PL212168B1 - Urządzenie do pomiaru sedymentacji osadu - Google Patents

Abstract

Urządzenie zawiera zbiornik pomiarowy, zaopatrzony w czujnik mętności (14), czujnik poziomu (15) oraz elektrodę uziemiającą (16). W górnym dnie zbiornika pomiarowego znajduje się kanał poboru próbek (18) oraz kanał ciśnieniowo-podciśnieniowy (19), połączony ze znajdującą się poza zbiornikiem pompą próżniowo-ciśnieniową, i kanał wlotowy czystej wody (17) do płukania wnętrza zbiornika, a w dolnym dnie króciec zrzutu próbek, zaopatrzony w zawór spustowy (12). Czujnik (14) mętności jest zamontowany w górnym dnie lub w bocznej ścianie zbiornika pomiarowego. Urządzenie nadaje się do pracy w układach regulacji szybkości sedymentacji w procesach wzbogacania węgla kamiennego.

Description

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do pomiaru sedymentacji osadu, stosowane w systemach regulacji dozowania flokulantu w procesach wzbogacania węgla kamiennego.

Pierwszym patentem z zakresu urządzeń do pomiaru czasu sedymentacji zawiesiny poddanej działaniu flokulantu jest patent brytyjski nr GB 2 050 336 zgłoszony przez Coal Industry Patents Ltd., pt. „Urządzenie do poboru próbek zawiesiny”. Urządzenie zawiera urządzenie dozujące zawierające pionową komorę osadczą do powtarzalnego pobierania próbki zawiesiny z osadnika. Elementy zatrzymujące, korzystnie w postaci rur wychodzących z górnego dna zbiornika pomiarowego, mają za zadanie czasowe zatrzymanie próbki o określonej wysokości na zadanym poziomie przez czas osiadania, a detektory wykrywają, kiedy granica fazy osiadających cząstek stałych osiągnie dalszy zadany poziom. Timer mierzy rzeczywisty czas osiadania pomiędzy początkiem okresu osiadania a momentem, gdy granica fazy osiągnie dalszy zadany poziom.

Z opisu patentowego nr US 5 431 037 znane jest urządzenie do oznaczania szybkości sedymentacji i regulacji dozowania flokulantu do cieczy na podstawie uzyskanych wyników oznaczania. Urządzenie zawiera pojemnik na próbki, z którego dna wystaje w dół króciec wlotowy, przez który ciecz wchodzi do cylindra i wychodzi z niego po zakończeniu pomiaru. W górnej ścianie cylindra znajduje się kanał doprowadzający czystą wodę do płukania cylindra między pomiarami oraz kanał powietrzny połączony obwodem regulującym ciśnienie powietrza, przy pomocy którego zasysa się próbkę cieczy do cylindra, a po pomiarze usuwa się ciecz z cylindra. Na zewnętrznej ścianie bocznej cylindra zamontowany jest układ do pomiaru zmętnienia składający się ze źródła światła i fotoogniwa umieszczonych naprzeciw siebie. W/w opis ujawnia także sposób prowadzenia pomiaru szybkości sedymentacji, w którym próbkę badanej cieczy podczas pomiaru utrzymuje się w cylindrze wyłącznie poprzez utrzymywanie podciśnienia nad próbką w cylindrze, bez potrzeby stosowania zaworu spustowego zamykanego na czas pomiaru.

Odmiana w/w wynalazku jest ujawniona w opisie patentu nr US 5 809 825. Opisany tam wynalazek rozwiązuje problem pomiaru zmętnienia w cieczach zawierających pęcherzyki powietrza i/lub innych gazów. Wynalazek polega na tym, że przewód wlotowy próbki zawiera wygięcie w kształcie litery S, którego dolny łuk znajduje się poniżej dolnego dna pojemnika na próbki, a górny łuk znajduje się obok lub powyżej górnego dna pojemnika na próbki.

Wadą wyżej opisanych sposobów pomiaru szybkości sedymentacji przy zastosowaniu ich w warunkach rzeczywistego procesu flokulacji w skali przemysłowej jest niestabilna praca czujników/detektorów poziomu, pogarszająca dokładność i powtarzalność wyników pomiarów.

Urządzenie wg wynalazku zawiera zbiornik pomiarowy zaopatrzony w czujnik mętności, czujnik poziomu oraz elektrodę uziemiającą. W górnym dnie zbiornika pomiarowego znajduje się kanał poboru próbek oraz kanał ciśnieniowo-podciśnieniowy połączony ze znajdującą się poza zbiornikiem pompą próżniowo-ciśnieniową i kanał wlotowy czystej wody do płukania wnętrza zbiornika, a w dolnym dnie króciec zrzutu próbek zaopatrzony w zawór spustowy. Czujnik mętności może być zamontowany w górnym dnie lub w bocznej ścianie zbiornika pomiarowego.

Nieoczekiwanie okazało się, że zastosowanie elektrody uziemiającej zapewnia w pełni stabilną pracę czujnika poziomu, pozwalając na uzyskiwanie spójnych wyników kolejnych, następujących po sobie pomiarów.

Urządzenie wg wynalazku współpracuje z układem dozowania flokulantu, który nie jest częścią urządzenia, ale jest sterowany w oparciu o sygnał prądowy z tego urządzenia.

Urządzenie wg wynalazku jest przedstawione w przykładzie wykonania pokazanym na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat blokowy układu kontroli regulacji szybkości sedymentacji, fig. 2 - urządzenie wg wynalazku w wykonaniu z czujnikiem mętności zamontowanym w górnym dnie, a fig. 3 - urządzenie wg wynalazku z czujnikiem mętności zamontowanym z boku.

Układ kontroli regulacji szybkości sedymentacji składa się z sekcji próbkowania 31, w której znajduje się m. in. urządzenie do pomiaru mętności 1 oraz sekcji sterowania 32 zawierającej układ zasilania 4, układ bezpieczeństwa 5 i układ sterowania 6.

Głównym elementem urządzenia do pomiaru szybkości sedymentacji 1, znajdującego się w sekcji próbkowania, jest zbiornik pomiarowy 11 zbudowany z przezroczystej rury zakończonej od góry i od dołu dwoma blokami PVC. W górnym bloku znajduje się kanał poboru próbek 18 i kanał ciśnieniowo-podciśnieniowy 19 oraz osadzony jest czujnik mętności 14, czujnik poziomu 15 i elektroda uziemiająca 16, a także wlot czystej wody 17 używanej do płukania zbiornika. Czujniki 14 i 15 oraz

PL 212 168 B1 elektroda 16 są zamocowane w taki sposób, że ich elementy pomiarowe/robocze znajdują się poniżej poziomu badanej zawiesiny podczas wykonywania pomiaru. W dolnym bloku zbiornika znajduje się króciec z zaworem spustowym 12. Sekcja próbkowania jest połączona przewodem rurowym z korytem zagęszczacza 33, z którego pobierana jest próbka do analizy mętności. Sekcja sterowania 32 zawiera urządzenia sterujące sekcją próbkowania oraz zewnętrznym układem dozowania flokulantu 34, ponadto sekcja ta zawiera moduł obliczający czas sedymentacji próbki. Zasadnicze elementy sekcji sterowania to programowalny sterownik kompaktowy z wbudowanym panelem (wyświetlacz + przyciski), obwód zasilania 230VAC i 24N/DC, przekaźniki, przetwornik mętności i zabezpieczenia.

Cykl pracy urządzenia rozpoczyna się z chwilą pobrania próbki z koryta zagęszczacza 33 i przetłoczenia jej do układu pomiaru mętności 1. Pobranie próbki z koryta zagęszczacza i jednocześnie przetłoczenie jej do zbiornika pomiarowego 11 następuje przez wytworzenie podciśnienia w zbiorniku pomiarowym 11 przy użyciu dwustopniowej pompy próżniowo-ciśnieniowej. Gdy próbka znajdzie się w zbiorniku 11, zostaje w nim zatrzymana przez zamknięcie zaworu spustowego 12 i zaworu trójdrogowego 13 na czas potrzebny do wykonania pomiaru przez czujnik mętności. Po wykonaniu pomiaru otwiera się zawór spustowy 12 i zawór trójdrogowy 13, a pompa wytwarza nadciśnienie powodując cofnięcie się próbki z węża poboru próbki oraz przyspieszenie zrzutu próbki po dokonanym pomiarze. Próbka jest usuwana ze zbiornika 11, po czym następuje płukanie zbiornika i przetwornika mętności czystą wodą.

Claims (4)

1. Urządzenie do pomiaru sedymentacji osadu, zawierające pionowy cylinder pomiarowy połączony z pompą próżniowo-ciśnieniową, który to cylinder jest zaopatrzony w czujnik mętności i czujnik poziomu oraz kanał poboru próbek i kanał ciśnieniowo-podciśnieniowy połączony ze wspomnianą pompą próżniowo-ciśnieniową, znamienne tym, że cylinder pomiarowy (11) zaopatrzony jest w elektrodę uziemiającą (16).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w górnym dnie zbiornika pomiarowego (11) znajduje się kanał poboru próbek (18) oraz kanał ciśnieniowo-podciśnieniowy (19) połączony ze znajdującą się poza zbiornikiem pompą próżniowo-ciśnieniową i kanał wlotowy czystej wody (17) do płukania wnętrza zbiornika (11), a w dolnym dnie króciec zrzutu próbek zaopatrzony w zawór spustowy (12).

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że czujnik mętności (14) jest zamontowany w górnym dnie zbiornika pomiarowego (11).

4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że czujnik mętności (14) jest zamontowany w bocznej ścianie zbiornika pomiarowego (11).