6闭—进浆换向阀9开—浆面到达浆定位高—进浆换向阀换向—空、满载测重信号—干矿密度—矿浆槽总重—记录仪算出矿浆重量浓度、排浆开关阀次数及时间差、算出矿浆流量—打开耐磨开关阀6排浆—测出空浆面—耐磨开关阀6闭。多点无纸记录仪（或工控平板电脑）的预设置信号有不同浆高时的浆容积Lv，所选定的浆定位高及干矿密度。

7.预编制矿浆重量浓度及流量设置、计算软件。

本发明槽型矿浆一体化浓度、流量计较适宜在120m³/h及以下的矿浆，如胶结充填站排浆，浮选柱进口，中矿及尾矿浆、中、小型选厂的浓度及流量。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1. 一种槽型矿浆一体化浓度流量计，包括至少一个阀后槽（1）；其特征在于，所述阀后槽（1）上方设有将矿浆导入不同阀后槽（1）的进浆换向阀（9）；所述阀后槽（1）底部设有耐磨开关阀（6），该阀后槽（1）的内壁设有槽体内衬（2）；所述每个阀后槽（1）的槽外壁面上装有用于测量阀后槽（1）重量G₀或阀后槽（1）及其内的浆料总重量G的吊式秤重传感器装置（3）；所述进浆换向阀（9）的阀口径小于所述耐磨开关阀（6）的阀口径；所述阀后槽（1）上方装有浆位高度测量装置；则

矿浆单位密度d=（G－G₀）/（g×V_L），其中V_L为定位浆高时的体积量；g为重力加速度；

矿浆重量浓度R=[( G－G₀－G_L水)/ (G－G₀)]×100% ={ d₀(d－1) /[ d×(d₀－1)]} ×100%，其中d₀为干矿单位密度，1为常温水密度，G_L水为定位浆高时水的重量；

矿浆流量=V_L×n/t，其中V_L为定位浆高时的体积量,n为排浆次数，t为排浆时间。

2. 根据权利要求1所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述浆位高度测量装置为竖向布置在阀后槽（1）内的浆位稳定管（4），该浆位稳定管（4）的底部贯通，下部开有多个进浆孔；所述浆位稳定管（4）的正上方设有测量定位浆高L的激光测距仪（7）。

3. 根据权利要求1所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述阀后槽（1）呈倒锥台状，锥度为60°~75°。

4. 根据权利要求1所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述阀后槽（1）的槽外壁面上装有至少三根防摆拉索（8）。

5. 根据权利要求1所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述槽体内衬（2）为重防腐纳米陶瓷涂料层。

6. 根据权利要求1~5之一所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述进浆换向阀（9）包括

一陶瓷闸阀（21）；

一弯曲软管（22），该软管（22）的进料口与所述陶瓷闸阀（21）的出料口相连，所述弯曲软管（22）为高耐磨橡胶管；

一裤管（10），竖向布置的该裤管（10）具有多个支管；

一换向机构，该换向机构驱动所述软管（22）的出料口摆动并置于相应支管的上方。

7. 根据权利要求6所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述换向机构包括一角行程电动执行器（23），该角行程电动执行器（23）通过一曲柄连杆机构（24）驱动抱箍在软管（22）上的抱箍件（25）摆动。

8. 根据权利要求6所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述裤管（10）具有两个支管，两个支管之间设有隔板。

9. 根据权利要求1所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述耐磨开关阀（6）为电动耐磨陶瓷球阀。

10. 根据权利要求2所述的槽型矿浆一体化浓度流量计，其特征在于，所述吊式秤重传感器装置（3）、激光测距仪（7）与一有滤波、计时、计算功能的无纸记录仪（12）通过信号线相连，该无纸记录仪（12）的模拟输出信号端与进浆换向阀（9）的角行程电动执行器（23）相连，该无纸记录仪（12）的开关输出信号端与耐磨开关阀（6）相连。

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