CN2044733U - 双水柱差压密度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种双水柱差压密度测量装置，特别适用于选煤或选矿过程中用于测定矿将浓度或悬浮液密度。其特征是矿浆箱连通长矿浆管、长显示管、短矿浆管、短显示管，长显示管、短显示管分别与电容式差压计的正气压室、负气压室连通。由长矿浆管与短矿浆管形成高差或差压,按照差压或高差测定矿浆浓度或密度。由于消除矿浆液面波动的影响，因而比单水柱平衡密度测量装置明显的提高了测量精度。该装置每台造价只需0.25万元。

Description

本发明涉及一种测定浆体浓度或密度的差压密度测量装置，特别适用于选煤或选矿过程，测定矿浆的浓度或悬浮液密度。

目前用于测量矿浆浓度或密度的仪器，有γ射线密度计、双膜盒差压计、气动双管差压计、单水柱平衡密度计。其中γ射线密度计有对人身有害的放射源且价格昂贵，每台约1.5－2万元；双膜盒差压计结构不紧凑，安装使用不方便，价格昂贵，每台约1－1.3万元；气动双管差压计，需要有气源；与本发明最为接近的BB60单水柱平衡密度计，其主要结构包括一个矿浆管，连通一个清水管，一个与清水管连通的显示管接在差压计的正气压室，这种单水柱压力平衡方程式为

H＝δ·h......（1）

式中：H表示清水液面至清水与矿浆汇合面中点的高度；h表示矿浆液面至清水与矿浆汇合面中点的高度；δ表示矿浆密度；清水的密度是1。这种单水柱平衡密度计，因矿浆液面是与大气相连的自然液面，该液面由于被测矿浆的浓度和来料量的变化可导致液面波动10－30毫米，使上式h产生误差，从而引起被测矿浆的密度δ或浓度产生较大的误差。

本发明的任务是提供一种改进的双水柱差压密度测量装置，其要点是在一个矿浆箱的下部相连长矿浆管、短矿浆管，它们各自连通一个清水管，在压力平衡时，和两管矿浆柱平衡的清水柱形成高差，用差压计将两清水柱的高差变成电信号求得密度或浓度，由于消除了矿浆液面波动造成的误差，明显的提高了测量精度，而且设备简单，成本低廉，每套装置造价仅0.25万元左右。

以下结合附图详细描述本发明的结构和实施方式。

如图所示双水柱差压密度测量装置，包括矿浆箱1，在矿浆箱上设置滤除大块杂物的筛网2，在矿浆箱下部连通带有喷咀11的长矿浆管3、短矿浆管4，与矿浆管溢流口连通的溢流管5；长矿浆管上连通长清水管6，长清水管与长显示管7相连通；短矿浆管上连通短清水管8，短清水管与短显示管9相连通。前文所述的矿浆箱、长矿浆管、短矿浆管、长清水管、短清水管、长显示管、短显示管构成双水柱平衡传感器。其中长显示管与电容式差压计10的正气压室相连通；短显示管与负气压室相连通。

在测量过程中，引一股被测矿浆进入矿浆箱，并使其保持少量溢流，由溢流管排出。分别向长清水管、短清水管加入适量清水，此时在长清水管与长矿浆管、短清水管与短矿浆管汇合处形成清水与矿浆的汇合面。

当矿浆密度和矿浆柱高度不变时，在长清水管、短清水管中总会有清水柱高度与其相对应，此时在清水与矿浆汇合面处达到清水压力等于矿浆压力，其压力平衡方程式：

H₁＝h₁·δ；H₂＝h₂·δ.....（2）

式中H₁表示短清水管或短显示管液面到短矿浆管的矿浆与清水汇合面中点的高度；h₁表示矿浆液面到短矿浆管的矿浆与清水汇合面中点的高度；H₂表示长清水管或长显示管液面到长矿浆管的矿浆与清水汇合面中点的高度；h₂表示矿浆液面到长矿浆管的矿浆与清水汇合面中点的高度；δ表示矿浆密度；清水的密度是1。

电容式差压计的输入差压为：

ΔP＝（H₂－H₁）－（h₂－h₁）

将（2）式代入上式经整理：

ΔP＝（δ－1）·Δh......（3）

设δ_c表示干矿真密度，ρ表示矿浆浓度（克／升），则：

ΔP＝ (（δ_C－1）)/(1000δ_C) ·ρ·Δh.....（4）

将（4）代入（3）得：

δ＝1＋ (δC－1)/(1000δC) ·ρ......（5）

当矿浆浓度ρ＝0时（即清水），ΔP＝0，长清水管、短清水管的液面与矿浆管液面一致，电容式差压计输入差压ΔP＝0，此时调节其零点电位计，使输出电流为4毫安（零点电流）；当矿浆浓度大于零时，长清水管、短清水管中液面分别上升，电容式差压计输入差压ΔP等于前文所列（4）式，差压计输出电流Ⅰ与其输入差压ΔP成正比，其输出电流：

Ⅰ＝Ⅰ₀＋K_I· (δ_C－1)/(1000δ_C) ·ρ·Δh....（6）

式中Ⅰ表示零点电流，即4毫安；K_I表示差压计的转移系数，它是量程的函数，当差压计量程为0－100毫米水柱，即输入差压从零变到100毫米水柱时，输出电流Ⅰ从4毫安增大到20毫安，则：

K_I＝ (20－4)/100 ＝0.16毫安／毫米水柱

本发明的实施例，干煤真密度δ_c＝1.5，高差Δh＝1000毫米，差压计量程0－100毫米水柱，转移系数K_I＝0.16毫安／毫米水柱，输出电流Ⅰ在4－20毫安范围变化时，所对应的最大浓度值：

ρ_m＝ $\frac{{\mathrm{I-I}}_O}{\frac{{\delta }_C\mathrm{-1}}{{\mathrm{1000\delta }}_C}{\mathrm{·k}}_I\mathrm{·△h}}$ ＝300克／升

矿浆最大密度：

δ_m＝1＋ (δ_C－1)/(1000δ_C) ·ρ_m＝1.1

此时浓度量程为0－300克／升；矿浆密度量程1－1.1

电容式差压计可选用CECC－220、320或420型低差压计。

Claims (5)

1、一种包括矿浆管、清水管、差压计的双水柱差压密度测量装置，其特征是由矿浆箱，在矿浆箱上连通并形成高差或差压的长矿浆管、短矿浆管，与长矿浆管连通的长清水管、长显示管，与短矿浆管连通的短清水管、短显示管，与长显示管、短显示管相连通的电容式差压计所组成。

2、按照权利要求1所述的双水柱差压密度测量装置，其特征是在矿浆箱上部设置一个滤除大块杂物的筛网。

3、按照权利要求1或2所述的双水柱差压密度测量装置，其特征是在矿浆箱溢流口处安设溢流管。

4、按照权利要求1所述的双水柱差压密度测量装置，其特征是在长矿浆管、短矿浆管下部分别安设喷咀。

5、按照权利要求1所述的双水柱差压密度测量装置，其特征是长显示管与电容式差压计的正气压室连通，短显示管与电容式差压计的负气压室连通。