Файл: Автоматизация обогатительных фабрик..pdf

Существует большое число плотномеров, работа которых осно­ вана на принципе ареометра, один из них рассмотрен ниже.

И н д и к а т о р п л о т н о с т и п у л ь п ы с п о г р у ж е н ­

сирует плотность пульпы в верхней зоне чана. Поэтому для по­ вышения точности измерения требуется тщательное перемешива­ ние пульпы с целью получения однородного по плотности по­ тока. Однако на обогатительной фабрике создать такое условие трудно.

Указанный недостаток можно устранить, если погрузить попла­ вок в зону со средней плотностью. Такой поплавковый индика­ тор с успехом применен в Чехословакии и испытан с поло­ жительным результатом на Ждановском горно-обогатительном ком­ бинате [20].

Принцип действия индикатора основан на том, что сжатие кали­ брованной пружины 1 (рис. 35), кинематически связанной с рычагом 3 и плунжером 4, зависит от силы Р, выталкивающей полый метал­ лический поплавок 2, и усилия F, приложенного к пружине. По­ следнее пропорционально разности между весом (силой тяжести) поплавка G и силой Р ■Поскольку вес поплавка постоянный, а сила Р пропорциональна плотности пульпы б, то величина сжатия пружины п соответствующее ей перемещение плунжера однозначно определят плотность пульпы в усреднительной емкости.

Перемещение плунжера 4 преобразуется в электрический сигнал дифференциально-трансформаторным датчиком 5, соединенным со вторичным прибором ЭПИД.

Геометрическпе размеры поплавка, выполненного в виде двух конусов с общим основанием, определяются величиной максималь­

Если принять, что при максимальной плотности пульпы вес поплавка G = Р и пружина полностью разгружена, то

При минимальной плотности 6nmin выталкивающая сила мини­

Если поплавок состоит из двух полых конусов с общим основа­ нием, то объем V = 2/ 3 hr2, где г — радиус основания конуса, см; h — высота конуса, см.

38

Испытания плотномера с погруженным поплавком на сливе классификатора показа­ ли, что среднеквадратичная погрешность прибора ие превышает 8 г/л. Аналогичные испытания, проведенные на том же потоке

этом принципе, является мембранный плот­ номер, представляющий собой металлическую трубку с расширяющимся нижним концом, закрытым мембраной.

Сила F, с которой пульпа давит на мем­ брану, определяется по формуле

Давление пульпы в зависимости от ее плотности передается через мембрану в трубку со ртутью, которая замыкает или размы­ кает контакты, впаянные в стенки трубки.

Наибольшее распространение вследствие простоты конструкции и надежности в работе на обогатительных фабриках получили пьезо­ метрические плотномеры, работа которых также основана на гидро­ статическом методе.

В отечественной обогатительной практике на основе пьезомет­ рических датчиков плотности созданы регуляторы плотности пульпы конструкции ЦЛА (ПРП) и Мехаиобра.

Разность в глубине погружения пьезометрических трубок дат­ чика ПРП 50 мм. Воздух подается в трубки от специального гидро­ компрессора ГК-633, входящего в комплект прибора.

Принципиальная схема гидрокомпрессора изображена на рис. 36. Гидрокомпрессор работает по принципу инжекции воздуха струей воды, которая подается в него снизу через специальную форсунку. Струя воды, проходя отверстия 1 и 4, инжектирует воздух из ка­ меры 2, куда он попадает из атмосферы через отверстие 3. Вода, смешанная с воздухом, попадает в камеру 5, в которой воздух выде­ ляется из воды.

Под давлением выделившегося воздуха вода из верхней части камеры 5 вытесняется в трубу 6, из которой сливается в камеру 7

39

к мембране 1, на жестком центре которой закреплен шток 2.

На коромысле 3, связанном со штоком 2, закреплен подвижный контакт 4, который при изменении плотности замыкается с одним из неподвижных контактов 5 или 6, включая тем самым в работу реверсивный двигатель 10.

На валу двигателя закреплено лекало 7, которое через рычаг 9 и уравновешивающую пружину 8 возвращает контакт 4 в нейтраль­ ное положение.

Одновременно с лекалом 7 двигатель 10 приводит в движение стрелку 12, перо 11 и реостатный датчик (на схеме не указан). Рео­ статный датчик служит для подачи сигнала на регулятор, осуще­ ствляющий автоматическое регулирования плотности слива класси­ фикатора.

Одним из существенных недостатков приборов пьезометрического типа являются закупорка пьезотрубок твердыми частицами и необ­

ющего на вещество и дошедшего до глубины х\ р, — линейный коэф­ фициент поглощения.

I = Nhv,

40

где т, тп и тяд — определяют поглощение у-излучения вследствие фотоэлектрического эффекта, образования пар и ядерных превраще­ ний; о — коэффициент рассеяния, определяемый суммой коэффици­ ентов рассеяния без изменения длины волны, с изменением длины волны и поглощением при рассеянии.

Как показали многочисленные расчеты и исследования, веще­ ство сравнительно слабо поглощает у-излучение, которое может проникать через твердые тела толщиной до нескольких сантимет­ ров, что свидетельствует о возможности применения метода погло­ щения у-излучения пульпой для контроля ее плотности.

Радиоизотопные плотномеры включают три основных элемента: источник излучения, приемник излучения и вторичный прибор показывающий, самопишущий, регулирующий).

В качестве источников у-излучения обычно стремятся исполь­ зовать сравнительно дешевые радиоактивные изотопы, имеющие значительный период полураспада. В порядке возрастания стоимости наиболее применимые источники у-излучения располагаются сле­ дующим образом: Co-60; Ir-192; Cs-134; Se-75; Cs-137; Tu-170; Eu-155.

Из них наибольшим периодом полураспада обладают Со-60 (5,3 года) и Cs-137 (33 года). Поэтому в серийных промышленных приборах

•обычно применяют эти источники.

Существенное влияние на точность измерения оказывает энер­ гия у-излучения. С ростом энергии излучения погрешность измерения уменьшается [24]. Для измерения плотности полиминеральных пульп, содержащих значительное количество тяжелых элементов (например, свинца), целесообразно использовать в качестве источника излуче­ ния Со-60, а при незначительном содержании тяжелых элементов —

Cs-137.

Для непрерывного контроля плотности пульпы радиоизотопным методом применяют в основном два типа приемников излучения: газоразрядные и сцинтилляционные счетчики. Газоразрядные счет­ чики более просты, дешевы, надежны, взаимозаменяемы, однако они имеют незначительную эффективность регистрации излучения (до 1%). Преимуществом сцинтилляционных счетчиков является большая разрешающая способность и эффективность регистрации излучения (для жесткого у-излучения до 40%). Однако схема измерения, вклю­ чающая фотоэлектронный умножитель и высоковольтный источник стабилизированного напряжения, относительно сложна и дорога.

В практике измерения плотности пульпы с помощью радиоактив­ ных изотопов применяется несколько схем: прямого измерения ин­ тенсивности потока у-излучения; дифференциального измерения, когда сравнивают два потока (измеряемый и эталонный), компенса­ ционные с одним или двумя приемниками излучения, когда два потока, измеряемый и эталонный, проходящий через компенсацион­ ный клин, модулируются в противофазе специальным устройством. В зависимости от фазы колебаний сигнала, поступающего с преобра­ зующего устройства, специальный сервопривод перемещает компен­ сационный клин на пути эталонного потока таким образом, чтобы

41