CN112173743A - 一种磁选机自动给矿装置以及自动给矿控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁选机自动给矿装置以及自动给矿控制方法，分矿箱设置有与并行的各磁选机一一对应的多个下矿口，分别用于各磁选机的给矿。控制单元与给矿泵电性连接，可以获取给矿泵的工作电流值，给矿泵的工作电流值反映了选矿流程的循环量。控制单元与升降驱动机构电性连接，用于控制升降驱动机构的升降位移，通过升降驱动机构驱动料塞在分矿箱中升降移动，从而改变各下矿口的开闭状态以及开口大小。发明能够自动检测现场流程量变化情况，并根据流程量变化情况实现磁选机给矿量的自动调整及磁选机“启停”等操作，提高了合理运行磁选机台数的便捷性，减少现场操作人员攀爬磁选机分矿箱平台次数，降低了操作人员劳动强度，保证了作业安全性。

Description

一种磁选机自动给矿装置以及自动给矿控制方法

技术领域

本申请属于金属矿山选别系统技术领域，具体涉及一种磁选机自动给矿装置以及自动给矿控制方法。

背景技术

国内大型露天铁矿山中部分属于典型的鞍山式矿床，采用两段磨矿、两段磁选、高频振网筛与淘洗磁选机自循环的选矿工艺，磁选工序采用多台磁选机并联的作业方式。

随着开采深度的逐年加深，矿床赋存情况发生变化，原矿品位发生较大变化且波动频繁，造成选矿流程中循环量波动较为频繁。并且因并联磁选机台数为多台，在流程循环量出现波动后，磁选机极易出现给矿量过大或者过小的情况，此时需要现场操作人员根据流程循环量手动调整磁选机运行台数以及运行的每台磁选机给矿量。

当需要关停部分磁选机并停止给矿时，往往需要现场操作人员攀爬磁选机给矿平台，劳动强度大、影响作业效率并且容易产生安全事故。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁选机自动给矿装置以及自动给矿控制方法，能够自动辨识流程循环量大小，根据流程循环量自动开停磁选机，并自动调整每台磁选机的给矿量，实现磁选机总运行台数和磁选机给矿量的自动控制。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种磁选机自动给矿装置，包括给矿泵、送料机构、分矿箱、安装支架、两个以上升降驱动机构、两个以上料塞以及控制单元，其中：

所述给矿泵通过所述送料机构与所述分矿箱连通；

所述分矿箱的底部设置有两个以上下矿口，所述升降驱动机构的数量和所述料塞的数量均与所述下矿口的数量相同；

两个以上所述升降驱动机构均通过所述安装支架安装固定于所述分矿箱的上方；

两个以上所述料塞均位于所述分矿箱中，并且各所述料塞分别与各所述下矿口一一对应；

两个以上所述料塞分别通过两个以上所述升降驱动机构驱动，在所述分矿箱中升降移动，以堵塞或打开对应的所述下矿口；

所述控制单元与所述给矿泵和两个以上所述升降驱动机构均电性连接。

优选的，所述料塞包括定位杆和塞体，所述塞体与所述定位杆的一端连接，所述定位杆的另一端连接所述升降驱动机构。

优选的，所述塞体为锥形弹性塞体，所述塞体的锥形大头与所述定位杆连接。

优选的，所述升降驱动机构包括升降执行器和牵引件，所述牵引件的一端与所述升降执行器的输出部件连接，所述牵引件的另一端连接所述料塞。

优选的，所述控制单元包括主控制器、开关量输入模块、执行器控制器和电流检测模块，其中：

所述开关量输入模块的输入端与所述升降执行器电性连接、输出端与所述主控制器的输入端口电性连接；

所述执行器控制器的输入端与所述主控制器的输出端口电性连接，所述执行器控制器的输出端与所述升降执行器电性连接；

所述电流检测模块的输入端与所述给矿泵电性连接、输出端与所述主控制器的另一输入端口电性连接。

优选的，所述控制单元还包括上位机，所述上位机与所述主控制器通过线缆电性连接，或者所述上位机与所述主控制器通过无线通信模块实现信号通讯。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种应用于上述磁选机自动给矿装置的磁选机自动给矿控制方法，包括如下步骤：

将矿料通过给矿泵泵入具有两个以上下矿口的分矿箱中，由所述分矿箱向并行作业的两台以上磁选机给矿，每个所述下矿口对应一个所述磁选机；

获取所述给矿泵的工作电流值X，根据所述工作电流值X设定各个所述下矿口的目标状态，所述目标状态包括开闭状态以及开口大小；

根据所述目标状态调节所述下矿口的工作状态。

进一步地，所述根据所述工作电流值X设定各个所述下矿口的目标状态，包括：

设定所述给矿泵的电流阈值，所述电流阈值包括：2个以上中间状态电流值X_i，以及故障电流值X_min，其中：i大于等于0，X₀为额定电流上限值，X₁为额定电流下限值；

将获取的所述给矿泵的工作电流值X与所述电流阈值进行对比：

当所述工作电流值X₁≤X≤X₀时，设定各个所述下矿口的目标状态均为完全开启；

当所述工作电流值X_i+1≤X<X_i时，则设定其中i个所述下矿口的目标状态均为完全关闭，其余所述下矿口的目标状态为完全开启或者部分开启；

当所述工作电流值X<X_min时，则将各个下矿口的目标状态维持上一状态不变。

进一步地，当所述下矿口的目标状态为关闭时，关闭所述下矿口和与之对应的所述磁选机。

进一步地，将矿料通过2个所述给矿泵泵入所述分矿箱中，2个所述给矿泵中一个进行给矿工作、另一个停机备用；

当所述工作电流值X<X_min时，关闭当前工作的所述给矿泵，并开启备用的所述给矿泵进行给矿工作。

由上述技术方案可知，本发明提供的磁选机自动给矿装置，分矿箱设置有多个下矿口，各下矿口与并行的各磁选机一一对应，分别用于各磁选机的给矿。控制单元与给矿泵电性连接，可以获取给矿泵的工作电流值，给矿泵的工作电流值反映了选矿流程的循环量。控制单元与升降驱动机构电性连接，用于控制升降驱动机构的升降位移，通过升降驱动机构驱动料塞在分矿箱中升降移动，从而改变各下矿口的开闭状态以及开口大小。

本发明提供的磁选机自动给矿控制方法，根据给矿泵的工作电流值X设定各个下矿口的目标状态，给矿泵的工作电流值反映了选矿流程的循环量，然后根据目标状态调节各个下矿口的工作状态，改变各下矿口的开闭状态以及开口大小。

与现有技术相比，本发明能够自动检测现场流程量变化情况，并根据流程量变化情况实现磁选机给矿量的自动调整及磁选机“启停”等操作，提高了合理运行磁选机台数的便捷性，减少现场操作人员攀爬磁选机分矿箱平台次数，降低了操作人员劳动强度，保证了作业安全性，提高操作人员的工作效率，杜绝了人工发现流程循环量变化不及时而造成的设备无功消耗等问题。

附图说明

图1为本发明实施例中磁选机自动给矿装置的结构示意图；

图2为图1中控制单元的结构示意图；

附图标记说明：1-升降执行器；2-牵引件；3-定位杆；4-塞体；5-下矿孔；6-安装支架；7-分矿箱；8-控制单元，81-主控制器，82-开关量输入模块，83-执行器控制器，84-电流检测模块，85-上位机；9-送料机构；10-给矿泵。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

实施例1：

参见图1，在本发明实施例中，一种磁选机自动给矿装置，包括给矿泵10、送料机构9、分矿箱7、安装支架6、两个以上升降驱动机构和两个以上料塞，以及控制单元8，升降驱动机构的数量和料塞的数量均与产线中并行的磁选机台数相同，为方便说明，本实施例以5台磁选机并行工作为例进行说明。

给矿泵10通过送料机构9与分矿箱7连通，用于将矿料泵入分矿箱7中。为保证整个产线连续工作不停机，本实施例中矿料通过2个给矿泵10a、10b泵入分矿箱7中，2个给矿泵中，一个给矿泵10a进行给矿工作、另一个给矿泵10b停机备用，在给矿泵10a故障时，给矿泵10b开机投入工作，同时给矿泵10a停机检修。

分矿箱7的底部设置有两个以上下矿口5，由于本实施例中5台磁选机并行工作，对应的分矿箱7底部设置5个下矿口5，升降驱动机构的数量和料塞的数量也均为5个。分矿箱的体积足够大，能够满足5台磁选机并行工作时的矿料给料。本实施例中，分矿箱上端安装活动盖板，盖板可开启，方便分矿箱的清理以及内部故障排出。

各升降驱动机构均通过安装支架6安装固定于分矿箱7的上方，本实施例中，分矿箱7的侧壁垂直安装钢结构基础(安装支架6)，各升降驱动机构均安装在钢结构基础上。参见图1，本实施例中升降驱动机构包括升降执行器1和牵引件2，牵引件2的一端与升降执行器1的输出部件连接，牵引件2的另一端连接料塞。该升降执行器1具体采用带减速器的电机，牵引件2具体采用钢丝绳，钢丝绳卷筒固定在升降执行器1的输出轴上，钢丝绳缠绕在钢丝绳卷筒，用来提升料塞。在其他实施例中，升降驱动机构还可采用电机驱动的滚珠丝杠副、液压缸等，由于矿料容易粘附在接触的物体上，为保证下矿口5开闭顺利，本实施例升降驱动机构优选电机+钢丝绳。

各料塞均位于分矿箱7中，并且各料塞分别与各下矿口5一一对应。各料塞分别通过各升降驱动机构驱动，从而改变各下矿口的开闭状态以及开口大小。具体的，料塞通过各升降驱动机构驱动在分矿箱7中升降移动一设定的行程，当料塞移动至行程的下止点时，料塞堵塞对应的下矿口5，当料塞移动至行程的上止点时，对应的下矿口5完全开启。料塞位于其他位置时，对应的下矿口5不完全开启，其开度随料塞位置而改变。

参见图1，本实施例中，料塞包括定位杆3和塞体4，塞体4与定位杆3的一端连接，定位杆3的另一端连接升降驱动机构。具体的，塞体4为锥形弹性塞体，塞体4的锥形大头与定位杆3连接。在分矿箱7的活动盖板上开设有5个定位孔，在料塞移动的整个行程中，定位杆3均穿插在定位孔中，保证定位板3上下垂直运动。塞体4采用锥形弹性塞体，一方面便于塞体的下方，另一方面使得塞体在矿料的压力下完全密封下矿口5。在其他实施例中，料塞还可直接采用锥形塞或圆柱塞，具体结构本申请不做限制。

控制单元8与给矿泵10和各升降驱动机构均电性连接，用于控制下矿口5的开闭状态以及开口大小。具体的，参见图2，本实施例中，控制单元8包括主控制器81、开关量输入模块82、执行器控制器83和电流检测模块84，其中：开关量输入模块82的输入端与升降执行器1电性连接、输出端与主控制器81的输入端口电性连接；执行器控制器83的输入端与主控制器81的输出端口电性连接，执行器控制器83的输出端与升降执行器1电性连接；电流检测模块84的输入端与给矿泵10电性连接、输出端与主控制器81的另一输入端口电性连接。

具体的，本实施例中，主控制器81采用PLC控制器，给矿泵10a/10b的工作电流通过电流检测模块84反馈给PLC控制器。电流检测模块84具体采用电流检测电路，该电路可集成于一个芯片上，与PLC控制器连接；也可以直接集成于PLC控制器中。

料塞的位置通过开关量输入模块82反馈给PLC控制器，具体的，料塞的位置行程h与升降执行器1的角度行程α线性相关，即h＝α*r，r为钢丝绳卷筒的半径，α为弧度角度。开关量输入模块82检测置行程h与升降执行器1的角度行程α，开关量输入模块82可采用步进电机角度检测电路或检测传感器等。由于装置中升降执行器1为5台，相应的开关量输入模块82也设置5个，包括开关量输入模块82a、82b、82c、82d、82e。

执行器控制器83可单独控制一台升降执行器1的工作状态：正反转、转角等，或者活塞伸出量等。由于本实施例中升降执行器1采用电机，相应的执行器控制器83为电机控制电路，控制电机的启停、正转、反转等。相应的，执行器控制器83也设置5个，包括开关量输入模块83a、83b、83c、83d、83e。在其他实施例中，PLC控制器也可分别单独控制每台升降执行器运行，通过指令进行磁选机给矿量调整和“启停”操作。

在其他实施例中，主控制器81还可直接连接各台磁选机，在磁选机停机的情况下，如果不提前将给矿孔堵住，将造成磁选机筒体和精矿管道堵塞，引起磁选机堵转和磁选机筒皮磨损严重的问题，造成生产故障。主控制器81连接各台磁选机后，可以将磁选机和给矿装置(分矿箱和下矿口)进行连锁停机，自动掐矿完成后再停相对应的磁选机。

为实现远程控制，控制单元8还包括上位机85，上位机85与主控制器81通过线缆电性连接，或者上位机与主控制器81通过无线通信模块(如蓝牙模块、wifi模块等)实现信号通讯。上位机采用InTouch组态软件实现人机交换。操作人员通过上位机可以直接监控升降执行器需要开动的位置和实际已经开到的位置。

在远程状态下，PLC控制器自动检测磁选机运行状况和给矿泵电流值，结合生成指标和设备运转台数自动完成料塞上升和下降的操作，PLC控制器自动检测料塞的行程信息，并将上述信息均反馈至上位机。

实施例2：

基于同样的发明构思，本实施例提供一种磁选机自动给矿控制方法，该方法可依托上述实施例的磁选机自动给矿装置进行，具体包括如下步骤：

将矿料通过2个给矿泵10a、10b泵入具有两个以上下矿口5的分矿箱7中，由分矿箱7向并行作业的两台以上磁选机给矿，每个下矿口5对应一个磁选机。2个给矿泵中，一个给矿泵10a进行给矿工作、另一个给矿泵10b停机备用，在给矿泵10a故障时，给矿泵10b开机投入工作，同时给矿泵10a停机检修。

获取给矿泵10的工作电流值X，根据工作电流值X设定各个下矿口5的目标状态，目标状态包括开闭状态以及开口大小。

具体的，本实施例中，根据工作电流值X设定各个下矿口5的目标状态，包括：

设定给矿泵10的电流阈值，电流阈值包括：2个以上中间状态电流值X_i，以及故障电流值X_min，其中：i大于等于0，X₀为额定电流上限值，X₁为额定电流下限值。

将获取的给矿泵10的工作电流值X与电流阈值进行对比：

当工作电流值X_i+1≤X<X_i时，则设定其中i个下矿口5的目标状态均为完全关闭，其余下矿口5的目标状态为完全开启或者部分开启；其中，当工作电流值X₁≤X≤X₀时，设定各个下矿口5的目标状态均为完全开启。

当工作电流值X<X_min时，则将各个下矿口5的目标状态维持上一状态不变，关闭当前工作的给矿泵10a，并开启备用的给矿泵10b进行给矿工作。

根据目标状态调节下矿口5的工作状态以及对应磁选机的工作状态，具体的，当下矿口5的目标状态为关闭时，关闭下矿口5和与之对应的磁选机。

应用实例：

某矿业公司水厂铁矿于新厂投入使用上述实施例的磁选机自动给矿装置以及自动给矿控制方法，具体操作如下：

通过升降执行器1输出轴定制安装钢丝绳卷筒或卷盘，用于钢丝绳的收放，通过电机正反转的操作提升和回落料塞。料塞上升时通过钢丝绳拉力运转，下降时由于流体运动产生的吸力可以稳稳的将料塞固定在下矿口处，定位杆的作用是保证塞体上下垂直运动，定位杆与矿料直接接触，其具有一定耐腐蚀性，保证塞体升降顺畅。

现场操作箱配置转换开关，分为远程控制(上位机)和本地控制(PLC控制器或者执行器控制器)两种方式，现场将转换开关打到本地位置，可以用现场操作箱按钮进行提升和回落操作，完成掐矿和给矿过程。转换开关打到远程位置时，可以由远程上位机集中进行操作，完成提升和回落操作，并能检测到塞体实际位置，画面可显示下矿口完全关闭和完全开启。

磁选机自动给矿装置，在磁选机出现故障停机情况下，自动回落完成自动掐矿操作，同时具备现场给矿、掐矿功能。给矿泵电流正常循环量标准电流值区间为320A～360A，也即X₀＝360A，X₁＝320A，此时5台磁选机全部运转。当现场循环量降低到320A时，系统自动完成磁选机停机一台，只需要运行4台磁选机，根据实际情况那个还可适当减小开启的下矿口5的开口大小。当电流降到300A时需要运转3台磁选机，即X₂＝300A。为保证该产线顺利生产，至少需要有3台磁选机同时并行工作，因此X_min＝X₂＝300A，当电流降到300A以下时，维持3个下矿口5的目标状态以及3台磁选机同时并行工作，根据实际情况那个还可适当减小下矿口5的开口大小，关闭当前工作的给矿泵10a，并开启备用的给矿泵10b进行给矿工作，重新检测给矿泵10b的工作电流，然后重新调整下矿口和磁选机的状态。

上述实施例的磁选机自动给矿装置以及自动给矿控制方法在某矿业公司水厂铁矿新厂已运行30个月，期间该装置运行稳定，未出现给矿量过大或者过小的情况。

通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供的磁选机自动给矿装置能够自动辨识流程量大小，根据流程循环量自动开停磁选机，并自动调整每台磁选机给矿量，实现磁选机给矿量和运行台数的自动控制。该装置具有成本低，使用周期长，维护量少的特点。该装置的应用提高了合理运行磁选机台数的便捷性，大大降低了现场操作人员的劳动强度，杜绝人工发现流程循环量变化不及时而造成的设备无功消耗。用于冶金矿山行业磁选系统流程量的稳定控制，提高磁选机“启停”和给矿量调整的便捷性，大大降低现场操作人员的劳动强度。在国内同行业中具有广泛的示范意义和推广应用前景。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种磁选机自动给矿装置，其特征在于：包括给矿泵、送料机构、分矿箱、安装支架、两个以上升降驱动机构和两个以上料塞，以及控制单元，其中：

所述给矿泵通过所述送料机构与所述分矿箱连通；

所述分矿箱的底部设置有两个以上下矿口，所述升降驱动机构的数量和所述料塞的数量均与所述下矿口的数量相同；

两个以上所述升降驱动机构均通过所述安装支架安装固定于所述分矿箱的上方；

两个以上所述料塞均位于所述分矿箱中，并且各所述料塞分别与各所述下矿口一一对应；

两个以上所述料塞分别通过两个以上所述升降驱动机构驱动，在所述分矿箱中升降移动，以堵塞或打开对应的所述下矿口；

所述控制单元与所述给矿泵和两个以上所述升降驱动机构均电性连接。

2.如权利要求1所述的磁选机自动给矿装置，其特征在于：所述料塞包括定位杆和塞体，所述塞体与所述定位杆的一端连接，所述定位杆的另一端连接所述升降驱动机构。

3.如权利要求2所述的磁选机自动给矿装置，其特征在于：所述塞体为锥形弹性塞体，所述塞体的锥形大头与所述定位杆连接。

4.如权利要求1或2或3所述的磁选机自动给矿装置，其特征在于：所述升降驱动机构包括升降执行器和牵引件，所述牵引件的一端与所述升降执行器的输出部件连接，所述牵引件的另一端连接所述料塞。

5.如权利要求4所述的磁选机自动给矿装置，其特征在于：所述控制单元包括主控制器、开关量输入模块、执行器控制器和电流检测模块，其中：

所述开关量输入模块的输入端与所述升降执行器电性连接、输出端与所述主控制器的输入端口电性连接；

所述执行器控制器的输入端与所述主控制器的输出端口电性连接，所述执行器控制器的输出端与所述升降执行器电性连接；

所述电流检测模块的输入端与所述给矿泵电性连接、输出端与所述主控制器的另一输入端口电性连接。

6.如权利要求5所述的磁选机自动给矿装置，其特征在于：所述控制单元还包括上位机，所述上位机与所述主控制器通过线缆电性连接，或者所述上位机与所述主控制器通过无线通信模块实现信号通讯。

7.一种应用于权利要求1-6中任一项所述磁选机自动给矿装置的磁选机自动给矿控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

将矿料通过给矿泵泵入具有两个以上下矿口的分矿箱中，由所述分矿箱向并行作业的两台以上磁选机给矿，每个所述下矿口对应一个所述磁选机；

获取所述给矿泵的工作电流值X，根据所述工作电流值X设定各个所述下矿口的目标状态，所述目标状态包括开闭状态以及开口大小；

根据所述目标状态调节所述下矿口的工作状态。

8.如权利要求7所述的磁选机自动给矿控制方法，其特征在于：所述根据所述工作电流值X设定各个所述下矿口的目标状态，包括：

设定所述给矿泵的电流阈值，所述电流阈值包括：2个以上中间状态电流值X_i，以及故障电流值X_min，其中：i大于等于0，X₀为额定电流上限值，X₁为额定电流下限值；

将获取的所述给矿泵的工作电流值X与所述电流阈值进行对比：

当所述工作电流值X₁≤X≤X₀时，则设定各个所述下矿口的目标状态均为完全开启；

当所述工作电流值X_i+1≤X<X_i时，则设定其中i+1个所述下矿口的目标状态均为完全关闭，其余所述下矿口的目标状态为完全开启或者部分开启；

当所述工作电流值X<X_min时，则将各个下矿口的目标状态维持上一状态不变。

9.如权利要求8所述的磁选机自动给矿控制方法，其特征在于：当所述下矿口的目标状态为关闭时，关闭所述下矿口和与之对应的所述磁选机。

10.如权利要求8或9所述的磁选机自动给矿控制方法，其特征在于：将矿料通过2个所述给矿泵泵入所述分矿箱中，2个所述给矿泵中一个进行给矿工作、另一个停机备用；

当所述工作电流值X<X_min时，关闭当前工作的所述给矿泵，并开启备用的所述给矿泵进行给矿工作。

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