一种高压辊磨机溜槽料柱高度检测装置及方法与流程

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

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，只有料柱稳定在一定高度的情况下，在重力的作用下才可以持续、稳定的给高压辊磨机供料，才能使铁矿粉原料的比表面积达到要求；因此高压辊磨机的给料溜槽是竖直的，且上口小下口大，生产过程要求保持料柱高度稳定(如图1所示)。对此类溜槽给料料柱高度的检测，一般的料位检测手段(雷达、称重、激光、重锤、超声等)都无法满足要求，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、无核污染的高压辊磨机溜槽料柱高度检测装置及检测方法十分重要，具有实际意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压辊磨机溜槽料柱高度检测装置及方法，利用物料自身重力特性，通过该装置将其重力转化成溜槽料位检测装置内油体压力，对其压力进行在线检测，从而可获得溜槽料柱高度，以解决现有技术中必须设置核源才能对溜槽内料柱高度进行检测的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种高压辊磨机溜槽料柱高度检测装置，包括高压辊磨机的给料溜槽、给料溜槽的承重平台和设置在给料溜槽给料口上方的检测装置，其特征在于：所述的检测装置由盛油盒、橡胶盖、活接头、输油管、阀门、压力变送器、在线补油调压管和承重支架组成；

所述的承重支架设置在给料溜槽给料口上方，其两端穿过给料溜槽的侧面固定在承重平台上，所述的盛油盒为空腔圆柱，通过螺栓固定在承重支架上，盛油盒上部采用橡胶盖密封，侧部设有一个进油管，通过活接头与输油管连接，其输油管经过阀门与压力变送器接通，形成一个硅油压力测控回路；用于装油、补油、调压和排气的在线补油调压管设置在输油管上。

所述的盛油盒为不锈钢材质。

本发明的一种高压辊磨机溜槽料柱高度检测方法，其特征在于：将溜槽料柱高度检测装置设置在给料溜槽给料口的上方，依据rankine方法计算贮料面以下深度h(即料柱高度)处的垂直压力：

p＝γh(1)

p——贮料面以下深度h(即料柱高度)处的垂直压力，单位：kpa；

γ——散体贮料重力密度，单位：kn/m³；

h——贮料顶面至溜槽料柱高度检测装置的距离，单位：m；

压力与料柱高度关系的标定和料柱高度的检测包括下列步骤：

1)压力与料柱高度关系的标定

从料柱高度为零开始标定，一直标定至溜槽内料柱高度最高处为止，料柱高度每间隔一米标定一次；

(1)在溜槽内初始给料时，即料柱高度h0为零，前端可调定量给料装置按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值作为初始压力p0；

(2)在溜槽内有h1料柱高度时，前端可调定量给料装置依然按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值p1作为对应h1料柱高度产生的压力；

(3)在溜槽内有h2料柱高度时，前端可调定量给料装置依然按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值p2作为对应h2料柱高度产生的压力；

(4)设在溜槽内料柱最高处有hx料柱高度时,前端可调定量给料装置依然按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值px作为对应hx料柱高度产生的压力；

2)料柱高度的检测

(1)经过上述现场实际标定后，依据压力变送器实际测得压力p，首先判断p是在哪个标定区间，如果px＞p＞px-1，则溜槽内料柱高度h与压力变送器实际测得压力p的对应关系为：

其中：p——贮料面以下深度h(即料柱高度)处的垂直压力，单位：kpa；

h——贮料顶面至溜槽料柱高度检测装置的距离，单位：m；

依据上述公式即可得出第x个标定测量区间对应的溜槽内料柱的高度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的高压辊磨机溜槽料柱高度检测装置，不受溜槽自身尺寸影响，也不受前端可调定量给料装置连续下料的影响，该装置无污染，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，测量稳定，测量精度高，成本低。

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，也可以对其它粉状固体物料料柱及液体高度进行检测。

附图说明

图1为本发明的检测装置设置在高压辊磨机溜槽上的结构示意图。

图2为本发明的检测装置结构示意图。

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和图2所示，图1是本发明所述溜槽料位检测装置主要应用工序，图1为溜槽结构示意图，如图1所示，溜槽料柱高度检测装置1安装在高压辊磨机2的给矿溜槽3的底部给矿口上方，溜槽3内下半部是堆积料6，其上半部是可调定量给料装置4输入的自由下落散料5。

高压辊磨机2处理料量大于前端可调定量给料装置4给料量时，溜槽3内下半部是堆积料6的上表面就降低，作用在溜槽料柱高度检测装置1上的垂直压力就会减小；高压辊磨机2处理料量小于前端可调定量给料装置4给料量时，溜槽3内下半部是堆积料6的上表面就升高，作用在溜槽料柱高度检测装置1上的垂直压力就会增加；测量出作用在溜槽料柱高度检测装置1上的垂直压力即可计算出溜槽内堆积料6的上表面的高度，即检测出溜槽料柱的高度。

本发明的一种高压辊磨机溜槽料柱高度检测装置，包括高压辊磨机2的给料溜槽3、给料溜槽的承重平台7和设置在给料溜槽3给料口上方的检测装置1，其特征在于：所述的检测装置由盛油盒1-1、橡胶盖1-2、活接头1-3、输油管1-4、阀门1-5、压力变送器1-6、在线补油调压管1-7和承重支架1-8组成；

所述的承重支架1-8设置在给料溜槽给料口上方，其两端穿过给料溜槽3的侧面固定在承重平台7上，所述的盛油盒1-1为不锈钢材质的空腔圆柱，通过螺栓固定在承重支架1-8上，盛油盒1-1上部采用橡胶盖1-2密封，侧部设有一个进油管，通过活接头1-3与输油管1-4连接，其输油管经过阀门1-5与压力变送器1-6接通，形成一个硅油压力测控回路；用于装油、补油、调压和排气的在线补油调压管1-7设置在输油管1-4上。

本发明的一种高压辊磨机溜槽料柱高度检测方法，其特征在于：将溜槽料柱高度检测装置设置在给料溜槽3给料口的上方，依据rankine方法计算贮料面以下深度h(即料柱高度)处的垂直压力：

p＝γh(1)

p——贮料面以下深度h(即料柱高度)处的垂直压力，单位：kpa；

γ——散体贮料重力密度，单位：kn/m³；

h——贮料顶面至溜槽料柱高度检测装置的距离，单位：m；

压力与料柱高度关系的标定和料柱高度的检测包括下列步骤：

1)压力与料柱高度关系的标定

从料柱高度为零开始标定，一直标定至溜槽内料柱高度最高处为止，料柱高度每间隔一米标定一次；

(1)在溜槽内初始给料时，即料柱高度h0为零，前端可调定量给料装置4按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值作为初始压力p0；

(2)在溜槽内有h1料柱高度时，前端可调定量给料装置4依然按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值p1作为对应h1料柱高度产生的压力；

(3)在溜槽内有h2料柱高度时，前端可调定量给料装置4依然按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值p2作为对应h2料柱高度产生的压力；

(4)设在溜槽内料柱最高处有hx料柱高度时,前端可调定量给料装置4依然按额定生产工况连续给料，此时测量的压力值px作为对应hx料柱高度产生的压力；

2)料柱高度的检测

(1)经过上述现场实际标定后，依据压力变送器1-6实际测得压力p，首先判断p是在哪个标定区间，如果px＞p＞px-1，则溜槽内料柱高度h与压力变送器1-6实际测得压力p的对应关系为：

其中：p——贮料面以下深度h(即料柱高度)处的垂直压力，单位：kpa；

h——贮料顶面至溜槽料柱高度检测装置的距离，单位：m；

依据上述公式即可得出第x个标定测量区间对应的溜槽内料柱的高度。

实施例

图1是本发明所述料位检测装置安装在高压辊磨机溜槽上的结构示意图，溜槽料柱高度检测装置1安装在高压辊磨机2上方的溜槽3内的底部，溜槽3内下半部是堆积料6，其上半部是可调定量给料装置4给下的下落散料5。

高压辊磨机2吃料量大于前端可调定量给料装置4给料量时，溜槽3内下半部堆积料6的上表面就降低，作用在溜槽料柱高度检测装置1上的垂直压力就会减小；高压辊磨机2吃料量小于前端可调定量给料装置4给料量时，溜槽3内下半部堆积料6的上表面就升高，作用在溜槽料柱高度检测装置1上的垂直压力就会增加；因此只要测量出作用在溜槽料柱高度检测装置1上的垂直压力，即可计算出溜槽3内堆积料6的上表面的高度，即检测出溜槽料柱的高度。

现以溜槽内被测料柱高度最高为4m为例，每隔1m为一个标定区间(依据精度要求可以设置更多或更少的标定区间)，经过现场实际标定获得相关数据，标定高度h0、h1、h2、h3、h4分别为：0、1、2、3、4m高，对应的压力：p0、p1、p2、p3、p4分别为：0.48、21.86、42.70、62.75、81.69kpa，通过溜槽内料柱高度h与压力变送器1-6实际测得压力p的对应关系：

首先判断：px＞p＞px-1

可确定调用哪个区间的计算数据，通过公式(2)和该区间标定数据，即可获得溜槽3内下半部堆积料6的上表面的高度。

如果p1＞p＞p0，即：21.86＞p＞0.48，为：第一个标定测量区间，则计算溜槽内料柱高度h为：

h＝0.046773(p-0.48)

如果p2＞p＞p1，即：42.70＞p＞21.56，为：第二个标定测量区间，则计算溜槽内料柱高度h为：

h＝0.047985(p-21.86)+1

如果p3＞p＞p2，即：62.75＞p＞42.7，为：第三个标定测量区间，则计算溜槽内料柱高度h为：

h＝0.049875(p-42.7)+2

如果p4＞p＞p3，即：81.69＞p＞62.75，为：第四个标定测量区间，则计算溜槽内料柱高度h为：

h＝0.052798(p-42.7)+3

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。