CN110586338A - 一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，包括方形密闭框架、尾矿采集泵、尾矿浆液处理装置、风机、可调光源、工况监控探头、控制柜、湿度传感器、图像采集及传送装置、光感传感器、浮选泡沫检测装置，所述浮选泡沫检测装置包括泡沫状态检测摄像头、浮选池、泡沫状态检测固定架和照明灯，通过在现有洗煤厂浮选加药系统中加入在线视觉检测这一环节，能够使整个系统形成一套完整的同时具有前馈和结果反馈的闭环自动控制系统，实现浮选的生产过程趋于在理想加药状态下稳定运行，防止加药量过多或者过少而影响浮选效果。在线视觉浮选系统检测仪的应用可以提高浮选回收率、降低药耗、提高经济效益、实现浮选无人值守。
Description
技术领域
本发明属于矿业生产设备技术领域，具体涉及一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪。
背景技术
目前工业矿物日趋贫、细、复杂，随着冶金、化工等过程综合利用及环保要求日益提高，浮选科学技术也将变得更为重要。浮选是利用物料自身具有的或经药剂处理后获得的疏水亲气（或亲油）特性，使之在水-气或水-油界面聚集，达到富集、分离和纯化。
浮选过程中合适的加药量是保证浮选精煤灰分、 提高精煤产率和降低药剂消耗的重要手段。浮选生产加药量的确定，常规的方法是通过检测矿浆流量和浓度预先加药，并结合人工观察尾矿灰度来控制加药量。浮选过程中尾矿状态实时在线检测及反馈对浮选结果质量非常重要，但是目前对浮选加药结果缺少准确的实时检测手段。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，在现有洗煤厂浮选加药系统中加入在线视觉检测这一环节，可以提高浮选回收率、降低药耗、提高经济效益、实现浮选无人值守。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，包括方形密闭框架、尾矿采集泵、尾矿浆液处理装置、泡沫状态检测摄像头、风机、可调光源、工况监控探头、控制柜、湿度传感器、图像采集及传送装置、光感传感器、浮选池，所述密闭框架分为两层，所述控制柜设置在密闭框架上层，所述密闭框架下方连接上位机接口，上位机接口处设有尾矿采集泵，所述尾矿采集泵设置在尾矿采集泵防护罩内，所述风机固定在尾矿采集泵防护罩上；尾矿采集泵与尾矿浆液处理装置之间通过输浆管连接；通过风管连接吹风管；吹风管固定在尾矿浆液处理装置上；尾矿浆液处理装置固定在密闭框架内；3个可调光源均布固定在密闭框架内壁上；可调光源高度高于尾矿浆液处理装置高度，所述密闭框架下层上方设置工况监控探头、湿度传感器、图像采集及传送装置、光感传感器，所述浮选池上方设有泡沫状态检测固定架，泡沫状态检测摄像头固定在泡沫状态检测固定架上的来回架上；所述尾矿浆液处理装置下方设有排浆软管与密闭框架出口连接，浮选池出口连接密闭框架入口，密闭框架入口通过尾矿进浆软管连接尾矿采集泵。
作为本发明的一种改进，所述尾矿浆液处理装置包括上方开口的回流储液箱、稳流箱、采集箱以及往复导轨组件，所述回流储液箱下方设有进浆口与出浆口，所述输浆管通过进浆口固定在稳流箱下方；所述采集箱环绕设置在稳流箱侧面，所述采集箱靠近稳流箱的一侧依次设有竖直的隔板和导流板，采集箱远离稳流箱的一侧设有检测区，采集箱底面倾斜向下，检测区底面设有细孔，隔板和导流板与采集箱底面之间设有间隙，所述往复导轨组件包括电机、旋转轴、泡沫刮板以及防沉淀刮板，所述电机连接旋转轴，旋转轴侧面连接泡沫刮板，泡沫刮板设置在稳流箱、隔板、导流板上方，旋转轴连接防沉淀刮板，所述防沉淀刮板与检测区底面接触；吹风管固定在回流储液箱上，吹风管出气口朝向检测区。
作为本发明的一种改进，所述密闭框架前端设有上活动门和下活动门。
作为本发明的一种改进，所述密闭框架的上活动门安装有触摸控制屏。
作为本发明的一种改进，所述密闭框架后端设有2-4个风扇。
作为本发明的一种改进，所述泡沫状态检测摄像头的一侧设有照明灯。
作为本发明的一种改进，所述回流储液箱下方为方形锥状结构，上大下小。
作为本发明的一种改进，所述防沉淀刮板底面设有弹性件。
作为本发明的一种改进，所述检测区侧下方设有冲刷口，所述冲刷口通过管道连接气源，所述管道上设有控制阀。
作为本发明的一种改进，所述出浆口连接排浆软管，出浆口设有滤网。
本发明的有益效果是：
第一、浮选系统在检测矿浆流量与浓度数据基础上，预先计算出大致的加药量；在浮选末工位加入检测环节，可以实现三个作用：1、清理液面上的泡沫，为在线视觉浮选系统检测仪提供稳定的图像采集液面；2、可以避免因尾矿浆液供给不足或供给激增时造成的图像采集液面缺失；3、通过加装清理刮板，可以防止尾矿浆液内杂质的沉淀，通过检测仪实时检测尾矿的状态将信息反馈到浮选系统，浮选系统实时修正加药量，使浮选生产过程趋于理想状态下稳定运行；
第二、通过尾矿状态、浮选泡沫状态实时检测环节的加入，不仅可以降低药耗、缩减成本，还可以提高浮选的质量；
第三、通过检测仪检测尾矿状态、浮选泡沫状态来代替人工操作，不仅可以实现浮选的加工过程自动化、提高浮选的生产率，还可以降低工人劳动强度、避免因人工操作带来的误差、避免因结果反馈不及时而影响浮选生产的质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明所述的尾矿浆液处理装置示意图。
图3为本发明所述的泡沫状态检测摄像头安装示意图。
图4为本发明所述的防沉淀刮板示意图。
图5为本发明所述密闭框架前端外形图。
图6为本发明所述密闭框架后端外形图。
附图标记列表：
1、上位机接口、2.尾矿采集泵、3.尾矿采集泵防护罩、4.风机、5.输浆管、6.风管、7.尾矿浆液处理装置、8.可调光源、9.吹风管、10.风扇、11.工况监控探头、12.控制柜、13.湿度传感器、14.图像采集及传送装置、15.光感传感器、16.密闭框架、17、出口、18.排浆软管、19.尾矿进浆软管、21、稳流箱、22.泡沫刮板、23.电机、24.隔板、25.导流板、26.防沉淀刮板、27.采集箱、29回流储液箱、30、进浆口、31、出浆口，32、检测区，33、泡沫状态检测固定架，34照明灯、35、泡沫状态检测摄像头、36、弹性件，37、冲刷口、38、管道，39、控制阀，40、上活动门、41、下活动门、42、触摸控制屏，43、浮选池，44、来回架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图所示，本发明所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，保留了原有的浮选池43，在原有浮选池的基础上加入这个检测装置，通过视觉设备检测尾矿状态与浮选池浮选泡沫状态并实时将检测结果传输给浮选加药控制系统，浮选加药控制系统根据检测到的尾矿状态与浮选泡沫状态、结合矿浆流量与浓度数据来自动调整相应的控制参数，实时调节浮选加药的加药量。在现有洗煤厂浮选加药系统中加入在线视觉检测这一环节，能够使整个系统形成一套完整的同时具有前馈和结果反馈的闭环自动控制系统，实现浮选的生产过程趋于在理想加药状态下稳定运行，防止加药量过多或者过少而影响浮选效果。在线视觉浮选系统检测仪的应用可以提高浮选回收率、降低药耗、提高经济效益、实现浮选无人值守。
检测仪包括方形密闭框架16、尾矿采集泵2、尾矿浆液处理装置7、泡沫状态检测摄像头35、风机4、可调光源8、工况监控探头11、控制柜12、湿度传感器13、图像采集及传送装置14、光感传感器15、浮选池43，所述浮选池43是前道工序，泡沫状态检测摄像头35将加药反应后的液面模样传给控制柜12，然后从浮选池内抽取小部分到尾矿浆液处理装置7，去泡沫以及沉淀物后进行检测，会取得更真实的结果；所述密闭框架16分为两层，所述控制柜12设置在密闭框架16上层，所述密闭框架16下方连接上位机接口1，上位机接口1处设有尾矿采集泵2，所述尾矿采集泵2设置在尾矿采集泵防护罩3内，所述风机4固定在尾矿采集泵防护罩3上；尾矿采集泵2与尾矿浆液处理装置7之间通过输浆管5连接；通过风管连接吹风管9；吹风管9固定在尾矿浆液处理装置7上；尾矿浆液处理装置7固定在密闭框架16内；3个可调光源8均布固定在密闭框架16内壁上；可调光源8高度高于尾矿浆液处理装置7高度，所述密闭框架16内部上方设置工况监控探头11、湿度传感器13、图像采集及传送装置14、光感传感器15， 所述浮选池43上方设有泡沫状态检测固定架33，泡沫状态检测摄像头35与照明灯34固定在泡沫状态检测固定架上的来回架44上；泡沫状态检测摄像头35可以在浮选池上方来回拍摄，将图片传给控制柜12，所述尾矿浆液处理装置7下方设有排浆软管18与密闭框架出口17连接；所述控制柜12连接上位机，浮选池43出口连接密闭框架入口，密闭框架入口通过尾矿进浆软管19连接尾矿采集泵2。
本发明所述密闭框架16为方形结构，其前端设有上活动门40和下活动门41，在上活动门40安装有触摸控制屏42，控制柜12在上活动门40内，密闭框架16上下层隔开，减少水雾侵蚀的可能性。
本发明在所述密闭框架16后端设有2-4个风扇10，其作用是对检测仪内部进行散热、及时排除检测仪内部的水蒸气。
本发明所述尾矿浆液处理装置7包括上方开口的回流储液箱29、稳流箱21、采集箱27以及往复导轨组件，所述回流储液箱29下方设有进浆口30与出浆口31，所述输浆管5通过进浆口30固定在稳流箱21下方；所述采集箱27环绕设置在稳流箱21侧面，所述采集箱27靠近稳流箱21的一侧依次设有竖直的隔板24和导流板25，采集箱27远离稳流箱21的一侧设有检测区32，采集箱27底面倾斜向下，检测区32底面设有细孔，隔板和导流板与采集箱27底面之间设有间隙，所述往复导轨组件包括电机23、旋转轴、泡沫刮板22以及防沉淀刮板26，所述电机23连接旋转轴，旋转轴侧面连接泡沫刮板22，泡沫刮板22设置在稳流箱21、隔板24、导流板25上方，旋转轴连接防沉淀刮板26，所述防沉淀刮板26与检测区32底面接触；吹风管9固定在回流储液箱29上，吹风管9出气口朝向检测区32，通过尾矿浆液处理装置7的安装，工作时尾矿浆液从稳流箱21上方溢出，流到采集箱27内，泡沫刮板22以及防沉淀刮板26在电机的带动下不停旋转，首先可以及时清理图像采集液面上的泡沫，为在线视觉浮选系统检测仪提供稳定的图像采集液面；其次可以避免因尾矿浆液供给不足或供给激增时造成的图像采集液面缺失；最后其特有的结构与通过加装清理刮板，可以防止尾矿浆液内杂质的沉淀，保证在线视觉浮选系统检测仪图像采集持续、稳定正常的进行。
本发明所述回流储液箱29下方为方形锥状结构，上大下小，便于尾矿浆液及时回流及防止尾矿浆液沉淀。
本发明在所述检测区32侧下方设有冲刷口7，所述冲刷口通过管道38连接气源，所述管道上设有控制阀39，在冲刷口7吹气会使图像采集箱27底部的浆液流动起来，将浆液里的杂质及时经细孔冲刷至回流储液箱29内；同时在防沉淀刮板26底面设有弹性件36（橡胶或者塑料），有一定的伸缩性，旋转时不会被卡住，便于将沉淀物从细孔排出，不会积压。
本发明所述出浆口31连接排浆软管18，出浆口31设有滤网。
本发明所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其工作原理是：
（1）通过上位机接口1将在线视觉浮选系统检测仪与上位机连接，在线视觉浮选系统检测仪可受上位机控制；密闭框架16上安装有触摸控制屏42，通过触摸控制屏42可控制可调光源8、风扇10、湿度传感器13、图像采集及传送装置14、光感传感器15、尾矿浆液处理装置7、尾矿采集泵2；
（2） 尾矿采集泵2通过尾矿进浆软管19将尾矿浆液采集至尾矿浆液处理装置7内；尾矿浆液处理装置7的作用就是分流尾矿浆液、稳流尾矿浆液、收集、清除泡沫；导流、回流尾矿浆液，提供稳定的图像采集液面；冲刷、清扫尾矿浆液内杂质；收集、缓冲、及时回流尾矿浆液；
（3）将3个可调光源8调节至合适角度后并固定；将尾矿浆液输送至尾矿浆液处理装置7内，图像采集及传送装置14采集尾矿浆液状态并实时传送；泡沫状态检测摄像头35采集浮选池内泡沫状态并实时传送，泡沫状态检测摄像头35带云台和光学变焦功能，可以通过调节实现全区覆盖；
（4）正常使用时，将浮选后的尾矿浆液输送至尾矿浆液处理装置7内；清扫装置自动开启，自动清扫尾矿浆液处理装置7液面上的泡沫、及底部的杂质；图像采集及传送装置14实时采集尾矿浆液状态并实时传送至上位机；泡沫状态检测摄像头35采集浮选池内泡沫状态并实时传送至上位机；
（5）上位机根据检测到的尾矿浆液状态、浮选池泡沫状态结果，结合浮选矿浆流量与浓度数据来自动调整相应的控制参数，实时调节浮选加药的加药量，实时调节加药量。如此循环工作，使浮选过程趋于稳定、浮选结果趋于合格。
本发明所述密闭框架16的作用是使检测仪的整个检测过程不受外界环境的影响；光感传感器15的作用是实时监测光源的亮度，确保检测环境不变；湿度传感器13的作用是实时监测检测仪内部的湿度，确保图像采集及传送装置14正常工作；工况监控探头11的作用是实时监控检测仪内部运行的情况。
本发明的作用是：
一、检测仪综合了尾矿状态、浮选泡沫状态、矿浆流量及浓度多个因素，可以计算出更符合实际的加药量；
二、由检测仪自动实时检测尾矿状态代替人工观察；
三、由检测仪自动实时上传检测结果并自动调节加药量代替人工调节；
四、尾矿浆液处理装置可以提供稳定的尾矿状态采集液面；
五、清扫装置，可以及时清扫液面上的泡沫及防止杂质沉淀；
六、光源作角度可调节设计，可根据不同工况设置不同的照明角度；
七、框架作密闭设计，保证检测仪工作环境保持一致；
八、内部安装有光感传感器、湿度传感器、工况监控探头，可以实时监测检测仪内部的运行环境；
九、背面安装有风扇，能够通风、散热、除雾。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
Claims (10)
1.一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：包括方形密闭框架、尾矿采集泵、尾矿浆液处理装置、泡沫状态检测摄像头、风机、可调光源、工况监控探头、控制柜、湿度传感器、图像采集及传送装置、光感传感器、浮选池，所述密闭框架分为两层，所述控制柜设置在密闭框架上层，所述密闭框架下方连接上位机接口，上位机接口处设有尾矿采集泵，所述尾矿采集泵设置在尾矿采集泵防护罩内，所述风机固定在尾矿采集泵防护罩上；尾矿采集泵与尾矿浆液处理装置之间通过输浆管连接；通过风管连接吹风管；吹风管固定在尾矿浆液处理装置上；尾矿浆液处理装置固定在密闭框架内；3个可调光源均布固定在密闭框架内壁上；可调光源高度高于尾矿浆液处理装置高度，所述密闭框架下层上方设置工况监控探头、湿度传感器、图像采集及传送装置、光感传感器，所述浮选池上方设有泡沫状态检测固定架，泡沫状态检测摄像头固定在泡沫状态检测固定架上的来回架上；所述尾矿浆液处理装置下方设有排浆软管与密闭框架出口连接，浮选池出口连接密闭框架入口，密闭框架入口通过尾矿进浆软管连接尾矿采集泵。
2.根据权利要求1所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述密闭框架前端设有上活动门和下活动门。
3.根据权利要求2所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述密闭框架的上活动门安装有触摸控制屏。
4.根据权利要求1所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述密闭框架后端设有2-4个风扇。
5.根据权利要求1所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述泡沫状态检测摄像头的一侧设有照明灯。
6.根据权利要求1所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述尾矿浆液处理装置包括上方开口的回流储液箱、稳流箱、采集箱以及往复导轨组件，所述回流储液箱下方设有进浆口与出浆口，所述输浆管通过进浆口固定在稳流箱下方；所述采集箱环绕设置在稳流箱侧面，所述采集箱靠近稳流箱的一侧依次设有竖直的隔板和导流板，采集箱远离稳流箱的一侧设有检测区，采集箱底面倾斜向下，检测区底面设有细孔，隔板和导流板与采集箱底面之间设有间隙，所述往复导轨组件包括电机、旋转轴、泡沫刮板以及防沉淀刮板，所述电机连接旋转轴，旋转轴侧面连接泡沫刮板，泡沫刮板设置在稳流箱、隔板、导流板上方，旋转轴连接防沉淀刮板，所述防沉淀刮板与检测区底面接触；吹风管固定在回流储液箱上，吹风管出气口朝向检测区。
7.根据权利要求6所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述回流储液箱下方为方形锥状结构，上大下小。
8.根据权利要求6所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述防沉淀刮板底面设有弹性件。
9.根据权利要求6所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述检测区侧下方设有冲刷口，所述冲刷口通过管道连接气源，所述管道上设有控制阀。
10.根据权利要求6所述的一种用于浮选加药控制的在线视觉浮选系统检测仪，其特征在于：所述出浆口连接排浆软管，出浆口设有滤网。
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