CN216295445U - 陶瓷过滤机真空度在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种陶瓷过滤机真空度在线监测系统，包括第一检测模块与控制模块；第一检测模块包括第一负压传感器和第一模拟量输入模块，负压传感器与模拟量输入模块连接，模拟量输入模块与控制模块连接；第一负压传感器设置于陶瓷过滤机的过滤液罐顶部，用于检测过滤液罐顶部的第一压力信号并发送给第一模拟量输入模块；第一模拟量输入模块用于转换信号并发送给控制模块；控制模块用于收集信号并运算得到过滤液罐的真空度数据，以及在真空度数据低于设定第一低限值时，发出低限报警。本实用新型所述的陶瓷过滤机真空度在线监测系统可以准确、及时地监测陶瓷过滤机过滤液罐内的真空度，以保障生产的稳定。

Description

陶瓷过滤机真空度在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及矿山选矿自动化技术领域，特别是涉及一种陶瓷过滤机真空度在线监测系统。

背景技术

精矿是冶炼厂加工的基础产品，随着经济市场激烈竞争的发展需求，对精矿产品质量的要求越来越高，对产品中水分含量的要求也越来越严格。精矿加工需经过真空过滤过程，所用真空过滤设备的真空度直接影响精矿的含水量。

陶瓷真空过滤机是将悬浮在液体或气体中的固体颗粒分离出来的一种工艺设备，广泛应用于冶炼厂加工精矿的过程中。现有陶瓷真空过滤机实际使用过程中，存在很多待解决的难题，针对凡口铅锌矿选厂陶瓷板故障检测情况，以真空度检测为基础的方法，最主要问题表现为以下2个方面：

1、真空系统内无真空，最常见的是真空泵不能产生真空或真空管路堵塞。该问题产生原因可能是真空泵工作异常或陶瓷过滤机真空塑料管路老化引起吸瘪造成真空管路堵塞或异物堵塞。

2、真空系统内真空度低，常见情况如陶瓷过滤板漏气、集液管漏气、分配头漏气、真空管路漏气、真空泵流量偏小而不能满足真空系统要求、真空泵工作液问题、真空泵轻度泄漏或密封泄漏及滤液排出系统来不及排液等。

而根据凡口铅锌矿选矿厂陶瓷过滤机使用经验，如果未能及时发现陶瓷板的裂纹、真空管的穿漏等问题造成真空度下降，将影响陶瓷过滤机的产能和质量。由于未能及时发现陶瓷板碎裂，进而还可能会导致一系列陶瓷片碎裂，最终造成爬架变形，不能开机，浓密机压死，影响生产等一系列严重问题。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供了一种陶瓷过滤机真空度在线监测装置，可以实时检测陶瓷过滤机的过滤液罐内真空度数据，一旦发生真空度异常下降的情况，及时发出低限报警，以保障生产的稳定。

本实用新型提供一种陶瓷过滤机真空度在线监测装置，包括第一检测模块与控制模块；

所述第一检测模块包括第一负压传感器和第一模拟量输入模块，所述负压传感器与所述模拟量输入模块连接，所述模拟量输入模块与所述控制模块连接；

所述第一负压传感器设置于陶瓷过滤机的过滤液罐顶部，用于检测所述过滤液罐顶部的第一压力信号，并将所述第一压力信号转换为第一电流信号，以及将所述第一电流信号发送给所述第一模拟量输入模块；

所述第一模拟量输入模块用于将模拟量的所述第一电流信号转换为数字量的第一电流信号，并将所述数字量的第一电流信号发送给所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述数字量的第一电流信号，得到所述过滤液罐的真空度数据，并在所述真空度数据低于设定第一低限值时，发出低限报警。

本申请提供的陶瓷过滤机真空度在线监测装置，能够及时检测实时检测陶瓷过滤机的过滤液罐内真空度数据，一旦发生真空度异常下降的情况，及时发出低限报警，保证设备安全和产品质量。

可选的，本申请提供的陶瓷过滤机真空度在线监测装置还包括第二检测模块；

所述第二检测模块包括第二负压传感器和第二模拟量输入模块，所述第二负压传感器与所述第二模拟量输入模块连接，所述第二模拟量输入模块与所述控制模块连接；

所述第二负压传感器设置于陶瓷过滤机的过滤液罐顶部，用于检测所述过滤液罐顶部的第二压力信号，并将所述的第二压力信号转换为第二电流信号，以及将所述第二电流信号发送给所述第二模拟量输入模块；

所述控制模块根据所述数字量的第一电流信号和所述数字量的第二电流信号的平均值，得到所述过滤液罐的真空度数据。

所述第二检测模块和第一检测模块安装于不同位置，采集不同压力点的压力，排除外界因素引起的信号干扰，使测量结果更加准确。

可选的，所述第一负压传感器设置于所述过滤液罐顶部的出口端。

可选的，所述第二负压传感器设置于所述过滤液罐顶部的进口端。

可选的，所述控制模块采用西门子SIMATIC S7-200 SMART可编程控制器，配备西门子高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.015μs，保证计算结果的准确性和发布低限报警或停机信号的及时性。

可选的，所述可编程控制器在所述真空度数据低于设定第二低限值时，发出停机信号，不再使用有问题的设备继续生产，保障设备安全，保证产品质量。

可选的，本申请的陶瓷过滤机真空度在线监测装置还包括人机交互模块，所述人机交互模块与所述控制模块连接；

可选的，本申请的陶瓷过滤机真空度在线监测装置还包括光伏电源模块，所述光伏电源模块包括光伏板和储能电池，所述光伏板设置于所述过滤液罐顶部，并与所述储能电池连接；

所述储能电池还与所述负压传感器、所述模拟量输入模块和所述控制模块连接，用于作为备用供电支路为所述负压传感器、所述模拟量输入模块和所述控制模块提供电源。

所述光伏电源模块能够充分利用生产设备所在地充沛阳光的优势，为所述负压传感器、所述模拟量输入模块和所述控制模块提供备用电源，偶遇突发停电情况时，保证所述负压传感器、所述模拟量输入模块和所述控制模块的电源供应。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为陶瓷过滤系统的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例中的陶瓷过滤机真空度在线检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型另一个实施例中的陶瓷过滤机真空度在线检测装置的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例中的陶瓷过滤机真空度在线检测装置的光伏电源模块连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

下面给出几个具体的实施例，用于详细介绍本申请的技术方案。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本实用新型提供一种陶瓷过滤机真空度在线监测装置，可以实时显示陶瓷过滤机的过滤液罐内的真空度数据。若过滤液罐内真空度异常，本实用新型的陶瓷过滤机真空度在线监测装置可及时发出低限报警或停机信号，生成趋势图及历史记录，便于工作人员总结经验和规律，提高后续检修设备的效率，其具有稳定、可靠、精准，充分利用现场作业空间的优点。

如图1所示，图1为陶瓷过滤机真空过滤系统的结构示意图，包括滤液罐21，真空管路 17、18，真空管夹管阀19，主轴15，分配头14，分配头摩擦片动环16，反冲洗管路12，陶瓷过滤板11，集液管13，真空泵20。陶瓷过滤机是基于毛细微孔的作用原理，采用微孔陶瓷作为过滤介质，利用微孔陶瓷大量狭小具有毛细作用原理设计的固液分离设备。在压强差的作用下，悬浮液通过过滤介质时，颗粒被截留在介质表面形成滤饼，而液体则通过过滤介质流出，达到了固液分离的目的。

实际工作过程中，因为陶瓷过滤机本身不具备检测和显示过滤液罐内真空度的功能，工作人员无从得知过滤液罐内的准确真空度数据，因此难以发现过滤液罐内真空度异常下降的情况，任由设备继续运转，影响生产。

针对这一技术问题，本实用新型提出了一种陶瓷过滤机真空度在线监测装置，如图2所示，在一个实施例中，陶瓷过滤机真空度检测装置包括第一检测模块与控制模块3，其中，控制模块3为按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置，其具体可以是电路模块或控制芯片，在一个具体的例子中，控制模块3为西门子SIMATIC S7-200 SMART可编程控制器。

所述第一检测模块包括第一负压传感器1和第一模拟量输入模块2，所述负压传感器1 与所述模拟量输入模块2连接，所述模拟量输入模块2与所述控制模块3连接，具体的，所述第一模拟量输入模块2可以是西门子SIMATIC S7-200可编程控制器配套的模拟量输入模块。

所述第一负压传感器1设置于陶瓷过滤机的过滤液罐顶部，用于检测所述过滤液罐顶部的第一压力信号，并将所述第一压力信号转换为第一电流信号，以及将所述第一电流信号发送给所述第一模拟量输入模块2。

所述第一模拟量输入模块2用于将模拟量的所述第一电流信号转换为数字量的第一电流信号，并将所述数字量的第一电流信号发送给所述控制模块3。

所述控制模块3用于根据所述数字量的第一电流信号，得到所述过滤液罐的真空度数据，并在所述真空度数据低于设定第一低限值时，发出低限报警。

为了将过滤液罐内的真空度数据可视化，方便工作人员监测与总结经验规律，提高后续检修设备的效率，在另一个实施例中，本实用新型的陶瓷过滤机真空度在线监测装置还包括人机交互模块4。所述人机交互模块4为采用一定的交互方式，实现人与计算机之间的信息交换过程，以完成确定任务的装置，其一般都具有可输入、输出的外部设备与具有运算功能的内部软件，在一个具体的例子中，人机交互模块4的面板为工业触摸一体机，并搭载西门子Wincc监控软件。

所述人机交互模块4与所述控制模块3连接，用于与所述可编程控制器之间进行数据交换，并实时显示所述数据处理模块传输的数据，以及生成趋势图及历史记录。

实际使用过程中，可能存在因所述第一负压传感器1部件损坏，或其安装位置受外界环境影响，导致所述第一负压传感器1测量出的第一压力信号不准确的情况。

针对这一技术问题，在另一个实施例中，如图3所示，陶瓷过滤机真空度检测装置还包括第二检测模块。

所述第二检测模块包括第二负压传感器5和第二模拟量输入模块6，所述第二负压传感器与所述第二模拟量输入模块连接，所述第二模拟量输入模块与所述控制模块连接。

所述第二负压传感器5设置于陶瓷过滤机的过滤液罐顶部，用于检测所述过滤液罐顶部的第二压力信号，并将所述的第二压力信号转换为第二电流信号，以及将所述第二电流信号发送给所述第二模拟量输入模块6。

所述控制模块3根据所述数字量的第一电流信号和所述数字量的第二电流信号的平均值，得到所述过滤液罐的真空度数据。

为了检测更加准确，在一个例子中，如图1所示，所述第一负压传感器1设置于所述过滤液罐顶部的出口端，所述第二负压传感器5设置于所述过滤液罐顶部的进口端。

在检测到真空度后，在一个例子中，如图2所示，过滤液罐内真空度低的原因与对应的检修方式有：

1、陶瓷过滤板11漏气。陶瓷过滤机工作过程中陶瓷过滤板11出现破裂，空气通过破裂的陶瓷过滤板大量进入真空系统，影响真空度。还可以通过反冲洗管路12直观看出陶瓷板是否有破损，如有破损反冲洗水会喷射出来。

2、集液管13漏气。一方面可能因集液管路安装、连接不到位引起漏气，另一方面可能是腐蚀、焊接应力引起开裂导致漏气。

3、分配头14漏气。一是分配头14与主轴15安装连接不到位时产生漏气；二是分配头静环14和分配头摩擦片动环16之间进入杂质磨损而漏气；三是压紧力不够，反冲洗压力较大，使静环与动环分开而漏气。

4、真空管路17、18漏气。主要是真空管路17、18连接处或真空塑料管路损伤造成真空度低。可以通过控制真空管夹管阀门19关闭来排除是否真空管路漏气。

5、真空泵20流量偏小。真空泵20选型偏小或长时间使用效率降低不能满足真空系统要求，可采用流量大一级的真空泵。

6、滤液罐21出现泄漏直接影响真空度，可关断真空管夹管阀19，来检查滤液罐21中真空来确定是否有泄漏。

7、真空泵工作液温度过高，影响真空泵工作。可对工作液采取降温措施，比如加装冷却装置及加大工作液流量来缓解。

负压传感器1实时采集的真空度为

其中，N为采集的数据个数，将其作为模型的输入特征向量。同时，通过人工标记的方法，将采集的数据个数进行四类分类，记为 y＝1,2,3,4。其中，当y＝1时，真空度正常，表示设备无因真空度引起的设备故障；当y＝2时，表示设备正在清洗；当y＝3时，真空度异常情况1，表示设备发生无真空的故障状态，需要及时维修和处理；当y＝4时，真空度异常情况2，表示设备处于设备真空系统内真空度低的故障状态，需要及时维修和处理。

在本实用新型的陶瓷过滤机真空度在线监测装置中，通过第一负压传感器检测陶瓷过滤机的过滤液罐的压力信号，并通过第一模拟量输入模块将压力信号发送给控制模块，从而控制模块可以根据压力信号得到过滤液罐的真空度数据，并在真空度数据低于第一低限值时发出报警，使得工作人员能够及时检修陶瓷过滤机的异常情况。

为了在过滤液罐内真空度异常下降严重时能迅速及时关停设备，尽量减少损失，在另一个实施例中，所述控制模块3还会在所述真空度数据低于设定第二低限值时，发出停机信号。

针对使用过程中可能意外停电的情况，如图3所示，在另一个实施例中，本实用新型的陶瓷过滤机真空度在线监测装置还包括光伏电源模块，光伏电源模块包括光伏板7和储能电池8，所述光伏板7设置于所述过滤液罐顶部，并与所述储能电池8连接；所述储能电池8 还与所述第一负压传感器1、所述第一模拟量输入模块2和所述控制模块3连接，用于作为备用供电支路为所述第一负压传感器1、所述第一模拟量输入模块2和所述控制模块3提供电源。偶遇意外停电情况时，保证本实用新型的陶瓷过滤机真空度在线监测装置的电源供应。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种陶瓷过滤机真空度在线监测系统，其特征在于：

包括第一检测模块与控制模块；

所述第一检测模块包括第一负压传感器和第一模拟量输入模块，所述负压传感器与所述模拟量输入模块连接，所述模拟量输入模块与所述控制模块连接；

所述第一负压传感器设置于陶瓷过滤机的过滤液罐顶部，用于检测所述过滤液罐顶部的第一压力信号，并将所述第一压力信号转换为第一电流信号，以及将所述第一电流信号发送给所述第一模拟量输入模块；

所述第一模拟量输入模块用于将模拟量的所述第一电流信号转换为数字量的第一电流信号，并将所述数字量的第一电流信号发送给所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述数字量的第一电流信号，得到所述过滤液罐的真空度数据，并在所述真空度数据低于设定第一低限值时，发出低限报警。

2.根据权利要求1所述的陶瓷过滤机真空度在线监测系统，其特征在于：

还包括第二检测模块；

所述第二检测模块包括第二负压传感器和第二模拟量输入模块，所述第二负压传感器与所述第二模拟量输入模块连接，所述第二模拟量输入模块与所述控制模块连接；

所述第二负压传感器设置于陶瓷过滤机的过滤液罐顶部，用于检测所述过滤液罐顶部的第二压力信号，并将所述的第二压力信号转换为第二电流信号，以及将所述第二电流信号发送给所述第二模拟量输入模块；

所述控制模块根据所述数字量的第一电流信号和所述数字量的第二电流信号的平均值，得到所述过滤液罐的真空度数据。

3.根据权利要求1所述的陶瓷过滤机真空度在线监测系统，其特征在于：

所述第一负压传感器设置于所述过滤液罐顶部的出口端。

4.根据权利要求2所述的陶瓷过滤机真空度在线监测系统，其特征在于：

所述第二负压传感器设置于所述过滤液罐顶部的进口端。

5.根据权利要求1所述的陶瓷过滤机真空度在线监测系统，其特征在于：

所述控制模块为西门子SIMATIC S7-200 SMART可编程控制器。

6.根据权利要求5所述的陶瓷过滤机真空度在线监测系统，其特征在于：

所述可编程控制器在所述真空度数据低于设定第二低限值时，发出停机信号。

7.根据权利要求1所述的陶瓷过滤机真空度在线监测系统，其特征在于：

还包括光伏电源模块，所述光伏电源模块包括光伏板和储能电池，所述光伏板设置于所述过滤液罐顶部，并与所述储能电池连接；

所述储能电池还与所述负压传感器、所述模拟量输入模块和所述控制模块连接，用于作为备用供电支路为所述负压传感器、所述模拟量输入模块和所述控制模块提供电源。

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