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跳汰机自动排料控制系统的研究铣槽机

发布时间:2022-07-07 11:37:07 来源:平兴五金网

跳汰机自动排料控制系统的研究

跳汰机自动排料控制系统的研究 2011: 摘要:跳汰机排料是跳汰机控制的一个主要部分,直接决定着跳汰选煤的效率以及精煤产率。在分析、研究跳汰机自动排料的基本原则和要求的基础上,提出了改进的浮标闸门自动排料控制系统,分析了具体结构和实现方法。关键词:跳汰机;自动排料;浮标闸门1 跳汰机自动排料的基本准则排料是跳汰机的一个重要环节,跳汰机的排料系统包含:矸石和中煤由排料口排出,精煤由溢流堰排出跳汰机。设跳汰机的给料量为Q,洗选后得到的矸石量为Qg、中煤量为Qz、精煤量为Qj,则三者之间的关系Q=Qg+Qz+Qj(1)设跳汰机排料系统的排料量为矸石Qpg、中煤Qpz、精煤Qpj,同样存在以下关系Q=Qpg+Qpz+Qpj(2)跳汰选煤过程中,物料的进给和洗选产品的排出是连续进行的,给料和排料是一个动态的平衡过程。理想情况下,跳汰机合理的排料应该满足Qg=Qpg,Qz=Qpz,Qj=Qpj。如果矸石量Qg和Qpg、中煤量Qz和Qpz、精煤量Qj和Qpj三者之间任何一部分发生偏差而不一致,三者之间的动态平衡就会破坏,产品产生相互污染、混杂,得不到纯净的物料。因此,跳汰机排料应遵循的原则:排料量与跳汰产生的各产品的数量应该完全相等,不多排不少排,产生多少就排多少,而不是强制控制一定的排料量。跳汰机的排料装置应该能满足这一要求。如果跳汰机的排料装置不能满足以上条件,其自动控制系统无论如何先进,跳汰机的排料也不会有好的结果。由于跳汰按密度分选,其分选密度的分界线决定了各自产品的数量,因此理想的排料应该是跳汰产品按分选密度正确分离,这要求自动排料系统中,排料的分界线始终稳定在所需要的分选密度上,即排料高度和分选密度深度是同一分界线,这样才能得到完全按分层结果的理想产品。2 跳汰机自动排料装置的基本要求实际上,跳汰机实现排料的结构是2个高度,即闸门的下沿和溢流堰上沿。由于溢流堰的上沿和闸门的下沿之间存在着一定的高度差,使得产品的分离线与分选密度线不一致,从而引起分层后的产品出现不可避免的混杂。如图1所示,h0为理想的分离密度线,h1和h2分别为密度低于和高于h0的分离密度线。最理想情况是,跳汰机排料时溢流堰的上沿和排料闸门的下沿都从h0处分离产品,但实际上很难做到这一点。一般情况是,床层上升时重产物密度线h1以上的物料被上升水流带过溢流堰,混入到轻产物中(见图1(a)),床层下降时轻产物密度线h2以下的物料又被下降水流带入到排料口,混入到重产物中(见图1(b))。

图1 跳汰产品排料过程1 溢流堰 2 闸门 3 排料道

跳汰机在排料过程中,重产物的高度h0是我们必须确定的参数,它反映了重产物的厚度,即产品的分离高度。在排料过程中,高度h0还应该保持相对的稳定,不能出现变动,即保证前期的分层状态不变,床层不能出现紊乱。由于跳汰过程是一个连续的工作过程,其排料也应当是连续进行的,而且物料在水平方向的移动是靠水流的移动来完成的,因此跳汰机的排料方向最好与水平移动方向一致,排放速度也应该相等。在跳汰机的排料过程中,还应防止排空、塌陷和阻滞现象的发生,这样才能保证高度h0的连续稳定,保证跳汰选煤的洗选效果。因此,跳汰机的自动排料装置应该具有以下功能:(1)灵敏准确地检测出床层重产物高度;(2)控制和保护好前期的分层状态;(3)保证排料过程的连续进行。为完成以上功能,跳汰机的自动排料装置应由检测和控制两部分组成。检测部分的任务是检测重产物状况,现在广泛使用的是浮标检测。控制部分装置的具体要求是:排放速度要与床层的运动速度相适应,排料时不产生瞬时局部塌陷和瞬时排空现象,避免破坏床层的稳定,保证排料过程的连续进行,而且一定要做到排出的重产物是从床层的最低层连续地排取的,以保证排料达到尽可能有的纯净。3 改进的浮标闸门结构浮标闸门自动排料控制系统,在跳汰机上得到了很好的应用,具有很好的洗选效果。当物料运行到排料口时,物料在脉动水流的作用下已经分层清楚,形成一条重产物和轻产物的分界线,分界线的上方为轻产物物料,分界线的下方为重产物物料,理想的排料就是按分界线把两者分开。但此种浮标闸门排料系统由于浮标结构的限定,分层好的物料在水平水流的作用下,运动到排料口附近。由于溢流堰的阻挡作用,物料与溢流堰垂直碰撞(见图2)。这种碰撞由于受交变水流的作用,碰撞后,物料运动的方向被改变,运动轨迹发生变化,原来的分层被破坏,床层出现紊乱,分选密度分界线产生脉动交叉,重产物和轻产物相互污染,轻产物混入到重产物床层中去,增大了重产物的带煤损失率,使得洗选效率降低。

图2 物料在排料口的运动规律

为此,我们将浮标结构加以改进,浮标不但能检测重床层的厚度,而且能够使前期分层清楚的物料彻底分开,阻止密度低的物料混入到重床层中去,物料在与溢流堰碰撞后,虽然运动方向改变,但重产物和轻产物不会相互污染,改进的浮标结构如图3所示。

图3 改进的浮标闸门自动排料

浮标的体积增大,横截面制作成直角三角形,斜面面对物料的水平移动方向。当物料运动到靠近浮标的A点时,物料被浮标按分界线s分割成两部分,形成一条真实的分界区,密度大的重床层在浮标的底部,密度小的轻产物在浮标的上部,这样,以后不论物料的运动怎样,轻产物都在浮标的上部运动,最后越过溢流堰进入第"段或作为精煤排出跳汰机,而重产物都在浮标的下部运动,在水流的作用下排出跳汰机,两者之间由浮标隔离开,不会再相互混合污染,跳汰床层保持了原来的分层。浮标闸门比重的调节是由重砣来控制的,重砣在浮标横杆上的移动,可以改变浮标的比重,从而调整分选密度。分选密度直接决定了排料口的高度,即产品的分割线,因而浮标比重的调节对洗煤效果的影响很大,为了提高比重调节精度,根据精煤灰分与浮标比重的关系,在浮标的横杆上,设计了表示两者关系的刻度尺,将浮标杠杆设计成一个比重调节的“秤”。4 结语跳汰机的排料是跳汰机按比重分选的最后实现,直接决定了洗选产品的质量和洗选效率,排料控制是跳汰机控制的一个重要环节。分析了跳汰机排料过程的特点,研究了浮标闸门排料控制系统,为了改善浮标闸门排料口对床层的影响,设计了一改进系统,并能对浮标比重进行调节。参考文献:[1]王振生-选煤厂生产技术管理各论[M]-徐州:中国矿业大学出版社 1994[2]艾英锋-浮标闸门自动排料系统在小型跳汰机上的应用[J]煤炭加工与综合利用 1998[3]刘焕胜-空气脉动跳汰机的产品分离与排料装置[J]矿山机械,2000[4]王振生-关于跳汰选煤理论与实践的一些问题[J]煤质技术,2000[5]周翠红,贾长龄-跳汰机动态分离排料装置的研究[J]选煤技术,2001,(3):4-6作者简介:林明星(1966-),山东济南人,副教授,毕业于中国矿业大学机电学院,现在山东科技大学动力与控制工程学院从事教学和科研工作,研究方向为:矿山机械、机电一体化、智能检测与控制技术等。(end)

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