Способ оперативного определения производительности спирального классификатора по пескам

)5 ВОЗ В 13/ ГОСУДАРСТВ Е ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОЛИСА Е ИЗОБРЕ ЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ метрам рассчитывают объем и массу порции песков и часовую производительность СК. Дополнительно определяют угол между плоскостью спирали и плоскостью, перпендикулярной к осевой линии вала, радиус вала спирали и высоту ПП. Высоту ПП определяют путем ее зондирования по наибольшей длине вертикали от поверхности порции до кромки спирали. Расчетный обьем ПП определяют по найденной высоте с учетом корректирующего коэффициента (КК) для высоты, а реальный обьем ПП определяют по расчетному объему ПП с учетом КК для объема, причем КК для высоты определяют из соотношения К 1=Ь /Ь, где Ь - высота движущейся ПП при нормальной работе СК; Ь 1 - высота ПП, полученная после остановки СК и выравнивания верхней поверхности ПП до горизонтальной плоскости, Кроме того, КК для обьема определяют из соотношения К 2=Ч/Чр, где Ч - объем ПП, измеренный после остановки СК и отбора ПП; Чр - расчетный объем ПП, определяемый по приведенной формуле, Зондирование выполняют непрерывно в каждой ПП под каждым заходом спирали. Общее количество измерений должно быть менее числа заходов спирали. Высоту ПП определяют по усредненному значению выполненных измерений, 1 з,п. ф-лы, 1 ил.%,О Изобретение относится кнологических параметров прщения полезных ископаемыпроцесса классификацииклассификаторах. и может исчерной и цветной металлургипромышленности и других от контролю техоцессов обогах, в частностиспиральных пользоваться ви, химической раслях, где находят применение спиральные класси торы для классификации, промывки шламации материалов.Цель изобретения - повышение т сти и универсальности определ производительности для спиральных сификаторов различных типов,икаочно- ения клас(21) 4645509/03(71) Днепропетровский горный институт им, Артема(56) Хан Г,А. Опробование и контроль технологических процессов обогащения, М.: Недра, 1979, с. 220,Авторское свидетельство СССР М 1269838, кл. В 03 В 13/00, 1985.(54) СПОСОБ ОП Е РАТИ В НОГО О ПРЕДЕЛ ЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СПИРАЛЬНОГО КЛАССИФИКАТОРА ПО ПЕСКАМ (57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для контроля технологических параметров процесса классификации в спиральных классификаторах (СК), Цель изобретения - повышение точности и универсальности определения производительности для СК различных типов. Предварительно определяют число оборотов в минуту, диаметр спирали, угол наклона классификатора к горизонтали, количество заходов спирали, плотность порции песков (ПП) при сбрасывании ее в песковый желоб и плотность ее твердой фазы. По этим пара 1659102В способе оперативного определения производительности спиральноо классификатора по пескам, включающем определение числа об-ротов в минуту, диаметр спирали, угла наклона спирали к горизонтали, количества заходов спирали, плотности порции песков при сбрасывании ее в песковый желоб и плотности ее твердой фазы, расчет объема и массы порции песков и часовой производительности спирального классификатора, дополнительно определяют значение угла смещения спицы спирали относительно плоскости, перпендикулярной к осевой линии Вала, радиус вала спирали, высоту порции песков в процессе транспортирования ее по корыту путем вертикального зондирования порции измерения расстояния от повеохности порции до кромки спирали, расчетный объем порции определяют по найденной высоте с учетом корректирующего коэффициента для высоты, реальный объем порции определяют по расчетному объему порции с учетом корректирующего коэффициента для объема, причем корректирующий коэффициент для высоты порции определяют предварительно из соотношенияК 1 =, где Ь - высота движущейсяЮ.Ьпорции песков при нормальной работе спирального классификатора;Ь- высота порции песков, полученная после остановки спирального классификатора и выравнивания верхней поверхности порции песков до горизонтальной плоскости;корректирующий коэффициент для объема определяют предварительно из соотношенияФК 2 -Чргде ч - объем порции песков, измеренный после остановки классификатора и обора порции песков.Чр - расчетный объем порции песков, определяемый иэ уравнения гп = ---- гв) (9 У+ 1 (9 СО О Ь2 2 з(п агде О - диаметр спирали,гв - радиус вала спирали;а - угол наклона корыта классификаторау - угол между плоскостью спирали иплоскостью, перпендикулярной к осевой линии вала;10 В = (90- а),Зондирование выполняют непрерывнов каждой порции песков под каждым из заходов спирали, причем общее количествоизмерений должно быть не менее числа заходов спирали. Высоту порции определяютпо усредненному значению выполненныхизмерений.На чертеже приведено изображение геометрии порции песков (а - объемное изображение, б - при сечении вдоль оси валаспирали),Приведенное изображение порция песков имеет, когда она полностью вышла изпульпы в корыте классификатора и движет 25 ся к песковому желобу (а - изображениепорции песков приведено в трехмерных координатах Х,У,Е; б - при сечении А - А в плоскости Х,У: О - центр симметрии несущеговала спирали;О - спица спирали, укрепЗ 0 ленная на несущем валу под углом уот перпендикуляра ОЕ к осевой линии вала покоординате Е и к линии дна корыта ЕДСР).На данной спице закреплена лопасть, которая вращается вместе с валом спиралисо скоростью и, формирует собственнопорцию песков и транспортирует ее по корыту СК к песковому желобу.Следует отметить, что в различных известных СК типов КСН и КСП угол уможетпринимать значения 0 - 15 О, а угол наклонакорыта СК к линии горизонта может составлять 10 - 28 О, На чертеже показано, что собственно пески занимают часть плоскостилопасти МАЙО. Под действием сил трения"5 материала лопасти о пески порция песковсмещается в сторону вращения спирали,масса песков находится в непрерывном перемешивании и существенно распушивается. Под действием силы трения Гтр,создаваемой при трении движущейсяпорции песков о материал постели и противодействующей движению порции, деформируется передний край порции иискажается геометрия объема порции пес 5ков, На чертеже показана реальная поверхность порции песков МАЙВС и ее расчетное,приведенное к геометрически идеализируемому, изображение поверхности МАЙВР ив целом объема МЙОР, Последний пред-.) 1 да; 2 о О - диаме г - радиус Ь=ВО- р 1 - угол н р спирали;вала спирали;счетная высота и ции пе в;й ра,=К 1 Ь качеств условии Ь счетному ый объем нии АВ Р выражени виду пор- О на еом черте ни - Ч =+ вЧК 2 = 1 (,пэ)нияни - Ч=а+ЬЧК 2= т(а,Ь,с) ервои сте(22 - 21) охоу (2) в виде урэвне второй степе ы уравнений. щего коэффи ений связи) стью опредеи: с повыше- вязи между и Чр повышагде цАа,а,Выбор вциента (конопределяетления реальнием точноанализируе Ь,с - коэффициентида корректирую станты или уравн ся требуемой точно ного объема порци сти сложность с мыми объемами Ч 2на ось Х -ов,екущее рас ения лопа ы поо ставляет собой часть прямого кругового цилиндра отсекаемой плоскостями МИР и МЙО, причем плоскость МИР является горизонтальной и находится под углом ф = (90 - а) к плоскости ММО, являющейся плоскостью лопасти. На чертеже показаны плоскость лопасти М 1 Й Е в том случае, когда угол смещения спицы бравен нулю, и вспомогательные расчетные точки Т и А,Зонд вводится в порцию песков (см. чертеж) перпендикулярно к линии горизонта. Высота порции определяется по наибольшему расстоянию от поверхности порции до уровня постели, что может быть обеспечено лишь в случае, когда зонд попадает в точку О - точку касания лопасти спирали и дна корыта (постели) СК,Высота реального объема порции песков ВО=Ь; высота расчетного приведенного к геометрически идеализируемому, объема порции В О=Ь. Корректирующий коэффициент К 1 приведения измеренной высоты порции песков к высоте расчетного объема порции определяется предварительно путем экспериментального сравнения на конкретных СК и условиях работы высоты движущейся порции песков Ь при нормальной работе СК и расчетной высоты порции песков Ь, полученной при остановленном СК и после выравнивания верхней поверхности порции и придания ей вида горизонтальной плоскости (в данном случае для повышения точности получения горизонтальной плоскости при выравнивании поверхности можно воспользоваться строительным уровнем), В результате ВО ЬДалее К 1 поинимают в танты для данного типа СК и ы,сле приведения к ра рически идеализируем ИАВ РО (то же в сече же, б) определяется по где 1= Й - ОА;1,Й - радиус витка спирали ЙА Е - проекция сто оны АО1ОА =Й-А Е; 8= Й 2 - х 2 - тчетное значение высоты ээполсти спирали;5 и 21 - текущие координаО - диаметр спирали,Решив выражение (2) методом двойного интегрирования, получают расчетное выражение для объема, например вида Ч =2- ( -- С(1 цр - ЦУ)+3 (, 4-- агссоэ Ц,2 С 8 О(3) где для сокращения выражения в данном случае приняты обозначенияОс з С = -- Ь2 клона корыта классификат у - угол отклонения спицы классификатора;Р =(90 - а).На чертеже (б) сплошной линией АВС обозначено сечение реального объема порции песков, а штрихом показана перемещаемая часть массы песков после выравнивая поверхности порции и приведения ее к горизонтальной плоскости АВ Р. Причем эта масса песков перемещается эа пределы линии ВС, Реальный объем порции песков меньше расчетного объема Чр, определяемого по выражению (2), на величину объема Ч 1. Для приведения расчетного геометрически идеализируемого Чр объема порции к реальному объему Ч вводят корректирующий коэффициент К 2 обьема и при этом он может быть заданв виде константы - Ч = ц Чр. К 2=4 в виде уравненияется. Собственно коэффициенты в уравнениях связи определяются предварительно экспериментально для конкретных СК и условий работы путем сравнения обьемов порции песков Чг, - рассчитанного по(3) и Ч - реально измеречного мерной емкостью при остановленном классификаторе, Зти коэффициенты определя от известными методами математической статистики при наличии не менее трех пар значений указанных объемов (для обеспечения их статистической устойчивости) на всем интервале шкалы изменения производительности по пескам, особенно на уровнях 20-300 50- 600, и 80 - 90 Д ог максимальной и технически допустимой производительности по пескам для конкретного СК. Найденные таким образом коэффициенты уравнений связи использу;от при определении реального объема и последующем оперативном определении производительности по пескам по данному способу без их дальнейшего уточнения, для конкретных СК и условий работы.Зондирование и определение высоты порции песков по предлагаемому способу позволяет улучшить условия проведения замеров и повысить их точность при расчете объема порции песков. Однако для этого необходимо дополнительно определить новые технические данные классификатора; диаметр несущего вала спирали и угол смещения спицы, Зто связано с отклонениями в конструкции некоторых моделей СК типов КСН КСП и требованием универсальности применения способа.Практически установлено, что из-за некоторого различия в изготовлении спиц и лопастей, непрерывного и динамичного изменения и роиэводител ь ногти и отока пульпы на входе в классификатор (из мельницы), объемы дажедвух рядом находящихся порций песков могут отличаться на 0-104, что в особенности характерно при сравнении рядом расположенных порций песков под разными заходами спирали, Поэтому, с целью повышения точности определения высоты, зондирование необходимо выполнять непрерывно в каждой из рядом движущихся порций под каждым заходом спирали при общем количестве измерений не менее числа заходов, Так при двух заходах в спирали рекомендуется выполнять по 2 - 4 зондирования непрерывно движущихся и рядом расположенных порций под каждым заходом. В результате в данном случае получают 4 - 8 значений высоты Ь,Известные скорости вращения спиралей 1,5 - 4 об/мин приводят к тому, что для каждого измерения высоты имеотся 8 - 20 с. Зтого времени достаточно, чтобы ввести20 зонд в порцию песков и, вращая его, зафиксировать влажный след от массы песков по длине зонда, затем перевернуть зонд другим концом (зонд представляет собой металлический стержень или трубку диаметром 8- 10 мм и длиной 2,0 - 3,5 м) и выполнить зондирование следующей порции песков. Далее с помощью измерительной линейки измеряют длину влажного следа по длине зонда, вытирают его насухо и аналогично повторяют зондирование двух следующих рядом движущихся порций, оценивают их высоту и так далее - до набора требуемого количества измерений. Действительное значение высоты Ь определяют как среднее из полученного ряда измерений по выражениюЬ= - Д Ь,1(5)где Ь - измеренная высота порции песков вкаждом из и измерений. Текущее значение плотности массы песков в порции Р определяют путем отбора пробы песков в средней части порции, при ее сбрасывании в песковый желоб с помощью специальной измерительной емкости объемом 1 дм . Рекомендуется3обеспечить взвешивание пробы прямо в указанной емкости, без дополнительных пересыпаний массы песков, что, в свою очередь, приводит к повышению точности оценки плотности Р,Определение текущих значений Ь и Р выполняют в одном опыте при необходимо-. сти оценки текущей производительности по пескам, как в известном способе, одновременно или с интервалом времени до 5 мин. На этом интервале времени, как установлено экспериментально для разных классификаторов, имеющаяся инерционность процесса . не приводит к существенному изменению этих величин (отклонение йе превышает 40 45 50 55 Плотность твердой фазы материала песков А определяют также предварительно путем отбора нескольких проб песков при различных значениях производительности по пескам, разделки этих проб по известным в технологии обогащения методикам и усреднения полученных результатов плотности, Плотность твердой Фазы песковА в основном зависит от качества исходной руды и при поддерживании ее значений в определенных интервалах полученное среднее значение плотности твердой фазы песков используют без дополнительной корректи- ровкиМасса контролируемой порции М определяется по значениям реального объема Ч,м и текущего значения плотности Р, т/мзМ =Ч Рл; (6)а содержание твердой фазы материала песков - по известному выражению- д,Т=Р (дг - 1), отн, единиц (7)где д, - плотность твердой фазы материалапесков, определяемая предварительно,т/м;Р - текущее значение плотности порции, т/м,В результате часовая производительность по твердой фазе песков классификатора Огс учетом полученных значений равнаО= М Т ги 60 пт,т/ч, (8)где М - текущее значение массы порциипесков, т;Т - содержание ее твердой фазы, отн,ед.; г - количество заходов спирали, ед.; и - скорость вращения вала спирали, об/мин;60 - коэффициент времени;а - количество спиралей в одном корыте классификатора. сбрасывающих пески в общий желоб,Некоторые модели классификаторов, имеющие более одной спирали, имеют и различно расположенные места подачи потоков пульпы и дополнительной воды в корыто СК: совместно в один желоб, по разным сторонам корыта классификатора или имеется несколько мест подачи потоков пульпы и воды. Все это приводит к отличиям в условиях классификации и к различной производительности по пескам каждой спирали данного классификатора, сбрасывающим их в общий песковый желоб, причем различие может достичь + 20 О/ В этом случае рекомендуется определять производительность раздельно для каждой спирали по приведенному способу. а общая производительность равна их сумме. Причем корректирующие коэффициенты К 1 и Кг, найденные для одной спирали,без существенной погрешности применяются для других спиралей, равно как и для других классификаторов данной модели, работагощих в равных технологических условиях. Так для двухспирального классификатора Ог = Ог + Ог, (9) где Ог - результирующая производительность классификатора;Ог, Ог - производительность по пер Нвой и второй, соответственно спиралям классификатора. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В некоторых случаях при больших значениях производительности конкретного СКвозможно заполнение песками всего объема между соседними витками и масса песков касается предыдущего витка спирали,т,е. последний как бы срезает переднюючасть объема порции песков, что характернодля слабонаклонных классификаторов,а 18. На чертеже(б) показаны шагспиралиОО и линия расположения предыдущеговитка спирали 1. О при заполнении массойпесков межвиткового пространства менеешага спирали: ОСОО . В данных случаяхпри работе классификатора точка с располагается правее линии виткд спиоали .О, т,е.заполнение ОСОО, Тогда расчетный геометрический идеализируемый обьем порции уменьшают на величину объема,отсекаемую предыдущим витком. Причем последний определяют аналогично повыражениям (2) и(3), а его высоту Ь определяют с учетом отклонения шага спирали отпроекции высоты ОВ на линию дна корыта,т.е, искомая высота(ь: (- ОО ) ипа (10)или, упростив выражение (10), получаютЬ = Ь - ООРПй, (11)где Ь - измеренная зондом и приведенная к расчетной высота порции, м;а- угол наклона корыта классификаторак линии горизонта, град;Ь - расчетная высота порции для объема отсекаемого предыдущим витком спирали,П р и м е р, Предварительно в конкретных технологических условиях работыконтролируемого СК и его технических характеристик определяют корректирующиекоэффициенты К 1 - для высоты порции песков и Кз - для приведения реального объемак расчетному, геометрически идеализируемому объему порции песков с учетомсоответственно выражений (1) и (4). Дополнительно определяют угол смещения спицыспирали относительно плоскости, перпендикулярной к осевой линии вала, и определяют радиус несущего вала спирали,В процессе движения порции песков ив условиях нормальной работы СК зондируют вертикально порцию по наибольшей длине перпендикуляра к линии горизонта отповерхности порции в точку касания лопасти спирали и дна корыта (постели), измеряют длину влажного следа по поверхностизонда, которая является Ь - вьсотой порциипесков, По измеренной высоте порции с учетом корректирующего коэффициента к 1 определяют расчетную высоту Ь и расчетныйгеометрически идеализируемый объем Чр контролируемой порции песков по выражению (2), используя в последнем известные технические характеристики СК, диаметр спирали и угол наклона корыта классификатора к линии горизонта. По значению расчетного объема, с учетом корректирующих Коэффициентов вида (4) определяют реальный объем порции Ч. Отбирают пробу порции песков, взвешивают ее и оценивают текущее значение плотности Р потока песС учетом известного среднего значения плотности твердой фазы материала песков А, измеренных значений высоты порции Ь, объема Ч и плотности Р по выражениям (5) и (6) определяют общую массу порции песков М и содержание твердой фазы Т в этой массе, а с учетом технических характери,стик СК - скорости вращения и вала спирали, количества спиралей п 1 в корыте СК и заходов г в каждой из спиралей по выражению (7) определяют часовую п рои зводител ьность СК по пескам на момент проведения измерений. Повышение точности определения производительности обеспечивается выполнением зондирования непрерывно, в каждой из рядом движущихся порций, под каждым из заходов спирали и общим количеством измерений не менее числа заходов, а высоту порции песков Ь определяют по усредненному значению выполненных измерений по выражению (5),Так, например, для классификатора типа КСНс углом наклона корыта а= 240, скорости вращения спирали и = 3,56 об/мин и при плотности твердой фазы песков д, = "3,15 т/мз, получено, что коэффициент К 1 = 0,786, а коэффициент К 2 приведения расчетного объема Чр к реальному Ч принят в виде уравнения 1-й степени Ч =13,502-0,3033 ЧВ результате зондирования порций песков в интересующем режиме работы получено 8 значений высоты заполнения Ь - по четыре под каждым заходом, м;0,39, 0,41, 0,39. 0,40, 0,40,0,41,0,38, 0,42, Среднее значение высоты по (5) равно Ь .= 0,40 м. Плотность пробы песков в порции, отобранной после измерения высоты, получена Р - 2 710 т/м, На основании полученных данных часовая производительность по пескам на момент измерения О.= 58 63 т/ч,В случае, если для двухспирального классификатора производительность по пескам по каждой из спиралей отличается более чем нв 5, то, с целью повышения точности, определяют производительность укаэанным способом по каждой спирали раздельно, а общую производительность определяют как их сумму по выражению (9).При повышенных загрузках СК песками идостижении массой песков предыдущего витка спирали, т,е, в случае, когда предыдущий виток спирали как бы срезает переднюю часть порции песков, расчетныйгеометрически идеализируемый обьем Чр уменьшают на величину объема Ч 1, условно отсекаемого предыдущим витком спирали.Последний определяют приведенным способом по выражениям (2) и (3), а расчетное значение высоты Ь для него - по выражению (11),Данный способ позволяет предварительно рассчитать таблицу значений производительности по пескам для конкретных моделей классификатора и условий работы в двух координатах, высоты порции песков Ь и плотности потока пульпы Р при остальных фиксированных величинах. Это позволяет обеспечить оперативное применение способа в производственных условиях, измерив значения Ь и Р в конкретной техно 25,логической ситуации. Общее время,необходимое для получения одного значения производительности, в этом случае не п ревы шает 5 ми н.Способ позволяет повысить точностьопределения производительности по пескам СК по сравнению с прототипом не менее чем на 20 и обеспечитьуниверсальность применения на спиральных классификаторах различных типов КСН и КСПи различного конструктивного исполнения- круто и слабонаклонных, со смещением спиц спирали и без смещения.Формула изобретения 1, Способ оперативною определенияпроизводительности спирального классификатора по пескам, включающий определение числа оборотов в минуту, диаметра спирали, угла наклона классификатора к горизонтали, количества заходов спирали, плотности порции песков при сбрасывании ее в песковый желоб и плотности ее твердой фазы, расчет обьема и массы порции песков и часовой производительности спирального классификатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и универсальности определения производительности для спиральных классификаторов различных типов, дополнительно определяот значения угла смещения спицы спирали относительно плоскости, перпендикулярной к осевой линии вала, радиус вала спирали, высоту порции песков в процессе транспортирования ее по корыту путем вертикального зондирования порции и измерения расстояния от поверхности порции донижней кромки спирали, при этом расчетный объем порции определяют по найденной высоге с учетом корректирующего коэффициента для высоты, реальный объем порции определяют по расчетному объему 5 порции с учетом корректирующего коэффициента для объема, причем корректирующий коэффициент для высоты порции определяют предварительно из соотношения 10 К 1 - , где Ь - высота движущейс Ь Ьй работе спи порции ральноЬ после остора и впорции и ма опрения объем и становки песков; - расчет ляемый и где Ч после порци Ч опреде песков при нормаль классификатора; высота порции пестановки спиральноыравнивания верхн есков до горизонтаектирующий коэффделяют предварите ков, полученнаяго классификаей поверхностиУьной плоскости;ициентдля объльно из соотно рции песков, измеренный классификатора и отбора ый объем порции песков,уравненияца; сси икато жду плоскостью с ендикулярной ко у - угол ме иплоскостью, перп снии вала;р =(90 - а),2. Способ по п.1, о т л и ч а ютем, что зондирование выполняютрывно в каждой из рядом движущиций песков под каждым из заходов спричем общее количество измеренино быть не менее числа заходов спвысоту порции определяют по усрему значению выполненных измерен ра вой ли --( -- гв)сд)+о огО - диаметр спирали;гь - радиус вала спирала - угол наклона корыта щийсянепрехся порпирали, й должирали, а дненноий.ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 1802 ВНИИП Тираж 337 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва,Ж, Рауаская наб 4/5