CN208568518U - 一种称重式矿浆浓度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种称重式矿浆浓度测量仪。所述称重式矿浆浓度测量仪包括一次取样器、二次取样装置、取样壶和电子秤；所述一次取样器包括一次取样管和控制该一次取样管开闭的开关机构；所述二次取样装置包括胶管、二次取样气缸、二次取样管和取样箱；所述胶管设于所述取样箱内，其一端管口与所述一次取样管的出料端管口连接，另一端为自由端；所述二次取样气缸用于驱动所述胶管的自由端摆动；所述二次取样管的一端管口为取样刀口，并设于所述胶管的自由端下方的一侧；所述取样壶设置于所述电子秤上，所述二次取样管的出料端伸入所述取样壶内。本实用新型具有安全性高、工作强度低、检测工艺简单、生产效率高，检测精度高的优点。

Description

一种称重式矿浆浓度测量仪

技术领域

本实用新型涉及矿浆浓度测量技术领域，特别是涉及一种称重式矿浆浓度测量仪。

背景技术

矿产作为不可再生资源，在社会经济发展中占有相当重要的地位。我国拥有种类繁多的矿产资源且储量丰富，根据45种主要矿产资源的统计，我国的矿产储量总价值位居世界第3，占全世界的14.64％，仅次于美国和前苏联。虽然总量丰富，但人均矿产资源占有量却只有世界平均水平的58％，位居世界第53位。除此之外，我国矿产还存在着难选矿、贫矿多，矿床规模偏小，回收率低以及浪费严重等问题。矿浆浓度在整个选矿工艺中有着极为重要的作用，它直接影响到选矿工艺的各项技术经济指标。因此，在选矿过程中把握好矿浆浓度显得尤为重要。

矿浆浓度对选矿工艺的影响体现在以下几个方面：

1、矿物回收率；这点主要体现在浮选工艺中，在各种矿物的浮选中，矿浆浓度和回收率有着一定的规律性。当矿浆很稀时，回收率较低，随着矿浆浓度的逐渐增加，回收率也逐渐增加，并达到最大值。但超过最佳矿浆浓度后，回收率又降低。原因是由于矿浆浓度过高或过低都会使浮选机充气条件变坏，所以生产中应当把握适当的矿物浓度。

2、最终精矿质量；在较稀的矿浆中浮选时，精矿质量较高，而在较浓的矿浆中浮选时，精矿质量就下降。

3、浮选机的生产能力；随着矿浆浓度的增高，浮选机按处理量生产的生产能力也增大。

4、选矿时间；在矿浆浓度较高时，浮选时间会增加，有利于提高回收率，增加了浮选机的生产率。

目前，选矿厂选矿工艺中浓度测量方式为人工现场取样，测量，计算得出浓度值。人工测量速度慢，测量精度不高，再加上测量点多，测量点分散就大大降低了生产效率，加重了操作人员劳动强度，同时操作人员进入现场取样的安全风险高。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种称重式矿浆浓度测量仪，其具有安全性高、工作强度低、检测工艺简单、生产效率高，检测精度高的优点。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种称重式矿浆浓度测量仪，包括一次取样器、二次取样装置、取样壶和电子秤；所述一次取样器包括一次取样管和控制该一次取样管开闭的开关机构，所述一次取样管的一端为进料端，另一端为出料端，所述开关机构安装于所述一次取样管上；所述二次取样装置包括胶管、二次取样气缸、二次取样管和取样箱；所述一次取样管的出料端竖直设于所述取样箱上；所述胶管设于所述取样箱内，其一端管口与所述一次取样管的出料端管口连接，另一端为自由端；所述二次取样气缸设于所述取样箱的一侧，用于驱动所述胶管的自由端摆动；所述二次取样管的一端管口为取样刀口，并设于所述胶管的自由端下方的一侧，另一端为出料端；所述取样箱的底部开设有回流出口；所述取样壶设置于所述电子秤上，所述二次取样管的出料端伸入所述取样壶内。

本实用新型的称重式矿浆浓度测量仪通过联合设置一次取样器、二次取样装置、取样壶和电子秤，可实现远程自动取样和测量，代替了人工取样和测量，不需要操作人员亲自进入作业现场，检测过程在浮选层底部完成，可安装在特殊的环境当中，如平时操作人员禁止或很少去的地方，实现与生产现场完全分开，不占用作业现场资源，减少人的不安全因素，检测过程安全高效，生产效率得到提高，减轻了劳动强度，达到减员增效的条件，且采用称重式测量，相对于市场上的超声波浓度测量仪，其测量精度更加高，同时使用周期更长，更容易维护，设备成本更低。

本实用新型的称重式矿浆浓度测量仪具有安全性高、工作强度低、检测工艺简单、生产效率高，检测精度高的优点，可推广到全国的各种选矿行业。

进一步地，还包括喷淋头和清水管，所述喷淋头设在所述取样壶的壶口内，并与所述清水管连通，且所述喷淋头与清水管之间的管路设有取样壶冲洗阀；所述取样壶的壶壁开设有溢流口，其底部设有排放阀。通过此处设置，方便对取样壶的内部进行清洗。

进一步地，所述一次取样器还包括上冲洗阀和下冲洗阀，所述开关机构为管夹阀；所述一次取样管的进料端径向***矿浆管道内，并开设有取样口；所述管夹阀安装于所述一次取样管中位于矿浆管道外的部分，所述上冲洗阀和下冲洗阀分别安装于所述管夹阀的两侧，并分别与所述清水管连通；所述取样口、上冲洗阀与管夹阀之间的管路连通，所述管夹阀、下冲洗阀与一次取样管的出料端管口之间的管路连通。通过在一次取样管开设取样口，并利用管夹阀作为开关结构，方便直接从矿浆管道取样，保证取样的代表性和准确性，同时上冲洗阀、下冲洗阀能够对一次取样管进行全面冲洗。

进一步地，所述一次取样器还包括冲洗阀，所述开关机构包括一次取样气缸和拉杆；所述一次取样管的进料端径向***矿浆管道内，并开设有取样口；所述冲洗阀安装于所述一次取样管的一侧，并分别与所述一次取样管和清水管连通；所述拉杆的一端与所述一次取样气缸的动力输出端连接，另一端径向可活动地***矿浆管道内；当一次取样气缸将拉杆往矿浆管道内方向伸入时，所述拉杆***矿浆管道内的一端***一次取样管内，并将所述取样口封闭，当一次取样气缸将拉杆往矿浆管道外方向拉动时，所述拉杆***矿浆管道内的一端与所述取样口分离，使所述取样口打开。通过在一次取样管开设取样口，利用一次取样气缸和拉杆作为开关机构，方便直接从矿浆管道取样，保证取样的代表性和准确性，同时冲洗阀能够对一次取样管进行冲洗。

进一步地，所述一次取样器还包括装有待测矿浆的搅拌桶、上冲洗阀和下冲洗阀，所述开关机构为管夹阀；所述一次取样管的进料端与所述搅拌桶的桶壁底部连接，其管口与搅拌桶的内部连通；所述管夹阀安装于所述一次取样管上，所述上冲洗阀和下冲洗阀分别安装于所述管夹阀的两侧，并分别与所述清水管连通；所述一次取样管的进料端管口、上冲洗阀与管夹阀之间的管路连通，所述管夹阀、下冲洗阀与一次取样管的出料端管口之间的管路连通。通过设置搅拌桶，可以使待测矿浆中的固体颗粒处于均匀分散状态，保证一次取样管取样的代表性和准确性，同时上冲洗阀、下冲洗阀能够对一次取样管进行全面冲洗。

进一步地，所述取样壶内设有液位传感器，用于判断矿浆液面是否到达溢流口，减少测量误差。

进一步地，所述电子秤内安装有称重传感器和称重仪表，所述称重仪表与所述称重传感器电连接。

进一步地，还包括气动控制箱，所述排放阀和取样壶冲洗阀均采用气动阀，所述气动控制箱分别与所述二次取样气缸、排放阀和取样壶冲洗阀电连接。

进一步地，还包括取样控制柜，所述取样控制柜分别与所述液位传感器和称重仪表电连接，用于接收电子秤称量所得的重量值，从而计算出矿浆浓度。

进一步地，还包括与所述取样控制柜电连接的人机界面，用于显示测得的矿浆浓度以及设备当前的运行状态，并供用户设定技术参数。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为一次取样器为管道式取样器时的结构示意图；

图2为一次取样器为气缸式取样器时的结构示意图；

图3为一次取样器为搅拌式取样器时的结构示意图；

图4为二次取样装置的结构示意图；

图5为取样壶和电子秤的结构示意图；

图6为气动控制箱的控制关系图；

图7为取样控制柜的控制关系图。

具体实施方式

请参阅图1-7，本实用新型的称重式矿浆浓度测量仪包括一次取样器1、二次取样装置2、取样壶3、电子秤4、气动控制箱5、取样控制柜6、人机界面7。

所述一次取样器1用于对矿浆一次取样，所述二次取样装置2用于在一次取样器1取得的矿浆样品中二次取样，所述取样壶3用于装载二次取样所得的矿浆，所述电子秤4用于称量取样壶3装载矿浆前后的重量，所述气动控制箱5用于控制安装于一次取样器1、二次取样装置2、取样壶3上的各种气动元件，所述取样控制柜6用于接收电子秤4称量所得的重量值，从而计算出矿浆浓度，所述人机界面7用于显示测得的矿浆浓度以及设备当前的运行状态，并供用户设定技术参数。

请参阅图1-3，所述一次取样器1包括一次取样管10和控制该一次取样管10开闭的开关机构，所述一次取样管10的一端为进料端，另一端为出料端，所述开关机构安装于所述一次取样管10上。所述一次取样管10的进料端与矿浆管道A或其他装有待测矿浆的容器连接。

具体地，如图1所示，所述一次取样器1为管道式取样器，其还包括上冲洗阀12a和下冲洗阀12b，所述开关机构为管夹阀13；所述一次取样管10的进料端径向***矿浆管道A内，且其端部封闭，管壁开设有取样口100；所述管夹阀13安装于所述一次取样管10中位于矿浆管道A外的部分，所述上冲洗阀12a和下冲洗阀12b分别安装于所述管夹阀13的两侧，且所述管夹阀13优选气动型，所述上冲洗阀12a和下冲洗阀12b均优选Y型气动阀；所述取样口100、上冲洗阀12a与管夹阀13之间的管路连通，所述管夹阀13、下冲洗阀12b与一次取样管10的出料端管口之间的管路连通。

或者，如图2所示，所述一次取样器1为气缸式取样器，其还包括冲洗阀14，所述开关机构包括一次取样气缸15和拉杆16；所述一次取样管10的进料端径向***矿浆管道A内，且其管壁开设有取样口100；所述冲洗阀14安装于所述一次取样管10的一侧，并与所述一次取样管10连通，且所述冲洗阀14优选Y型气动阀；所述拉杆16的一端与所述一次取样气缸15的动力输出端连接，另一端径向可活动地***矿浆管道A内；当一次取样气缸15将拉杆16往矿浆管道A内方向伸入时，所述拉杆16***矿浆管道A内的一端***一次取样管10的进料端管口内，并将所述取样口100封闭，当一次取样气缸15将拉杆16往矿浆管道A外方向拉动时，所述拉杆16***矿浆管道A内的一端与所述取样口100分离，使所述取样口100打开；所述一次取样气缸15可根据实际需要从市场上的气缸产品中选购，所述拉杆16也可根据实际需要从市场上选购。

或者，如图3所示，所述一次取样器1为搅拌式取样器，其还包括搅拌桶17、上冲洗阀18a和下冲洗阀18b，所述开关机构为管夹阀19；所述搅拌桶17内装有待测矿浆，并设置有搅拌桨等搅拌部件，使待测矿浆中的固体颗粒处于均匀分散状态，以提高取样的代表性和准确性；所述一次取样管10的进料端与所述搅拌桶17的桶壁底部连接，其管口与搅拌桶17的内部连通；所述管夹阀19安装于所述一次取样管10上，所述上冲洗阀18a和下冲洗阀18b分别安装于所述管夹阀19的两侧，且所述管夹阀19优选气动型，所述上冲洗阀18a和下冲洗阀18b均优选Y型气动阀；所述一次取样管10的进料端管口、上冲洗阀18a与管夹阀19之间的管路连通，所述管夹阀19、下冲洗阀18b与一次取样管10的出料端管口之间的管路连通。

请参阅图4，所述二次取样装置2包括胶管20、二次取样气缸21、二次取样管22和取样箱23。所述一次取样管10的出料端竖直设于所述取样箱23上，所述胶管20设于所述取样箱23内，其一端管口与所述一次取样管10的出料端管口连接，另一端为自由端201。所述二次取样气缸21设于所述取样箱23的一侧，其动力输出端与所述胶管20的自由端201连接，用于驱动所述胶管20的自由端201摆动，其可根据实际需要从市场上的气缸产品中选购。所述二次取样管22的一端管口为取样刀口220，具体为鸭嘴型取样刀口，并设于所述胶管20的自由端201下方的一侧，另一端为出料端。所述取样箱23的底部开设有回流出口，所述回流出口可通过一外接的回流管230与一回收泵连接，对箱内矿浆进行回收。

请参阅图5，所述取样壶3为漏斗型，其通过一支架35架设于所述电子秤4上，所述二次取样管22的出料端伸入所述取样壶3内。所述取样壶3的壶壁开设有溢流口30，其底部设有排放阀31，且所述溢流口30外接一段管道，所述排放阀31优选气动型管夹阀。为了控制取样壶3内的矿浆装载量，所述取样壶3内设有液位传感器36，用于判断矿浆液面是否到达溢流口30。

为了对取样壶3内进行清洗，所述称重式矿浆浓度测量仪还包括喷淋头32和清水管33，所述喷淋头32设在所述取样壶3的壶口内，并与所述清水管33连通，且所述喷淋头32与清水管33之间的管路设有取样壶冲洗阀34，所述取样壶冲洗阀34采用气动阀。

所述清水管33从采矿工厂的给水管网中选取，当所述一次取样器1为管道式取样器时，所述上冲洗阀12a和下冲洗阀12b分别与所述清水管33连通；当所述一次取样器1为气缸式取样器时，所述冲洗阀14与所述清水管33连通；当所述一次取样器1为搅拌式取样器时，所述上冲洗阀18a和下冲洗阀18b分别与所述清水管33连通。

所述电子秤4内安装有称重传感器41和称重仪表42，所述称重传感器41用于测量取样壶3整体的重量，所述称重仪表42与所述称重传感器41电连接，用于将称重传感器41测得的信号转换成数字重量信号显示出来，并采用电流4～20MA输出通讯信号，或具备RS232或RS485输出通讯接口，主要是为了PLC读取该重量信号进行计算。所述电子秤4可根据实际需要从市场上选购。

请参阅图6，所述气动控制箱5分别与所述二次取样气缸21、取样壶冲洗阀34电连接。当所述一次取样器1为管道式取样器时，所述气动控制箱5还分别与所述管夹阀13、上冲洗阀12a和下冲洗阀12b电连接，如图6所示；当所述一次取样器1为气缸式取样器时，所述气动控制箱5还分别与所述一次取样气缸15和冲洗阀14电连接；当所述一次取样器1为搅拌式取样器时，所述气动控制箱5还分别与所述管夹阀19、上冲洗阀18a和下冲洗阀18b电连接。

请参阅图7，所述取样控制柜6分别与所述液位传感器36和称重仪表42电连接。所述取样控制柜6是以西门子S7-200PLC为控制***(该逻辑控制器可采用任何具备数据通讯的PLC代替如S7-300，400，1200，1500等西门子品牌或其他相关品牌的产品)。优选地，所述取样控制柜6采取RS485输出通讯接口从所述称重仪表42读取称重信号，不用转换直接利用到公式里面，计算更加准确，而如果采用电流4～20ma通讯信号，在转换的同时存在转换精度误差会使计算结果出现偏离。通过PLC***编程分别读取取样壶3空壶的重量和取样壶3截取完矿浆后的总重，再利用浓度与总重的计算公式得出矿浆浓度。

所述人机界面7与所述取样控制柜6电连接，主要是显示当前设备的运行状态以及当前的壶重、水重、比重、取样时间、取样间隔时间、浓度以及控制按钮等技术参数。所述人机界面7可以安装到任何需要数据显示的位置，数据参数可参与DCS***，进入专家***进行控制。

所述称重式矿浆浓度测量仪的工作过程如下：

一次取样管10从矿浆管道A或其他装有待测矿浆的容器中进行一次取样，所得的矿浆流入二次取样装置2的胶管20内，二次取样气缸21驱动胶管20的自由端201管口摆动至二次取样管22的取样刀口220正上方，于是二次取样管22通过取样刀口220从自由端201管口下方截取到矿浆样品，矿浆样品再流入取样壶3内，待取样壶3内矿浆到达溢流口30且取样壶3的总重稳定后，称重仪表42将称重传感器41测得的信号转换成数字重量信号输出至取样控制柜6，取样控制柜6分别读取取样壶3空壶的重量和取样壶3截取完矿浆后的总重，计算出矿浆浓度并显示在人机界面7上。

矿浆浓度测量完毕后，气动控制箱5控制排放阀31打开，取样壶3内矿浆排出，同时取样壶冲洗阀34打开，喷淋头32往取样壶3内喷水进行冲洗；另外，若一次取样器1为管道式取样器，则上冲洗阀12a和下冲洗阀12b分别打开，往一次取样管10内通入清水进行全面冲洗，防止取样口100堵塞，同时避免一次取样管10内结钙；若一次取样器1为气缸式取样器，则冲洗阀14打开，往一次取样管10内通入清水进行全面冲洗，防止取样口100堵塞，同时避免一次取样管10内结钙；若一次取样器1为搅拌式取样器，则上冲洗阀18a和下冲洗阀18b分别打开，往一次取样管10内通入清水进行全面冲洗，防止一次取样管10内结钙而发生堵塞。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)安全性高：取样和测量过程在生产现场通过整套测量仪自动完成，数据远程传输至操作房人机界面的触摸屏，操作人员不需要进入作业现场，在操作房即可获取实时浓度数据，安全性较现有工艺大大提高。

(2)工作强度低：现有称重式浓度检测方式需要人工手动清洗浓度壶，然后一勺一勺舀进浓度壶进行称重，作业量大，而使用所述测量仪仅需设置参数即可，大大降低了工作强度。

(3)生产效率高：所述测量仪的浓度检测过程自动循环运行，通过参数修改即可对不同类别矿浆进行浓度检测，只需一名熟悉选矿工艺的操作工即可完成，大大提高了生产效率。

(4)检测精度高：人工作业存在太多的干扰因素，如取样壶运送过程中不能保持平衡，造成液面波动溢流出现误差，所述测量仪中的取样壶稳定设置与电子秤上，取样测量一体化，大大提高了检测精度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：包括一次取样器、二次取样装置、取样壶和电子秤；所述一次取样器包括一次取样管和控制该一次取样管开闭的开关机构，所述一次取样管的一端为进料端，另一端为出料端，所述开关机构安装于所述一次取样管上；所述二次取样装置包括胶管、二次取样气缸、二次取样管和取样箱；所述一次取样管的出料端竖直设于所述取样箱上；所述胶管设于所述取样箱内，其一端管口与所述一次取样管的出料端管口连接，另一端为自由端；所述二次取样气缸设于所述取样箱的一侧，用于驱动所述胶管的自由端摆动；所述二次取样管的一端管口为取样刀口，并设于所述胶管的自由端下方的一侧，另一端为出料端；所述取样箱的底部开设有回流出口；所述取样壶设置于所述电子秤上，所述二次取样管的出料端伸入所述取样壶内。

2.根据权利要求1所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：还包括喷淋头和清水管，所述喷淋头设在所述取样壶的壶口内，并与所述清水管连通，且所述喷淋头与清水管之间的管路设有取样壶冲洗阀；所述取样壶的壶壁开设有溢流口，其底部设有排放阀。

3.根据权利要求2所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：所述一次取样器还包括上冲洗阀和下冲洗阀，所述开关机构为管夹阀；所述一次取样管的进料端径向***矿浆管道内，并开设有取样口；所述管夹阀安装于所述一次取样管中位于矿浆管道外的部分，所述上冲洗阀和下冲洗阀分别安装于所述管夹阀的两侧，并分别与所述清水管连通；所述取样口、上冲洗阀与管夹阀之间的管路连通，所述管夹阀、下冲洗阀与一次取样管的出料端管口之间的管路连通。

4.根据权利要求2所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：所述一次取样器还包括冲洗阀，所述开关机构包括一次取样气缸和拉杆；所述一次取样管的进料端径向***矿浆管道内，并开设有取样口；所述冲洗阀安装于所述一次取样管的一侧，并分别与所述一次取样管和清水管连通；所述拉杆的一端与所述一次取样气缸的动力输出端连接，另一端径向可活动地***矿浆管道内；当一次取样气缸将拉杆往矿浆管道内方向伸入时，所述拉杆***矿浆管道内的一端***一次取样管内，并将所述取样口封闭，当一次取样气缸将拉杆往矿浆管道外方向拉动时，所述拉杆***矿浆管道内的一端与所述取样口分离，使所述取样口打开。

5.根据权利要求2所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：所述一次取样器还包括装有待测矿浆的搅拌桶、上冲洗阀和下冲洗阀，所述开关机构为管夹阀；所述一次取样管的进料端与所述搅拌桶的桶壁底部连接，其管口与搅拌桶的内部连通；所述管夹阀安装于所述一次取样管上，所述上冲洗阀和下冲洗阀分别安装于所述管夹阀的两侧，并分别与所述清水管连通；所述一次取样管的进料端管口、上冲洗阀与管夹阀之间的管路连通，所述管夹阀、下冲洗阀与一次取样管的出料端管口之间的管路连通。

6.根据权利要求2所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：所述取样壶内设有液位传感器。

7.根据权利要求6所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：所述电子秤内安装有称重传感器和称重仪表，所述称重仪表与所述称重传感器电连接。

8.根据权利要求2-7任一项所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：还包括气动控制箱，所述排放阀和取样壶冲洗阀均采用气动阀，所述气动控制箱分别与所述二次取样气缸、排放阀和取样壶冲洗阀电连接。

9.根据权利要求7所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：还包括取样控制柜，所述取样控制柜分别与所述液位传感器和称重仪表电连接。

10.根据权利要求9所述的称重式矿浆浓度测量仪，其特征在于：还包括与所述取样控制柜电连接的人机界面。