一種層流薄膜離心分選機控制儀的製作方法

2024-02-13 12:10:15

專利名稱：一種層流薄膜離心分選機控制儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及選礦工藝與設備的控制技術領域，尤其涉及一種層流薄膜離心分選機控制儀。
背景技術：
硅藻土是一種具有天然納米微孔且分布有規律、比表面積大、堆密度小、主要成分為無定型SiO2的天然矽質多孔的非金屬礦物，廣泛應用於啤酒、飲料、飲用水、工業油脂等的過濾以及汙水處理、建材、化工、農業、橡膠和塑料填料、造紙填料等領域，是許多產業必不可少的功能性礦物材料，具有廣闊的應用前景。我國是硅藻土儲量大國，在世界上僅次於美國，居第二位。但我國的硅藻土儲量中，絕大多數為低品位資源，能直接應用的優質硅藻土資源較少。目前我國的二、三級低品位硅藻土除了用來生產低檔輕質隔熱保溫磚以外，沒有得到高效開發利用。在開採一級硅藻土資源的過程中，佔75%以上的低品位(二、三級)硅藻土資源被廢棄，不僅嚴重浪費寶貴的硅藻土資源，而且汙染當地的環境。由於低品位的黏土質硅藻土礦或含黏土、砂石與礦物碎屑的硅藻土礦不能用來生產高性能和高附加值的硅藻土製品，加上優質硅藻土資源的日漸減少和市場對硅藻土製品需求量的持續增加，硅藻土資源，特別是低品位硅藻土礦的綜合利用與深加工技術是目前和未來硅藻土開發利用行業所急需。對低品位硅藻土進行深加工的常規方法是低品位硅藻原土經過粉碎、分散處理後，在重力作用下通過自然沉降，硅藻精土與黏土礦物實現分層，下層為硅藻精土，而黏土礦物不易沉降則懸浮於溶液中。但是礦漿在重力場中自然沉降分層的時間很長，導致生產效率低、勞動強度大、不能連續生產等問題。層流薄膜離心分選機是在離心力場中實現硅藻土和黏土礦物高效連續分選或分離的關鍵設備，由於離心加速度可以為重力加速度的數倍甚至數十倍，從而加速了礦漿中不同礦物的沉降時間，強化了硅藻土和黏土礦物的分離效果。層流薄膜離心分選機的分選效率受到許多因素的影響，合理的控制和優化這些因素，是實現硅藻土和黏土礦物高效連續分選的根本保障。
發明內容本實用新型提供了一種層流薄膜離心分選機控制儀，解決了現有硅藻土分選技術中存在的問題，它可以實現將低品位硅藻原土經分散後的礦漿在層流薄膜離心分選機中，達到快速、連續、高效地沉降、分層和分離硅藻精土和黏土礦物。本實用新型為實現上述目的、解決目前存在的技術問題所採用的技術方案是一種層流薄膜離心分選機控制儀，其特徵是包括微處理器、模擬量輸入模塊、光電隔離電路A、模擬量輸出模塊、光電隔離電路B、開關量輸出模塊、光電隔離電路C、液晶觸摸顯示屏、參數保存電路和復位電路；模擬量輸入模塊通過光電隔離電路A與微處理器相連，模擬量輸出模塊通過光電隔離電路B與微處理器相連，開關量輸出模塊通過光電隔離電路C與微處理器相連。所述的模擬量輸入模塊包括懸浮物濃度計、流量計、原土礦漿罐液位計、精礦罐液位計、尾礦罐液位計和A/D轉換電路；懸浮物濃度計、流量計、原土礦漿罐液位計、精礦罐液位計、尾礦罐液位計分別與A/D轉換電路相連，A/D轉換電路連接所述的光電隔離電路A。所述的模擬量輸出模塊包括調速控制器和D/A轉換電路，調速控制器與D/A轉換電路相連，D/A轉換電路連接所述的光電隔離電路B。 所述的開關量輸出模塊包括給料電磁閥、衝水電磁閥、精尾礦電磁閥、補水電磁閥、液壓閥門、分選機電機、攪拌電機和固態繼電器組；所述的給料電磁閥、衝水電磁閥、精尾礦電磁閥、補水電磁閥、液壓閥門、分選機電機、攪拌電機分別與固態繼電器組相連；固態繼電器組連接所述的光電隔離電路C。所述的復位電路與微處理器相連，用於系統上電初始化，並起看門狗作用。所述的參數保存電路與微處理器相連，用於停機後保存系統參數。所述的微處理器還包括運算器、RAM、程序存貯器、定時器、中斷系統和I/O接口。所述的微處理器為單片微型計算機。層流薄膜離心分選機控制儀實現礦漿濃度控制、給料流量控制和分選控制等功能。礦漿濃度控制的作用是將給入層流薄膜離心分選機轉鼓的礦漿調配到設定的給料濃度。經過分散後的硅藻土原土礦漿濃度很高，根據懸浮物濃度計檢測的數值，控制補水電磁閥的通電或斷電時間，改變補加清水或回用水的用量，將礦漿濃度降低到設定值。所述的懸浮物濃度計帶4 20mA輸出，該輸出信號經A/D轉換和光電隔離後，與補水電磁閥(經隔離和電流驅動後)分別和所述的微處理器相連，採用PID算法，形成閉環控制。給料流量控制的作用是控制給入層流薄膜離心分選機轉鼓的礦漿流量。根據流量計檢測的數值，控制液壓閥門調節閥門的開度，使礦漿流量達到設定值。所述的流量計帶4 20mA輸出，該輸出信號和液壓閥門與所述的微處理器，採用PID算法，形成閉環控制。分選控制用於將滿足分選工藝濃度要求的礦漿按照一定的時序給入到層流薄膜離心分選機的轉鼓內，礦漿在隨轉鼓旋轉的同時，沿鼓壁作斜面流動，構成在空間的螺旋形運動軌跡。礦漿在相對於轉鼓內壁流動過程中發生分層，進入底層的重礦物即附著在鼓壁上做緩慢移動，而上層輕礦物則隨礦漿流從轉鼓的大端排出。當重礦物沉積到一定的厚度時，停止給礦，衝水電磁閥導電，高壓水由衝礦管給入轉鼓，衝洗向轉鼓內壁沉積的精礦。層流薄膜離心分選機是間斷工作的，但給礦、斷礦、衝礦和分排精尾礦卻是由控制儀和執行機構自動進行的。執行機構包括給料電磁閥、衝水電磁閥、精尾礦電磁閥、分選機電機和調速控制器，所述的調速控制器與分選機電機相連，通過控制儀輸出0 IOmA (或4 20mA)電流信號至調速控制器，再由調速控制器調節分選機電機的轉速，從而達到控制轉鼓的轉速。所述的調試控制器可以為電磁調速控制器，也可以為變頻調速控制器。所述的給料電磁閥在斷電的時候，給料鬥中的翻板偏向回流側，原土礦漿經過給料泵，至給料鬥中的翻板，回流到原土礦漿罐；而當給料電磁閥通電的時候，給料鬥中的翻板偏向加料側，原土礦漿經過給料泵，至給料鬥中的翻板，將礦漿給入分選機轉鼓裡。所述的精尾礦電磁閥在斷電的時候，排礦鬥中的翻板偏向尾礦側，從分選機轉鼓排出的物料(尾礦)，經過排礦鬥中的翻板流入到尾礦罐中；而當精尾礦電磁閥在通電的時候，排礦鬥中的翻板偏向精礦側，從分選機轉鼓排出的物料(精礦或衝洗水)，經過排礦鬥中的翻板流入到精礦罐中。層流薄膜離心分選機控制儀按預先設定的時間向執行機構通入或切斷電源，完成硅藻土原礦漿的分選過程，具體包括四個階段給礦一間歇1 —衝礦一間歇2，這四個階段構成一個分選過程，並循環重複實現層流薄膜離心分選機的連續分選工作。為了提高層流薄膜離心分選機的分選效果，在給礦階段，轉鼓處於高速狀態，礦物的分離因素大，強化了不同礦物的分層，而在衝礦階段，為了改善衝礦效果和降低精礦濃度，需要在低速下衝洗轉鼓內壁的硅藻精土料層。這兩個階段之間的間隔保證了轉鼓內殘液的充分流出，避免精礦和尾礦之間的汙染，同時為轉鼓的高速一低速或低速一高速變化實現線性遞增或遞減，避免因控制電流變化幅度過大導致電機損壞或轉鼓的劇烈振動。所述的液晶觸摸顯示屏和所述的微處理器相連，用於顯示分選工藝流程和工藝參數，反映設備的狀態，同時還包括啟動按鈕、停止按鈕和參數修改等功能按鈕。各階段的時間可以在屏幕上直接修改。在準備階段或初始狀態，各執行機構的狀態為給料泵為通電運行狀態，其餘為斷電停止狀態；當按下啟動按鈕，礦物的沉降分選按如下時序進行
序號執行機構初始狀態點按啟動按鈕、四個階段循環重複工作點按停止按鈕給料間歇1衝礦間歇21給料泵通電通電通電通電通電通電2分選機電機斷電通電通電通電通電通電3調速控制器斷電恆定高速.高速一低速恆定低速低速一髙速遞減到04給料電磁閥斷電通電斷電斷電斷電斷電5衝水電磁閥斷電斷電斷電通電斷電斷電6精尾礦電磁閥斷電斷電斷電通電通電斷電四個階段的時間以及高速和低速的速度可以通過層流薄膜離心分選機控制儀進
行在線修改和自動存儲，速度的變化按如下關係式自動進行。DH -D權利要求1.一種層流薄膜離心分選機控制儀，其特徵在於包括微處理器、模擬量輸入模塊、光電隔離電路A、模擬量輸出模塊、光電隔離電路B、開關量輸出模塊、光電隔離電路C、液晶觸摸顯示屏、參數保存電路和復位電路，模擬量輸入模塊通過光電隔離電路A與微處理器相連，模擬量輸出模塊通過光電隔離電路B與微處理器相連，開關量輸出模塊通過光電隔離電路C與微處理器相連。
2.根據權利要求1所述的層流薄膜離心分選機控制儀，其特徵在於所述的模擬量輸入模塊包括懸浮物濃度計、流量計、原土礦漿罐液位計、精礦罐液位計、尾礦罐液位計和A/D轉換電路；懸浮物濃度計、流量計、原土礦漿罐液位計、精礦罐液位計、尾礦罐液位計分別與A/D轉換電路相連，A/D轉換電路連接所述的光電隔離電路A。
3.根據權利要求1所述的層流薄膜離心分選機控制儀，其特徵在於所述的模擬量輸出模塊包括調速控制器和D/A轉換電路，調速控制器與D/A轉換電路相連，D/A轉換電路連接所述的光電隔離電路B。
4.根據權利要求1所述的層流薄膜離心分選機控制儀，其特徵在於所述的開關量輸出模塊包括給料電磁閥、衝水電磁閥、精尾礦電磁閥、補水電磁閥、液壓閥門、分選機電機、攪拌電機和固態繼電器組；所述的給料電磁閥、衝水電磁閥、精尾礦電磁閥、補水電磁閥、液壓閥門、分選機電機、攪拌電機分別與固態繼電器組相連，固態繼電器組連接所述的光電隔離電路C。
專利摘要本實用新型公開了一種層流薄膜離心分選機控制儀，屬於選礦工藝與設備控制技術領域。主要解決現有的硅藻土選礦採用自然沉降法，導致生產效率低和勞動強度大等問題。本實用新型的特徵是包括微處理器、模擬量輸入模塊、光電隔離電路A、模擬量輸出模塊、光電隔離電路B、開關量輸出模塊、光電隔離電路C、液晶觸摸顯示屏、參數保存電路和復位電路，模擬量輸入模塊通過光電隔離電路A與微處理器相連，模擬量輸出模塊通過光電隔離電路B與微處理器相連，開關量輸出模塊通過光電隔離電路C與微處理器相連。本實用新型使硅藻原土以最佳的條件，在層流薄膜離心分選機中強化分選，實現自動、高效、連續和穩定的生產，特別適合於黏土質礦物的分選。
文檔編號B03B5/32GK202336385SQ201120531528
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者孫志明, 楊小平, 鄭水林, 陳彥如 申請人:中國礦業大學(北京)