Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПОТОКА ПУЛЬПЫ

Изобретение касается обогащения полезных ископаемых и относится к устройствам для контроля потоков пульпы при осуществлении автоматического управления технологическими процессами флотации.

Известно устройство, содержащее U-образный трубопровод и объемный расходомер, установленный на его нижнем участке (Расходомер электромагнитный СИМАГ 11. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ЗАО «Геолинк Консалтинг», г. Москва, 2007 г. стр. 11. Электронный ресурс http://www.geolink.ru/pdf/sima/simag11.pdf). U-образная форма обеспечивает заполнение всего сечения трубопровода контролируемым материалом, благодаря чему создаются условия для нормального функционирования расходомера.

Недостатком данного устройства является низкая надежность его работы вследствие того, что при недостаточно высокой скорости потока в нижнем участке трубопровода вследствие сегрегации частиц твердой фазы возможно выпадение крупных частиц твердого осадка на нижнюю часть стенки, способствующего уменьшению проходного сечения, изменению скорости потока и, как следствие, искажению результатов измерения, вплоть до полного отказа, при накоплении достаточно большого количества осадков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для автоматического контроля потока пульпы (Журнал «Обогащение руд», Ленинград, 1990 г., №1, стр. 42). Известное устройство обеспечивает контроль потока пульпы на горизонтальном участке трубопровода. Устройство для автоматического контроля потока пульпы включает горизонтальный трубопровод, сужающий патрубок, регулирующий вентиль, радиоизотопный плотномер. Благодаря наличию сужающего патрубка и регулирующего вентиля создаются условия для прохождения потока с достаточно высокой скоростью, что позволяет избежать выпадения осадков и, кроме того, за счет подпора потока обеспечивается заполнение всего сечения трубопровода, что способствует правильной работе плотномера.

Недостатком известного устройства являются низкие надежность и точность измерения потоков пульпы вследствие того, что постоянное проходное сечение, обеспечивающее нормальные условия работы устройства, может быть подобрано для некоторых средних значений объемного расхода измеряемого потока. При существенном увеличении расхода установленного проходного сечения может оказаться недостаточно для пропуска всего потока, вследствие чего во избежание технологической аварии часть потока должна пропускаться в обход устройства, что ухудшит достоверность измерений. В случае же значительного уменьшения потока не будет обеспечиваться заполнение всего сечения, что приведет к искажению результатов измерения.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении надежности и точности контроля за счет создания турбулентности потока и условий для корректной работы компонентов устройства, а также обеспечения отбора представительных проб не зависимо от изменения величины потока.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для автоматического контроля потока пульпы, содержащее входной сужающийся патрубок и плотномер, согласно изобретению дополнительно включает турбулятор, U-образную трубу, выходной расширяющийся патрубок, вакуумный пробоотборник, анализатор элементного состава, объемный расходомер, сбросной клапан и управляющее устройство, причем входы управляющего устройства соединены с выходами объемного расходомера и плотномера, а выходы управляющего устройства соединены с управляющими входами вакуумного пробоотборника и сбросного клапана, при этом турбулятор расположен между входным сужающимся патрубком и нисходящей ветвью U-образной трубы, объемный расходомер и плотномер установлены на восходящей ветви U-образной трубы, а вакуумный пробоотборник и сбросной клапан установлены на нижней части U-образной трубы.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что турбулятор выполнен в виде отрезка трубы, на внутренней стенке которой имеются направляющие, расположенные по винтовой линии.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для автоматического контроля потока пульпы.

На фиг. 2 изображен турбулятор.

Устройство для автоматического контроля потока пульпы содержит сужающийся патрубок 1, плотномер 2, турбулятор 3, U-образную трубу 4, выходной расширяющийся патрубок 5, вакуумный пробоотборник 6, анализатор 7 элементного состава, объемный расходомер 8, сбросной клапан 9 и управляющее устройство 10, входы которого соединены с выходами X1 объемного расходомера 8 и Х2 плотномера 2, а выходы управляющего устройства 10 соединены с управляющими входами Y1 вакуумного пробоотборника 6 и Y2 сбросного клапана 9.

Турбулятор 3 состоит из трубы 11, на внутренней стенке которой имеются направляющие 12, расположенные по винтовой линии, и фланца 13.

Устройство для автоматического контроля потока пульпы работает следующим образом. Поток пульпы подают в сужающийся патрубок 1, в котором вследствие уменьшения площади поперечного сечения происходит пропорциональное увеличение его скорости. Далее, при прохождении потока через турбулятор 3 (фиг. 2) ему придают дополнительно вращательное движение (за счет наличия на внутренней поверхности трубы 11 турбулятора направляющих 12, расположенных по винтовой линии), вследствие чего происходит турбулентное перемешивание масс твердых частичек пульпы. Подготовленная таким образом пульпа далее проходит через U-образную трубу 4 и выходит через расширяющийся патрубок 5. Турбулентный характер движения пульпы способствует равномерному распределению твердой составляющей потока по сечению трубопровода и, кроме того, с учетом повышенной скорости движения уменьшает вероятность выпадения осадка на нижнюю стенку U-образной трубы 4. С выходов объемного расходомера 8 и плотномера 2, установленных на восходящей ветви U-образного трубы 4, информация поступает на входы X1 и Х2 управляющего устройства 10. В управляющем устройстве 10 по измеренным значениям объемного расхода и плотности вычисляют расход массы Qi транспортируемого материала. Поскольку известно (Г.А. Хан. «Опробование и контроль технологических процессов обогащения». М.: Недра, 1979 г., стр. 37), что для обеспечения представительности опробования масса отобранной пробы функционально должна зависеть от массы Qi транспортируемого материала, в управляющем устройстве 10 по полученному значению Qi в соответствии с заданной программой расчета определяют требуемую массу qi отбираемой пробы, или необходимое количество ni отсечек вакуумного пробоотборника 6 и формируют ni управляющих воздействий Y1, обеспечивающих отбор представительной пробы массой qi. После накопления необходимого числа ni единичных проб в вакуумном пробоотборнике 6, конструктивное исполнение которого позволяет реализовать дополнительно функции накопления и отправки проб, управляющее устройство 10 подает команду Y1 вакуумному пробоотборнику 6 на отправку накопленной пробы массой qi в анализатор 7, в котором осуществляют определение ее элементного состава αi.

Полученные таким образом данные о количестве Qi материала, поступающего на переработку, и содержании αi его элементного состава являются важнейшей информацией, которая может быть использована как в системах автоматического управления, так и технологами для принятия решений по управлению технологическим процессом.

В случае прекращения подачи пульпы на вход устройства сброс материала, оставшегося в нижней части U-образной трубы 4, осуществляют путем открытия сбросного клапана 9 по команде Y2 управляющего устройства 10.

Таким образом, введение в состав устройства дополнительно турбулятора 3, U-образной трубы 4, вакуумного пробоотборника 6, анализатора 7 элементного состава, объемного расходомера 8, сбросного клапана 9 и управляющего устройства 10 позволяет повысить точность и надежность работы устройства для автоматического контроля потока пульпы за счет создания турбулентности потока и условий для корректной работы компонентов устройства, а также обеспечения отбора представительных проб независимо от изменения величины потока.