一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统的制作方法

1.本实用新型属于科氏力质量流量计应用领域，涉及一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统。


背景技术：

2.在选矿生产过程中，磨矿是一个重要环节，矿浆的浓度、粒度是评估磨矿效率的重要指标，定时测量矿浆浓度，维持规定的值，能够保证较合理的磨矿粒度特性和比较高的磨机生产率。磨矿的矿浆浓度不仅影响磨机生产能力、产品质量、电耗，而且影响分级机溢流粒度，从而影响选矿效果。因此，要经常测定磨矿的矿浆浓度，以金属选矿为例，有色金属每隔0.5~1小时测一次，黑色金属每隔1~2小时测一次。
3.目前常用的矿浆浓度测量方法有人工密度壶法、核子浓密度计、超声波密度计等，但由于矿浆中固含物粒径变化大、分布不均匀，且浆液流态变化大、矿粒易沉淀，使得现有的矿浆浓度测量方法难以满足磨矿自动化矿浆浓度在线测量的准确度以及稳定性的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于提供一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，以解决现有的矿浆浓度测量方法难以满足磨矿自动化对矿浆浓度在线测量的准确度以及稳定性要求的问题。
5.本实用新型实施例所采用的技术方案是：一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，包括：
6.取样器，取样器设置在矿浆主管道上；
7.测量支管，测量支管一端为测量支管入口，其另一端为测量支管出口；
8.科氏力质量流量计，科氏力质量流量计串接在测量支管的中间；
9.其中：
10.取样器的浆液出口端与测量支管入口连通，测量支管出口与矿浆主管道连通，形成测量回路；
11.取样器的浆液出口端与测量支管入口之间设置有第一控制阀，测量支管出口与矿浆主管道之间设置有第二控制阀。
12.进一步的，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
13.安装在所述测量支管上的第二手阀和第三手阀；
14.其中：
15.所述第二手阀安装在测量支管入口与科氏力质量流量计之间，所述第三手阀安装在测量支管出口与科氏力质量流量计之间。
16.进一步的，所述取样器的浆液出口端通过第一连接管与测量支管入口连通，所述测量支管出口通过第二连接管与矿浆主管道连通，形成测量回路。
17.进一步的，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
18.第一手阀，第一手阀安装在取样器的浆液出口端；
19.第四手阀，第四手阀安装在第二连接管与矿浆主管道之间。
20.进一步的，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
21.清洗液供给装置，清洗液供给装置的出液口与测量支管出口和第二控制阀间的第五连接管连通；
22.清洗液回收装置，清洗液回收装置的进液口与测量支管入口和第一控制阀间的第六连接管连通。
23.进一步的，所述清洗液供给装置，包括：
24.供液装置，供液装置的出液口与第五连接管连通；
25.第三控制阀，第三控制阀设置在供液装置的出液口与第五连接管之间；
26.所述清洗液回收装置，包括：
27.回液装置，回液装置的进液口与第六连接管连通；
28.第四控制阀，第四控制阀设置在回液装置的进液口与第六连接管之间。
29.进一步的，所述清洗液供给装置，还包括：
30.第五手阀，第五手阀安装在供液装置的出液口处；
31.水泵，水泵设置在供液装置的出液口与第三控制阀之间；
32.第三连接管，所述供液装置通过第三连接管与第三控制阀连接。
33.进一步的，所述清洗液回收装置，还包括：
34.第六手阀，第六手阀安装在回液装置的进液口处；
35.第四连接管，所述回液装置通过第四连接管与第四控制阀连接。
36.进一步的，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
37.安装在矿浆主管道上的第七手阀和第八手阀，其中：
38.沿着矿浆主管道的矿浆输送方向，所述第七手阀和第八手阀对应安装在测量回路与矿浆主管道的连接点的前后两侧。
39.进一步的，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
40.控制器，控制器与第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀以及水泵的控制端电性连接，并与科氏力质量流量计的输出端电性连接。
41.本实用新型实施例的有益效果是：采用科氏力质量流量计进行矿浆密度在线检测，然后通过控制器采用科氏力质量流量计检测的矿浆密度进行矿浆浓度计算，实现了矿浆浓度在线检测，检测精度高、稳定性好、安全可靠，相较于目前普遍采用的人工通过浓度壶取样检测，可自动在线检测矿浆浓度，提高了矿浆浓度和细度的自动控制水平，对改善生产技术经济指标具有重要意义，解决了现有的矿浆浓度测量方法难以满足磨矿自动化对矿浆浓度在线测量的准确度以及稳定性要求的问题。通过科氏力质量流量计检测的流量，采用控制器控制第一控制阀和第二控制阀，进而控制矿浆流速，使所测矿浆中矿粒处于悬浮状态，保证测量准确度。
附图说明
42.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1是本实用新型实施例的矿浆浓度在线检测用测量系统的结构示意图。
44.图2是本实用新型实施例的矿浆浓度在线检测用测量系统的控制线路图。
45.图3是本实用新型实施例的科氏力质量流量计向上安装时的示意图。
46.图中，1.矿浆主管道，2.取样器，3.科氏力质量流量计，4.第一控制阀，5.第二控制阀，6.第一连接管，7.第一连接管入口，8.第一连接管出口，9.第二连接管，10.第二连接管入口，11.第二连接管出口，12.测量支管入口，13.测量支管出口，14.第三控制阀，15.第三连接管，16.第四控制阀，17.第四连接管，18.供液装置，19.水泵，20.回液装置，21.第一手阀，22.第二手阀，23.第三手阀，24.第四手阀，25.第五手阀，26.第六手阀，27.第三连接管入口，28.第三连接管出口，29.第四连接管入口，30.第四连接管出口，31.控制器，32.第七手阀，33.第八手阀，34.第五连接管，35.第六连接管。
具体实施方式
47.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
48.本实用新型实施例提供一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，如图1所示，包括：
49.取样器2，取样器2设置在矿浆主管道1上，取样器2可选择无动力取样器，作为优选，选择有动力混合采样器，可降低采样带来的在矿浆主管道1的压损；
50.测量支管，测量支管一端为测量支管入口12，其另一端为测量支管出口13；
51.科氏力质量流量计3，科氏力质量流量计3串接在测量支管的中间；
52.其中：
53.取样器2的浆液出口端与测量支管入口12连通，测量支管出口13与矿浆主管道1连通，形成测量回路；
54.取样器2的浆液出口端与测量支管入口12之间设置有第一控制阀4，测量支管出口13与矿浆主管道1之间设置有第二控制阀5。
55.科氏力质量流量计3可实现矿浆密度、温度、流量的在线测量。作为优选，使用微弯管型，密度测量准确度优于0.001g/cm
³
，流速测量准确度优于0.1m/s，温度测量准确度优于0.5℃。
56.进一步的，所述科氏力质量流量计3的型号为p50或f200。
57.进一步的，所述科氏力质量流量计3两端与测量支管法兰连接/螺纹连接，或通过连接头连接。为了防止矿浆沉降，方便排空，科氏力质量流量计3安装时优选竖直向上安装的方式，如图3所示，同时，为了保证测量的稳定性，通过设置在地面上的支撑结构对科氏力质量流量计3所在的测量支管进行有效支撑。
58.进一步的，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
59.安装在所述测量支管上的第二手阀22和第三手阀23，其中：
60.所述第二手阀22安装在测量支管入口12与科氏力质量流量计3之间，所述第三手阀23安装在测量支管出口13与科氏力质量流量计3之间，第二手阀22和第三手阀23用于控制科氏力质量流量计3内流量的通断。
61.进一步的，所述取样器2的浆液出口端通过第一连接管6与测量支管入口12连通，所述测量支管出口13通过第二连接管9与矿浆主管道1连通，形成测量回路，具体的，第一连接管6一端为第一连接管入口7，其另一端为第一连接管出口8，所述取样器2的浆液出口端与第一连接管入口7连接，第一连接管出口8与第一控制阀4一端连接，第一控制阀4另一端与测量支管入口12连接；第二连接管9一端为第二连接管入口10，其另一端为第二连接管出口11，测量支管出口13与第二控制阀5一端连接，第二控制阀5另一端与第二连接管入口10连接，第二连接管出口11与矿浆主管道1连通。
62.进一步的，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
63.第一手阀21，安装在取样器2的浆液出口端；
64.第四手阀24，安装在第二连接管出口11与矿浆主管道1之间；
65.第一手阀21和第四手阀24用于将测量回路与矿浆主管道1分开，在不需要进行矿浆浓度测量时，关闭第一手阀21和第四手阀24。
66.作为本实用新型的另一实施例，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
67.清洗液供给装置，清洗液供给装置的出液口与测量支管出口13和第二控制阀5间的第五连接管34连通。
68.进一步的，所述清洗液供给装置，包括：
69.供液装置18，供液装置18用于供给清洗液，清洗液为自来水或对应的清洗液，供液装置18的出液口与第五连接管34连通；
70.第三控制阀14，第三控制阀14设置在供液装置18的出液口与第五连接管34之间，用于控制供液装置18供给的清洗液流量和冲洗速度。
71.进一步的，所述清洗液供给装置，还包括：
72.第三连接管15，第三连接管15一端为第三连接管入口27，其另一端为第三连接管出口28；
73.所述供液装置18通过第三连接管15与第三控制阀14连接；
74.其中：
75.所述供液装置18的出液口与第三连接管入口27连接，第三连接管出口28与第三控制阀14一端连接，第三控制阀14另一端，与测量支管出口13和第二控制阀5之间的连接管路连接。
76.进一步的，所述清洗液供给装置，还包括：
77.水泵19，所述水泵19设置在供液装置18的出液口与第三控制阀14之间，具体的，设置于供液装置18的出液口与第三连接管入口27之间，或第三连接管出口28与第三控制阀14之间。
78.进一步的，所述清洗液供给装置，还包括：
79.第五手阀25，第五手阀25安装在供液装置18的出液口处。
80.作为本实用新型的另一实施例，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线
检测系统，还包括清洗液回收装置，清洗液回收装置的进液口与测量支管入口12和第一控制阀4间的第六连接管35连通。
81.进一步的，所述清洗液回收装置，包括：
82.回液装置20，回液装置20用于回收清洗液，回液装置20的进液口与第六连接管35连通；
83.第四控制阀16，第四控制阀16设置在回液装置20的进液口与第六连接管35之间，用于控制回液装置20回收清洗液。
84.进一步的，所述清洗液回收装置，还包括：
85.第四连接管17，第四连接管17一端为第四连接管入口29，其另一端为第四连接管出口30；
86.所述回液装置20通过第四连接管17与第四控制阀16连接；
87.其中：
88.所述回液装置20的进液口与第四连接管出口30连接，第四连接管入口29与第四控制阀16一端连接，第四控制阀16另一端与测量支管入口12和第一控制阀4之间的连接管路连接。
89.进一步的，所述清洗液供给装置，还包括：
90.第六手阀26，第六手阀26安装在回液装置20的进液口处。
91.作为本实用新型的另一实施例，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
92.安装在矿浆主管道1上的第七手阀32和第八手阀33，其中：
93.沿着矿浆主管道1的矿浆输送方向，所述第七手阀32和第八手阀33对应安装在测量回路与矿浆主管道1连接点的前后两侧，第七手阀32用于截断矿浆输送，第八手阀33用于在清洗测量回路时截断测量回路中的清洗液，避免从测量回路流出的清洗液沿着矿浆主管道1流出。
94.进一步的，所述第一连接管6、第二连接管9、第三连接管15和第四连接管17优选透明软管，以便人工监测连接管路内是否发生堵塞，并在科氏力质量流量计3测量的密度正常，但流速偏低、几乎无流量时，通过观察透明软管内是否有堵塞，而判断此时是测量支管内发生堵塞还是连接管路上发生堵塞。
95.作为本实用新型的另一实施例，上述一种基于科氏力质量流量计的矿浆浓度在线检测系统，还包括：
96.控制器31，控制器31是系统数据采集和处理的核心设备，要具有高的可靠性，满足现场工况环境使用需求，应具备ip55以上防护能力，优选成熟可靠的plc、pac为控制核心，具有友好的人机交互界面。
97.如图2所示，所述控制器31与第一控制阀4、第二控制阀5、第三控制阀14、第四控制阀16以及水泵19的控制端电性连接，并与科氏力质量流量计3的输出端电性连接，控制第一控制阀4、第二控制阀5、第三控制阀14、第四控制阀16以及水泵19工作，同时根据科氏力质量流量计3输出的矿浆密度计算并显示当前的矿浆浓度。
98.以金属选矿厂为例，取样器2把矿浆主管道1的流态改为紊流，保证了测量取样的代表性，流经科氏力质量流量计3的被检矿浆会得到三个基本的测量量：矿浆密度、流量和
矿浆温度，矿浆中矿石不溶于水，以水为标准液，基本的浓度计算公式为：
99.；
100.其中，h为矿浆中矿石的质量浓度，也即控制器31计算并显示的矿浆浓度；为矿浆密度，由科氏力质量流量计3直接测量得到；为 矿浆中的矿石烘干后（干矿石）的密度，干矿石的密度通过实验获得（定期取样校准），为矿浆中的水（溶剂）密度，水的密度通过科氏力质量流量计3测量和查表修正得到。
101.正常情况下，第二手阀22、第三手阀23、第七手阀32、第八手阀33均处于打开状态，第三控制阀14、第四控制阀16、第五手阀25和第六手阀26均处于关闭状态，第二手阀22和第三手阀23仅在对科氏力质量流量计3进行维修检测时关闭，第三控制阀14、第四控制阀16、第五手阀25和第六手阀26仅在进行清洗操作时打开，第七手阀32和第八手阀33仅在对测量回路进行清洗时关闭。因此，在进行测量时，打开第一手阀21、第二手阀22，接通测量回路，然后通过控制器31打开第一控制阀4、第二控制阀5，使得矿浆主管道1内的矿浆经取样器2进入测量回路，并经科氏力质量流量计3测量后，在控制器31上显示当前检测的矿浆浓度。
102.通过控制器31控制第一控制阀4和第二控制阀5的打开程度，实现矿浆流速控制，因为所测矿浆属于典型固液混合体，不同流速的矿浆可以相应的看作三种不同形态的流体：不均匀混合流体、中间混合流体和均匀性混合流体。在水平管段时矿粒对应有三种状态：不连续跳跃、间断悬浮和完全悬浮。而测量需要的理想状态是矿粒处于悬浮状态，所以测量支管内的矿浆流速必须大于临界流速，同时，考虑到流速高对测量支管带来的磨损，需要限制最高流速，控制器31通过科氏力质量流量计3测量的流速对第一控制阀4和第二控制阀5的打开程度进行闭环控制。
103.在测量回路停输或有需要时，为防止矿浆在测量回路内沉淀积聚造成堵塞，需要对测量回路进行冲洗，并在测量回路或科氏力质量流量计3堵塞时，需要进行冲洗，分为以下两种情况：
104.1.对测量支管和科氏力质量流量计3进行清洗：
105.打开第五手阀25、第六手阀26，通过控制器31关闭第一控制阀4、第二控制阀5，打开第三控制阀14、第四控制阀16，并实时控制水泵19的转速，供液装置18内的清洗液流经测量支管和科氏力质量流量计3后，流入回液装置20。
106.2.对整个测量管路进行清洗：
107.关闭第二手阀22、第三手阀23、第七手阀32和第八手阀33，打开第五手阀25、第六手阀26，通过控制器31打开第一控制阀4、第二控制阀5、第三控制阀14、第四控制阀16，并实时控制水泵19的转速，供液装置18内的清洗液依次流经第三连接管15、第二连接管9、矿浆主管道1（位于与第四手阀的连接点与取样器2之间的部分）、取样器2、第一连接管6、第四连接管17后，流入回液装置20。
108.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。