Технические средства контроля уровня пульпы и пены во флотационных машинах.

В качестве измерителей уровней во флотационных машинах могут применяться пьезометрические, поплавковые, электродные, ультразвуковые и радарные уровнемеры. Выбор типа датчика зависит от конкретных условий обогатительной фабрики.

Поплавковые датчики предназначены для непрерывного автоматического контроля уровня пульпы в камерах флотомашин. Могут быть использованы в системах автоматического регулирования уровня пульпы. Действие датчиков основано на измерении вертикального перемещения поплавка, соответствующего изменению уровня пульпы в камере флотомашины.

Датчики состоят из поплавка, связанного с помощью системы вертикального и горизонтального рычагов с преобразователем «угол поворота – напряжение», установленном в прямоугольном сварном корпусе. Выход преобразователя связан с преобразователем «напряжение – ток», расположенном в том же корпусе. Датчики ДтП-64А выпускаются в четырех модификациях, отличающихся друг от друга длиной горизонтальных рычагов, для измерения уровня пульпы в диапазоне 100-500 мм с погрешностью ±5%.

Поплавковый датчик ДТП-84 включает поплавок, систему рычагов, преобразователь «перемещение – напряжение», преобразователь «напряжение – ток». Принцип измерения – тензометрический; диапазон измерения уровня 500 мм, основная приведенная погрешность 1,25%, выходной сигнал 0-5, 0-20, 4-20 мА постоянного тока. Поплавок устанавливается в успокоителе, датчик на площадке по месту.

Уровнемер «Уровень Т» (ДТП-55М) состоит из буйка, тензодатчика силы ТДС-1 и преобразователя ПП-150. принцип действия датчика основан на измерении веса частично погруженного в пульпу буйка при изменении уровня пульпы.

Тензодатчик силы (рис.4.4.) крепится болтами к стенке флотомашины. Буек подвешивается к тензометру на тросике и размещается в успокоителе. Преобразователь ПП-150 монтируется на петлях к стенке конструкции здания на расстоянии не более 10 м от тензометра.

Датчики ДТП-55М выпускаются на диапазон измерения 0-650 мм; основной приведенной погрешностью ±3% и выходным сигналом 0-5, 4-20 мА постоянного тока.

Ультразвуковые уровнемеры используют метод вычисления величины уровня пульпы во флотомашине по времени прохождения ультразвукового сигнала от точки установки датчика до пульпы и отраженного сигнала от пульпы до датчика.

 

 

ПП 150

тензометр

питание 220 В~

выход

поплавок 0-5, 4-20, 0-20 мА

успокоитель

 

Рисунок 4.4.Схема установки датчика ДТП-55М.

 

Особенности таких уровнемеров заключаются в отсутствии движущихся частей, длительного срока службы, отсутствии контакта частей прибора с пульпой и самоочистки поверхности излучателя.

Для контроля уровня пульпы во флотомашине могут использоваться ультразвуковые уровнемеры моделей Probe LU, Multi Ranger 100/200, Ai Ranger SP2/DPL/XPL.

Уровнемеры Probe LU выпускаются на пределы измерения 0,25-12 м, погрешностью ±0,15% шкалы или ±6 мм (большее), выходным сигналом 4-20 мА +HART-протокол и питанием 12…30В постоянного тока (двухпроводная схема включения). Устанавливаются по месту и имеют ЖК-дисплей.

Ультразвуковые системы измерения уровней моделей Multi Ranger 100/200 выпускаются на пределы измерения 0,3-15 м, с погрешностью измерения 0,25% шкалы или ±6 мм (большее), с аналоговыми (4-20 мА), релейными и цифровыми (протокол Modbus RTU) выходными сигналами и питанием 12…30 В постоянного тока, 85…264 В переменного тока.

Ультразвуковые системы измерения уровня моделей Ai Ranger SP2/DPL/XPL выпускаются с 1 точкой контроля (SPL), двумя (DPL) и с 10-ю (XPL), пределами измерений 0,3-60 м, погрешностью ±0,25% шкалы или ±6 мм (верхнее), с аналоговыми (0-20, 4-20 мА) релейными и цифровыми (протоколы Modbus RTU, Profibus-DP) выходными сигналами и питанием 196-254 В переменного тока. Имеют в составе блок излучателя – приемника ультразвуковых сигналов (устанавливаются по месту) и блок обработки информации с ЖК-дисплеем и пультом управления (устанавливаются на щите).

Для контроля уровня пульпы можно использовать такие радарные уровнемеры моделей BM702, BM70A, выпускаемые на пределы измерения 0-20 м (ВМ702) и 0-40 м (ВМ-70А), погрешностью ±10 мм (для диапазона 0-5 м), ±0,2% измеряемой величины (для диапазона 3,3-40 м) (ВМ70А), с аналоговыми (4-20 мА +HART-протокол) дискретными и цифровыми (RS485 с протоколом Modbus RTU) выходными сигналами и питанием 17…30 В постоянного тока.

Устанавливаются по месту, имеют ЖК-дисплей.

Информация о толщине слоя пены используется для контроля состояния процесса флотации, т.к. отражает качественные и количественные показатели реагентного режима, определяет качество концентрата и извлечение металла в концентрат.

Эту величину можно контролировать, стабилизируя уровень пульпы и принимая колебания уровня пены за колебания толщины слоя пены.

Для контроля толщины слоя пены можно использовать следующие автоматические устройства.

Устройство автоматического контроля толщины слоя пены и уровня пульпы в камере флотомашины типа «Пена-3» предназначен для измерения толщины слоя пены и уровня пульпы. Устройство использует метод измерения интервалов времени, определяемых моментами прохождения поплавком – электродам границ раздела сред «воздух – пена – пульпа» и преобразования этих интервалов в пропорциональные им величины напряжения.

В состав датчика (рис. 4.5) ходит устройство измерения ИЗУ-5, устанавливаемого на щите или по месту, и датчика ДТУ-6, размещаемого на объекте контроля и соединенного с устройством измерения кабелем.

 

 

Рисунок 4.5 Структура измерителя толщины слоя пены «Пена - 3»

1. камера флотомашины

2. пена

3. пульпа

4. реверсивный электродвигатель

5,6. переключатели

7,8. пружины

9,10. рычаги

11. упор

12. нить

13. электропроводящий поплавок

14. блок управления двигателем

15. коммутатор

16,17. программные блоки

18,19. измерители времени

 

В качестве чувствительного элемента используется электропроводящий поплавок 13, закрепленный на тросике 12, наматываемый на шкив реверсивного двигателя 4. электродвигатель периодически включается и поплавок опускается с постоянной скоростью до тех пор, пока не коснется сначала пены 2 (при этом в коммутаторе 15 наводится первый электрический импульс), а потом пульпы 3 (в коммутаторе наводится второй электрический импульс). Опускание поплавка происходит о тех пор, пока через рычаг 9 не замкнется контакт 5, после чего блок управления двигателем 14 реверсирует двигатель 4, поднимая поплавок. На тросике 12 закреплен упор 11, который предназначен для включения контакта 11 через рычаг 10. при замыкании контакта 11, блок управления двигателем 14 переключает двигатель 4 в обратную сторону, поплавок 13 начинает вновь опускаться и цикл измерения повторяется.

Время, прошедшее с момента прохождения груза нулевой отметки и с момента касания поплавком поверхности пены до момента касания поверхности пульпы, определяют соответственно уровень пульпы и толщину слоя пены. В программных 16, 17 блоках и измерителях времени 18, 19 измеренные промежутки времени запоминаются и преобразуются в электрические сигналы постоянного тока 0-5, 4-20 мА, соответствующие уровню пульпы и толщине слоя пены.

Диапазон измерения: толщины слоя пены – 5-1000 мм, уровня пульпы 0-1000 мм, основная приведенная погрешность – 2,5%.

Система контроля толщины слоя пены и уровня пульпы «КУПП-40» используется для измерения толщины слоя пены двух фазных электропроводящих сред с различной степенью электропроводности, например, в камере флотомашины при флотации руд цветных металлов в процессах обогащения руд.

Принцип действия датчика основан на динамическом измерении электропроводности с помощью пороговых устройств.

Система КУПП-40 (рис. 4.6) содержит блок изолированных друг от друга электропроводных контактов, погружаемых в пульпу, на поверхности которой находится пенный слой и определяется числом контактов, находящихся в пене и в пульпе.

Рисунок 4.6. Общий вид датчика КУПП-40

 

Информация о толщине пенного слоя и уровне пульпы во флотомашине преобразуется в гальванически развязанные токовые аналоговые сигналы 4-20 (0-5) мА.

Система КУПП-40 включает блок контактов 1, блок коммутатора 2, блок преобразователь и клапан для водного орошения (на рис.4.6 не показаны).

Блок контактов, на котором крепится блок коммутаторов, опускается вертикально во флотомашину, таким образом, чтобы 25 контактов находились ниже сливного порога, а остальные – выше. Клапан и блок преобразователей рекомендуется устанавливать вне зоны измерения параметров.

Достоинства и преимущества КУПП-40:

· Отсутствие подвижных частей.

· Многоканальность по измеряемым параметрам.

· Возможность пошагового просмотра электропроводности двухфазной среды по глубине.

· Простота настройки и эксплуатации системы.

· Достоверность и наглядность измерения параметров пены и пульпы.

· Независимость показаний параметров от изменений электропроводности пульпы.

· Оптическая изоляция между измеряемой средой и выходными сигналами.

· Малый расход воды для орошения блока контактов.

 

Устройство контроля уровня типа КУП-8 предназначено для контроля толщины слоя электропроводной пены и пульпы в камерах флотомашин, для многопозиционного контроля уровня жидких электропроводящих сред в открытых емкостях и в других технологических аппаратах.

В устройстве использовании принцип сравнения (измерения) электропроводности трех сред (воздух – пена – пульпа) с помощью электропроводных вертикальных щупов, установленных на технологическом агрегате в месте измерения.

Устройство «КУП-8» состоит из блока электродов и преобразователя с индикатором, которые соединяются между собой экранированным 10-жильным кабелем.

Блок электродов устанавливается на технологическом агрегате по месту измерения уровня, преобразователь монтируется на стене помещения или металлоконструкции на расстоянии не более 10 метров от блока электродов. Индикатор уровня располагается на лицевой панели преобразователя.

Устройство «КУП-8» может контролировать 4 или 8 дискретных уровней с преобразованием их величин в выходной ступенчатый сигнал 0-5 (4-20) мА постоянного тока.