专利名称：球磨机内部物理量在线检测系统及泥浆浓度检测方法
技术领域：
本发明涉及磨细工程机械领域，尤其涉及一种球磨机。
背景技术：
球磨机是原料被破碎之后，再进行粉碎研磨的关键设备，是工业生产企业中最重要的高细磨生产设备。在球磨机内部，是球石、原料、水的混合物，在球磨机不断工作进程中，随着原料细度的增加，原料与水的混合程度也越来越充分，越来越多的固体原料被研磨成细小的颗粒，细小的颗粒越来越多的悬浮在水里，构成泥浆。泥浆的浓度过高或过低，既不利于产品的质量，又浪费了研磨时间和研磨资源。因此，球磨机泥浆浓度的检测是研磨过程中，不可缺少的重要环节。另外，球磨机盖位置的检测能够使球磨机准确停车，实现加料、卸料的自动化。球石运动状态的检测，能够提供球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间，球石不施压球磨机盖的时间，为球磨机的准确调速提供信号。
发明内容
本发明的目的在于提供一种球磨机内部物理量在线检测系统，以解决上述技术问题。本发明的另一目的在于提供一种球磨机泥浆浓度检测方法，以解决上述技术问题。本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现球磨机内部物理量在线检测系统，包括一球磨机支架，所述球磨机支架上设有一球磨机主体，所述球磨机主体上设有一球磨机盖，所述球磨机盖外侧设有一用于检测泥浆浓度的测量头，所述测量头直接接触所述球磨机主体内部空间，所述球磨机盖内侧设有一电动机，所述测量头与所述电动机连接，所述电动机转动时带动所述测量头转动；还包括一测量所述电动机电流的电流测量装置，所述电流测量装置连接一电流信号处理装置，所述电流信号处理装置连接一无线发射装置；还包括一接收所述无线发射装置发射的无线信号的无线接收装置，所述无线接收装置连接一显示信息处理电路。本发明的测量头在电动机的带动下转动，当球磨机盖处于球磨机内的泥料中时， 球磨机盖外侧的测量头也接触到泥料，电动机处于轻载状态。此时，泥料浓度低时，泥料对测量头的阻力小；泥料浓度大时，泥料对测量头的阻力大。当测量头受到的阻力小时，电动机的工作电流就小；当测量头受到的阻力大时，电动机的工作电流就大。这样在电动机轻载状态下，将电流测量装置测量出的电动机的电流信息转化为泥料浓度信息后，通过无线的方式传送给显示信息处理电路，显示泥料浓度。这种采用测量头直接接触泥料检测浓度的方法，信息采集简单方便、且精度高，不易受工作现场环境影响。所述测量头沿所述球磨机盖外侧方向突出，形成一拱形测量头，所述拱形测量头上设有至少一个凸起。上述设计可以使测量头在转动过程中，充分与泥料接触，使测量头受到泥料的阻力检测电动机电流信息更为精确。所述电动机竖直设置，所述测量头通过螺钉与所述电动机固定连接。所述电动机可以采用直流电动机或交流电动机，优选直流电动机。所述显示信息处理电路包括一显示模块，所述显示模块显示泥料浓度、球磨机盖在球磨机主体上的位置、球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间、球石不施压球磨机盖的时间。所述球磨机盖上设有一球磨机盖顶，所述球磨机盖顶将所述球磨机盖内侧空间盖住，所述球磨机盖内侧空间设有所述电动机、电流测量装置、电流信号处理装置和无线发射装置。在球磨机盖上设置球磨机盖顶后，可以很好的保护球磨机盖内侧空间内部的电子元器件等装置，免受外界环境的损坏。还包括一为所述球磨机盖内的所述电动机供电的电源，所述电源设置在所述球磨机盖内。本发明采用电源单独为球磨机盖内的电子元器件供电，可以将球磨机盖内的电子元器件与外界其它设备独立开。球磨机泥浆浓度检测方法，采用如下步骤1)球磨机主体进入工作状态，球磨机盖内侧的电动机转动，带动球磨机盖外侧的测量头转动，测量头与球磨机主体内部空间接触，采集电动机的电流；2)电流信号处理装置根据电动机的电流大小，判断电动机的运行状态；3)当电动机的运行状态是处于轻载状态时，检测到电动机的工作电流小时，泥料浓度低，检测到电动机的工作电流大时，泥料浓度高，电流信号处理装置根据电流值与泥料浓度之间的关系，确定泥料浓度。步骤2~)中，电流信号处理装置对电动机的运行状况判断方法如下在球磨机静止状态时，当球磨机盖不与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头不接触泥料和球石，测量头转动时，不受泥料和球石的阻力，电动机处于空载状态，采集到的电动机电流是空载电流，说明球磨机盖处于球磨机的上方位置；当球磨机盖与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头接触泥料和球石，测量头转动时，受到泥料和球石的阻力，电动机处于负载状态，采集到的电动机电流是负载电流， 说明球磨机盖处于球磨机的下方位置；当球磨机盖只与球磨机主体内的泥料接触时，测量头直接接触泥料，测量头转动时，受到泥料的阻力，电动机处于轻载状态，采集到的电动机电流是轻载电流，说明球磨机盖处于球磨机的中偏上方位置。上述判断方法的应用，使本发明在判断电动机运行情况的同时，还可以判断球磨机盖在球磨机上的位置。球磨机盖位置的检测能够使球磨机准确停车，实现加料、卸料的自动化。步骤幻中，电流信号处理装置对球磨机主体内球石的运行状况判断方法如下在球磨机转动状态时，所述显示信息处理电路，能够计算且显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间tl、所述球石施压所述球磨机盖的时间t2，所述球石不施压所述球磨机盖的时间 t3 ；球石冲击所述球磨机盖时，检测头一会」L接受球石冲击、一会J L接受球石研磨，一会儿处于泥浆中，检测头受到球石间歇式的作用，此时，通过电动机电流一会儿是过载电流、一会儿是负载电流、一会儿是轻载电流可以判断出球磨机盖是处于球石冲击区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间tl ；所述球石施压所述球磨机盖时，检测头接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是负载电流，判断出球磨机盖是处于球石内部区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石施压所述球磨机盖的时间t2 ；所述球石不施压所述球磨机盖时，检测头不接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是空载电流、轻载电流，判断出球磨机盖是处于泥浆中或处于球磨机的上方位置，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石不施压所述球磨机盖的时间t3。本发明还可以检测球石的运动状态，使本发明能够提供球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间，球石不施压球磨机盖的时间，为球磨机的准确调速提供信号。有益效果由于采用上述技术方案，本发明的泥浆浓度测量系统和方法所使用的装置，结构简单、成本低廉，能实现陶瓷泥料浓度的在线测量，为研磨高质量的泥浆提供了可靠的数据。
图1为本发明球磨机内部物理量在线检测系统的整体结构示意图；图2为本发明球磨机内部物理量在线检测系统的球磨机盖及内部示意图；图3为本发明球磨机内部物理量在线检测系统的电路示意图；图4为本发明球磨机泥浆浓度监测系统的测量头的俯视图；图5为本发明测量头不接触泥料和球石时的状态图；图6为本发明测量头接触泥料时的状态图；图7为本发明测量头接触球石时的状态图；图8为本发明测量头受到冲击时的状态图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，球磨机内部物理量在线检测系统， 包括一球磨机支架3，球磨机支架3上设有一球磨机主体2，球磨机主体2上设有一球磨机盖1，球磨机盖1外侧设有一用于检测泥浆浓度的测量头5，测量头5直接接触球磨机主体 2内部空间，球磨机盖1内侧设有一电动机4，测量头5与电动机4连接，电动机4转动时带动测量头5转动；还包括一测量电动机4电流的电流测量装置8，电流测量装置8连接一电流信号处理装置7，电流信号处理装置7连接一无线发射装置9 ；还包括一接收无线发射装置9发射的无线信号的无线接收装置11，无线接收装置11连接一显示信息处理电路12。 本发明的测量头5在电动机4的带动下转动，当球磨机盖1处于球磨机内的泥料中时，球磨机盖1外侧的测量头5也接触到泥料，电动机4处于轻载状态。此时，泥料浓度低时，泥料对测量头5的阻力小；泥料浓度大时，泥料对测量头5的阻力大。当测量头5受到的阻力小时，电动机4的工作电流就小；当测量头5受到的阻力大时，电动机4的工作电流就大。这样在电动机4轻载状态下，将电流测量装置8测量出的电动机4的电流信息转化为泥料浓度信息后，通过无线的方式传送给显示信息处理电路12，显示泥料浓度。这种采用测量头5 之间接触泥料检测浓度的方法，信息采集简单方便、且精度高，不易受工作现场环境影响。参照图4，测量头5沿球磨机盖1外侧方向突出，形成拱形测量头5，拱形测量头5 上设有至少一个凸起51。上述设计可以使测量头5在转动过程中，充分与泥料接触，使测量头5受到泥料的阻力检测电动机4电流信息更为精确。电动机4竖直设置，测量头5通过螺钉6与电动机4固定连接。电动机4可以采用直流电动机或交流电动机，优选采用直流电动机。显示信息处理电路12包括显示模块，显示模块显示泥料浓度、球磨机盖1在球磨机主体2上的位置、球石冲击球磨机盖1的时间、球石施压球磨机盖1的时间、球石不施压球磨机盖1的时间。显示模块的显示屏可以设置在球磨机支架3上，以便共使用者查看。球磨机盖1上设有一球磨机盖顶，球磨机盖顶将球磨机盖1内侧空间盖住，球磨机盖1内侧空间设有电动机4、电流测量装置8、电流信号处理装置7和无线发射装置9。在球磨机盖1上设置球磨机盖顶后，可以很好的保护球磨机盖1内侧空间内部的电子元器件等装置，免受外界环境的损坏。还包括一为球磨机盖1内的电动机4供电的电源10，电源10 设置在球磨机盖1内。本发明采用电源单独为球磨机盖1内的电子元器件供电，可以将球磨机盖1内的电子元器件与外界其它设备独立开。电源10可以采用蓄电池。球磨机泥浆浓度检测方法，采用如下步骤1)球磨机主体2进入工作状态，球磨机盖1内侧的电动机4转动，带动球磨机盖1外侧的测量头5转动，测量头5与球磨机主体2 内部空间接触，采集电动机4的电流。2)电流信号处理装置7根据电动机4的电流大小，判断电动机4的运行状态。3)当电动机4的运行状态处于轻载状态时，检测到电动机4的工作电流小时，泥料浓度低，检测到电动机4的工作电流大时，泥料浓度高，电流信号处理装置7 根据电流值与泥料浓度之间的关系，确定泥料浓度。步骤幻中，电流信号处理装置对电动机的运行状况判断方法如下参照图5，在球磨机静止状态时，当球磨机盖不与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头不接触泥料和球石，测量头转动时，不受泥料和球石的阻力， 电动机处于空载状态，采集到的电动机电流是空载电流，说明球磨机盖处于球磨机的上方位置。参照图7，当球磨机盖与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头接触泥料和球石， 测量头转动时，受到泥料和球石的阻力，电动机处于负载状态，采集到的电动机电流是负载电流，说明球磨机盖处于球磨机的下方位置。参照图6，当球磨机盖只与球磨机主体内的泥料接触时，测量头直接接触泥料，测量头转动时，受到泥料的阻力，电动机处于轻载状态，采集到的电动机电流是轻载电流，说明球磨机盖处于球磨机的中偏上方位置。电流信号处理装置对球石的运行状况判断方法如下在球磨机转动状态时，显示信息处理电路，能够计算且显示出球石冲击球磨机盖的时间tl、球石施压球磨机盖的时间 t2，球石不施压球磨机盖的时间t3。参照图8，球石冲击球磨机盖时，检测头一会儿接受球石冲击、一会儿接受球石研磨，一会儿处于泥浆中，检测头受到球石间歇式的作用，此时，通过电动机电流一会儿是过载电流、一会儿是负载电流、一会儿是轻载电流可以判断出球磨机盖是处于球石冲击区域，通过显示信息处理电路，显示出球石冲击球磨机盖的时间tl。球石施压球磨机盖时，检测头接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是负载电流， 判断出球磨机盖是处于球石内部区域，通过显示信息处理电路，显示出球石施压球磨机盖的时间t2。球石不施压球磨机盖时，检测头不接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是空载电流、轻载电流，判断出球磨机盖是处于泥浆中或处于球磨机的上方位置，通过显示信息处理电路，显示出球石不施压球磨机盖的时间t3。 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.球磨机内部物理量在线检测系统，包括一球磨机支架，所述球磨机支架上设有一球磨机主体，所述球磨机主体上设有一球磨机盖，其特征在于，所述球磨机盖外侧设有一用于检测泥浆浓度的测量头，所述测量头直接接触所述球磨机主体内部空间，所述球磨机盖内侧设有一电动机，所述测量头与所述电动机连接，所述电动机转动时带动所述测量头转动；还包括一测量所述电动机电流的电流测量装置，所述电流测量装置连接一电流信号处理装置，所述电流信号处理装置连接一无线发射装置；还包括一接收所述无线发射装置发射的无线信号的无线接收装置，所述无线接收装置连接一显示信息处理电路。
2.根据权利要求1所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述测量头沿所述球磨机盖外侧方向突出，形成一拱形测量头，所述拱形测量头上设有至少一个凸起。
3.根据权利要求1所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述电动机竖直设置，所述测量头与所述电动机固定连接。
4.根据权利要求3所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述电动机采用直流电动机。
5.根据权利要求1所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述显示信息处理电路包括一显示模块，所述显示模块显示泥料浓度、球磨机盖在球磨机主体上的位置、球石冲击球磨机盖的时间、球石施压球磨机盖的时间、球石不施压球磨机盖的时间。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，所述球磨机盖上设有一球磨机盖顶，所述球磨机盖顶将所述球磨机盖内侧空间盖住，所述球磨机盖内侧空间设有所述电动机、电流测量装置、电流信号处理装置和无线发射装置。
7.根据权利要求6所述的球磨机内部物理量在线检测系统，其特征在于，还包括一为所述球磨机盖内的所述电动机供电的电源，所述电源设置在所述球磨机盖内。
8.球磨机泥浆浓度检测方法，其特征在于，采用如下步骤1)球磨机主体进入工作状态，球磨机盖内侧的电动机转动，带动球磨机盖外侧的测量头转动，测量头与球磨机主体内部空间接触，采集电动机的电流；2)电流信号处理装置根据电动机的电流大小，判断电动机的运行状态；3)当电动机的运行状态是处于轻载状态时，检测到电动机的工作电流小时，泥料浓度低，检测到电动机的工作电流大时，泥料浓度高，电流信号处理装置根据电流值与泥料浓度之间的关系，确定泥料浓度。
9.根据权利要求8所述的球磨机泥浆浓度检测方法，其特征在于，步骤2)中，电流信号处理装置对电动机的运行状况判断方法如下在球磨机静止状态时，当球磨机盖不与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头不接触泥料和球石，测量头转动时，不受泥料和球石的阻力，电动机处于空载状态，采集到的电动机电流是空载电流，说明球磨机盖处于球磨机的上方位置；当球磨机盖与球磨机主体内的泥料、球石接触时，测量头接触泥料和球石，测量头转动时，受到泥料和球石的阻力，电动机处于负载状态，采集到的电动机电流是负载电流，说明球磨机盖处于球磨机的下方位置；当球磨机盖只与球磨机主体内的泥料接触时，测量头直接接触泥料，测量头转动时，受到泥料的阻力，电动机处于轻载状态，采集到的电动机电流是轻载电流，说明球磨机盖处于球磨机的中偏上方位置。
10.根据权利要求8所述的球磨机泥浆浓度检测方法，其特征在于，步骤幻中，电流信号处理装置对球磨机主体内球石的运行状况判断方法如下在球磨机转动状态时，所述显示信息处理电路，能够计算且显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间tl、所述球石施压所述球磨机盖的时间t2，所述球石不施压所述球磨机盖的时间t3 ；球石冲击所述球磨机盖时，检测头一会儿接受球石冲击、一会儿接受球石研磨，一会儿处于泥浆中，检测头受到球石间歇式的作用，此时，通过电动机电流一会儿是过载电流、一会儿是负载电流、一会儿是轻载电流判断出球磨机盖是处于球石冲击区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石冲击所述球磨机盖的时间tl ；所述球石施压所述球磨机盖时，检测头接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是负载电流，判断出球磨机盖是处于球石内部区域，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石施压所述球磨机盖的时间t2 ；所述球石不施压所述球磨机盖时，检测头不接受球石的研磨和施压，此时，通过电动机的电流是空载电流、轻载电流，判断出球磨机盖是处于泥浆中或处于球磨机的上方位置，通过所述显示信息处理电路，显示出所述球石不施压所述球磨机盖的时间t3。
全文摘要
本发明涉及磨细工程机械领域，尤其涉及一种球磨机。球磨机内部物理量在线检测系统，包括球磨机支架，球磨机支架上设有球磨机主体，球磨机主体上设有球磨机盖，球磨机盖外侧设有测量头，测量头直接接触球磨机主体内部空间，球磨机盖内侧设有电动机，测量头与电动机连接，电动机转动时带动测量头转动；还包括电流测量装置，电流测量装置连接电流信号处理装置，电流信号处理装置连接无线发射装置；还包括无线接收装置，无线接收装置连接显示信息处理电路。由于采用上述技术方案，本发明的泥浆浓度测量系统和方法所使用的装置，结构简单、成本低廉，能实现陶瓷泥料浓度的在线测量。
文档编号B02C23/00GK102247914SQ20111009961
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者姜静, 孙贤明, 孙霞, 王雅静, 申晋, 谭博学, 陈文钢, 马立修 申请人:山东理工大学