專(zhuān)利名稱(chēng)：一種層流薄膜離心分選機(jī)控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及選礦工藝與設(shè)備的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種層流薄膜離心分選機(jī)控制儀。
背景技術(shù)：
硅藻土是一種具有天然納米微孔且分布有規(guī)律、比表面積大、堆密度小、主要成分為無(wú)定型SiO2的天然硅質(zhì)多孔的非金屬礦物，廣泛應(yīng)用于啤酒、飲料、飲用水、工業(yè)油脂等的過(guò)濾以及污水處理、建材、化工、農(nóng)業(yè)、橡膠和塑料填料、造紙?zhí)盍系阮I(lǐng)域，是許多產(chǎn)業(yè)必不可少的功能性礦物材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。我國(guó)是硅藻土儲(chǔ)量大國(guó)，在世界上僅次于美國(guó)，居第二位。但我國(guó)的硅藻土儲(chǔ)量中，絕大多數(shù)為低品位資源，能直接應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)硅藻土資源較少。目前我國(guó)的二、三級(jí)低品位硅藻土除了用來(lái)生產(chǎn)低檔輕質(zhì)隔熱保溫磚以外，沒(méi)有得到高效開(kāi)發(fā)利用。在開(kāi)采一級(jí)硅藻土資源的過(guò)程中，占75%以上的低品位(二、三級(jí))硅藻土資源被廢棄，不僅嚴(yán)重浪費(fèi)寶貴的硅藻土資源，而且污染當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。由于低品位的黏土質(zhì)硅藻土礦或含黏土、砂石與礦物碎屑的硅藻土礦不能用來(lái)生產(chǎn)高性能和高附加值的硅藻土制品，加上優(yōu)質(zhì)硅藻土資源的日漸減少和市場(chǎng)對(duì)硅藻土制品需求量的持續(xù)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(shù)是目前和未來(lái)硅藻土開(kāi)發(fā)利用行業(yè)所急需。對(duì)低品位硅藻土進(jìn)行深加工的常規(guī)方法是低品位硅藻原土經(jīng)過(guò)粉碎、分散處理后，在重力作用下通過(guò)自然沉降，硅藻精土與黏土礦物實(shí)現(xiàn)分層，下層為硅藻精土，而黏土礦物不易沉降則懸浮于溶液中。但是礦漿在重力場(chǎng)中自然沉降分層的時(shí)間很長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、不能連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題。層流薄膜離心分選機(jī)是在離心力場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)硅藻土和黏土礦物高效連續(xù)分選或分離的關(guān)鍵設(shè)備，由于離心加速度可以為重力加速度的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，從而加速了礦漿中不同礦物的沉降時(shí)間，強(qiáng)化了硅藻土和黏土礦物的分離效果。層流薄膜離心分選機(jī)的分選效率受到許多因素的影響，合理的控制和優(yōu)化這些因素，是實(shí)現(xiàn)硅藻土和黏土礦物高效連續(xù)分選的根本保障。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種層流薄膜離心分選機(jī)控制儀，解決了現(xiàn)有硅藻土分選技術(shù)中存在的問(wèn)題，它可以實(shí)現(xiàn)將低品位硅藻原土經(jīng)分散后的礦漿在層流薄膜離心分選機(jī)中，達(dá)到快速、連續(xù)、高效地沉降、分層和分離硅藻精土和黏土礦物。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的、解決目前存在的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種層流薄膜離心分選機(jī)控制儀，其特征是包括微處理器、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(kāi)關(guān)量輸出模塊、光電隔離電路C、液晶觸摸顯示屏、參數(shù)保存電路和復(fù)位電路；模擬量輸入模塊通過(guò)光電隔離電路A與微處理器相連，模擬量輸出模塊通過(guò)光電隔離電路B與微處理器相連，開(kāi)關(guān)量輸出模塊通過(guò)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(jì)、流量計(jì)、原土礦漿罐液位計(jì)、精礦罐液位計(jì)、尾礦罐液位計(jì)和A/D轉(zhuǎn)換電路；懸浮物濃度計(jì)、流量計(jì)、原土礦漿罐液位計(jì)、精礦罐液位計(jì)、尾礦罐液位計(jì)分別與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，A/D轉(zhuǎn)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(diào)速控制器和D/A轉(zhuǎn)換電路，調(diào)速控制器與D/A轉(zhuǎn)換電路相連，D/A轉(zhuǎn)換電路連接所述的光電隔離電路B。 所述的開(kāi)關(guān)量輸出模塊包括給料電磁閥、沖水電磁閥、精尾礦電磁閥、補(bǔ)水電磁閥、液壓閥門(mén)、分選機(jī)電機(jī)、攪拌電機(jī)和固態(tài)繼電器組；所述的給料電磁閥、沖水電磁閥、精尾礦電磁閥、補(bǔ)水電磁閥、液壓閥門(mén)、分選機(jī)電機(jī)、攪拌電機(jī)分別與固態(tài)繼電器組相連；固態(tài)繼電器組連接所述的光電隔離電路C。所述的復(fù)位電路與微處理器相連，用于系統(tǒng)上電初始化，并起看門(mén)狗作用。所述的參數(shù)保存電路與微處理器相連，用于停機(jī)后保存系統(tǒng)參數(shù)。所述的微處理器還包括運(yùn)算器、RAM、程序存貯器、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)和I/O接口。所述的微處理器為單片微型計(jì)算機(jī)。層流薄膜離心分選機(jī)控制儀實(shí)現(xiàn)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(jī)轉(zhuǎn)鼓的礦漿調(diào)配到設(shè)定的給料濃度。經(jīng)過(guò)分散后的硅藻土原土礦漿濃度很高，根據(jù)懸浮物濃度計(jì)檢測(cè)的數(shù)值，控制補(bǔ)水電磁閥的通電或斷電時(shí)間，改變補(bǔ)加清水或回用水的用量，將礦漿濃度降低到設(shè)定值。所述的懸浮物濃度計(jì)帶4 20mA輸出，該輸出信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和光電隔離后，與補(bǔ)水電磁閥(經(jīng)隔離和電流驅(qū)動(dòng)后)分別和所述的微處理器相連，采用PID算法，形成閉環(huán)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(jī)轉(zhuǎn)鼓的礦漿流量。根據(jù)流量計(jì)檢測(cè)的數(shù)值，控制液壓閥門(mén)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，使礦漿流量達(dá)到設(shè)定值。所述的流量計(jì)帶4 20mA輸出，該輸出信號(hào)和液壓閥門(mén)與所述的微處理器，采用PID算法，形成閉環(huán)控制。分選控制用于將滿足分選工藝濃度要求的礦漿按照一定的時(shí)序給入到層流薄膜離心分選機(jī)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，礦漿在隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，沿鼓壁作斜面流動(dòng)，構(gòu)成在空間的螺旋形運(yùn)動(dòng)軌跡。礦漿在相對(duì)于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生分層，進(jìn)入底層的重礦物即附著在鼓壁上做緩慢移動(dòng)，而上層輕礦物則隨礦漿流從轉(zhuǎn)鼓的大端排出。當(dāng)重礦物沉積到一定的厚度時(shí)，停止給礦，沖水電磁閥導(dǎo)電，高壓水由沖礦管給入轉(zhuǎn)鼓，沖洗向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁沉積的精礦。層流薄膜離心分選機(jī)是間斷工作的，但給礦、斷礦、沖礦和分排精尾礦卻是由控制儀和執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)行的。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括給料電磁閥、沖水電磁閥、精尾礦電磁閥、分選機(jī)電機(jī)和調(diào)速控制器，所述的調(diào)速控制器與分選機(jī)電機(jī)相連，通過(guò)控制儀輸出0 IOmA (或4 20mA)電流信號(hào)至調(diào)速控制器，再由調(diào)速控制器調(diào)節(jié)分選機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速。所述的調(diào)試控制器可以為電磁調(diào)速控制器，也可以為變頻調(diào)速控制器。所述的給料電磁閥在斷電的時(shí)候，給料斗中的翻板偏向回流側(cè)，原土礦漿經(jīng)過(guò)給料泵，至給料斗中的翻板，回流到原土礦漿罐；而當(dāng)給料電磁閥通電的時(shí)候，給料斗中的翻板偏向加料側(cè)，原土礦漿經(jīng)過(guò)給料泵，至給料斗中的翻板，將礦漿給入分選機(jī)轉(zhuǎn)鼓里。所述的精尾礦電磁閥在斷電的時(shí)候，排礦斗中的翻板偏向尾礦側(cè)，從分選機(jī)轉(zhuǎn)鼓排出的物料(尾礦)，經(jīng)過(guò)排礦斗中的翻板流入到尾礦罐中；而當(dāng)精尾礦電磁閥在通電的時(shí)候，排礦斗中的翻板偏向精礦側(cè)，從分選機(jī)轉(zhuǎn)鼓排出的物料(精礦或沖洗水)，經(jīng)過(guò)排礦斗中的翻板流入到精礦罐中。層流薄膜離心分選機(jī)控制儀按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間向執(zhí)行機(jī)構(gòu)通入或切斷電源，完成硅藻土原礦漿的分選過(guò)程，具體包括四個(gè)階段給礦一間歇1 —沖礦一間歇2，這四個(gè)階段構(gòu)成一個(gè)分選過(guò)程，并循環(huán)重復(fù)實(shí)現(xiàn)層流薄膜離心分選機(jī)的連續(xù)分選工作。為了提高層流薄膜離心分選機(jī)的分選效果，在給礦階段，轉(zhuǎn)鼓處于高速狀態(tài)，礦物的分離因素大，強(qiáng)化了不同礦物的分層，而在沖礦階段，為了改善沖礦效果和降低精礦濃度，需要在低速下沖洗轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的硅藻精土料層。這兩個(gè)階段之間的間隔保證了轉(zhuǎn)鼓內(nèi)殘液的充分流出，避免精礦和尾礦之間的污染，同時(shí)為轉(zhuǎn)鼓的高速一低速或低速一高速變化實(shí)現(xiàn)線性遞增或遞減，避免因控制電流變化幅度過(guò)大導(dǎo)致電機(jī)損壞或轉(zhuǎn)鼓的劇烈振動(dòng)。所述的液晶觸摸顯示屏和所述的微處理器相連，用于顯示分選工藝流程和工藝參數(shù)，反映設(shè)備的狀態(tài)，同時(shí)還包括啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和參數(shù)修改等功能按鈕。各階段的時(shí)間可以在屏幕上直接修改。在準(zhǔn)備階段或初始狀態(tài)，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)為給料泵為通電運(yùn)行狀態(tài)，其余為斷電停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，礦物的沉降分選按如下時(shí)序進(jìn)行
序號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)點(diǎn)按啟動(dòng)按鈕、四個(gè)階段循環(huán)重復(fù)工作點(diǎn)按停止按鈕給料間歇1沖礦間歇21給料泵通電通電通電通電通電通電2分選機(jī)電機(jī)斷電通電通電通電通電通電3調(diào)速控制器斷電恒定高速.高速一低速恒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沖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(gè)階段的時(shí)間以及高速和低速的速度可以通過(guò)層流薄膜離心分選機(jī)控制儀進(jìn)
行在線修改和自動(dòng)存儲(chǔ)，速度的變化按如下關(guān)系式自動(dòng)進(jìn)行。DH -D權(quán)利要求1.一種層流薄膜離心分選機(jī)控制儀，其特征在于包括微處理器、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(kāi)關(guān)量輸出模塊、光電隔離電路C、液晶觸摸顯示屏、參數(shù)保存電路和復(fù)位電路，模擬量輸入模塊通過(guò)光電隔離電路A與微處理器相連，模擬量輸出模塊通過(guò)光電隔離電路B與微處理器相連，開(kāi)關(guān)量輸出模塊通過(guò)光電隔離電路C與微處理器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層流薄膜離心分選機(jī)控制儀，其特征在于所述的模擬量輸入模塊包括懸浮物濃度計(jì)、流量計(jì)、原土礦漿罐液位計(jì)、精礦罐液位計(jì)、尾礦罐液位計(jì)和A/D轉(zhuǎn)換電路；懸浮物濃度計(jì)、流量計(jì)、原土礦漿罐液位計(jì)、精礦罐液位計(jì)、尾礦罐液位計(jì)分別與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，A/D轉(zhuǎn)換電路連接所述的光電隔離電路A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層流薄膜離心分選機(jī)控制儀，其特征在于所述的模擬量輸出模塊包括調(diào)速控制器和D/A轉(zhuǎn)換電路，調(diào)速控制器與D/A轉(zhuǎn)換電路相連，D/A轉(zhuǎn)換電路連接所述的光電隔離電路B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層流薄膜離心分選機(jī)控制儀，其特征在于所述的開(kāi)關(guān)量輸出模塊包括給料電磁閥、沖水電磁閥、精尾礦電磁閥、補(bǔ)水電磁閥、液壓閥門(mén)、分選機(jī)電機(jī)、攪拌電機(jī)和固態(tài)繼電器組；所述的給料電磁閥、沖水電磁閥、精尾礦電磁閥、補(bǔ)水電磁閥、液壓閥門(mén)、分選機(jī)電機(jī)、攪拌電機(jī)分別與固態(tài)繼電器組相連，固態(tài)繼電器組連接所述的光電隔離電路C。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種層流薄膜離心分選機(jī)控制儀，屬于選礦工藝與設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域。主要解決現(xiàn)有的硅藻土選礦采用自然沉降法，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低和勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。本實(shí)用新型的特征是包括微處理器、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(kāi)關(guān)量輸出模塊、光電隔離電路C、液晶觸摸顯示屏、參數(shù)保存電路和復(fù)位電路，模擬量輸入模塊通過(guò)光電隔離電路A與微處理器相連，模擬量輸出模塊通過(guò)光電隔離電路B與微處理器相連，開(kāi)關(guān)量輸出模塊通過(guò)光電隔離電路C與微處理器相連。本實(shí)用新型使硅藻原土以最佳的條件，在層流薄膜離心分選機(jī)中強(qiáng)化分選，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、高效、連續(xù)和穩(wěn)定的生產(chǎn)，特別適合于黏土質(zhì)礦物的分選。
文檔編號(hào)B03B5/32GK202336385SQ201120531528
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者孫志明, 楊小平, 鄭水林, 陳彥如 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)