一种实时在线测量矿浆浓度的装置和方法与流程

本申请涉及一种矿浆浓度测量装置和方法，尤其涉及一种能够实时在线测量矿浆浓度的装置和方法。

背景技术：

矿浆浓度是矿山生产中的重要指标。现有的测量矿浆浓度的仪表主要包括核子浓度计和超声波浓度计两种。核子浓度计存在放射性污染危险，审批严格，使用受限制。超声波浓度计由于其本身技术特点存在测量精度差的缺陷，特别是矿浆中有气泡或粒度变化大时，超声波浓度计则难以精确测定矿浆浓度。中国专利申请CN2521610Y公开了一种在线矿浆浓度计，由取样器18、矿浆称重装置17和控制、数据处理、显示的控制箱10组成，所述的取样器18的取样管13内设有取样锥阀14，所述的取样锥阀14一端与气缸8连接，一端与取样管13出口对应，在取样锥阀14与气缸8之间安装有密封装置5；取样锥阀14内设有其出口在取样阀芯4、其入口在取样锥阀14后端的清洗管6，清洗管6入口并联设有冲洗水阀12和放气阀11；取样器18出口与矿浆称重装置17入口通过软管16对应连通；矿浆称重装置17与控制箱10电连接。所述的矿浆称重装置17的结构为：螺旋管3设在支杆15上，支杆15一端与重量传感器1连接，重量传感器1与控制箱10电连接；螺旋管3入口与取样器8对应连通，其出口设有节流孔2。该申请中的取样器18设置于工艺管道9，但由于矿浆槽中的矿浆处在一个较大的纵深高度上，而且由于矿浆颗粒一般具有较大密度、易于沉淀，因此整个矿浆槽中的矿浆的浓度并不完全均匀，该申请中的工艺管道9所设置的位置单一，因此对于受测量的矿浆的选取受到一定限制，而且矿浆颗粒容易沉淀，管道式的取样方式不利于真实反应矿浆槽中的矿浆浓度。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述缺陷，提供一种实时在线测量矿浆浓度的装置，包括旋转进样单元、测量管、测量单元、清洗管、冲洗水阀、充气阀以及电控单元，其特征在于旋转进样单元包括旋转立柱和旋转进样叶片，旋转进样叶片的根部连接于旋立柱的外表面，旋转进样叶片的上表面具有流体入口。

优选地，旋转进样叶片纵向上多层设置，同一层面多片设置。

优选地，流体入口的开口方向与旋转进样单元进料时的旋转方向相同。

优选地，流体入口在旋转进样叶片上表面上交错设置，处于进料时旋转方向上靠前的流体入口的高度小于靠后的流体入口的高度。

优选地，旋转进样叶片的下表面、旋转中空柱的外表面上还设置有钉状突起。

优选地，旋转进样单元与测量管借助于波纹管连接。

优选地，旋转进样叶片上的流体入口借助于铰接于旋转进样叶片上表面的折板形成，折板的垂至于铰接边的两侧边借助于可折叠塑料片连接于旋转进样叶片上表面的开口的对应两边。

本发明也涉及利用根据本发明的实时在线测量矿浆浓度的装置进行矿浆浓度测量的方法，其特征在于包括如下步骤：利用处于矿浆槽中的旋转进样单元旋转收集矿浆样品，矿浆样品经由流体入口进入旋转进样叶片、旋转中空柱或者环形筒，并最终进入测量管，从而进行矿浆浓度的实时在线测量。

优选地，借助于电磁截断阀实现冲洗水或者空气针对旋转进样单元的反清洗。

根据本发明的实时在线测量矿浆浓度的装置能够实现进料的均匀采样，实现了测量的精确性的提高。

附图说明

图1是现有技术中的矿浆浓度测量装置示意图；

图2是根据本发明的矿浆浓度测量装置中的旋转进样单元示意图；

图3是根据本发明的矿浆浓度测量装置中的旋转进样叶片示意图；

图4是根据本发明的矿浆浓度测量装置中的旋转进样叶片剖面示意图；

图5是根据本发明的另一实施例中的旋转进样单元局部示意图；

图6是根据本发明的矿浆浓度测量装置中的旋转进样单元与测量管的连接示意图；

图7是根据本发明的另一实施例中的流体入口示意图。

具体实施方式

根据本发明的实时在线测量矿浆浓度的装置包括旋转进样单元100、测量管、测量单元、清洗管、冲洗水阀、充气阀以及电控单元。测量管优选为为螺旋形高分子耐磨管。

如图2所示，本申请中的旋转进样单元100包括旋转中空柱101和旋转进样叶片102，旋转进样叶片102的根部铰接于旋转中空柱101的外表面。旋转进样叶片102纵向上多层设置，同一层面多片设置。旋转中空柱101借助于电机而被驱动旋转。旋转中空柱101和旋转进样叶片102可以采用铝合金制成；优选地，旋转中空柱101和旋转进样叶片102也可借由高分子耐磨塑料制成。旋转中空柱101呈空心的圆柱体，空心部分形成流体通道。旋转进样叶片102同样具有中空结构。参见图3，该旋转进样叶片102优选具有扇形形状，该扇形的角度优选为5-30度。扇形形状的上表面具有向上的凸面，从而形成流体入口103。该入口的形成可以描述为如下方式：在扇形表面上大约沿径向切割一个开口，随后将开口的一侧边向外拉伸，此方式适用于金属材料的旋转进样叶片。当然针对塑料制成的旋转进样叶片来说，可直接采用注塑方式形成所述流体入口。容易理解的是，该流体入口用于矿浆的进入，即如图4所示，矿浆流体沿虚线箭头进入所述流体入口并进入旋转进样叶片102。为了能够收集矿浆流体，流体入口103的开口方向朝向旋转方向，即流体入口103的开口方向与旋转方向相同，这样在旋转过程中，流体入口103将会收集矿浆流体，并且随后矿浆流体进入中空的旋转进样叶片102，并在压力下进入旋转中空柱101。旋转中空柱101将汇集的流体借助于连接装置输入测量管，从而实现矿浆浓度的实时在线测量。关于冲洗水阀和充气阀的使用以及测量的理论基础可参见中国专利申请CN2521610Y。

优选地，流体入口103在旋转进样叶片102上表面上均匀设置，且流体入口103的方向与该入口所在的旋转圆周基本相切，从而有利于流体的采集；另外优选地，流体入口103在旋转进样叶片102上表面上交错设置，这样处于旋转方向上靠前的流体入口103不会遮挡靠后的流体入口103，有利于靠后的流体入口103的液体采集。另外优选地，处于旋转方向上靠前的流体入口103的高度小于靠后的流体入口103的高度，此设置同样有利于靠后的流体入口103的液体采集。

为了使得矿浆流体在旋转进样单元100的旋转过程中不会因为离心力的作用反向流出，旋转进样叶片102不宜具有较大径向长度，同时流体入口103被设计成具有较大的开口面积以利于形成较大的流体压力从而来克服前述旋转离心力。另一方面，旋转进样单元100的旋转速度也受到控制单元的控制，防止过大的旋转速度产生较大的旋转离心力。当然，也可以设置流体泵进一步有力的驱动液体流向。

此外，为了降低离心力，旋转进样叶片102优选由高分子耐磨塑料制成，而且旋转进样叶片102的根部铰接于旋转中空柱101，在将旋转进样单元100设置在矿浆中时，塑料制成的旋转进样叶片102因浮力而向上偏转，有效减少了旋转过程中的离心力。同时，还可以根据需求，控制旋转进样单元100的旋转速度按照特定规律周期变化，所述规律可例如按照正弦或者余弦函数波动，在该波动下，旋转进样叶片102可实现上下起伏，进而加强搅拌效果。

在将旋转进样叶片102的根部铰接于旋转中空柱101时，所述铰座上具有沿着旋转进样叶片102上下浮动方向的长条形开口，旋转进样叶片102的根部的铰接轴上设置圆形流体出口，该圆形流体出口在旋转进样叶片102上下浮动的过程中始终保持与所述长条形开口接通，这样可确保矿浆流体的传输。

在另一个优选实施例中，旋转进样叶片102的下表面、旋转中空柱101的外表面上还设置有钉状突起，该钉状突起进一步增强了搅拌效果，而且加速了矿浆中的气泡的分离。而且旋转进样叶片102的流体入口和钉状突起分别设置在上下表面，较大限度地减少了气泡进入流体入口的现象。

由以上描述可知，由于本申请设置了旋转进样单元100，该旋转进样单元在纵深上具有一定深度，同时旋转进样单元在采样过程处于旋转状态，因此很好地搅拌了矿浆流体，有效防止了采样不均匀的问题。

在另一个实施例中，参见图5，旋转进样单元100还包括位于旋转进样叶片102外侧的环形筒104，此时旋转进样叶片102的外周壁与该环形筒104固定连接，且流体相通。不同高度上的环形筒104也可以借助于管道进行连通，从而将收集的样品矿浆汇集后并借助于连接装置输入测量管。此时旋转中空柱101即可做成中空也可做成实心，做成实心时其可以不再起到传输液体的作用。旋转进样叶片102在旋转立柱的带动下收集矿浆流体，随后流体在压力和离心力的作用下汇集进入环形筒104。其他相关的设置与前述实施例相同。此时，也可以在旋转立柱下端设置圆盘状容器，从而将环形筒104汇集的流体再次汇集进入空心的旋转立柱而引入旋转进样单元100之外，而用于测量。

在一个实施例中，参见图6，旋转进样单元100与测量管借助于波纹管105连接，该波纹管105相对于橡胶管具有更加优良的伸缩性能，因此可以进一步的增加重力测量单元所测量数据的精确性。

在另一个实施例中，旋转进样单元100与测量管的连接管路上设置有两个电磁截断阀，所述冲洗水阀、充气阀可分别接通冲洗清水或者空气经由清洗管进入旋转进样单元100与测量管的连接管路上；优选地，清洗管连接于处在旋转进样单元100与测量管的连接管路上的两个电磁截断阀之间的位置上。因此，可以借助于这两个电磁截断阀实现矿浆、清洗水或者空气的通断。优选地，可在使用过程中，关闭前述两个电磁截断阀中的靠下游的电磁截断阀，利用冲洗水或者空气来冲洗旋转进样单元100，从而除去空心空间中可能积存的污垢；同时，在此带动下，旋转进样单元100也会产生旋转，从而对于矿浆可以起到搅拌作用，优化资源利用。

在另一个实施例中，如图7所示(仅示出了一个流体入口)，旋转进样叶片102上的流体入口103借助于铰接于旋转进样叶片102上表面的折板110形成，折板110的两侧边(垂至于铰接边)借助于可折叠塑料片(折叠时，折痕向内)连接于旋转进样叶片102上表面的开口的对应两边。可折叠塑料片具有一定弹性，从而保持折板110在自然状态下上翘，从而形成流体入口。而在旋转进样单元100反向旋转时，折板110的背面在受到水压时能够压缩可折叠塑料片，从而可以减小流体入口面积或者完全关闭该流体入口。优选地，该可变流体入口仅设置于靠近旋转进样单元100的旋转轴线的位置处，处在旋转进样叶片102上靠外侧的流体入口面积不可变，此种情况下，至少处在最外侧的流体入口面积不可变，此时，采用不可弯折的侧壁面板取代前述可折叠塑料片即可。在这一实施例中，可以通过反向旋转旋转进样单元100，将矿浆流体借助于离心力，经由处在旋转进样叶片102上靠外侧的流体入口流出，从而将原先注入测量管的矿浆液体回收进入矿槽，避免物料的流失。

在使用根据本发明的实时在线测量矿浆浓度的装置时，利用处于矿浆槽中的旋转进样单元100旋转收集矿浆样品，矿浆样品经由流体入口进入旋转进样叶片、旋转中空柱或者环形筒，并最终进入测量管，从而进行矿浆浓度的实时在线测量。优选地，可借助于电磁截断阀实现冲洗水或者空气针对旋转进样单元100的反清洗。

虽然本发明已按照优选实施例详细描述如上，但并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可进行适当的修改和变形，本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。