Способ управления загрузкой барабанных мельниц при измельчении минерального сырья

(2 коэффици фрикцион расстоян - расстоян эо нт трения вого контакта;е Оое ОО (фиг,2) кор О=ф-В Л/23р,щения барабана мельницы Я Л;на фиг. 3 - фрагмент диаграммы АйнсаСтретта, характеризующий устойчивость Фрикционных колебаний центра5масс О малоподвижного ядра, сосредоточенного н центральной части внутримельничной нагрузки; на фиг4схема реализации способа управлениянагрузкой барабанных мельниц приизмельчении минерального сырья трением при Я=сопзГ Я.Эпюрм поперечного сечения (фиг.2и 3) содержат следующие обозначения;барабан 1 мельницы; материал 2, вращающийся совместно с внутренней поверхностью барабана 1 мельницы;центральное малоподвижное ядро 3 (заштрихованная эона); летящий (илиоползающий) материал 4.На Фиг. 3 незаштрихованная область 1 соответствует области неустойчивых параметрических фрикционных колебаний центра масс О малоподвижного ядра 3 (фиг.2 и 3), а область 11 соответствует области устойчивых фрикционных колебаний О . 11 инии Г(5) э Г (2%) э Гз (2%) и 1; (Япредставляют собой границы, разделяющие области 1 и 11, Дважды эаштрихованная область М,-Мр соответствуетобласти возникновения и поддержанияустойчивых фрикционных колебаний Одля всех типов существующих промышленных барабанных мельниц, а областьIМ -М - области устойчивых фрикционр.ных колебаний центра масс О,Схема реализации способа управления (фиг.4) содержит барабан 1, мельмельницы, венцовую шестерню 5, подвенцовую шестерню 6, муфту 7 приводной двигатель 8, датчик 9 текущейактивной мощности Р(1), потребляемойприводным двигателем, устройство 1 О,выделяющее переменную составляющуюмощности Р(С) из сигнала Р(г.) соглассо-Р(С), где Р(Т) - текущее срезначение мощности, полосовыеры 11 и 12, настроенные соотввенно на угловые частоты д(0+0,15) и о)(1,70+0,3) колебанменной Р(С), усредняющие устройсва 13 и 14 сигналов полосовыхров, логическое устройство 1516 управления рудопитателем,17 с рудой,Энергоемкость процесса измельчения трением в зоне фрикционного контакта внутримельничной нагрузки можно суще".твенныя образом снизить, если умень- пить или исключить совсем слой материала, через который энергия от внутренней поверхности барабана мельницы передается в зону фрикционного кон- тактаАОВ между материалом 2 и малоподвижным ядром 3 (фиг,2), центр масс которого совершает устойчивые фрикционные колебания, С научной точки зрения здесь необходимо обеспечить такие скоростные режимы вращения барабана мельницы и такие внутримельничные нагрузки, когда рабочая точка на диаграмме Айнса"Стретта (фиг.3) будет находиться на граничных линиях Г 1 (%), Г, (Ж) или внутри зоны 11, ограниченной этими линиями и границами М-М (дважды заштрихованная зона 11).Чтобы рабочая точка на диаграмме Айнса-Стретта находилась в зоне, ограниченной.линиями Г (Я), Г(2) и границами М -М необходимо проана/ IКлиэировать коэФфициенты а и р 1(фиг.З). Известны формулы, определяющие величины коэффициентов а и р 1 и их физическая интерпретация, Уточненные значения коэффициентов в и и определя-, ются так- приращение угла Поворота;- угол поворота приЯЮ (фиг,1) - половина угла, образующегосегмент малоподвижного ядра 3 (Фиг,2);угловая частота собственных устойчивых фрикционных колебаний центра масс Ор мало подвижного ядра 3 внутри- мельничной нагрузки (фиг,2); угловая частота параметрического возбуждения, действующего на центр масс малод ядра 3 (Фиг.г)./ /границы М-Мопределяется по изменению величины коэффициента а, который зависит в основном от возможно 5 го изменения коэффициента трения й (изменение крупности руды, плотности пульпы, размер измельчающих тел И дрв)Из выражения (2) можно определить 1 О необходимую угловую скорость вращения барабана мельницы Я, когда коэффициент и соответствует средней величине дважды заштрихованной эоны М -М1(нап 4 15 ницы ММСф 23 прСо -ЗэЗ м 6 =27учим Я,=2,5 рад/с апример, для мел = е 4 КоЗю м 1 Л=0,65 и 2 ти- сть теля 8 с постоянной угловой скоростью Д Текущее значение мощностиР (С) фиксируется датчиком 9. Иэ мощности Р(С) с помощью устройства 7выделяется ее переменная составляющая Р(с). На выходе устройства 10включены два полосовых фильтра 11и 12. Фильтр 1 выд ет иэ сигналаР(с) составляющие спектра Б с угловой частотой колебаний 7,(0,85+0,15),а фильтр 2 - составляющие спектраБ с угловой частотой оЭ(1,7+0,3). В устройствах 13 и 14 сигналы спектров Б и Я усредняются (или интегрируются на заданном интервале времени). Усредненные сигналы Б и Б поступают на вход логического устройства 15, которое управляет блоком 16,подающим иэмельчаемый материал избункера 17 в мельницу, Управление расходом руды производится таким образом, чтобы рабочая точка на диа" грамме Айнса-Стретта находилась внутри или на границах дважды заштрихованной эоны, ограниченной линиями Г Щ, Г (27 и Меля роцесс управл 55 движПромышленные барабанные мельницыпа ММСимеют угловую скоровращения барабана Я =36 рад/с. Этозначит, что в рассматриваемом случаеугловую скорость вращения барабанныхмельниц следует увеличивать в 1,81,9 раза,Таким образом, если обеспечить необходимую угловую скорость вращениябарабана мельницы Я, и изменять внутримельничное заполнение так, чтобырабочая точка на диаграмме АйнсаСтретта находилась в зоне 11 ограниченной линиями Г , Г, (2) и грани/цами М-М , то процесс измельчениятрением должен быть наиболее эффективным в смысле уменьшения удельногорасхода энергии на единицу измельченного продукта,Рассмотрим и ения внутримельничным заполнением, Увел чение внутримельничного заполнения иэмельчаемым материалом или иэмельчающей средой приводит к изменению положения рабочей точки на диаграмм Айнса-Стретта, которая перемещается вдоль линии И,Б 1(или М,И И , илиф и ЦНИ Я,). Увеличение коэффициента трения Е в зоне фрикционного контак та АОН (фиг,2) приводит к сдвйгу линии БОИ М влево, которая при ЕЕ( Е занимает положение И 1 К,/(П ки (наприме на ли ри попадании рабочей точ р, М,И или И, фиг,4)Г (У) центр масс О мало 03 6ного ядра 3 (фи 3) возбуждаетсяЭто возбуждение можно фиксироватьспециальным фильтром на угловой частоте собственных колебаний центрамасс О равной .,=и(0,85+0,15).Действительно, согласно (2):1,4=2 - , откуда сд,:0,85 и), Расшифо Френная настройка 4-м)(0,85+0,15) позволяет фиксировать возбуждение фильтра на линии Г, (Я во всем диа /пазоне М-МУВ точке Х (М или Ю ) на линииГ, (2) нозбуждаются собственные колебания О на угловой частоте 4 Й 1,7,) . Настройка полосового фильтра на угловую частоту оЗ,=о,(,70,3) позволяет фиксировать возбуждение О на линии Г(2 л) во всем диапазоне внутри М -/М. Внутри диапазона М-М , ограниченного линиями Г, (3) и Г (21 Г), имеют место сложные колебания, включающие частоты, характерные для обеихграничных линий.Практически реализация метода управления нагрузкой барабанных мельниц при самоизмельчении минерального сырья трением представлена на фиг,4,Барабан 1 через шестерни 5 и 6, муфту 7 приводится во вращение от двига502 031 екннко -экономнче,.кан эффектинность способа упранления нагрузкой барабанных мельниц при измельчении минерального сырья заключается в том,5 что резко более чем в 2 раза сокращается расход электроэнергии на 1 т измельченного продукта за счет того, что энергия от барабанамельницы в зону фрикционного контакта АОВ (фиг,2) передается через тонкий слой материала. Это значит, что не требуется выполнять непроизводительную работу на подъем и поддержание основной части А АОВЫвОА внутримельничной нагрузки в рабочем состоянии, При этом возрастает проиэводитель 10 Способ управления нагрузкой бара 35 банных мельниц при измельчении минерального сырья трением качественно и количественно меняет технологию ность по готовому классу в разгрузке мельницы ввиду того, что при увеличении угловой скорости вращения бараба на мельницы от Я до Я интенсифицируется работа трения во фрикционном контакте АО И (фиг.2), Кроме того, можно существенно снизить вес мельниц за счет того, что нагрузка на ба рабан резко снижается, улучшается работа подшипников скольжения, увеличивается энергоотдача мельниц.Ввиду увеличения угловой скорости вращения барабана мельницы не требу" 30 ется ставить промежуточный редуктор или можно использовать более быстроходные приводные двигатели. упранления иэмельчением в барабанныхмельницах,Формула и э о б р е т е н и яСпособ управления загрузкой бараанных мельниц при измельчении минерального сырья, включающий измерениенизкочастотных составляющих активной мощности приводного двигателя,анализ этих составляющих с помощьюдвух узкополосных фильтров и изменение управляющих воздействий на расходы руды и воды на входе мельницыи угловую скорость вращения барабанадо возникновения параметрическогофрикционного резонанса между собственными колебаниями центра масс и параметрическими возбуждениями с угловой частотой на центр масс малоподвижного ядра в центре внутримельничной загрузки путем поддержания в возбужденном состоянии обоих узкополосных фильтров, причем знак измененияуправляющих воздействий определяютпо последовательности выхода узкополосных фильтров иэ возбужденного состояния, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повыаения качества управления эа счЕт снижения энергоемкости процесса измельчения, устанавливают диапазон загрузки мельнйцы в18-287. с одновременным увеличениемугловой скорости вращения барабанаотносительно номинального режима в1,7-2 раза, а анализ низкочастотныхсоставляющих активной мощности осуществляют на угловых частотах 0,85+1502103 иг Составитель В. Апек1 етраш Техред Мяндык ектор С. Чер Редакт ное аказ од о изобретения35, Раушская оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 998/9Государствен113 Тираж 543го комитета5, Москва, Ж-г,О Фиг и открытиям при ГКНТ СССб., д. 4/5