CN114441378A - 一种智能浓度壶系统及其选矿厂矿浆浓度检测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能浓度壶系统及其用于选矿厂矿浆浓度检测的方法，属于选矿技术领域。该系统包括浓度壶系统、升降转子系统、浓度壶夹持转位系统、进浆口转位系统、浓度壶平台翻转系统、排矿冲洗系统和称重传感器。本发明中智能浓度壶系统采用可自动清洁和复原的浓度壶对所取矿浆的重量和体积进行测量，其中重量的测量采用称重传感器进行测量，体积测量采用定容方式结合已知浓度液体标定体积；浓度壶的清洗配合浓度壶平台翻转系统和高压冲洗水完成；浓度壶的搅拌采用升降转子系统完成。该系统能够贴合实际选矿厂中对浓度测量的操作，取代工人一系列人工操作并提高精度，利用该测量系统测量浓度的方法过程简单、操作方便，满足工业化生产需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能浓度壶系统，特别涉及一种智能浓度壶系统及其用于选矿厂矿浆浓度检测的方法，属于选矿技术领域。
背景技术
浮选技术自19世纪末产生以来，经过一百多年的发展，技术不断发展完善，浮选已经成为选矿的最主要手段。而矿物的浓度是影响矿物浮选的关键因素之一，如何得到可靠、准确，并且能够实时反映选矿厂当前矿浆浓度信息显得尤为重要。
传统上选厂对矿浆浓度的测量，大都是采用人工取样，利用浓度壶测得矿浆浓度。人工采样的频率并不能很好地配合生产，人为误差也较大。
近几年国内外学者针对矿浆浓度检测做了大量研究。赵树彦利用垂直管道中重悬浮液的压力与其密度呈正比的原理，成功研发测量精度相当或高于放射性密度计的非放射性管道差压密度计；杨成等通过取样装置以及称重传感器数据读取和显示，通过远程数据传输和软件编程实现在线浓度显示；尹坤等采用光电倍增管检测衰减后的γ射线强度，提出了基于信号甄别与数字滤波方法的在线核子式浓度计；刘海伦等研究出了一种设置在循环泵出口立管上的差压密度测量装置罗旋等为了准确预测矿浆浓度，有效提高搅拌效果，提出一种将小波理；论与神经网络结合的方法来预测矿浆搅拌系统中矿浆浓度；郎进平针对铁矿生产工艺的多样性，采用矿浆管道与传感器一一对应的原则，提出了一种超声波式浓度计；程小舟利用振动频率经过不同密度的矿浆后产生衰减，通过压电拾振器检测衰减后的振动频率，再利用频率与浆液体密度的函数关系推算出浆液体的密度，提出了谐振式矿浆浓度在线分析仪；未普娇等利用超声法在线测量矿浆浓度，具有快速、无需稀释、在线等优势，研究设计了以STM32为核心的超声波矿浆浓度计；胡红利等提出了一种电容式煤粉浓度计，给出了具体的传感器电极结构和测量转换电路，并在模拟气力输送管道上用稀相流对所研制的电容式煤粉浓度计进行了在线标定；王欢等基于极限学习机理，研发出智能在线差压式密度仪，并成功应用于电厂湿法脱硫石灰浆液的智能在线控制。
实际上目前大部分浓度智能测量方法都基于各类检测仪表，对选矿厂工人操作要求日益提高，而且存在精度差、可靠性低等问题。对于现在的选矿厂来说，急需一种简单、直接且可靠的测量浓度的方法。
发明内容
针对现有选矿厂浓度测量技术中存在的精度差、可靠性低、操作复杂、直观性差等缺陷，本发明的目的是在于提供一种简单、可靠，低成本实现选矿厂矿样浓度检测的智能浓度壶系统，该系统可以实现取样、称量、浓度壶防沉搅拌、浓度壶清洗等一系列流程的自动化作业，操作方便，有利于工业应用。
本发明的另一个目的是在于提供一种智能浓度壶系统在选矿厂中测量浓度方法的应用，能够高效、可靠，低成本实现选矿厂矿样浓度自动测量的智能浓度壶系统，且过程简单、操作方便，满足工业化生产。
为了实现上述技术目的，
本发明一种智能浓度壶系统，包括浓度壶系统、升降转子系统、浓度壶夹持转位系统、进浆口转位系统、浓度壶平台翻转系统、排矿冲洗系统和称重传感器；
所述浓度壶系统包含一个带有限位孔的限位装置、浓度壶(11)和带磁铁的底座(2)，所述升降转子系统由丝杆(7)、步进电机A(6)、直流电机(8)和转子(5)组成，步进电机A(6)和丝杆配(7)合控制平台升降，可将转子(5)伸入到浓度壶(11)内进行搅拌，防止浓度壶内颗粒沉降，搅拌完毕后转子被提出浓度壶；通过限位装置上的限位孔将浓度壶(11)限定在设定区域；
所述浓度壶(11)夹持转位系统包含一个带夹头的可旋转的平台，平台由步进电机D(18)控制旋转一定角度，夹头上采用小型步进电机(3)和小型丝杆(4)使夹头上下移动，夹头移动到下限位时夹头夹紧浓度壶(11)，此时小型步进电机停止运转；
所述进浆口转位系统同样由步进电机B(12)控制给矿管(9)旋转，防止给矿管(9)与转子(5)碰撞；
所述浓度壶平台翻转系统由步进电机C(13)控制，步进电机C(13)出轴通过联轴器(15)与可移动支架(16)上的轴进行连接，启动步进电机C(13)使可动平台翻转；排矿冲洗系统由一个与水平面呈一定角度的高压冲洗水管(14)和接矿斗(17)构成，平台翻转后冲洗水将浓度壶内的矿浆冲入接矿斗内排出，矿浆被冲出后持续冲洗可保证浓度壶被冲洗干净；
带磁铁的底座(2)与可移动支架(16)通过螺栓固定连接；
所述称重传感器用来测量浓度壶内矿浆的质量。
本发明一种智能浓度壶系统，所述浓度壶在使用过程中，配合其他设备使其具有自动清洁和复原的功能。
本发明一种智能浓度壶系统，所述浓度壶通过升降搅拌系统作用，可有效防止矿浆沉降。
本发明一种智能浓度壶系统，所述转子(5)伸入装有矿浆的浓度壶(11)中，高速旋转时可将矿浆沿垂直向上的方向吸引。
本发明一种智能浓度壶系统，所述夹头由丝杆与丝杆下端固连的橡胶垫构成。
本发明一种智能浓度壶系统，所述可动平台翻转角度小于等于180°。可动平台旋转时，浓度壶(11)也跟着同角度旋转。在本发明中，通过限位装置上的限位孔将浓度壶(11)限定在设定区域；并且可动平台旋转时，浓度壶(11)不会掉落。
本发明一种智能浓度壶系统，所述高压冲洗水的偏角需配合浓度壶翻转角度。
本发明一种智能浓度壶系统，所述高压冲洗水在排矿过程中间歇作用，在清洗浓度壶时连续作用。
本发明一种智能浓度壶系统用于选矿厂中矿浆浓度检测的方法，其特征在于：按取样-定容-称量-搅拌-翻转排矿-清洗-浓度壶复原的流程进行，各流程之间保持畅通。
本发明还提供了一种所述智能浓细度测量系统用于选矿厂中矿浆浓度检测的方法，开启取样口，将工艺矿浆通过取样器进行一次取样，取样后的矿浆送入智能浓度壶系统；智能浓度壶系统采用溢流法定容测量矿浆的体积，配合升降转子系统内转子搅拌防止矿浆沉降；待矿浆稳定后，开启浓度壶夹持转位系统，将浓度壶转移至称重传感器上进行重量称量；称量结束之后继续通过浓度壶夹持转位系统将浓度壶位置复原，并开启浓度壶平台翻转系统，将浓度壶所在可动平台进行翻转；浓度壶翻转后开启高压冲洗水，将浓度壶内的矿浆排出；矿浆排出后继续开启高压冲洗水，将浓度壶清洗干净，后开启浓度壶平台翻转系统将浓度壶复原。
设计原理依据：本发明中智能浓度壶系统采用可自动清洁和复原的浓度壶对所取矿浆的重量和体积进行测量，其中重量的测量采用称重传感器进行测量，体积测量采用定容方式结合已知浓度液体标定体积；浓度壶的清洗配合浓度壶平台翻转系统和高压冲洗水完成；浓度壶的搅拌采用升降转子系统完成。所述各类系统均按照选矿厂人工操作中依据的浓度测量原理进行自动化测量。
本发明的技术方案中浓度测量适用于各类选矿厂，对于任何矿样和工况都能采用本发明的技术方案进行浓度测量。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果：
1、本发明中采用的智能浓度壶系统可完全取代工人的操作，并可以实时监控获得准确数据。
2、本发明的智能浓度测量系统依据现有选矿厂浓度测量的过程，采用智能浓度壶对矿浆的重量和体积进行直接测量，配合控制系统可以提供最直观的浓度信息。
附图说明
图1为本发明的智能浓度壶系统示意图；
其中：1-称重传感器、2-带磁铁的底座、3-小型步进电机、4-小型丝杆、5-转子、6-步进电机A、7-丝杆、8-直流电机、9-给矿管、10-进浆口、11-浓度壶、12-步进电机B、13-步进电机C、14-冲洗水、15-联轴器、16-可动支架、17-接矿斗、18-步进电机D。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
以下实施例中涉及的智能浓度壶系统示意图如图1所示。该系统包括浓度壶系统、升降转子系统、浓度壶夹持转位系统、进浆口转位系统、浓度壶平台翻转系统、排矿冲洗系统和称重传感器，浓度壶系统包含一个中部带圆板平台的浓度壶11和带磁铁的底座16；升降转子系统由丝杆7、步进电机6、直流电机8和转子5组成，步进电机6和丝杆7配合控制平台升降，可将转子5伸入到浓度壶11内进行搅拌，防止浓度壶内颗粒沉降，搅拌完毕后转子被提出浓度壶；浓度壶夹持转位系统包含一个带夹头的可旋转的平台，平台由步进电机18控制旋转一定角度，夹头上采用小型的步进电机3和丝杆4使夹头上下移动，夹头移动到下限位时夹头夹紧浓度壶，此时小型步进电机3停止运转；进浆口转位系统同样由步进电机12控制进浆管9旋转，防止进浆管9与转子5碰撞；浓度壶平台翻转系统由另一个步进电机13控制，步进电机13出轴通过联轴器15与可动平台16上的轴进行连接，启动步进电机13使可动平台翻转；排矿冲洗系统由一个与水平面呈一定角度的高压冲洗水管14和接矿斗17构成，平台翻转后冲洗水将浓度壶11内的矿浆冲入接矿斗17内排出，矿浆被冲出后持续冲洗可保证浓度壶被冲洗干净；称重传感器用来测量浓度壶11内矿浆的质量。该系统能够贴合实际选矿厂中对浓度测量的操作，取代工人一系列人工操作并提高精度，利用该测量系统测量浓度的方法过程简单、操作方便，满足工业化生产需求。
本发明的浓度壶系统用于选矿厂矿浆浓度测量的过程：开启取样口，将工艺矿浆通过取样器进行一次取样，取样后的矿浆送入智能浓度壶系统；智能浓度壶系统采用溢流法定容测量矿浆的体积，配合升降转子系统内转子搅拌防止矿浆沉降；待矿浆稳定后，开启浓度壶夹持转位系统，将浓度壶转移至称重传感器上进行重量称量；称量结束之后继续通过浓度壶夹持转位系统将浓度壶位置复原，并开启浓度壶平台翻转系统，将浓度壶所在可动平台进行翻转；浓度壶翻转后开启高压冲洗水，将浓度壶内的矿浆排出；矿浆排出后继续开启高压冲洗水，将浓度壶清洗干净，后开启浓度壶平台翻转系统将浓度壶复原。
实施例1
利用本发明的智能浓细度测量系统及用于选矿厂矿浆浓细度测量的方法处理湖南郴州某矿山的矿浆，打开取样口进行一次取样，取样后的矿浆先进行总体浓度测量，得到总体矿浆浓度53.70％。现场工人手动测量浓度54.93％，总体浓度测量效果接近。
Claims (8)
1.一种智能浓度壶系统，其特征在于：
包括浓度壶系统、升降转子系统、浓度壶夹持转位系统、进浆口转位系统、浓度壶平台翻转系统、排矿冲洗系统和称重传感器；
所述浓度壶系统包含一个带有限位孔的限位装置、浓度壶(11)和带磁铁的底座(2)，所述升降转子系统由丝杆(7)、步进电机A(6)、直流电机(8)和转子(5)组成，步进电机A(6)和丝杆配(7)合控制平台升降，可将转子(5)伸入到浓度壶(11)内进行搅拌，防止浓度壶内颗粒沉降，搅拌完毕后转子被提出浓度壶；通过限位装置上的限位孔将浓度壶(11)限定在设定区域；
所述浓度壶(11)夹持转位系统包含一个带夹头的可旋转的平台，平台由步进电机D(18)控制旋转一定角度，夹头上采用小型步进电机(3)和小型丝杆(4)使夹头上下移动，夹头移动到下限位时夹头夹紧浓度壶(11)，此时小型步进电机停止运转；
所述进浆口转位系统同样由步进电机B(12)控制给矿管(9)旋转，防止给矿管(9)与转子(5)碰撞；
所述浓度壶平台翻转系统由步进电机C(13)控制，步进电机C(13)出轴通过联轴器(15)与可移动支架(16)上的轴进行连接，启动步进电机C(13)使可动平台翻转；排矿冲洗系统由一个与水平面呈一定角度的高压冲洗水管(14)和接矿斗(17)构成，平台翻转后冲洗水将浓度壶内的矿浆冲入接矿斗内排出，矿浆被冲出后持续冲洗可保证浓度壶被冲洗干净；
带磁铁的底座(2)与可移动支架(16)通过螺栓固定连接；
所述称重传感器用来测量浓度壶内矿浆的质量。
2.根据权利要求1所述的一种智能浓度壶系统，其特征在于：所述转子(5)伸入装有矿浆的浓度壶(11)中，高速旋转时可将矿浆沿垂直向上的方向吸引。
3.根据权利要求1所述的一种智能浓度壶系统，其特征在于：所述夹头由小型丝杆(4)与丝杆下端固连的橡胶垫构成。
4.根据权利要求1所述的一种智能浓度壶系统，其特征在于：所述可动支架(16)翻转角度小于等于180°。
5.根据权利要求1所述的一种智能浓度壶系统，其特征在于：所述高压冲洗水的偏角需配合浓度壶翻转角度。
6.根据权利要求1所述的一种智能浓度壶系统，其特征在于：所述高压冲洗水在排矿过程中间歇作用，在清洗浓度壶时连续作用。
7.权利要求1～6任意一项所述智能浓度壶系统用于选矿厂中矿浆浓度检测的方法，其特征在于：按取样-定容-称量-搅拌-翻转排矿-清洗-浓度壶复原的流程进行，各流程之间保持畅通。
8.根据权利要求7所述的一种智能浓细度测量系统用于选矿厂中矿浆浓度检测的方法，其特征在于：开启取样口，将工艺矿浆通过取样器进行一次取样，取样后的矿浆送入智能浓度壶系统；智能浓度壶系统采用溢流法定容测量矿浆的体积，配合升降转子系统内转子搅拌防止矿浆沉降；待矿浆稳定后，开启浓度壶夹持转位系统，将浓度壶转移至称重传感器上进行重量称量；称量结束之后继续通过浓度壶夹持转位系统将浓度壶位置复原，并开启浓度壶平台翻转系统，将浓度壶所在可动平台进行翻转；浓度壶翻转后开启高压冲洗水，将浓度壶内的矿浆排出；矿浆排出后继续开启高压冲洗水，将浓度壶清洗干净，后开启浓度壶平台翻转系统将浓度壶复原。
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