球团高压辊磨机溜槽料位检测装置及方法

341 编辑：中冶有色技术网来源：中冶北方（大连）工程技术有限公司

2023-11-14 10:35:23

权利要求书： 1.一种球团高压辊磨机溜槽料位检测方法，其特征在于：包括下列步骤：

1）将球团高压辊磨机溜槽料位检测装置安装在高压辊磨机给料溜槽内侧壁上，所述的球团高压辊磨机溜槽料位检测装置，包括高压辊磨机、托式定量给料机、溜槽、溜槽料位检测机构和溜槽料位监控系统，其特征在于：所述的溜槽料位检测机构由储液囊侧板、耐磨布、储液囊、固定架、连接管、开闭阀、测量筒和导波雷达液位计组成；所述的储液囊侧板通过固定架固接在溜槽内侧壁上，所述的储液囊横截面为半圆柱形，储液囊的平面部分贴靠在储液囊侧板上，储液囊的圆柱面部分被耐磨布包裹，且耐磨布固接在储液囊侧板上，储液囊下端封闭，且位于溜槽下部，储液囊的上端与连接管连通，连接管的另一端穿过溜槽侧壁与测量筒底部连通，在连接管上设有开闭阀，在测量筒顶部设有换气孔；所述的导波雷达液位计用于检测测量筒的液位变化值，导波雷达液位计的信号输出端与溜槽料位监控系统电性连接，监控系统信号输出端与托式定量给料机电性连接；

当托式定量给料机的给料量大于高压辊磨机处理料量时，料柱会升高，在物料的侧压力的作用下挤压耐磨布和储液囊，使储液囊内的液体上升，使测量筒内的液位升高；当托式定量给料机的给料量小于高压辊磨机处理料量时，料柱会降低，此时在测量筒内的液体在自重作用下进入储液囊内，测量筒内的液位降低，导波雷达液位计将检测到的测量筒液位变化值，发送到溜槽料位监控系统；

2）溜槽料位监控系统接到导波雷达液位计的信号输出后，根据溜槽内的铁矿粉料柱体积和储液囊内的液体体积是等体积置换的原理，推导出下式，得到溜槽料位高度h为：

；

其中：

h0为储液囊底部距溜槽底口的高度，mm；

ΔH为测量筒内液体高度变化，mm;

r为储液囊的半径，mm;

R为测量筒的半径，mm；

3）溜槽料位监控系统根据以上公式计算出溜槽料位高度h，通过比较与溜槽料位高度设定值的差异，自动调整托式定量给料机的给料量。

2.根据权利要求1所述的球团高压辊磨机溜槽料位检测方法，其特征在于所述的储液囊为橡胶或PVC材料制作。

说明书：一种球团高压辊磨机溜槽料位检测装置及方法技术领域

本发明属于固体粉状物料位检测技术领域，具体涉及一种球团高压辊磨机溜槽料位检测装置及方法。

背景技术

球团矿在钢铁行业铁前领域的重要性不言而喻。球团矿的一个核心环节就是造球工艺，它影响着整条线的生产效率，造球工艺的一个重要指标就是成球率。影响成球率的因素很多，其中一个和铁矿粉原料直接有关的重要因素就是物料的比表面积，物料比表面积不符合要求将严重影响造球工艺的成球率，这样就对铁矿粉原料的粒度有确定的要求。由于多数选矿工序生产铁矿粉原料达不到要求，因此球团厂为了提高球团生产线的成球率，设置高压辊磨工序来改变铁矿粉原料的比表面积。为保证高压辊磨机给料溜槽内料柱高度，前端一般会设置可调定量给料装置，可调定量给料装置下来的散料落下形成的堆积料，即料柱；高压辊磨机对其给料溜槽的料柱高度有一定的要求，那就是高压辊磨机要求其给料溜槽的料柱保持一定的高度(一般3m左右)，靠料柱的重力来完成对高压辊磨机辊缝的给料；为了保证料柱的重力能稳定地作用在辊缝上，要求给料溜槽是竖直的，且上口小下口大，生产过程保持料柱高度稳定，料柱重力的作用下才可以持续、稳定的给高压辊磨机辊缝供料，才能使铁矿粉原料的比表面积达到要求。这样就给料柱高度检测带来了一定的难度，常规的固体料位检测设备(激光、雷达、超声、重锤等)因其上部连续给料且口径小均无法使用，又因其重力要求作用在辊缝上称重料位计也无法使用，所以目前只有采用核料位计可以满足要求，但是核料位计有一定污染性和危险性，并且对核料位计的管理和维护要求都很高，岗位工人不欢迎，企业很难处理这一问题。

因此研究开发结构简单、低成本、无核污染的球团高压辊磨机溜槽料柱高度检测装置及方法十分重要，具有实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种球团高压辊磨机溜槽料位检测装置及方法，将密闭复杂环境的料位转化成环境好、被测介质稳定的条件下采用普通料位计即可测量，以解决现有技术中必须设置核源才能对溜槽料位进行检测的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种球团高压辊磨机溜槽料位检测装置，包括高压辊磨机、托式定量给料机、溜槽、溜槽料位检测机构和溜槽料位监控系统，其特征在于：所述的溜槽料位检测机构由储液囊侧板、耐磨布、储液囊、固定架、连接管、开闭阀、测量筒和导波雷达液位计组成；所述的储液囊侧板通过固定架固接在溜槽内侧壁上，所述的储液囊横截面为半圆柱形，储液囊的平面部分贴靠在储液囊侧板上，储液囊的圆柱面部分被耐磨布包裹，且耐磨布固接在储液囊侧板上，储液囊下端封闭，且位于溜槽下部，储液囊的上端与连接管连通，连接管的另一端穿过溜槽侧壁与测量筒底部连通，在连接管上设有开闭阀，在测量筒顶部设有换气孔；所述的导波雷达液位计用于检测测量筒的液位变化值，导波雷达液位计的信号输出端与溜槽料位监控系统电性连接，监控系统信号输出端与托式定量给料机电性连接。

所述的储液囊为橡胶或PVC材料制作。

本发明的一种球团高压辊磨机溜槽料位检测方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)将溜槽料位检测机构安装在高压辊磨机给料溜槽内侧壁上，当托式定量给料机的给料量大于高压辊磨机处理料量时，料柱会升高，在物料的侧压力的作用下挤压耐磨布和储液囊，使储液囊内的液体上升，使测量筒内的液位升高；当托式定量给料机的给料量小于高压辊磨机处理料量时，料柱会降低，此时在测量筒内的液体在自重作用下进入储液囊内，测量筒内的液位降低，导波雷达液位计将检测到的测量筒液位变化值，发送到溜槽料位监控系统；

2)溜槽料位监控系统接到导波雷达液位计的信号输出后，根据溜槽内的铁矿粉料柱体积和储液囊内的液体体积是等体积置换的原理，推导出下式，得到溜槽料位高度h为：

h＝h0+2*ΔH*R2/r2

其中：

h0为储液囊底部距溜槽底口的高度，mm；

ΔH为测量筒内液体高度变化，mm；

r为储液囊的半径，mm；

R为测量筒的半径，mm；

3)溜槽料位监控系统根据以上公式计算出溜槽料位高度h，通过比较与溜槽料位高度设定值的差异，自动调整托式定量给料机的给料量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、发明的高压辊磨溜槽料位装置，不受托式定量给料机给下来的连续散料的影响，又不影响溜槽内物料的自重，且无污染，避免了现有技术中必须设置核源才可测量溜槽料位的情况，且结构简单，维护方便，节约成本。

2、本发明的溜槽料位检测装置利用流槽内堆积料的自重和侧压力(堆积角)改变储液囊中对应等体积液体变化，导致对应测量筒液位也随之变化，基于导波雷达液位计测量测量筒内液位来识别溜槽内料柱的高度，激光、雷达、超声、重锤、称重等常规料位计无法检测的条件下，通过溜槽料位检测取样装置与导波雷达液位计可以实现，对被测物料的导电性及介电常数等均无要求，且测量稳定，测量精度高。

3、本发明不仅可以检测高压辊磨机给料溜槽内铁矿粉的料柱高度，也可以对其它粉状或小颗粒状固体物料料柱高度进行检测。

附图说明

图1为本发明设置在高压辊磨料流工序中给料溜槽上的结构示意图。

图2为图1的A部放大图。

图3为溜槽料位检测装置结构示意图。

图4为图3的B-B视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一种球团高压辊磨机溜槽料位检测装置，包括高压辊磨机1、托式定量给料机3、溜槽2、溜槽料位检测机构4和溜槽料位监控系统；其特征在于：所述的溜槽料位检测机构4由储液囊侧板4-1、耐磨布4-2、储液囊4-3、固定架4-4、连接管4-5、开闭阀4-6、测量筒4-7和导波雷达液位计4-8组成；所述的储液囊侧板4-1通过固定架4-4固接在溜槽2内侧壁上，所述的储液囊4-3为橡胶或PVC材料制作，储液囊4-3横截面为半圆柱形，储液囊4-3的平面部分贴靠在储液囊侧板4-1上，储液囊4-3的圆柱面部分被耐磨布4-2包裹，且耐磨布固接在储液囊侧板4-1上，储液囊4-3下端封闭，且位于溜槽2下部，储液囊4-3的上端与连接管4-5连通，连接管4-5的另一端穿过溜槽2侧壁与测量筒4-7底部连通，在连接管4-5上设有开闭阀4-6，在测量筒4-7顶部设有换气孔4-9；使测量筒4-7内的气压始终与大气压一致；所述的导波雷达液位计4-8用于检测测量筒4-7的液位变化值，导波雷达液位计4-8的信号输出端与溜槽料位监控系统电性连接，监控系统信号输出端与托式定量给料机3电性连接。

本发明的一种球团高压辊磨机溜槽料位检测方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)将溜槽料位检测机构4安装在高压辊磨机给料溜槽2内侧壁上，当托式定量给料机3的给料量大于高压辊磨机1处理料量时，料柱5会升高，在物料的侧压力的作用下挤压耐磨布4-2和储液囊4-3，使储液囊4-3内的液体上升，使测量筒4-7内的液位升高；当托式定量给料机3的给料量小于高压辊磨机1处理料量时，料柱5会降低，此时在测量筒4-7内的液体在自重作用下进入储液囊4-3内，测量筒4-7内的液位降低，导波雷达液位计4-8将检测到的测量筒4-7液位变化值，发送到溜槽料位监控系统；

2)溜槽料位监控系统接到导波雷达液位计4-7的信号输出后，根据溜槽内的铁矿粉料柱体积和储液囊4-3内的液体体积是等体积置换的原理，推导出下式，得到溜槽料位高度h为：

h＝h0+2*ΔH*R2/r2

其中：

h0为储液囊4-3底部距溜槽底口的高度，mm；

ΔH为测量筒4-7内液体高度变化，mm；

r为储液囊4-3的半径，mm；

R为测量筒4-7的半径，mm；

3)溜槽料位监控系统根据以上公式计算出溜槽料位高度h，通过比较与溜槽料位高度设定值的差异，自动调整托式定量给料机3的给料量，周而复始。

实施例

如图1所示，本发明高压辊磨给料溜槽2上端是托式定量给料机3给下来的散料，下端是由连续散料落下形成的料柱(堆积料)，散料是自由落体，只有自重，不会有侧向压力，但是料柱(堆积料)不光有自重，还有上层料的重力叠加和侧压力(堆积角)的产生。当托式定量给料机3给料量大于高压辊磨机1吃料量时，料柱5会升高，料在重力和侧压力(堆积角)的作用下挤压耐磨布4-2和储液囊4-3，加之储液囊侧板4-1固定不动，迫使储液囊4-3内的液体上升，经过连接管4-5进入测量筒4-7内，使测量筒4-7内的液位升高；当托式定量给料机3给料量小于高压辊磨机1吃料量时，料柱5会降低，在液体的自重和流动性的作用下挤压储液囊4-3和耐磨布4-2，加之储液囊侧板4-1固定不动，迫使料柱5下降的区域的储液囊4-3内的充满液体，测量筒4-7内的液体经过连接管4-5进入储液囊4-3内，测量筒4-7内的液位降低；从而可以得出测量筒4-7内液位是随着高压辊磨溜槽2内料柱高度变化而变化的。测量筒4-7的液位是采用常规的导波雷达液位计4-8测量，导波雷达液位计4-8通过法兰固定在测量筒4-7上，导波雷达液位计4-8为两线制4～20mA标准信号输出。

本实施例槽料位检测取样装置储液囊4-3的半径为100mm，测量筒4-7的半径为250mm，测量筒的液面高度变化用ΔH表示，溜槽料位检测取样装置储液囊4-3底部距高压辊磨溜槽底口的高度为500mm，高压辊磨溜槽内料柱高度用h为两种转换介质均不可压缩，所以体积变化相等，则可计算高压辊磨溜槽内料柱高度h为：

h＝500+2*ΔH*2502/1002

＝500+12.5ΔH

上式中的ΔH为测量筒4-7的液位变化，本发明是利用成熟的导波雷达液位计实测出测量筒4-7的液位变化ΔH，从而可获得高压辊磨溜槽内料柱高度h实时数据。

本发明利用流槽内堆积料的自重和侧压力(堆积角)改变液囊中对应等体积液位变化，导致对应测量筒4-7液位也随之变化，基于导波雷达液位计测量测量筒内液位来识别溜槽内料柱的高度，激光、雷达、超声、重锤、称重等常规料位计无法检测的条件下，通过溜槽料位检测取样装置与导波雷达液位计4-8可以实现，且对被测物料的导电性及介电常数等均无要求，尤其是高压辊磨机给料溜槽，本套装置完全符合其要求，不受连续给料影响，又不影响物料的自重，且无污染。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明不仅是对铁矿粉可以测量，也可以对其他种物料进行应用，只要保证被测介质的密度大于溜槽料位检测取样装置液囊中液体的密度，且在测量区最低点时料柱可以将对应液囊中的液体挤压至测量筒内即可。