книги из ГПНТБ / Автоматизация обогатительных фабрик

пульпа является абразивной средой, приводящей к быстрому изнашиванию различных устройств, вмонтированных в пульпопро­ вод;

частички твердого, содержащегося в пульпе, оседают на измери­ тельных устройствах, установленных в потоке пульпы, что приводит к значительным погрешностям измерения;

плотность пульпы, поступающей с измельчения, может меняться в значительных пределах, что приводит к существенным погрешно­ стям при измерении расхода пульпы.

Обычно возможности применения того или иного способа измере­ ния расхода пульпы определяются конструктивными особенностями и расположением технологического оборудования, а также способом подачи пульпы во флотационные машины.

Рассмотрим расходомеры пульпы, получившие распространение на обогатительных фабриках.

Р а с х о д о м е р ы и с т е ч е н и я нашли применение при пзмерении расхода пульпы, поступающей во флотационные машины самотеком.

110

На рис. 87 показана схема поплавкового расходомера истечения. Он состоит из бачка 1, рычажно-поплавкового устройства 2 и индук­ ционного датчика 3 вторичного прибора. Пульпу по трубопроводу 4 подают в бачок 1, откуда она вытекает через измерительную прямо­

чик расходомера состоит из расходомерной коробки 1 и следящего

Так как зависимость между расходом пульпы и высотой нелиней­ ная, следящий уровнемер снабжен лекалом, линеаризующим эту зависимость.

Э л е к т р о м а г н и т н ы е р а с х о д о м е р ы . За послед­ ние годы в отечественной и зарубежной обогатительной практике все более широкое применение находят электромагнитные расходо­ меры пульпы. Принцип действия их основан на том, что при движе­ нии проводящей жидкости в магнитном поле между электродами, расположенными перпендикулярно полю, возникает электродвижу­

В электромагнитных расходомерах для избежания поляризации электродов обычно применяют переменные магнитные поля, для которых

В —7?max Sin (£>t,

где со — частота поля.

11 L

При движении жидкости в переменном магнитном поле между электродами возникает сигнал

сигналом по амплитуде, в связи с чем предложены способы компен­ сации квадратурной помехи.

Рассмотрим в качестве примера электромагнитный расходомер (рис. 89) Харьковского завода «КИП», в котором предусмотрена непрерывная автоматическая компенсация квадратурной помехи на входе нулевого усилителя системы автоматической компенсации.

Отрезок трубопровода 1 расположен в переменном магнитном поле, создаваемом электромагнитом 2. Между электродами 3 возни­ кает электродвижущая сила Е, которая в соответствии с вышеприве­ денными формулами определяется как

Е = K^lvlmaх sin at -j- K2SaImax cos at,

Puc. 89. Схема электромагнитного расходомера пульпы

112

Р е а к т и в н ы й р а с х о д о м е р .

Действие расходомера основано на прин­ ципе компенсации реактивной силы, из­ меняющейся в зависимости от расхода пульпы.

Чувствительным элементом датчика (рис. 90) служат труба 1 (из абразиво­ стойкого материала), соединенная с пуль­ попроводом гибкой резиновой трубкой 4. С чувствительным элементом 1 жестко

связан стержень 3 пневмопреобразова­ теля 2.

и заслонкой 6 перекрывает сопло 7. Давление в камере обратной связи повышается, что компенсирует реактивную силу и возвращает чувствительный элемент в нейтральное положение.

Максимальное отклонение чувствительного элемента от нейтраль­ ного положения не более 1 мм.

У л ь т р а з в у к о в ы е р а с х о д о м е р ы . Принцип дей­ ствия ультразвуковых расходомеров основан на том, что время распространения ультразвуковых колебаний в движущейся среде зависит не только от скорости распространения ультразвука в данной среде, но и от скорости движения самой среды. Если в движущуюся среду излучаются два пучка ультразвуковых колебаний (один в на­ правлении движения среды, а другой — навстречу), то разность времен прохождения ультразвука в обоих направлениях определяется выражением

где I — расстояние между источником и приемником ультразвуковых колебаний; с — скорость распространения ультразвуковых колеба­ ний в среде; v — скорость среды.

Поскольку обычно с > v, то разность времени

114

Таким образом, разность времени прохождения ультразвуковых колебаний пропорциональна скорости среды и, следовательно, ее

•объемному расходу.

Институтом ВНИКИ «Цветметавтоматика» создан ультразву­ ковой расходомер РУЗ-282м, предназначенный для непрерывного измерения и регистрации расхода пульпы, содержащей четырех­ хлористый титан.

В расходомере РУЗ-282м разность времени прохождения ультра­ звука по направлению движения потока пульпы и против него опре­ деляется сравнением фаз колебаний:

Дф

Д/ = 2л/

где / — частота ультразвуковых колебаний; Аср — сдвиг фаз между принятыми в обоих каналах колебаниями.

Исключив из двух предыдущих формул At, получаем

Блок-схема расходомера РУЗ-282м изображена на рис. 91. Рас­ ходомер состоит пз датчика 1 , который имеет две пары пьезоэлектри­ ческих преобразователей (излучающих и приемных), образующих два акустических канала, задающего генератора и усилителя мощ­ ности 2, двух высокочастотных усилителей 3, фазового детектора 4 и регистрирующего прибора 5.

Так как направление ультразвуковых колебаний не совпадает с направлением движения потока, то формула принимает вид

А4n/£>tgf5

где D — диаметр датчика; [1 — угол преломления ультразвукового пучка.

Рассмотренный ультразвуковой расходомер позволяет определять расход агрессивных жидкостей и пульпы бесконтактным методом, однако его использование нецелесообразно в случае значительных колебаний температуры и состава измеряемой среды. Кроме того, сложность электронной схемы снижает эксплуатационные качества расходомера.

Д а т ч и к и р а с х о д а т в е р д о г о в п у л ь п е . При управлении процессом флотации часто возникает необходимость измерять расход твердого в потоке пульпы, поступающей в данную операцию. Расход твердого в пульпе определяется формулой

Qr = KQn(бп- 1 ) ,

где Q„ — расход пульпы на флотацию, м3/ч; К — коэффициент, за­ висящий от плотности твердого; бп — плотность пульпы, т/м3.

него края щелевой диафрагмы). Давление воздуха в этой пьезотрубке пропорционально величине бПН. Так как расход твердого в пульпе в соответствии с вышеприведенной формулой пропорционален расходу пульпы, а в данном расходомере уровень пульпы пропор­ ционален ее расходу, можно записать

<?т = КХЕ (8П- 1) = Кг(Н8П- Н ) .

116

служит для измерения плотности пульпы. Выход на плотномер осу­ ществляется с помощью отводов 3.

Индикатор ИРТ-1 предназначен для измерения расхода твердого

временного контроля трех параметров: расхода твердого, расхода пульпы и плотности пульпы.

Д а т ч и к и в ы х о д а п е н н о г о п р о д у к т а . Для конт­ роля выхода пенного продукта используют методы как прямого из­ мерения (расходомеры твердого), так и косвенного (емкостные, кон­ дуктометрические, фотометрические). В качестве примера рассмотрим пьезометрический и емкостный датчики, использованные в системе регулирования выхода ненопродукта [54].

Пьезометрический датчик выхода пенного продукта (рис. 93) включает металлический конус 1, снабженный устройством 2 для регулирования разгрузки твердого и оросителем 3, служащим для разрушения пены. Внутри конуса размещена пьезометрическая трубка 4, соединенная с источником сжатого воздуха и контактным дифманометром 5. Пенный продукт поступает в конус по желобу, отсекающему пену из нескольких камер флотационной машины. Если, например, увеличивается выход пенного продукта, уровень пульпы в конусе 1 поднимается, давление в пьезотрубке, про­ порциональное уровню пульпы в конусе, возрастает. Изменение плотности пульпы в конусе, связанное с изменением нагруженности пены, фиксируется пьезометрической трубкой. Датчик работает в режиме индикатора, так как он измеряет выход не всей пены, а только части. Однако для целей стабилизации выхода пенного продукта этого вполне достаточно.

Емкостный датчик используют в качестве индикатора для при­ ближенной оценки выхода пенного продукта. Схема емкостного датчика показана на рис. 94. В качестве одной из пластин конденса­ тора служит металлическая полоса 1, расположенная вдоль метал­ лического пенного порога 2 флотационной машины 3, являющегося второй пластиной конденсатора. Расстояние между пластинами, подбирают при наладке.

117

метром 20—30 мм, погруженную в пульпу н жестко закрепленную на борту флотационной машины. В трубку от гидрокомпрессора 2 через дроссель поступает сжатый воздух, который вытесняет пульпу из трубки. Давление воздуха внутри трубки пропорционально вы­ соте пульпы над нпжним краем трубки. Измеряя это давление с по­ мощью манометра 3, определяют уровень пульпы в камере машины.

Датчик второго типа (рис. 95, б) конструктивно проще первого, так как он не требует для своей работы источника сжатого воздуха.

К недостаткам пьезометрических датчиков уровня пульпы сле­ дует отнести зависимость показаний от плотности и степени аэрации пульпы и налипания твердых частиц на внутренней поверхности пьезометрической трубки. Последний недостаток иногда устраняют значительным увеличением диаметра пьезотрубки (до 150—200 мм).

Применению электрических датчиков уровня прямого контакта препятствует наличие пены на поверхности пульпы, которая загряз­ няет электроды, налипая на них. Из датчиков этого типа привлекает внимание следящий уровнемер, разработанный институтом «Механобр» вместе с Тырныаузским комбинатом [53]. Датчик может быть использован как для измерения уровня свободной от пены поверх­ ности любой токопроводящей жидкости, так и для измерения уровня

118

измерительной схемы. При этом токи в первичных полуобмотках входного трансформатора усилителя 5, различные по величине и на­ правлению, создают в сердечнике трансформатора магнитные по­ токи, направленные встречно. Результирующий магнитный поток индуктирует во вторичной обмотке э. д. с. соответствующей фазы,, обеспечивающую вращение реверсивного двигателя в сторону отрыва чувствительного элемента от пены. При разрыве цепи eabcdk ток протекает только в полуобмотке cd, образуя во вторичной обмотке- 3. д. с., сдвинутую по фазе на 180° по отношению к э. д. с., возни­ кающей при замкнутой цепи eabcdk. Этот ток вызывает вращение двигателя 6 в сторону опускания электрода до контакта его с поверх­ ностью пены. Таким образом, путем поступательно-возвратных дви­ жений электрод перемещается вместе с поверхностью пены. Переме­ щение электрода преобразуется в электрический сигнал, пропор­ циональный величине перемещения, с помощью лекала и связанного с ним дифференциально-трансформаторного датчика, соединенного со вторичным прибором. Так как при работе уровнемера рабочий электрод периодически прикасается к поверхности пульпы или пены, загрязнения его практически не происходит, что повышает экс­ плуатационные качества датчика.

У поплавковых датчиков уровня пульпы во флотационных маши­ нах рабочий элемент (поплавок) также подвергается налипанию-

11»