[發明專利]一種用于濃密機中料位和濃度測量的裝置及方法

在審

• 申請號: 201711111521.4
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107796476A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 呂憲俊;付群飛;王強;侯明昱
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00;G01N9/36;G01N9/08
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 邵朋程

技術領域

本發明涉及一種用于濃密機中料位和濃度測量的裝置，以及采用上述裝置進行濃密機中料位和濃度測量的方法，屬于礦漿脫水時所形成沉積層的料位和濃度測量領域。

背景技術

濃密機是一種脫水設備被廣泛用于冶金、化工、煤炭、非金屬選礦、環保等行業，在選礦行業中被用于精礦和尾礦的處理。膏體濃密機則是在濃密機的基礎上改進，結合了泥漿層過濾特性的一種新型脫水設備，其效率更高，產品質量更好。如圖1所示，工作時礦漿從膏體濃密機的上部流入，從下部的底流口流出，最終在膏體濃密機中形成三個分層，分別是清水層、過渡層和沉積層。礦漿在過渡層發生物料與水的分離，密度較大的物料下降形成沉積層，水由于沉降作用往上走形成清水層，最終從溢流口排出。

濃密機中不同高度處物料的濃度不同，通過分析來看，清水層中沒有物料；過渡層中隨著深度的增加物料濃度略有增加，但增加的幅度不大且不穩定；沉積層中隨著深度的增加物料濃度隨之增加，且變化呈現一定的規律性。

膏體濃密機底流濃度是選礦廠中一個比較重要的指標，在工業生產中，需要實時監測底流濃度(底流口的濃度)，以保證底流濃度的穩定。從濃密機底流濃度與濃密機中沉積層的高度的關系可以看出，沉積層越高，濃密機底流的濃度也越大，如需要保證底流濃度的最低值就需要確保濃密機中的沉積層達到一定的高度，因而準確測量膏體濃密機中沉積層的高度對保證底流口濃度穩定極為重要。另外，測量膏體濃密機不同位置處物料的濃度也尤為必要，目前測量濃密機中不同位置處物料濃度的方法和設備也有很多，有的是將料漿從設備的側向取出然后經設備檢測分析，有的是利用某些高精度的設備來直接進行測量。這些方法對設備的要求都很高，導致測量的成本也比較高。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提供一種用于濃密機中料位和濃度測量的裝置及方法。

本發明所采用的技術解決方案是：

一種用于濃密機中料位和濃度測量的裝置，包括執行機構、檢測機構和處理及顯示機構，所述執行機構包括重錘、繞線輪、滑輪和伺服電機，檢測機構包括杠桿、壓力傳感器和編碼器，處理及顯示機構包括PLC控制器和顯示器；所述重錘與繩索的一端連接，繩索的另一端繞過滑輪后卷繞在繞線輪上，繞線輪與伺服電機傳動連接，由伺服電機帶動運轉，所述滑輪連接在杠桿的一端，壓力傳感器連接在杠桿的另一端，所述編碼器設置在繞線輪處，用于記錄繞線輪轉過的圈數，壓力傳感器和編碼器均與PLC控制器連接，PLC控制器連接顯示器。

優選的，所述重錘的內部中空，重錘包括上半部分錘體和下半部分錘體，上半部分錘體和下半部分錘體通過螺紋連接。

優選的，在上半部分錘體的頂端連接有吊環。

優選的，所述杠桿包括桿體和支點，在桿體的一端連接有調節桿，在桿體和調節桿上均間隔設置有固定孔，所述滑輪與桿體的一端連接，桿體的另一端與調節桿的一端通過螺栓連接，螺栓插入固定孔中，所述壓力傳感器連接在調節桿的另一端。

一種用于濃密機中料位和濃度測量的方法，采用上述的裝置，步驟如下：

a料位測量

a1控制重錘下降，在重錘下降過程中編碼器會實時記錄繞線輪轉過的圈數，然后將數據傳送至PLC控制器，由PLC控制器轉換成當前重錘所處的高度；

a2與此同時，壓力傳感器實時測量壓力值；設計當壓力傳感器所測得的壓力值達到設定值時，或者設計當壓力傳感器在一定時間間隔內所測得的前后壓力值之差達到設定值時，重錘恰好處于濃密機中過渡層與沉積層的交界處位置，此時壓力傳感器給PLC控制器傳遞信號，PLC控制器控制伺服電機停轉，并將編碼器中的信號輸出為此時重錘的高度值，同時在顯示器上顯示；沉積層的料位高度即為濃度機的高度減去此時重錘的高度值所得到的差值；

a3通過PLC控制器控制伺服電機反轉回到原位，進而完成一個料位測量的過程；

b濃度測量

b1控制重錘下降，在重錘下降過程中編碼器會實時記錄繞線輪轉過的圈數，然后將數據傳送至PLC控制器，由PLC控制器轉換成當前重錘所處的高度；

b2與此同時，壓力傳感器實時測量壓力值；對重錘進行受力分析，重錘所受到的浮力為自身重力與壓力傳感器實時測量壓力值的差值，浮力又與物料的密度呈正比關系，從而計算得出重錘所處物料層的密度，即通過PLC控制器得到不同高度處物料的濃度，并以表格或曲線的形式通過顯示器顯示。

優選的，根據濃密機中物料種類的不同，在重錘的內部裝填不同質量的重物，以在保持重錘體積不變的情況下改變重錘的質量。