Способ автоматического управления процессом разделения в гидроциклоне

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 13/00 ТЕНИ ТЕЛЬС рудный институт ,Ю.Трач, А.В.Якуво СССО, 1979. тичеонов тель- етал- льной жеская в;на ктери- ения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕАВТОРСКОМУ СВИД(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗДЕЛЕНИЯ В ГИДРОЦИКЛОНЕ(57) Изобретение относится к химической и горной промышленности и предназначено для автоматического управления работой гидроциклонов, Цель - повышение надежности и качества разделения. Пульпа подается через питающий патрубок в гидроциклон (ГЦ) 1, где образуется воздушный столб (ВС) с пониженным давлением, Из ВС посредством импульсной трубки 3 откачивают воздух. Измеряют удельный вес Изобретение относится к автомаскому управлению работой гидроцикли может быть использовано на обогатиных фабриках цветной и черной млургии, а также в химической и угопромышленности,Цель изобретения - повышение наности и качества разделения,На фиг. 1 представлена гидравличхарактеристика системы трубопроводофиг. 2 - изменение положения харастики трубопровода при изменении сечЯ 21641430 А 1(УВ) твердого в сливе и питании ГЦ 1 с помощью датчиков УВ 9, 10. Задатчиком 13 устанавливается требуемое значение качества работы ГЦ 1 определяемое величиной К = (д 2 - д 1)/д 1, гдед 2 и д 1 - УВ твердого в сливе и питании ГЦ 1. В вычислительном устройстве 11 по сигналам, поступающим с датчиков 9, 10, рассчитывается текущее значение К, которое поступает на регулятор 12 и сравнивается с заданным от задатчика 13. Изменение режима работы ГЦ 1 осуществляется изменением количества откачиваемого воздуха из ВС. При этом количество откачиваемого воздуха из ВС увеличивают, если относительная величина приращения УВ твердого в сливе и питании ГЦ 1 меньше заданной и уменьшают,З если относительная величина приращения .УВ.твердого больше заданной. Изменение количества откачиваемого воздуха из ВС регулируется изменением положения запорного элемента 5 на трубоп,.оводе 4 по Б сигналу регулятора 12 посредством исполнительного механизма 6. 4 ил.ИВОЙЯь 3 ъ песковой насадки гидроциклона и уровня С) пульпы в эумпфе и их влияние на рабочую точку насоса; на фиг, 3 - схема разгрузки песков через песковую насадку; на фиг. 4 - структурная схема устройства, реалиэующе-в го предлагаемый способ автоматического управления процессом разделения.Способ осуществляется следующим образом.Измеряют удельней вес твердого в сливе и питании гидроциклона, Определяют относительную величину приращения удель 1641430ного веса твердого в сливе и питании гидро- циклона и регулируют выход песков. Регулирование выхода песков осуществляют регулированием откачивания воздуха из воздушного столба гидроциклона. Количество откачиваемого воздуха из воздушного столба гидроциклона изменяют пропорционально изменению относительной величины приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона до достижения этой величиной заданного значения, причем количество откачиваемого воздуха увеличивают, если относительная величина приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона меньше заданной, и уменьшают, если относительная величина приращения удельного веса твердого больше заданной.Способ осуществляется с помощью устройства, где 1 - гидроциклон; 2 - воздушный столб гидроциклона с введенной в него импульсной трубкой 3; 4 - система трубопроводов; 5 - запорный элемент с исполнительным механизмом 6; 7 - вакуум- насос; 8 - привод вакуум-насоса; 9 и 10 датчики удельного веса твердого в питании и сливе соответственно; 11 - вычислительное устройство; 12 - регулятор; 13 - эадатчик.Пульпа подается в гидроциклон 1 через питающий патрубок. При нормальном процессе классификации в гидроциклоне образуется воздушный столб 2 с пониженным давлением. Из воздушного столба 2 через введенную в него импульсную трубку 3 по системе трубопроводов 4 вакуум-насосом 7 с приводом 8 откачивается воздух. Количество откачиваемого воздуха регулируется изменением положения запорного элемента 5, который связан с исполнительным механизмом 6. Запорный элемент 5 установлен на трубопроводе 4. Удельный вес твердого в сливе д 2 и питания д 1 контролируются датчиками удельного веса 9 и 10 соответственно, Задатчиком 13 устанавливается требуемое из технологических соображений значение качества работы гидроциклона, определяемое величиной К4- д 1 В вычислительном устройстве 11 по сигналам, поступающим с датчиков 9 и 10, рассчитывается текущее значение К, которое подается на регулятор 12, на который поступает также и сигнал от задатчика 13 с заданным значением Ко. Значение величины К поддерживается на заданном уровне10 путем изменения количества откачиваемого воздуха иэ воздушного столба 2, которое регулируется изменением положения запорного элемента 5 на трубопроводе 4 по сигналу регулятора 12 посредством исполнительного механизма 6,В процессе работы насосный агрегат и система трубопроводов, на которой установлены гидроциклоны, находятся в определенной технологической связи. Напор в рабочей точке системы определяется пересечением рабочей характеристики 0 - Н и гидравлической характеристики трубопровода Нт. Характеристика трубопровода 15 (фиг. 1) определяется следующим уравнениемНт = Нг+ а 02, (1)где 0 - расход насосной установки; а -коэффициент, зависящий от количества 20 и вида гидравлических местных сопротивлений Хй, потеря напора на которых равна Х Ь , Нг - геодезическая высота подьема.Таким образом, при неизменной ха рактеристике насоса изменение сечения,песковой насадки вызывает изменение гидравлического сопротивления гидроцикло-.на, а следовательно, и коэффициента а уравнения (1),Геодезическая высота подь ема Нг определяется уровнем пульпы в зумпфе и постоянна при постоянном уровне, На фиг. 2 видно, что гидравлическая характеристика трубопровода смещается вдоль оси ординат в соответствии с уровнем пульпы в эумпфе (кривые Яз и Я); при постоянном уровне (Нг = сопз 1) и переменных гидравлических сопротивлениях трубопровода изменяется угол наклона гидоавлической характеристики трубопровода.идравлическое сопротивление трубопровода Х В изменяется при изменении сечения Я песковой насадки гидроциклона. При уменьшении проходного сечения АВ (фиг. 3) увеличивается 45 гидравлическое сопротивление трубопровода Ж, при увеличении сечения АВХ Й уменьшается, Таким образом, крутизна гидравлической характеристики трубопровода тем больше, чем больше 50 гидравлическое сопротивление трубопровода Х Й (фиг. 2). На фиг. 2 показано несколько гидравлических характеристик системы трубопровода для различных сечений Я(ЯэЯ 2Яз) песковой насадки гидроциклона, 55 т.е. различных гидравлических характеристик трубопровода, При изменении количества откачиваемого воздуха из воздушного столба гидроциклона изменяется разрежение в нем. При увеличении разрежения диаметр воздушного столба увеличи вается. При постоянном диаметре лесковой насадки АВ с ростом диаметра воздушного столба Сд (см. фиг. 3) уменьшается сечение (АВ - СД), через которое происходит разгрузка песков, что приводит к увеличению гидравлического солротивлен;я точбопровода Х Й . Как видно из фиг, 2, увеличение гидравлического сопротивления трубопровода приводит к увеличению крутизны гидравлической характеристики трубопровода 0 - Н, При изменении гидравлического сопротивления изменяется и положение рабочей точки насосной установки (на фиг. 2 это точки 1, 2, 3). Каждой рабочей точке (1, 2, 3) соогветствует определенное качество выходнсго лоодукта, В качестве критерия Оценки качества Выходного продукта гидроцкклона выбрана предложенная в лОтотиле относительная величина К приращения удельного ве "а тверг;:Ого в сливе и питании гидроциклона62 - 69 б 9 При изменении условий рабогы технологичес(ого оборудо; ания изменяется каче стез лрсцеГа разлелен 9"ч НвлрЯ"ер при изменении уровня пульпы в зумг;фе ИзмеНится Г 6 ОДЕЗИЧ 8 СКая ВЫСОта ГОДЪЯМВ пг, ЛреДЛОЛОХ(ИМ С Н На Н(2, Лрй ЭТОМ рабочая точка установки займет положение 3. Изменяя количество откачиваемого из воздушного соба гидроциклона воздуха, можно сместить рабочую точку установки в лр 8 жнее полОЖ 8 ние 3 и Добиться прех(него качества разделения в гидроциклоне.Предположим, что система работае в устанОвиВшемся состоянии, сООтэетстВУ 9 ощем точке 3 на фиг. 2, Зтой точке соответствует напор Нз и расход насосной установки С 9 з, сечение лесковой насадки Яз и геодезическая высота подъема Нц, Догустим уровень пульпы в зумлфе повысился, следовательно, геодезическая высота подъема уменьшилась и, предлолсжим, стала равной НГ 2, Гидравлическая характеристика трубопровода Опустилась, рабочая точка установки заняла положение 3. Зтой точке соответствует напор Нз, расход Оз, сечение лесковой насадки Яз. Уменьшение напора Н и увеличение расхода О приводит 9( ТОМУ ЧТО В СЛИВ СтаНЕТ бОЛ ШЕ ПОСту пать нераскрытых минералов. В результате эого Величина д 2 уменьшитсяследовательно, уменьшится и величина К, которая Опр 8 делится В ВычислительнОм устрОйстве 11 по сигналам датчиков 9 и 10. На выходе регулятора 12 появится рассогласование, вследствие которого исполнительный механизм 6 приоткроет запорный элемент 5, количество откачиваемого воздуха из воздушного столба -2увеличится. Гидравлическое сопротивление возрастет, напор Н увеличится, расход питания 0 в гидроциклон уменьшится, в слив станет больше поступать мелких частиц. Вследствие этого величина д 2 увеличится, следовательно увеличится и величина К. Так будет продолжаться до тех пор, пока текущее значение величины К не станет равным заданному,П 9 редлоложим, свойства перерабатываемой руды изменились в сторону улучшения, Вследствие этого увеличится удельный вес твердого в сливе д 2, увеличится и величина К, поскольку рост д 2 значительно больше, чем д 9, Увеличение д 9 приводит к увеличению плотности перекачиваемой пульпы, которая, в свою очередь, приводит к росту гидравлического сопротивления сети Х г 9;, При этом система из точки 3 перейдет, например, в точку 2. На выходе регулятора 12 появится сигнал рассогласования, по которому исполнительный механизм б прикооет запорный элемент 5, уменьшив количество откачиваемого воздуха из воздушного столба 2 гидроциклона 1, При этом гидравлическое сопротивление уменьшится, крутизна гидравлической характеристики уменьшится, рабочая точка системы, скользя по рабочей характеристике насоса О-Н, займет положение 3 (фиг. 2), При ухудшении свойств перерабатываемой руды система работает аналогично в противоположном направлении,В качестве датчиков 9 и 10 удельного веса твердого в питании и сливе гидроциклона может быть использовано известное устройство. В качестве вычислительного устройства 11, задатчика 13, регулятора 12 может быть использован микропроцессорный комплекс на базе элементов КТС ЛИУС из номенклатурного перечня технических средств КТС ЛИУС, Для реализации предлагаемого способа управления достаточным будет следующий состав технических средств из укаэанного номенклатурного перечня: элемент ввода сигналов постоянного тока КС 31.33, элемент памяти КС 54.16; контроллер микропроцессорный КС 59.04; элемент вывода сигналов постоянного тока КС,32,08; клавиатура функциональная КВ 27.47; источник питания для питания элементов КТС ЛИУС-КС.32.08 (ГСП Микродат),В качестве вакуум-насоса 7 используется насос типа ВЬИ 2 ОМ лроизводительно 1641430стью 128 м /мин для одной или нескольких батарей гидроциклонов в зависимости от/их диаметра; в качестве запорного элемента 5 на воздухопроводе 4 используется газовая задвижка типа 30 ч 17 бк с условным проходом Ду - 50 мм, сочлененная с исполнительным механизмом 6 типа МЗО. формула изобретения Способ автоматического управления процессом разделения в гидроциклоне, включающий измерение удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона, определение оТносительной величины приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидроциклона и регулирование выхода песков, отличающийся тем,что,с целью повышения надежности и качества разделения, регулирование выхода песков осуществляют регулированием откачивания воздуха иэ воздушного столба гидроцикло на, при этом количество откачиваемого воздуха из воздушного столба гидроциклона изменяют пропорционально изменению относительной величины приращения удель. ного веса твердого в сливе и питании 10 гидроциклона до,достижения этой величиной заданного значения, причем количество откачиваемого воздуха увеличивают, если относительная величина приращения удельного веса твердого в сливе и питании гидро циклона меньше заданной, и уменьшают,если относительная величина приращения удельного веса твердого больше заданной.1641430Составитель В. Митянин Редактор В. Трубченко Техред М.МоргенталКорректор А. Осауленко Заказ 1425 Тираж 339 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101