SU869809A1 - Звукометрический способ диагностики состо ни шаровой мельницы и процесса измельчени и устройство дл диагностики состо ни шаровой мельницы и процесса измельчени - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов на фабриках горно-рудной и горно-химической промышленности.

Известен способ автоматического контроля степени заполнения материалом мельницы самоизмельчения путем оценки длительности динамического воздействия внутримельничной загрузки на футеровку мельницы относительно заранее установленного момента на'чала отсчета Г^{* 1}!·

Этот способ не позволяет контролировать степень заполнения мельницы мелющими телами, так как он предназначен для контроля степени заполнения общей внутримельничной загрузкой.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является звукометрический способ диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включающий разделение частотного спектра шума, издаваемого мельницей на поддиапазоны частот, определение весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов и.оценку диа1— ностируемых параметров, а также устройство для диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измель- ;

чения, включающее индукционные датчики шума и два частотных фильтра [2J. Способ основан на использовании деформации частотного спектра при измельчении состояния мельницы. При этом необходимо отметить, что как изменение шаровой загрузки, так и изменение рудной загрузки может вызвать одинаковое изменение частотного спектра. Поэтому в способе контроль выбранного диагностируемого параметра необходимо осуществлять при постоянстве остальных параметров. Следовательно описанный способ не позволяет определять одновременно несколько параметров, характеризующих состояние мельницы. Это снижает его точность измерения и возможность применения.

Цель изобретения - повышение точности оценки диагностируемых параметров .

Цель достигается тем, что при звукометрическом способе диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включающем разделение частотного спектра шума, издаваемого мельницей на поддиапазоны частот, определение весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов и оценку диагностируемых параметров, дополнительно определяют градиент интенсивности звукового поля мельницы, а оценку диагностируемых параметров осуществляют по градиенту интенсивности звукового поля мельницы и соотношению весовых коэффициентов амплитуд поддиапазонов частот.

Кроме того, градиент интенсивности звукового поля мельницы определяют по интенсивности сигналов, по крайней мере, в трех точках, две из которых располагают по образующей барабана мельницы, а третью по окружности барабана, а в качестве диагностируемых параметров используют общую степень , заполнения, скорость измельчения и степень заполнения мельницы шарами, которые вычисляют по следующим.формулам:

V -к Г (Ji+U₂

Ih-th 25 + (0,140,2)

где и· - коэффициенты пропорциональности, определяемые для каждого типа мельницы;

^К£)^иК£ ~ весовые коэффициенты ² амплитуд поддиапазонов; «,

U₄kU^_- интенсивность звуковых сигналов в точках по образующей барабана мель ницы ;

0^ - интенсивность сигнала в точке по окружности барабана мельницы;

£_оа - общая степень заполнения; серость измельчения;

f - степень заполнения шарами . 45

Кроме того,устройство для диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения, включающее индукционные датчики шума и два частотных фильтра, снабжено тремя преобразователями, тремя блоками вычитания, индикаторами степени заполнения, скорости измельчения и степени заполнения мельницы шарами, тремя блоками суммирования и тремя блоками соотношейия, причем первый и второй индукционные датчики расположены по образующей барабана мельницы, а третий на окружности барабана, выходы датчиков соединены с входами соответствующих преобразователей, выход пер- $0 вого преобразователя соединен с первыми входами первых блоков вычитания и суммирования, выход второго преобразователя соединен с вторыми входами первых блоков вычитания и суммирова- £5 ния и с первыми входами вторых блоков вычитания и суммирования, выход третьего преобразователя соединен с вторыми входами вторых блоков вычитания и суммирования, выходы которых соединены с входами первого блока соотношения, выход которого соединен с индикатором степени заполнения, выходы первых блоков вычитания и суммирования соединены с входами второго блока соотношения, выход которого соединен с первым входом третьего блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом первого блока соотношения, а выход третьего блока суммирования соединен с индикатором скорости измельчения, выход третьего датчика соединен с входами частотных фильтров, выходы которых соединены с входами третьего блока соотношения, выход третьего блока соотношения и выход первого блока соотношения соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором степени заполнения мельницы шарами.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа,- на фиг. 2 представлено изменение геометрии внутримельничной загрузки при разной степени заполнения, где А, Б, В степени заполнения,’ на фиг.З - изменение эпюры динамического воздействия внутримельничной загрузки на элемент футеровки за один период вращения, где обозначения кривых соответствуют вышеперечисленным степеням заполнения»

Для пояснения сущности изобретения рассмотрим динамическое воздействие внутримельничной загрузки на элемент футеровки за один оборот вращения. При движении элемент футеровки попадает под удары шаров, затем упавшие шары образуют демпфирующий слой, на который подают следующие шары, тем самым ослабляя силу удара последующих шаров об элемент футеровки. Чем больше степень заполнения мельницы, тем быстрее будет наращиваться демпфирующий слой, на который падают последующие шары, и тем самым слабее сила удара на элемент футеровки.

Если за начало отсчета взять верхнюю крайнюю точку, то развернутая эпюра динамического воздействия мельничной загрузки на элемент футеровки будет иметь вид, показанный на фиг.2.

Колебания футеровки передаются барабану мельницы. Следовательно распределение интенсивности излучения звукового поля на поверхности барабана мельницы отражает динамическое воздействие внутримельничной загрузки на элемент футеровки.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что скорость затухания эву5 кового поля мельницы (по направлению вращения и после достижения максимума) находится в определенной зависимости от степени заполнения.

Далее, при поступлении в мельницу руда, измельчаясь, перемещается $ вдоль мельницы от места загрузки. Чем дальше от места загрузки, тем мельче становятся зерна руды.

Известно также, что мелкий материал между шарами лучше гасит определенные частоты звуковых колебаний. ' Поэтому по скорости затухания звуковых колебаний определенных частот вдоль образующей барабана мельницы .можно определить измельчаемость перерабатываемой руды. Но скорость зату- 15 хания звуковых колебаний зависит от обшей степени заполнения мельницы.Следовательно в значение скорости затухания звука вдоль образующей барабана необходимо ввести поправку по 20 степени заполнения мельницы.

Для пояснения сущности определения шарового заполнения мельницы разобьем рабочий диапазон изменения 25 общей степени заполнения, например, на три диапазона. При каждой из трех степеней заполнения могут быть различные соотношения рудной и шаровой загрузки. Общеизвестна зависимость 30 частотного спектра шума шаровой мельницы от наличия руды в ней. Чем больше руды в мельнице, тем сильнее гасятся высокие частоты спектра. Исходя иэ этого, каждому соотношению 35 рудной и шаровой загрузки будет соответствовать вполне определенный наклон ΗΗ3κο4·3στοτΗθΗ части спектра после достижения максимума.

Таким образом, для произведения диагноза состояния шаровой мельницы с использованием нового способа определяют интенсивность звукового излучения как минимум в трех точках мельницы (фиг.1), где точки располо- 45 жёны в вершинах прямоугольного треугольника, из вершины прямого угла которого один катет направлен по образующей барабана, другой - по окружности в сторону вращения.Ввиду 50 того, что контрольные точки занимают вполне определенное геометрическое расположение на барабане мельницы градиент приближенно можно определять по разности интенсивностей в этих 55 точках отнесенной к среднему значению интенсивностей, например градиент И по образующей барабана равен

Ul-U₂ (Ui-U₂)l2 ./ где U4 и U₂- интенсивность звукового поля соответственно в точках 1 и 2. 65

Общую степень заполнения определяют по формуле и -(lh~(h)2 ОБ 1 где Uj- интенсивность звукового поля в точке β

К₂“ масштабный коэффициент общей степени заполнения.

Скорость измельчения с учетом степени заполнения определяют по формуле

где — масштабный коэффициент из— мельчаемости;

К = 0,140,2 - коэффициент,учитывающий влияние общей степени заполнения на скорость затухания звука по образующей .

Степень заполнения мельницы шарами определяют по формуле

(01-0¾)¾.

(Ji+U_v

где Кг и К. t₂ весовые коэффициенты поддиапазонов частот, соотношение которых наиболее сильно отражает наклон высокочастотной части· спектра, Примечание: К и К₂·' определяются для каждого типа⁴мельни цы индивидуально.

Устройство содержит три индукционных датчика 1,2,3,’ преобразователи сигналов 4,5,6) блоки вычитания 7,8, 9,’ блоки суммирования 10,11,12,' блоки соотношения 13,14,15) фильтры 16,17 частот Ф) шаровую мельницу 18, индикаторы 19, 20,21. ¹

Принцип действия устройства заключается в следующем. Все три сигнала преобразовываются в сигналы постоянного тока преобразователями 4,5,6. Во втором блоке вычитание 8 иэ сигнала первого датчика вычитается сигнал третьего датчика, во втором блоке суммирования 11 они суммируются и делятся на два. Затем их разность и половина суммы поступают в первый блок соотношения 14, выходной сигнал которого несет информацию об общей степени заполнения мельницы.

В первом блоке вычитания 7 из сигнала первого датчика вычитается сигнал второго датчика, в первом блоке суммирования 10 они суммируются и делятся на два. Затем разность и половина суммы поступают на второй блок соотношения 13.Сигнал соотношения складывается с частью сигнала общей степени заполнения в третьем блоке суммирования 12. Результирующий сигнал несет информацию о скорости измельчения перерабатываемого продукта.^

Непреобразованный сигнал третьего датчика поступает в фильтры 16 и 17, которые выделяют из сигнала определенные частоты с соответствующими весовыми коэффициентами. Затем сигналы с фильтров поступают в третий блок соотношения 15, выходной сигнал которого складывается с выходным сигна-. лом первого блока соотношения 14. Результирующий несет информацию о шароЕОм заполнении мельницы.

Описанный звукометрический спо- . соб диагностики состояния шаровой мельницы и процесса измельчения и устройство для его осуществления позволяют непрерывно и одновременно контролировать основные параметры, характеризующие состояние и режим работы измельчительной установки.Применение нового устройства в системах .управления и автоматического регулирования процессом -измельчения позволяет более точно поддерживать в оптимальном режиме шаровую загрузку и общую степень заполнения в зависимости от измельчаемости руды, что приведет к повышению эффективности измельчения, стабильности грансостава готового продукта, а также повышению производительности .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 275712, кл. В 02 С 25/00, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР 580900, кл. В 02 С 25/00, 1976.