Способ автоматического регулирования процесса пенной флотации и система для его осуществления

 

Изобретение относится к флотационному обогащению полезных ископаемых, а именно к способам и устройствам для автоматического регулирования процесса крупнозернистой пенной флотации в пневматических флотационных машинах большой единичной производительности. Цель изобретения - повышение качества регулирования процесса пенной флотации путем стабилизации уровня и плотности пульпы за счет обеспечения стабильного расхода воды с пенообразователем в объем аэрированной пульпы. Задают необходимые уровень и плотность пульпы в камере флотомашины при помощи задатчиков. Измеряют значение плотности и уровня пульпы с помощью пьезометрических трубок, погруженных на разную глубину. Определяют плотность пульпы в блоке определения плотности пульпы и скорректированное по плотности значение уровня пульпы в блоке определения скорректированного значения уровня пульпы. Пропорционально отклонению измеренного значения плотности пульпы от заданного контур регулирования расхода пенообразователя изменяет подачу пенообразователя с исходным питанием. Скорректированное значение уровня пульпы сравнивается с заданным в блоке сравнения, и сигнал рассогласования подается на регулятор расхода воды с пенообразователем, который посредством второго электропневматического преобразователя и регулируемого клапана изменяет подачу воды с пенообразователем обратнопропорционально отклонению скорректированного значения уровня пульпы от заданного. При помощи манометра-расходомера измеряют значение расхода воды с пенообразователем и в блоке сравнения расхода воды с пенообразователем сравнивают с заданием, поступающим от задатчика расхода воды. Пропорционально величине отклонения измеренного расхода воды с пенообразователем от заданного регулятор разгрузки хвостов посредством электропневматического преобразователя, пневматического исполнительного механизма и устройства разгрузки хвостов изменяет разгрузку хвостов из камеры до тех пор, пока уровень пульпы и расход воды с пенообразователем не достигнут заданных значений. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к флотационному обогащению полезных ископаемых, а именно к способам и устройствам для автоматического регулирования процесса крупнозернистой пенной флотации в пневматических флотационных машинах большой единичной производительности.

Целью изобретения является повышение качества регулирования процесса пенной флотации путем стабилизации уровня и плотности пульпы за счет обеспечения стабильного расхода воды с пенообразователем в объем аэрированной пульпы.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы в целом; на фиг. 2 - схемное решение блоков определения уровня и плотности пульпы; на фиг. 3 - устройство для регулирования отверстия патрубка для вывода хвостов.

Сущность способа заключается в следующем.

Задают необходимые уровень и плотность пульпы в камере флотомашины. С помощью пьезометрических трубок, погруженных на разную глубину, по величине обратного давления определяют плотность пульпы и скорректировать по плотности значение уровня пульпы, пропорционально отклонению измеренного значения плотности пульпы от заданного изменяют подачу пенообразователя с исходным питанием. Скорректированное значение уровня пульпы сравнивается с заданным и изменяют подачу воды с пенообразователем обратно пропорционально отклонению скорректированного значения уровня пульпы от заданного. Измеряют значение расхода воды с пенообразователем и сравнивают с заданием. Пропорционально величине отклонения измеренного расхода воды с пенообразователем от заданного изменяют разгрузку хвостов из камеры до тех пор, пока уровень пульпы и расход воды с пенообразователем не достигнут заданных значений.

Пневматические флотационные машины, в которых совмещены процессы разделения материала пенной сепарацией и пенной флотацией из объема аэрированной пульпы, характеризуются специфическими технологическими особенностями регулирования в них процесса.

Эти особенности связаны с тем, что необходимо поддерживать на определенном уровне пенный слой, в котором происходит разделение крупнозернистого материала, уровень аэрированной жидкости, в объеме которой происходит разделение мелкозернистого материала; обеспечивать определенное соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами в потоке мелкозернистого материала, поступающего в объем аэрированной пульпы, которым определяется плотность и уровень пульпы в камере; выдерживать оптимальную концентрацию в аэрированной пульпе пенообразователя, поступающего как с оборотной водой, так и непосредственно с мелкозернистым исходным питанием, определяющего крупность, дисперсность и скорость подъема воздушных пузырьков (а через последние и плотность аэрированной пульпы); обеспечивать оптимальную скорость подачи мелкозернистого материала в объем аэрированной жидкости, изменение которой нарушает гидродинамику потоков; производить выгрузку хвостовых продуктов из камеры при минимальных потерях жидкой фазы; осуществлять быстрое восстановление в объеме камеры заданных уровня жидкой фазы и плотности пульпы, Изменение расположения уровня пенного слоя и аэрированной жидкости, а также соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами в потоке исходного мелкозернистого материала обуславливается, во-первых, колебаниями в количестве исходного крупнозернистого материала и воды, поступающих на пенный слой; во-вторых, колебаниями в количестве исходного мелкозернистого материала и воды, подаваемых в объем камеры пневмофлотомашины; в-третьих, колебаниями в потерях жидкой фазы при выгрузке хвостов из-за изменения количества твердой фазы и содержания в ней крупных и тяжелых фракций.

Изменение скорости подачи мелкозернистого исходного питания в объем аэрированной жидкости обусловлено изменением количества мелкозернистого материала и воды, подаваемых в объем камеры.

Минимальные потери жидкой фазы при выгрузке хвостов из камеры и быстрое восстановление уровня жидкой фазы и плотности аэрированной пульпы достигаются преимущественным выводом твердой фазы камерного продукта и дополнительной подачей воды с пенообразователем с исходным мелкозернистым материалом.

Исходя из вышеизложенного, качественное регулирование процесса в таких пневмофлотомашинах может быть достигнуто в случае наличия нескольких взаимосвязанных регулирующих воздействий. Для данного конкретного объекта регулирования - пневмофлотомашины большой единичной производительности - таких регулирующих воздействий, как изменение разгрузки хвостов из камеры, изменение расхода пенообразователя с исходным питанием в объем камеры, оказывающих влияние на уровень и плотность пульпы, недостаточно для качественного регулирования процесса из-за большой инерционности объекта в целом и наличия различных возмущающих воздействий. Таковыми являются изменение количества исходного питания, поступающего на пенный слой и в объем аэрированной жидкости, и воды, подаваемой с исходным питанием; изменение количества теряемой жидкой фазы при выгрузке хвостов из камеры из-за изменения содержания в выходящем продукте крупной и тяжелой фракций; изменение концентрации пенообразователя в оборотной воде, подаваемой в камеру, что приводит к изменению соотношения объемов воды и воздуха и, как следствие, к изменению плотности аэрированной пульпы в камере, а значит и границы уровня пульпы.

Так как объект регулирования, процесс пенной флотации с использованием пневмофлотомашины, работает на оборотной воде, в которой остаточная концентрация пенообразователя составляет 70-80% от рабочей и расход которой с исходным питанием, подаваемым в камеру, и с хвостовым продуктом в процессе его выгрузки и меняется, то поддержание рабочей концентрации пенообразователя только путем изменения его расхода с исходным питанием, подаваемым в объем камеры с мелкозернистым материалом или путем изменения расхода оборотной воды с остаточной концентрацией пенообразователя в камеру с исходным мелкозернистым питанием не обеспечивают, с одной стороны, достаточной стабилизации соотношения объемов воды и воздуха в объеме аэрированной пульпы, а, следовательно, плотности и уровня пульпы, а, с другой стороны, оптимальной скорости подачи исходного питания в объем камеры, и, значит, требуемой гидродинамики потоков пульпы в камере. Далее, мощность такого регулирующего воздействия, как изменение разгрузки хвостов из камеры для обеспечения быстрой стабилизации уровня пульпы в объекте, характеризующемся большой инерционностью, недостаточна.

В связи с вышеизложенным в изобретении для повышения качества регулирования процесса пенной флотации введено такое дополнительное регулирующее воздействие, как изменение расхода воды с пенообразователем, подаваемой в объеме аэрированной пульпы, и последующая стабилизация этого расхода, для стабилизации уровня и плотности пульпы.

Изменение расхода воды с пенообразователем, подаваемой в объем камеры, является вторым регулирующим воздействием, усиливающим регулирующее воздействие, связанное с изменением разгрузки хвостов, и направленным на достижение быстрой стабилизации уровня пульпы в камере при изменении количества оборотной воды с пенообразователем, теряемой с хвостовым продуктом.

Стабилизация же расхода воды с пенообразователем направлена на поддержание оптимального гидродинамического режима в объеме аэрированной пульпы и на косвенное поддержание требуемой рабочей концентрации пенообразователя и режимов пенообразования в камере и, следовательно, плотности пульпы. Это связано с тем, что стабилизация соотношения между расходом воды с пенообразователем, подаваемой с исходным питанием в объем камеры, и расходом подаваемого пенообразователя приводит к стабилизации концентрации и пенообразователя, обеспечивающей требуемую дисперсность (размер) пузырьков воздуха, скорость их подъема и, тем, самым, необходимое соотношение объемов водной и воздушной фаз в пульпе.

Регулирующее воздействие, основанное на изменении расхода воды с пенообразователем, осуществляется во взаимосвязи с регулиpующим воздействием по изменению разгрузки хвостов из камеры и возмущающим воздействием по отклонению уровня пульпы.

При этом отклонение уровня пульпы является возмущающим воздействием для изменения расхода воды с пенообразователем, а изменение расхода воды с пенообразователем - возмущающим воздействием для изменения разгрузки хвостов.

Характер взаимной связи между этими тремя параметрами (уровнем пульпы, расходом воды с пенообразователем и разгрузкой хвостов) такой, что процесс регулирования заканчивается стабилизацией уровня пульпы в камере и расхода воды с пенообразователем в заданных пределах.

Учитывая, что инерционность процессов стабилизации уровня пульпы и изменения концентрации пенообразователя в пульпе различаются в несколько раз (30-40 с и 90-120 с, соответственно), в процессе стабилизации уровня пульпы не успевает возникнуть какие-либо серьезные нарушения в режиме пенообразования и гидродинамики. Поэтому использование дополнительного регулирующего воздействия - изменение расхода воды с пенообразователем и последующая стабилизация этого расхода, в целом, оправдано и обеспечивает качественное регулирование процесса пенной флотации.

Качественная стабилизация уровня и плотности пульпы в данном изобретении обеспечена еще и тем, что измерение возмущающих воздействий, уровня и плотности пульпы, в двух гидростатических трубах производится при условии исключения из измеряемого сигнала плотности постоянной составляющей (т. е. производится измерение в приращениях), пропорциональной высоте столба пульпы между местами ввода гидростатических труб в камеру, что обеспечивает повышение на порядок чувствительности измерений плотности пульпы и, как следствие, повышение точности коррекции сигнала уровня пульпы.

Кроме того, для реализации регулирующего воздействия - изменения разгрузки хвостов из камеры с минимальными потерями жидкой фазы - использованы такие элементы, конструкция которых заведомо обеспечивает надежную работу по выпуску абразивной твердой фазы из камеры при расходной характеристике, близкой к линейной, что необходимо по условиям построения систем автоматического регулирования с требуемым качеством стабилизации уровня пульпы при широком диапазоне колебаний нагрузок.

Система автоматического регулирования процесса пенной флотации включает в себя объект регулирования в виде однокамерной пневмофлотомашины 1 с трубопроводом 2 подвода исходного питания в объем камеры и с патрубком 3 для вывода хвостов из камеры; связанные контуры измерения плотности и уровня пульпы; контур изменения расхода пенообразователя; контур стабилизации уровня пульпы.

Связанные контуры измерения плотности и уровня пульпы в камере пневмофлотомашины 1 содержат две гидростатические трубы 4, 5, закрепленные на разной высоте камеры пневмофлотомашины 1 и соединенные с внутренней полостью последней, две пьезометрические трубки 6, 7, установленные в гидростатических трубах 4, 5, регуляторы 8, 9 расхода воздуха и датчики 10, 11 давления воздуха, соединенные соответственно с пьезометрическими трубками 6, 7. Приспособление для подачи промывочной жидкости, выполненное из напорной емкости 12 с постоянным переливом жидкости и из двух калиброванных трубок 13, 14, соединенных с гидростатическими трубами 4, 5. Блок 15 определения плотности пульпы, выполненный из трех аналоговых преобразователей 16, 17, 18 и сумматора 19. Первый аналоговый преобразователь 16, являющийся первым входом блока 15, соединен с выходом первого датчика 10 давления воздуха. Второй аналоговый преобразователь 17, являющийся вторым входом блока 15, соединен с выходом второго датчика 11 давления воздуха. Сумматор 19 первым входом соединен с выходом первого аналогового преобразователя 16, являющегося третьим выходом блока 15, а вторым входом соединен с выходом второго аналогового преобразователя 17. Выход сумматора 19, являющийся вторым выходом блока 15, соединен с третьим аналоговым преобразователем 18, являющимся первым выходом блока 15, последний соединен с регистратором 20 плотности пульпы. Блок 21 определения скорректированного значения уровня пульпы выполнен из двух блоков 22, 23 умножения, двух сумматоров 24, 25, двух блоков 26, 27 деления, аналогового преобразователя 28. Первый блок 22 умножения входом, являющимся вторым входом блока 21, соединен с вторым выходом блока 15, а выходом соединен с входом второго блока 23 умножения и с входом первого сумматора 24, последний выходом соединен с входом первого блока 26 деления. Второй сумматор 25 вторым входом, являющимся первым входом блока 21, соединен с третьим выходом блока 15, а первым входом соединен с выходом второго блока 23 умножения. Выходом второй сумматор 25 соединен с вторым входом второго блока 27 деления, последний первым входом соединен с выходом первого блока 26 деления, а выходом соединен с аналоговым преобразователем 28, являющимся выходом блока 21, последний соединен с регистратором 29 уровня пульпы.

Контур изменения расхода пенообразователя содержит блок 30 сравнения измеренного значения плотности пульпы с заданным, его первый вход соединен с задатчиком 31 плотности пульпы, а второй вход соединен с первым выходом блока 15. Блок 30 сравнения выходом соединен с аналоговым регулятором 32 длительности импульсов, последний соединен с входом регулирования длительности импульсов системы 33 автоматического дозирования пенообразователя. Система 33 входом регулирования частоты, импульсов соединена с первым выходом блока 15, а выходом соединена с дозатором 34 пенообразователя, который соединен с расходной емкостью 35 для пенообразователя и с трубопроводом 2 подвода исходного питания в камеру пневмофлотомашины 1.

Контур стабилизации уровня пульпы содержит задатчик 36 уровня пульпы, его выход соединен с первым входом блока 37 сравнения скорректированного значения уровня пульпы с заданным, второй вход последнего соединен с выходом блока 21. Выход блока 37 соединен с аналоговым регулятором 38 подачи воды с пенообразователем, последний посредством электропневматического преобразователя 39 соединен с регулируемым клапаном 40, установленным на трубопроводе 41 воды с пенообразователем, который соединен с трубопроводом 2 подвода исходного питания. На трубопроводе 41 за регулируемым клапаном 40 установлен расходомер воды с пенообразователем, выполненный в виде диафрагмы 42, соединенной с дифференциальным манометром-расходомером 43. Последний соединен с регистратором 44 расхода воды с пенообразователем и с первым входом блока 45 сравнения расхода воды с пенообразователем с заданным. Блок 45 сравнения вторым входом соединен с задатчиком 46 расхода воды, а выходом соединен с аналоговым регулятором 47 разгрузки хвостов, последний через электропневматический преобразователь 48 соединен с пневматическим исполнительным механизмом 49. Последний соединен с устройством 50 для регулирования отверстия патрубка 3 для вывода хвостов из камеры пневмофлотомашины 1. Устройство 50 для регулирования содержит установленный горизонтально цилиндрический корпус 51 с выпускным окном 52 для хвостов, футерованный износостойким материалом 53, крышку 54 с посадочным отверстием 55, футерованную износостойким материалом 56, фланец 57, соединенный с корпусом 51 и с патрубком 3 для вывода хвостов, насадку 58 из износостойкого материала, установленную во фланце 57.

Внутри корпуса 51 установлены запирающий орган 59 и отражатель 60 из износостойкого материала, закрепленные на штоке 61, последний закреплен в подшипнике 62, установленном в посадочном отверстии 55. Система запирающий орган 59 - отражатель 60 - шток 61 размещена с эксцентриситетом по вертикали относительно насадки 58 и соединена с пневматическим исполнительным механизмом 49, причем величина эксцентриситета равна разности радиуса отверстия насадки 58 и максимального радиуса запирающего органа 59. Этим обеспечиваются максимально свободный выпуск твердой фазы из камеры и меньшая вероятность запрессовок выпускного отверстия насадки 58 при попадании крупных предметов или при повышенных нагрузках исходного питания.

Запирающий орган 59 выполнен в виде цилиндра 63, сочлененного с параболическим корпусом. Площадь сечения цилиндра 63 определяется по формуле S = K ˙ S_н, где S_н - площадь сечения отверстия насадки 58; К - коэффициент пропорциональности, равный отношению минимального значения исходной нагрузки к максимальному.

Выбор такой зависимости обусловлен требованием обеспечения соответствия диапазона изменения площади сечения отверстия выпускного патрубка 3 диапазону изменения исходной нагрузки, а это в свою очередь обеспечивает соответствие между текущей исходной нагрузкой и расходом твердой фазы из камеры пневмофлотомашины 1.

Высота параболического конуса равна максимальному ходу исполнительного механизма 49. Форма образующей параболического конуса определяется по формуле S_i= · S , где S_i - площадь сечения параболического конуса на i-м расстоянии от вершины, мм², S - площадь сечения цилиндра 63 запирающего органа 59, мм²; l - высота параболического конуса, мм; l_i - расстояние от вершины параболического конуса по его оси до площади сечения параболического конуса на i-м расстоянии от вершины, мм.

Такая форма и высота рабочей части запирающего органа 59 обеспечивают расходную характеристику разгрузки хвостов из камеры при перекрытии отверстия насадки 58 запирающим органом 59, близкую к линейной, и плавность регулирования выгрузки хвостов из камеры, что способствует повышению качества автоматического регулирования уровня пульпы.

Способ автоматического регулирования процесса пенной флотации осуществляют следующим образом.

При работе пневмофлотомашины 1 непрерывно и одновременно измеряются уровень пульпы в камере и плотность пульпы в объеме камеры.

При изменении плотности пульпы в камере пневмофлотомашины 1 изменяются уровни жидкости (воды) h_в и Н_в в гидростатических трубах 4 и 5. Сигналы противодавления в пьезометрических трубках 6 и 7, пропорциональные изменению уровней жидкости (воды) h_в и Н_в, поступают на вход датчиков 10 и 11 давления воздуха, соответственно, где сигналы противодавления преобразуются в пропорциональные токовые сигналы I₁ и I₂. Далее токовые сигналы I₁ и I₂ поступают на вход, соответственно, первого и второго аналоговых преобразователей 16 и 17 (первый и второй вход блока 15 определения плотности пульпы), где преобразуются в пропорциональные сигналы напряжений U₁ и U₂. Сигнал напряжения U₁поступает на первый вход сумматора 19 и первый вход блока 21 определения скорректированного значения уровня пульпы (второй вход второго сумматора 25).

Сигнал напряжения U₂ поступает на второй вход сумматора 19, на выходе последнего появляется сигнал напряжения ΔU, равный разности сигналов U₂ и U₁.

На основании формулы Δρ_п= , (1), где Δρ_п - изменение плотности пульпы в камере флотомашины; Н_в - изменение уровня воды в нижней гидростатической трубке 5;
h_в - изменение уровня воды в верхней гидростатической трубке 4;
Н - разность высот установки гидростатических труб;
ρ_в - плотность воды, полученной из известной зависимости плотности пульпы и уровней воды в гидростатических трубах, и учитывая, что величина Н_в пропорциональна напряжению U₂, величина h_в пропорциональна напряжению U₁, а разность высот установки Н гидростатических труб и плотность воды ρ_в - величины постоянные, будет справедливо выражение:
Δρ_П= ≡ ΔU, (2), т. е. напряжение ΔU на выходе сумматора 19 пропорционально изменению плотности пульпы Δρ_п в камере флотомашины. Полученный сигнал напряжения ΔU поступает на вход первого блока 22 умножения (второй вход блока 21 определения скорректированного значения уровня пульпы) и на вход аналогового преобразователя 18, где преобразуется в унифицированный токовый сигнал I₃, пропорциональный изменению плотности пульпы. Сигнал I₃ с выхода аналогового преобразователя 18 (первый выход блока 15 определения плотности пульпы) поступает на регистратор 20 плотности пульпы, на вход регулирования частоты импульсов системы 33 автоматического дозирования пенообразователя и на второй вход блока 30 сравнения измеренного и заданного значений плотности пульпы, на первый вход которого поступает сигнал задания плотности пульпы с задатчика 31 плотности.

При равенстве сигналов измеренной и заданной плотностей пульпы сигнал их разности на выходе блока 30 сравнения равен нулю. Аналоговый регулятор 32 длительности импульсов выдает сигнал постоянного тока, не изменяющийся по величине. Далее названный токовый сигнал поступает на вход регулирования длительности импульсов системы 33 автоматического дозирования пенообразователя. На выходе последней появляются импульсы тока, частота которых пропорциональна величине сигнала I₃, а длительность импульсов тока пропорциональна величине выходного сигнала аналогового регулятора 32 длительности импульсов, которые далее поступают на вход дозатора 34 пенообразователя, в результате срабатывания которого порции пенообразователя поступают в объем камеры пневмофлотомашины 1.

При увеличении (уменьшении) сигнала I₃ увеличивается (уменьшается) частота импульсов на выходе системы 33 автоматического дозирования пенообразователя. Одновременно на выходе блока сравнения появляется сигнал разности измеренного значения плотности пульпы и заданной плотности задатчика 31. Далее сигнал разности поступает на вход аналогового регулятора 32 длительности импульсов, выходной сигнал которого увеличивается (уменьшается) согласно пропорционально-интегрального закона регулирования. Далее сигнал с выхода аналогового регулятора 32 длительности импульсов поступает на вход регулирования длительности импульсов системы 33 автоматического дозирования пенообразователя. На выходе последней появляются импульсы тока, частота которых пропорциональна величине сигнала I₃, а длительность импульсов тока пропорциональна величине выходного сигнала аналогового регулятора 32 длительности импульсов. В результате изменяется подача вспенивателя в камеру пневмофлотомашины 1, что вызывает изменение режима пенообразования в камере и, как следствие, изменение плотности пульпы в камере. Изменение подачи пенообразователя будет происходить до тех пор, пока значение плотности пульпы не станет равно заданному.

При изменении уровня пульпы h_п в камере пневмофлотомашины 1 изменяется уровень воды в гидростатической трубе 4. Сигнал противодавления в пьезометрической трубке 6, пропорциональный изменению уровня воды h_в, поступает на вход датчика 10 давления воздуха, где преобразуется в пропорциональный токовый сигнал I₁. Далее сигнал I₁поступает на вход аналогового преобразователя 16 (первый вход блока 15 определения плотности пульпы), где преобразуется в пропорциональный сигнал напряжения U₁. Далее сигнал U₁, с выхода аналогового преобразователя 16 (третий выход блока 15) поступает на первый вход блока 21 определения скорректированного значения уровня пульпы (второй вход второго сумматора 25), на второй вход блока 21 (вход первого блока 22 умножения) с выхода сумматора 19 (второй выход блока 15) поступает сигнал ΔU, пропорциональный величине изменения плотности.

Блок 21 определения скорректированного значения уровня пульпы производит вычисление скорректированного значения уровня пульпы h_п по формуле, полученной из известной зависимости уровня воды в гидростатической трубе от уровня и плотности пульпы:
h_П= , (3), где h_в - изменение уровня воды в гидростатической трубе 4;
ρ_в - плотность воды;
h_по - минимальный уровень пульпы в камере пневмофлотомашины 1;
ρ_по - минимальная плотность пульпы в камере пневмофлотомашины 1;
Δρ_п - приращение плотности пульпы в камере пневмофлотомашины 1 относительно минимального значения плотности пульпы в камере пневмофлотомашины ρ_по.

Учитывая, что величины ρ_по, h_по и ρ_в являются постоянными, то возможна замена их значений в формуле (3) на пропорциональные величины в виде напряжений и коэффициентов умножения. Учитывая также, что величина изменения уровня воды h_в в верхней гидростатической трубе 4 пропорциональна напряжению U₁ на выходе аналогового преобразователя 16, формулу (3) для определения скорректированного значения уровня пульпы в камере пневмофлотомашины 1 можно представить в виде:
h_П≡ U_В= (4), где U₃ - напряжение, пропорциональное ρ_по;
U₅ - напряжение, пропорциональное коэффициенту масштабирования;
U₈ - напряжение, пропорциональное скорректированному значению уровня пульпы h_п;
α₁ - коэффициент умножения, обратно пропорциональный разности высот установки гидростатических труб 4 и 5 (Н);
α₂ - коэффициент умножения, пропорциональный h_по. Таким образом, сигнал ΔU умножается в первом блоке 22 умножения на коэффициент α₁. На выходе последнего появляется сигнал ΔU ˙ α₁, который поступает на вход второго блока 23 умножения, где умножается на коэффициент α₂. На выходе последнего появляется сигнал ΔU ˙ α₁ ˙ α₂, который поступает на первый вход второго сумматора 25, на выходе последнего появляется напряжение U₆, равное разности U₁ - ΔU˙ α₁ ˙α₂. Сигнал ΔU ˙ α₁ с выхода блока 22 умножения поступает также на вход первого сумматора 24. На выходе последнего появляется напряжение U₄, равное сумме U₃ + ΔU α₁, которое поступает на вход первого блока 26 деления. На выходе последнего появляется напряжение U₇, равное отношению , которое поступает на первый вход второго блока 27 деления, на второй вход последнего поступает напряжение с выхода второго сумматора 25. На выходе второго блока 27 деления появляется сигнал напряжения U₈, равный отношению , который поступает на вход аналогового преобразователя 28. С выхода последнего (выход блока 21 определения скорректированного значения уровня пульпы) токовый сигнал I₄, пропорциональный значению уровня пульпы h_п в камере пневмофлотомашины 1, поступает на регистратор 29 уровня пульпы и на второй вход блока 37 сравнения скорректированного значения уровня пульпы с заданным. На первый вход последнего поступает сигнал с задатчика 36 уровня. При равенстве сигнала задатчика 36 уровня и сигнала I₄ с выхода блока 21 на выходе блока 37 сравнения сигнал равен нулю. Аналоговый регулятор 38 подачи воды с пенообразователем выдает сигнал постоянного тока, не изменяющийся по величине, который поступает на электропневматический преобразователь 39, где преобразуется в пропорциональный пневматический сигнал. Далее указанный сигнал поступает на регулируемый клапан 40, через который происходит поступление воды с пенообразователем в объем камеры пневмофлотомашины 1. Токовый сигнал, пропорциональный расходу воды с пенообразователем, с выхода дифманометра-расходомера 43 поступает на регистратор 44 расхода воды с пенообразователем и на первый вход блока 45 сравнения расхода воды с пенообразователем с заданным. На второй вход последнего поступает сигнал заданного расхода воды с пенообразователем с задатчика 46 расхода воды с пенообразователем. При равенстве измеренного и заданного расходов воды с пенообразователем на выходе блока 45 сравнения сигнал равен нулю. Аналоговый регулятор 47 разгрузки хвостов выдает сигнал постоянного тока, не изменяющийся по величине, который поступает на вход электропневматического преобразователя 48, где преобразуется в пропорциональный пневматический сигнал. Далее сигнал поступает на мембранный исполнительный механизм 49, под воздействием которого запирающий орган (устройство 50) удерживается в положении, при котором величина отверстия патрубка 3 для вывода хвостов пропорциональна величине поступившего сигнала. Через устройство 50 происходит истечение хвостов (пульпы) из камеры пневмофлотомашины 1.

При увеличении (уменьшении) уровня пульпы в камере пневмофлотомашины 1 на выходе блока 37 сравнения скорректированного значения уровня пульпы с заданным появляются сигнал разности измеренного значения уровня пульпы и заданного задатчиком 36 уровня пульпы. Далее сигнал разности поступает на вход аналогового регулятора 38 подачи воды с пенообразователем. Выходной сигнал последнего уменьшается (увеличивается) согласно пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования и поступает на вход электропневматического преобразователя 39, где преобразуется в пропорциональный изменяющийся пневматический сигнал. Последний поступает на регулируемый клапан 40, который уменьшает (увеличивает расход воды с пенообразователем в объем камеры пневмофлотомашины 1, чем компенсируется частично увеличение (уменьшение) уровня пульпы в камере.

При уменьшении (увеличении) расхода воды с пенообразователем на выходе блока 45 сравнения расхода воды с пенообразователем с заданным появляется сигнал разности измеренного значения расхода воды с пенообразователем и заданным задатчиком 46 расхода воды с пенообразователем. Далее сигнал разности поступает на вход аналогового регулятора 47 разгрузки хвостов, выходной сигнал которого уменьшается (увеличивается) по пропорционально-интегральному закону регулирования. Выходной сигнал с последнего поступает на электропневматический преобразователь 48, где преобразуется в пропорциональный пневматический сигнал. Последний поступает на мембранный исполнительный механизм 49, который перемещает пропорционально пневматическому сигналу шток устройства 50 для регулирования отверстия патрубка 3 для вывода хвостов.

Величина отверстия патрубка 3 для выпуска хвостов увеличивается (уменьшается), что приводит к увеличению (уменьшению) выпуска хвостов из камеры пневмофлотомашины 1 и к ускорению восстановления пульпы в камере.

В момент достижения уровня пульпы заданного значения расход воды с пенообразователем в камеру пневмофлотомашины 1 может отличаться от заданного. Сигнал рассогласования с выхода блока 45 сравнения расхода воды с пенообразователем с заданным поступает на вход аналогового регулятора 47 разгрузки хвостов, который продолжает вырабатывать регулирующий сигнал, действие которого направлено на уменьшение (увеличение) величины выпускного отверстия патрубка 3.

Выход хвостов через патрубок 3 уменьшается (увеличивается), что приводит к некоторому отклонению уровня пульпы от заданного значения, а это в свою очередь приведет к изменению расхода воды с пенообразователем в камеру пневмофлотомашины 1.

Таким образом, регулирование расхода воды с пенообразователем, подаваемой в объем камеры пневмофлотомашины 1 с питанием, и регулирование величины выпускного отверстия патрубка 3 для выпуска хвостов из камеры будет происходить до тех пор, пока уровень пульпы в камере и расход воды с пенообразователем не достигнут заданных значений.

Формула изобретения

1. Способ автоматического регулирования процесса пенной флотации, включающий задание уровня и плотности пульпы в камере пневмофлотомашины, измерение значения уровня и плотности пульпы в камере пневмофлотомашины соответственно по обратному давлению в одной пьезометрической трубке и перепаду обратного давления в двух пьезометрических трубках, которые погружены на различную глубину в пульпу, коррекцию значения уровня пульпы по величине измеренной плотности пульпы, сравнение скорректированного значения уровня пульпы и измеренного значения плотности пульпы с заданными значениями, изменение подачи пенообразователя с исходным питанием, поступающим в объем камеры пневмофлотомашины пропорционально величине отклонения измеренной плотности пульпы от заданной, изменение разгрузки хвостов из камеры пневмофлотомашины, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования процесса пенной флотации путем стабилизации уровня и плотности пульпы путем обеспечения стабильного расхода воды с пенообразователем в объем аэрированной пульпы, задают расход воды с пенообразователем, поступающей с исходным питанием в объем камеры флотомашины, измеряют расход воды с пенообразователем и сравнивают с заданным, изменяют расход воды с пенообразователем обратно пропорционально величине отклонения скорректированного значения уровня пульпы от заданного, изменяют разгрузку хвостов из камеры пневмофлотомашины обратно пропорционально величине отклонения измеренного расхода воды с пенообразователем от заданного, причем изменение разгрузки хвостов из камеры осуществляют до достижения уровня пульпы в камере пневмофлотомашины и расхода воды с пенообразователем заданных значений.

2. Система автоматического регулирования процесса пенной флотации, состоящая из регулятора разгрузки хвостов, подключенного через электропневматический преобразователь к пневматическому исполнительному механизму устройства для разгрузки хвостов, задатчика уровня пульпы, подключенного к первому входу блока сравнения измеренного уровня пульпы с заданным, второй вход которого соединен с выходом блока измерения уровня пульпы, контура регулирования расхода пенообразователя, связанных контуров измерения уровня и плотности пульпы, содержащих две пьезометрические трубки, соединенные с регуляторами расхода воздуха и соответственно с датчиком давления в одной из трубок и датчиком перепада давления между трубками, выходы которых подключены к соответствующим входам блока измерения уровня пульпы и блока измерения плотности пульпы, выход которого соединен с входом контура регулирования расхода пенообразователя, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества регулирования процесса пенной флотации путем стабилизации уровня и плотности пульпы путем обеспечения стабильного расхода воды с пенообразователем в объем аэрированной пульпы, она снабжена регулятором подачи воды с пенообразователем, вторым электропневматическим преобразователем, регулируемым клапаном, расходомером, блоком сравнения и задатчиком расхода воды, при этом выход блока сравнения измеренного уровня пульпы с заданным соединен с входом регулятора подачи воды с пенообразователем, выход которого через второй электропневматический преобразователь соединен с регулируемым клапаном, выход расходомера соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика расхода воды, а выход - с входом регулятора разгрузки хвостов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3