Устройство для автоматического контроляграниц раздела пульпы, пены и воздухаво флотомашине

Устройство для автоматического контроляграниц раздела пульпы, пены и воздухаво флотомашине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцнаинстнческик

Республик пп816555

«.Ф

„:4

", 1 т

1 т б.

// : —.". и г

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл. (22) Заявлено 21 ° 06 ° 79(21)2785388/22-03

В 03 0 1/02 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3003.81. Бюллетень N9 12

Дата опубликования описания 30 ° 03. 81 (53) УДК б22. 7 (088. 8) А. М. Онищенко, И. Х дебердеен и В. В. Пдетен

1 (l ( г

-",.в т,, к

Комплексный научно-исследовательский и проектне-;. конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых Министерства угольной промышленности СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ГРАНИЦ

РАЗДЕЛА ПУЛЬП6 ПЕН61 И ВОЗДУХА ВО ФЛОТОМАШИНЕ

Изобретение относится к автоматизации процессов пенной флотаций при обогащении полезных ископаемых и может быть использовано для контроля и регулирования флотационных машин.

Известно устройство контроля,содержащее датчик, выполненный в виде подвижного электропроводящего щупа, преобразователя, реверсивного электродвигателя и программного-блока.

Для повышения точности и надежности устройство снабжено блоком дифференцирования, выход которого через блоки разрешения связан со входами измерителей времени, причем блоки разрешения и измерители времени по второму входу связаны с программным блоком. В этом устройстве контроль толщины слоя пены и уровня пульпы осуществляется не за счет определения абсолютных значений физических параметров пульпы, пены и воздуха, а за счет их относительного отличия между собой, что позволяет повысить точность и надежность контроля. Измерение относительного отличия возможно блаводаря введению блока дифференцирования и преобразователя, а измерение высоты слоя пены стало возможным введением программного блока, блоков разрешения, измерителей времени и реверсивного

-электродвигателя с подвижным электродом. В этом устройстве фактически используется специализированный вычислительный блок (1J .

Известно устройство автоматического контроля границ раздела пульпы пены и воздуха во флотмашине,содержащее датчик, выполненный в виде линейки чувствительных элементов 2 .

Недостатком известного устройства

f5 является низкая точность измерения .толщины слоя пены, уровней пульпы и пены ввиду сильной зависимости электрических потерь емкостного чувствительного элемента -в контуре не

20 только от наличия пены или пульпы между пластинами, но также и от химического состава пены и пульпы и от количества частичен угля и:породы в пенном слое..

Цель изобретения — повышение надежности и точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что чувствительные элементы датчика выполнены в виде гибкого волоконного

30 коллектора с источником света, свето816555 диодор, и оптической отражательной призмы, имеющей индикаторные грани и расположенной вертикально в камере флотомашины так, что ее светопреломляющая грань, покрытая пленкой из оптически прозрачного гидрофобного материала, имеет оптический контакт с пульпой, светоприемная ее грань имеет оптический контакт с расположенными дискретно по высоте флотокамеры элементарными световодами гибкого волоконного коллектора, а измерительная ее грань имеет оптический контакт с расположенными дискретно по высоте флотокамеры светодиодами.

С целью повышения контрастности элементарные световоды гибкого волоконного коллектора выполнены в .виде сужающихся фоконов, а угол между оптической осью фокона и светопреломляющей гранью оптической отражательной призмы оС выбран в соответствии с соотношением м.+ Ъ 9о где — угол полного внутреннего отражения материала призмы, град; о — угол между оптической осью фокона и светопреломляющей гранью отражательной призмы,. град Ф

На фиг. 1 изображено предлагаемое, устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез A-A на фиг. 1.

Устройство содержит источник 1 света (например, лампочку накаливания), закрытый светонепроницаемым кожухом 2, свет от которого направляется на общий торец 3 гибкого волоконного коллектора 4. Гибкий волоконный коллектор 3 состоит из пучков волокон, одни концы которых объединены в один общий торец 4, а другие разделены на элементарные световоды 5, концы которых выполнены в виде сужающихся конусообразных фоконов 6. Выходные торцы фоконов б имеют оптический контакт с оптической отражательной призмой 7 и ее светоприемной гранью 8, которая установлена вертикально в камере флотомашины. Светопреломляющая грань 9 призмы 7 имеет оптический контакт с пульпой 10 (или соответственно с пеной, или с воздухом виутри камеры флотомашины1. Измерительная грань 11 призмы 7 имеет оптический контакт со светодиодами 12.

Элементарные жгутики 5 и светодиоды

12 расположены дискретно по высоте флотокамеры. Призма 7 закреплена в стенке флотокамеры 13 так, что ее грань 0 находится в флотокамере, в грани 8,11 и 14 снаружи. Индикаторная грань 14 имеет оптический контакт с атмосферой, а грани 8 и 11 ( за исключением мест оптического контакта с фоконами: 6 или фотодиода-. ми 12) зачернены. Светодиоды 12 соединены с вычислительным блоком 15, выходы которого соединены со входами регулятора 16 уровня пульпы и регулятора 17 расхода флотореагентов.

Находящаяся в камере флотомашины часть отражательной призмы 7 покрыта пленкой 18 из оптически прозрачного дирофобного материала (например из фторопласта) . Верхний уровень пены находится на отметке 19, верхний уровень пульпы находится на отметке 20. Участок 21 индикаторной грани призмы 7 находится над слоем пены, участок 22 — против слоя пены, участок 23 — против пульпы (ниже слоя пены, .

Устройство работает следующим об 0 разом.

Свет от источника 1 попадает на общий торец 3 гибкого волоконного коллектора 4 и по элементарным световодам 5 подводится к оптической отражательной призме 7. Для уменьшения апертуры выходящего из эле.ментарных свктоводов света и концентрации света на светопреломляющую грань

9 призмы 7 служат сужающиеся конусообразные фоконы 6, выходные торцы которых. имеют оптический контакт со светоприемной гранью 8 призмы 7. С целью уменьшения потерь света в месте оптического контакта и локализации света на грань 9 показатели

"преломления фоконов 6 и призмы 7 выбирают одинаковыми. Угол между оптической осью фокона 6 и светопреломляющей гранью 9 (численно равный углу скоса призмы О )выбран из

40 условия oC + P>90О, где Pr — угол полного внутреннего отражения материала призмы. При выполнении этих условий весь подведенный элементарными жгутиками свет попадает в камеру флбтома шины (пути световых лучей показаны стрелками), где происходит диффузионное отражение света. Флотационная пульпа, пена и воздух характеризуются различными по величине коэффициентами отражения света (альбедо) .

Альбедо флотационной пульпы зависит от содержания в .ней частичек угля и породы и количества пузырьков воздуха и колеблется в пределах от 5 до 8Ъ.

Альбедо пены также зависит от содер-. жания в ней частичек угля и породы и от цвета пены и размера пузырьков и колеблется в пределах от 60 до 70%.

Альбедо воздуха в камере флотомашины поверх слоя пены зависит от содержа60 ния в нем влаги и пыли и не превышает 0,5%. Таким образом, отражательные способности пены, пульпы и воздуха на порядок отличаются друг от друга.

Если в камере флотомашины верхний уровень пены находится на отметке

816555

19, а верхний уровень пульпы находится на отметке 20, то индикаторная грань 14 призмы будет засвечена следующим образом: если освещенность участка 21 (находящегося над слоем пены) принять равной единице, то освещенность участка 22 (находящегося на уровне пены )будет колебаться от 120 до 140 единиц, а освещенность участка 23 (находящегося в пульпе)будет колебаться от 10 до

16 единиц. Соответственно ток на выходе верхнего светодиода будет равна 1 единице, ток на выходе светодиодов, находящихся на участке 22, будет равен 120-140 единицам и ток на выходе нижнего светодиода будет равен 10-16 единицам. Для расширения области применения устройства длина призмы 7 должна быть больше максимальной толщины слоя пены а призма должна быть установлена 20 так, чтобы при максимальной толщине слоя пены верх призмы выходил за этот слой. Тогда мерой толщины слоя пены будет количество светодиодов

4 с током на выходе в 120-140 единиц:25 величина П будет численно равна произведению расстояния между светодиодами на значение П . Мерой уровня пульпы аналогично будет количество

П 2 с током на выходе

10-16 единиц, а мерой уровня пены будет число светодиодов П>с единичным током на выходе. Такая обработка информации производится в вычислительном блоке 15, с выходов которого

35 поступают сигналы н а ре гулят оры: на регулятор уровня пульпы подается сигнал, пропорциональный П 2, а на регулятор расхода флотореагентов поступает сигнал, пропорциональный

П 1 . Для обеспечения работоспособнос- "0 ти устрйства, т.е. предотвращения налипания пузырьков на светопреломляющую призму 7, на грани, которые находятся в камере флотомашины, напылена пленка иэ оптически про- 45 зрачного гидрофобного материала. Это дает воэможность получить указанную высокую контрастность разделения границ воздуха пены, а также пены и пульпы. 50

Для дальнейшего увеличения контрастности по высоте призмы в ней могут быть вмонтированы светонепроницаемые перегородки, разделяющие призму на п = п1 + п + пЗ оптически изолированных друг от друга по высоте участков (места установки перегородок показаны пунктиром).

По величине сигнала co светодиодов и„ можно судить о качестве процесса флотации, а по градиенту сиг- 60 нала со светодиодов и< по высоте слоя пены можно судить о выпадании частичек угля из слоя пены.

Резкое различие альбедо пульпы, пены и воздуха позволяют надежно определять границу их раздела и .визуально контролировать работоспособность устройства и процесс флот ации.

Формула изобретения

1. Устройство автоматического контроля границ раздела пульпы, пены и воздуха во флотомашине, содержащее датчик, выполненный в виде линейки чувствительных элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля, чувствительные элементы датчика выполнены в виде гибкого волоконного коллектора с источником света, светодиодов и оптической отражательной призмы, имеющей индикаторные грани и расположенной вертикально в камере флотомашины так, что ее светопреломляющая грань, покрытая пленкой из оптически прозрачного гидрофобного материала, имеет оптический контакт с пульпой, светоприемная ее грань имеет оптический контакт с расположенными дискретно по высоте флотокамерьт элементарными световодами гибкого волоконного коллектора, а измерительная грань имеет оптический контакт с расположенными дискретно по высоте флотокамеры светодиодами.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения контрастности элементарные световоды гибкого волоконного коллектора выполнены в виде сужающихся фоконов, а угол между оптической осью фокона и светопреломляющей гранью оптической отражательной приэмы выбран в соответствии с соотношением о(.+ (3 > 90 где P — угол полного внутреннего отражения материала призмы, град;

Оа — угол между оптической осью фокона и светопреломляющей гранью отражательной призмы, град.

Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 501769, кл. В 03 0 1/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 325035, кл. В 03 0 1/02, 1967 (прототип).