无线水力旋流器柱状和磨损管理系统的制作方法

这是一项国际申请，其要求2016年8月10日提交的美国临时专利申请第62/373,068号和2016年9月21日提交的美国临时专利申请第62/397,757号的权益，为了任何和所有目的，在此结合其全部公开内容作为参考，如在此完全阐述一样。

本发明大体涉及在矿物加工、电子和煤炭工业中使用水力旋流分离器进行液体/固体分离的用途。具体地，其涉及通过使用无线磨损和柱状(roping)检测器和控制器系统来检测和管理水力旋流器的磨损以及称为水力旋流器的底流排放中柱状的情况。

背景技术：

用于矿物加工、能源和煤炭工业的水力旋流器暴露于流动的液体/固体浆料，其导致分离室的内壁表面和入口/出口端口上的磨损。过量的磨损可导致研磨回路内的不可接受的高循环负荷和通常较差的分离效率。由于这些原因，水力旋流器需要定期维护以修理和/或更换易磨损的部件，包括单独的水力旋流器部分和所应用的内部表面耐磨衬垫。对这种维护的需要导致各个水力旋流器单元和包括各个单元组的歧管系统的停机时间，这可减慢或停止所需的分离过程。当这类维护能够按照计划的时间表执行时，与维护相关的停机时间、不便、工作量和成本得以降低，时间和成本预算以及可预测性得到改善，整体流程可见性增强，并且维护能够利用可用的重建程序。此外，在磨损之前进行这种维护被认为是不可接受的高度倾向于延长水力旋流器单元的总体磨损寿命、延迟更换时间和成本。

通常通过使用在预期磨损区域处嵌入在旋流器壁的衬里内或夹在其间的有线磨损传感器来检测和监测水力旋流器中的磨损。磨损传感器通过将传感器连接到每个旋流器的相应节点控制盒的合适电缆，将报告在运行期间衬里材料的缓慢磨损的信号传送到用于每个旋流器的相应节点单元。相应地，节点单元又通过合适的电缆将操作数据馈送到歧管控制器，其中信号数据被累积并定期传输到专用控制室计算机工作站。尽管应理解，在该领域中可以使用任何合适类型的磨损传感器，在申请人的在先美国专利第6,945,098号中示出并描述了这种类型的磨损传感器的一个例子，并且如图1所示。

然而，该系统具有下述缺点：需要用于每个旋流器的节点和许多中央控制器，从每个磨损传感器到每个相应节点的合适电缆，从节点到中央控制器的合适电缆，和从控制器到控制室工作站的附加布线，以及电缆托架或其他用于安全定位和容纳所需布线的装置。此外，这些有线传感器通常必须在旋流器维护期间断开和/或移除，同时注意不要损坏传感器或其布线，然后在维护完成后重新安装和重新连接。因此，下述将是有利的：具有可替代现有有线传感器的无线电子磨损传感器，消除对与各种旋流器相应的节点单元的需要，减少所需的歧管控制器的数量，消除连接这些物品所需的布线，以及提供从传感器到歧管控制器的磨损数据的无线检测和通信，用于直接通过合适的电缆或通过合适的中间无线电子设备转发到控制室工作站。

当通常用于矿物加工、能源或煤炭工业的水力旋流器正常运行时，较粗固体的浆料通过分离室底部的底流出口排出，较细固体的浆料通过顶部的溢流出口排出，如申请人的在先美国专利第6,983,850号中所示和所述的。底流排放通常以锥形喷雾的形式从腔室底部的底流口排出，其中夹角大于约20度，如图2所示。通常在水力旋流器的底流口下方使用防溅裙边(未示出)以容纳和引导向下的流动并减少飞溅和起雾。

如本领域所定义的，当到底流出口的固体量增加到通过底流口的排出速率限制流量的点时，发生柱状状态。结果，粗固体开始在分离室中积聚并通过溢流，分离室中的内部空气心坍塌，并且底流排放变成紧密的圆柱体或柱状粗材料，如图3所示。如果没有纠正这种柱状状态，则底流可被完全被阻塞，旋流器将使整个流体通过溢流出口。如果没有及时检测和纠正，水力旋流器中的这种柱状状态可持续数小时并且可显著降低加工生产量。此外，其可将通常用于经由水力旋流器的底流输出而输送到工厂的粗固体重新定向，从而经由水力旋流器的溢流输出到浮选槽。这种情况会在浮选槽中积聚过多的粗固体，从而需要关闭和清洁，这将是非常昂贵且耗时的，并且可显著延迟预期的加工。由于这些原因，迅速检测和纠正柱状状态可显著提高分离过程例如矿物提取和回收的效率。

在闭路式研磨应用中，旋流器底流密度优选保持较高，以使最少量的水伴随粗固体。这可以通过设置底流口或孔口的尺寸，将流动限制为固体加上不超过约50％的水来实现。如果底流口太大，则会有更多的水进入底流，其中夹带有大量的细小固体。如果送回工厂，那些细小固体将限制分类效率和新的进料能力。同时，在可变吨位和矿石硬度的情况下，难以操作具有最大底流密度的旋风分离器并同时避免柱状状态和与之相关的问题。

有线柱状传感器已被用于检测水力旋流器中的柱状状态。应理解，在该领域中可以使用任何合适类型的柱状传感器，申请人的在先美国专利第6,983,850号介绍了一种水力旋流器柱状检测器和方法，其使用安装在水力旋流器的底流出口处的防溅裙边上的有线超声传感器来检测自正常锥形的底流排放的变化，其中排放冲击防溅裙边至与柱状状态相关联的更具圆柱形形状，如图4所示。可选地，类似的有线柱状传感器可以安装成与水力旋流器的溢流排放或歧管排放连通，以检测这些流束的变化，从而将在检测到从任一出口排出的较高比例的粗固体时提供信号输出的变化，还指示了柱状状态。以与有线磨损传感器类似的方式，有线柱状传感器产生信号，该信号经由将传感器连接到每个旋流器的相应节点控制盒的防水电缆，将操作过程中的底流、溢流或歧管排放特性的变化报告给每个旋流器的相应节点单元。相应地，节点单元进而通过合适的电缆将操作数据馈送到歧管控制器，其中信号数据被累积并定期发送到专用控制室计算机工作站。图5中示出了这种类型的布置的示例。从这些有线柱状传感器发送到控制室工作站的信号变化由控制室操作者解释，以便他们可以调整水力旋流器的操作参数，如流量、进料压力、加水量、开/关操作和运行的水力旋流器的数量，以将水力旋流器恢复到非柱状状态。

然而，与有线磨损传感器一样，有线柱状传感器还具有以下缺点：每个旋流器需要节点以及需要多个中央控制器，需要从每个磨损传感器到每个相应节点的合适电缆，需要从节点到中央控制器的合适电缆，以及需要从控制器到控制室工作站的附加布线，以及电缆托架或其他用于安全定位和容纳所需布线的装置。同样，这些有线传感器通常必须在旋流器维护期间断开和/或移除，同时注意不要损坏传感器或其布线，然后在维护完成后重新安装和重新连接。因此，下述将是有利的：具有可替代现有有线传感器的无线电子柱状传感器，消除对与各旋流器对应的节点单元的需要，减少所需的歧管控制器的数量，减少连接这些物品所需的布线，以及提供从传感器到歧管控制器的柱状状态数据的无线检测和通信，用于直接或通过合适的中间电子无线设备转发到控制室工作站。

由于上述原因，需要一种无线水力旋流器柱状和磨损管理系统，其能够减少或消除有线磨损和柱状传感器，以及现有水力旋流器控制系统常见的节点单元、歧管控制器和大量布线布置，同时将所需的磨损和柱状状态数据无线地传输到歧管控制器和控制室工作站。本文公开的主题至少部分地满足了这种需要。

技术实现要素：

一般而言，本发明的目的是提供一种新型和改进的水力旋流器柱状和磨损管理系统及其使用方法。本发明的另一个目的是提供一种克服现有技术的限制和缺点的上述特征的柱状和磨损管理系统和方法。

根据本发明，通过提供一种水力旋流器管理系统来实现这些和其他目的，该水力旋流器管理系统能够在一个或多个水力旋流分离器的运行期间无线地检测其内部的正常(非柱状)状态、过渡状态和柱状状态，并且将对应于水力旋流分离器内此类正常、过渡和柱状状态的电子数据传送至相关的水力旋流器管理系统，该系统可操作用于监测和控制水力旋流分离器的操作参数。在这种形式中，管理系统包括一个或多个无线电子柱状传感器，其配置成与水力旋流分离器的流动区域连通并且可操作用于检测水力旋流分离器内的正常、过渡和柱状状态，从而产生指示这些状况的电子数据并无线地传送指示这些状况的电子数据，以便传输到相关的水力旋流器控制系统。管理系统还包括电子无线控制器，其可操作用于无线地接收从一个或多个无线电子柱状传感器发送的指示这些状态的电子数据，并且可操作以将指示该状态的电子数据无线地传送到水力旋流器控制系统。

根据本发明，还通过提供一种水力旋流器管理系统来实现这些和其他目的，该水力旋流器管理系统能够在一个或多个水力旋流分离器的运行期间无线地检测磨损状态，并将对应于水力旋流分离器内的磨损状态的电子数据传送至相关水力旋流器控制系统，该系统可操作用于监测和控制水力旋流分离器的操作参数。在这种形式中，管理系统包括一个或多个无线电子磨损传感器，其配置成与水力旋流分离器的一个或多个内部磨损区域连通，并且可操作用于检测内部磨损区域内的磨损状态，产生指示磨损状态的电子数据和无线传输指示磨损状态的电子数据，并将指示磨损状态的电子数据无线地发送，以传送至相关的水力旋流器控制系统。该管理系统还包括电子无线控制器，其可操作以无线地接收从一个或多个无线电子磨损传感器传送的指示磨损状态的电子数据，并且可操作用于将指示磨损状态的电子数据输送到水力旋流器控制系统。

根据本发明，通过提供一种水力旋流器管理系统也可实现这些和其它目的，该系统能够在一个或多个水力旋流分离器的运行期间无线地检测该一个或多个水力旋流分离器内的正常、过渡和柱状状态以及磨损状态，并将对应于水力旋流分离器内的柱状状态和磨损状态两者的电子数据传递至相关的水力旋流器控制系统，各如上文所述。

根据本发明，通过提供一种在水力旋流分离器运行期间无线地检测该水力旋流分离器内的正常、过渡和柱状状态，并将对应于柱状状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统的方法，也可以实现这些和其它目的。在这种形式中，该方法包括以下步骤：提供无线电子柱状传感器，其配置成与水力旋流分离器的流动区域连通，并且可操作用于检测水力旋流分离器内的正常、过渡和柱状状态，从而产生指示这些状态的电子数据，并将指示这些状态的电子数据无线地传送，以便输送到相关的水力旋流器控制系统；提供一种电子无线控制器，其可操作用于无线地接收从无线电子柱状传感器发送的指示正常、过渡和柱状状态的电子数据，并且可操作用于将指示这些状态的电子数据传送到水力旋流器控制系统；将电子无线控制器布置成接近无线电子柱状传感器，以接收由无线电子柱状传感器产生并发送的电子数据；以及使电子无线控制器将从无线电子柱状传感器接收的指示正常、过渡和柱状状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统。

根据本发明，通过提供一种在水力旋流分离器运行期间无线地检测该水力旋流分离器内的磨损状态，并将对应于磨损状态的电子数据传递到相关的水力旋流器控制系统的方法，也可实现这些和其它目的。在该形式中，该方法包括以下步骤：提供无线电子磨损传感器，其配置成与水力旋流分离器的内部磨损区域连通，并且可操作用于检测内部磨损区域内的磨损状态，产生指示磨损状态的电子数据并无线地传输指示磨损状态的电子数据，以便输送到相关的水力旋流器控制系统；提供一种电子无线控制器，其可操作用于无线地接收从无线电子磨损传感器发送的指示磨损状态的电子数据，并且可操作以将指示磨损状态的电子数据传送到水力旋流器控制系统；将电子无线控制器布置在无线电子磨损传感器附近，以接收由无线电子磨损传感器产生并由其发送的电子数据；以及使电子无线控制器将从无线电子磨损传感器接收的指示磨损状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统。

根据本发明，通过提供一种在多个水力旋流分离器运行期间无线地检测其内部的正常、过渡和柱状状态，并将对应于这些状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统的方法，也可以实现这些和其它目的，如上所述。在该形式中，该方法还包括将电子无线控制器顺序地布置成接近每个无线电子柱状传感器，以便接收由每个无线电子柱状传感器产生并由其发送的电子数据。

根据本发明，通过提供一种在多个水力旋流分离器运行期间无线检测其内部的磨损状态，并将对应于磨损状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统的方法，也实现了这些和其它目的，如上所述。在该形式中，该方法还包括将电子无线控制器顺序布置成接近每个无线电子磨损传感器，以便接收由每个无线电子磨损传感器产生并由其发送的所述电子数据。

附图说明

图1是示出根据现有技术的有线水力旋流器磨损传感器及其控制环境的使用的示意图。

图2是局部正视图，示出了根据现有技术的没有防溅裙边的水力旋流器的底流排放的正常状态。

图3是局部正视图，示出了根据现有技术的没有防溅裙边的水力旋流器的底流排放的柱状状态。

图4是根据现有技术的水力旋流器的侧视图，该水力旋流器具有安装成接近水力旋流器的底流排放的有线柱状传感器。

图5是根据现有技术的水力旋流器的侧视图，该水力旋流器具有安装在多个水力旋流器的溢流排放附近的有线柱状传感器，每个有线柱状传感器通过电线连接到相应的节点单元，该节点单元又通过电线各自连接到相应的控制器。

图6是根据本发明的无线电子柱状传感器的剖视图。

图7是根据本发明的安装在水力旋流器测量室上的无线电子柱状传感器的透视图。

图8是根据本发明的无线电子薄片式磨损传感器的透视图。

图9是根据本发明的配置在水力旋流器上的无线电子探针式磨损传感器的透视图。

图10是根据本发明的无线水力旋流器控制器的前视图。

图11是示出可操作用于检测采矿、矿物加工和其他工业中的消耗设备的操作状况的电子传感器的使用的示意图。

具体实施方式

根据本发明，提供了一种水力旋流器管理系统，其能够在水力旋流分离器或一组水力旋流器运行期间无线地检测该水力旋流分离器或一组水力旋流器内的正常、过渡和柱状状态和/或磨损状态。水力旋流器管理系统还能够将对应于每个水力旋流分离器内的正常、过渡和柱状状态和/或磨损状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统，该系统可操作用于监测和控制每个水力旋流分离器的操作参数。作为水力旋流器管理系统的一部分，图6示出了大体以10指示的无线电子柱状传感器，其包括由塑料或其他合适材料制成的壳体12，电子信号可以穿透该壳体。壳体12通过紧固件16(例如，六角头锁定螺钉或其他合适的紧固件)安装在不锈钢或其他合适材料的前板14上，以便优选地相对于壳体12形成基本上防水的密封。螺栓18从前板14突出，用于将无线电子柱状传感器10固定地安装在表示水力旋流器的流动区域的测量室上，如图7中的34所指示。通常，用于水力旋流分离器的这种流动区域由底流出口、溢流出口或歧管排放出口表示，然而应当理解，无线电子柱状传感器10可以放置在任何合适的位置以用于感测水力旋流器内的流动状况

无线电子柱状传感器10还包括模拟印刷电路板(pcb)20，其结合到从前板14的内表面突出的基座22，用于提供与外部环境的电隔离。压电元件24在金属或其他合适材料的护罩26内附接到模拟印刷电路板(pcb)20，用于检测从通过测量室34的流动发出的声音或振动的变化，该类型的变化将表明柱状状态发生在水力旋流器内。无线电子柱状传感器10还包括数字电子印刷电路板(pcb)28和射频(rf)发射器单元30，以及用于为无线电子柱状传感器10内的电子器件供电的电池32(未示出布线)。在这种布置中，无线电子柱状传感器10可操作用于检测安装其的水力旋流分离器内的正常、过渡和柱状状态，产生指示柱状状态的电子数据，并将指示柱状状态的该电子数据无线地发送到壳体12的外部，以便被接收并传输到相关的水力旋流器控制系统。优选地，电池32具有合适的设计和容量，以在需要再充电或更换之前持续相当长的时间，例如超过一年。另外，每个无线电子柱状传感器10优选地包括其自己的电子标识，该电子标识对应于应用其的特定识别的水力旋流分离器位置。

无线电子柱状传感器10通常以休眠“待机”模式被制造、运输及结合至水力旋流器管理系统中，以保持电池寿命，并且当合适的控制器或其他电子设备被布置成非常接近无线电子柱状传感器10或以其他方式启动与无线电子柱状传感器10的通信时，能够被激活或“唤醒”，如下面进一步详细讨论的。通过不要求无线电子柱状传感器10中的电子部件始终被供电，当传感器未处于有效使用时，在无线电子柱状传感器10中使用休眠的“待机”模式，以便节省电池寿命。无线电子柱状传感器10的激活或“唤醒”可以通过任何合适的电子、磁性或其他装置(也称为触发器)来执行，包括暴露于由电子控制器或其他控制装置提供或发送的磁场或电子信号。因此，无线电子柱状传感器10包括专用微功率传感器(未示出)，用于检测由电子控制器或其他控制装置提供的磁场或电子信号。在激活时，无线电子柱状传感器10与电子控制器或其他控制设备进入同步或链接模式，以协调通信信息、无线电频带和传感器专用信息。在同步或链接之后，到电子控制器或其他控制设备的电子柱状数据传输开始，也如下面进一步详细讨论的那样。如果无线电子柱状传感器10退出激活工作状态(activeservice)，则可以通过来自电子控制器或其他控制设备的命令使其返回到节能休眠存储模式。本发明中使用的休眠存储(“待机”)模式是独特的，尤其是在其利用非接触式传感器来退出该电池节约状态的意义上。其另外独特的原因在于其利用由一种或另一种类型的电磁辐射激活的非接触式开关，因此无需开口、物理穿透或电连接穿过无线电子柱状传感器10的密封外壳。因此，该模式的操作与许多电子设备中使用的典型定时“睡眠”模式不同。

应理解，无线电子柱状传感器10的初始休眠、随后激活和恢复休眠的这种配置可以结合到采矿、矿物加工和其他行业中的其他类型设备中使用的其他类型的传感器或检测器中。这种设备可包括用于消耗品的磨损或性能传感器，该消耗品例如磨机衬里、浮选槽、转子/定子部件、浮选槽中的引流管、研磨盘、磨碎机、泵叶轮、过滤介质和过滤板。如图11所示，以70所指示的上述行业中的上述和/或其他类型中的任何类型的消耗设备可配备有一个或多个电子传感器72，其可操作用于检测设备的操作状况，产生指示操作状况的电子数据，以及无线地传输指示操作状况的电子数据，以便传送到相关的控制系统。如前所述，传感器优选以待机状态提供，并且可操作用于在发送指示操作状况的电子数据之前，通过暴露于诸如磁场或电子信号的触发器而从待机状态激活。

现在参考图8，水力旋流器管理系统可包括通常以36指示的薄片式无线电子磨损传感器，其包括壳体38、内环40和电子印刷电路板(pcb)42。薄片式磨损传感器是一种坚固的传感器，优选用于检测水力旋流器的底流口部分的磨损，以及预期磨损是不对称的地方。当配置成与水力旋流分离器的内部磨损区域连通时，流经内环40的浆料随时间将制造内环40的材料磨损掉，随着磨损发生这会破坏嵌入环材料中的同心电路，提供与在水力旋流器内壁表面的该区域中的磨损相关的信息。以与无线电子柱状传感器10类似的方式，无线电子磨损传感器36也由电池(未具体示出)供电，并且包括电子器件，该电子器件包括在其电子印刷电路(pcb)42上包括的射频(rf)发射器(未具体示出)。这些电子器件使无线电子磨损传感器36能够检测内环40的磨损(其表示水力旋流分离器的内部磨损区域内的磨损状态)，产生指示磨损状态的电子数据，并且无线发送指示磨损状态的电子数据，以被接收并输送到相关的水力旋流器控制系统。同样，无线电子磨损传感器36内的电池应该优选具有合适的设计和容量，以在需要再充电或更换之前持续相当长的时间，例如超过一年。同样，每个无线电子磨损传感器36优选地包括其自己的电子标识，该电子标识对应于应用其的特定识别的水力旋流分离器位置。

现在参考图9，水力旋流器管理系统可包括设置在水力旋流器52上的以50指示的探针式无线电子磨损传感器。该探针式无线电子磨损传感器50包括尺寸设置成适合于各种尺寸的水力旋流器衬里部分之间的薄印刷电路板(pcb)。探针式设计允许“点特定式”磨损检测，这允许其用于具有各种内径的衬里部分，这与上述标准环形设计不同。探针式磨损传感器是一种方便的易于安装的单一尺寸设计，优选用于检测水力旋流器的锥形部分的磨损。与薄片式无线电子磨损传感器36一样，探针式无线电子磨损传感器50的电子器件也使探针式无线电子磨损传感器50能够检测水力旋流分离器的该传感器所位于的内部磨损区域内的磨损状态，产生指示磨损状态的电子数据并无线传输指示磨损状态的电子数据，以便被接收并输送到相关的水力旋流器控制系统。同样，无线电子磨损传感器50内的电池应该优选地具有合适的设计和容量，以在需要再充电或更换之前持续相当长的时间，例如超过一年。同样，每个无线电子磨损传感器50优选地包括其自己的电子标识，该电子标识对应于应用其的特定识别的水力旋流分离器位置。

无线电子磨损传感器36和50通常也以休眠“待机”模式制造、运输和结合至水力旋流器管理系统中以保持电池寿命，并且当合适的控制器或其他电子设备被设置成接近该无线电子磨损传感器36和50或以其他方式启动与该无线电子磨损传感器36和50的通信时，该无线电子磨损传感器36和50能够被激活或“唤醒”，如下面进一步详细讨论的。同样，通过不要求无线电子磨损传感器36和50中的电子部件始终被供电，在传感器未激活使用时在电子磨损传感器36和50中使用休眠的“待机”模式以节省电池寿命。同样，电子磨损传感器36和50的激活或“唤醒”可以通过任何合适的电子、磁性或其他装置(也称为触发器)来执行，包括暴露于由电子控制器或其他控制设备提供或发送的磁场或电子信号。因此，无线电子磨损传感器36和50包括专用微功率传感器(未示出)，用于检测由电子控制器或其他控制设备提供的磁场或电子信号。在激活时，无线电子磨损传感器36和50与电子控制器或其他控制设备进入同步或链接模式，以协调通信信息、无线电频带和传感器专用信息。在同步或链接之后，到电子控制器或其他控制设备的电子磨损数据传输开始，也如下面进一步详细讨论的那样。如果无线电子磨损传感器36和50退出激活工作状态，则可通过来自电子控制器或其他控制设备的命令使它们返回到节能休眠存储模式。

现在参考图10，水力旋流器管理系统包括大体以60指示的无线水力旋流器控制器，其优选为手动便携式并且包括显示器62，该显示器62适于提供与接收或传送的柱状和/或磨损数据相关的操作信息，并用于对其进行校准。无线水力旋流器控制器60还包括以按钮形式示出的一系列控制装置64，用于控制设备的各种功能。无线水力旋流器控制器60还包括适用于接收电子数据的内部射频(rf)接收器(未示出)，适用于传送电子数据的内部射频(rf)发射器(未示出)，适合于促进数据接收和传输的内部天线(未示出)，以及用于为装置供电的具有适当耐用性的可更换或可再充电的内部电池(未示出)。

无线水力旋流器控制器60还包括用于将无线电子柱状传感器10和无线电子磨损传感器36和50从其休眠“待机”模式激活或“唤醒”的装置。优选地，无线水力旋流器控制器60包括内部磁体、内部电子信号发射器或其他合适的信号发射器(未示出)，其可作为触发器操作，用于当将该触发器单独地保持与无线电子柱状传感器10和无线电子磨损传感器36和50紧密接近(例如几英尺)时，通过将无线电子柱状传感器10和无线电子磨损传感器36和50暴露于该触发器，而将无线电子柱状传感器10和无线电子磨损传感器36和50从其休眠“待机”状态激活，从而其可与无线水力旋流器控制器60同步或链接。因此，无线水力旋流器控制器60紧邻无线电子柱状传感器10和无线电子磨损传感器36和50的设置，允许无线水力旋流器控制器60提供的磁场、电子信号或其他适当信号被无线电子柱状传感器10和无线电子磨损传感器36和50检测或接收，这导致无线电子柱状传感器10和无线电子磨损传感器36和50的激活并准备用于后续操作。

无线水力旋流器控制器60优选可操作用于无线地接收和校准从设置在单个水力旋流器上或在多个水力旋流器组内的所有无线电子柱状传感器10发送的指示正常、过渡和柱状状态的电子数据。无线水力旋流器控制器60还优选可操作用于无线地接收和校准从设置在单个水力旋流器上或在多个水力旋流器组内的所有无线电子磨损传感器36或50传送的指示磨损状态的电子数据。在两种情况下，无线水力旋流器控制器60通常能够在保持紧邻(例如几英尺)无线电子柱状传感器10或无线电子磨损传感器36或50时接收这样的电子数据，这也可以是将传感器从待机状态激活或“唤醒”，然而应理解，可以设想其他数据接收装置，例如从不接近传感器的远程位置接收，如果传感器的传输能力如此设置的话。

无线水力旋流器控制器60还优选可操作用于在操作和待机或充电活动期间放置在一个或多个对接站(未示出)中。每个对接站优选通过合适的电缆连接到相关的水力旋流器控制系统，使得当无线水力旋流器控制器60被放置到对接站中时，从各个柱状和磨损传感器顺序收集的柱状和/或磨损状态数据被自动输送到专用计算机工作站，该计算机工作站可操作以控制一个或多个水力旋流分离器或构成相关水力旋流器控制系统的一部分的其它合适设备的操作参数。因此，以这种方式，无线水力旋流器控制器60可操作用于将指示正常、过渡和柱状状态的电子数据和指示磨损状态的电子数据传送到水力旋流器控制系统。然而，应当理解，无线水力旋流器控制器60可以将这种电子柱状和/或磨损数据传送到水力旋流器控制系统的任何合适的部件，包括中央控制器、歧管控制器或计算机工作站。

一旦输送到水力旋流器控制系统，则电子柱状和/或磨损数据可由控制室操作者解释，以便可由控制室操作者调节一个或多个水力旋流分离器或构成相关水力旋流器控制系统的一部分的其他合适设备的控制操作参数(例如流量、进料压力、加水、开/关操作和运行的水力旋流器的数量)。可选地，并且优选地，一旦输送到水力旋流器控制系统，则电子柱状和/或磨损数据可以插入水力旋流器控制系统内的自动计算机化程序中，从而对一个或多个水力旋流分离器或构成相关水力旋流器控制系统的一部分的其他合适设备的控制操作参数(例如流量、进料压力、加水、开/关操作和运行的水力旋流器的数量)的调节可由水力旋流器控制系统(例如通过专用计算机工作站)自动进行。

本发明还提供了一种在运行期间无线地检测水力旋流分离器或一组水力旋流器(例如歧管内)的正常、过渡和柱状状态，并将对应于这种柱状状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统的方法。该方法包括以下步骤：提供与水力旋流分离器的流动区域连通的无线电子柱状传感器10，其可操作用于检测水力旋流分离器内的正常、过渡和柱状状态，产生指示柱状状态的电子数据，以及无线地发送指示柱状状态的电子数据，用于传送到相关的水力旋流器控制系统。

该方法还包括提供电子无线控制器60，其可操作用于无线地接收从无线电子柱状传感器10发送的指示正常、过渡和柱状状态的电子数据，并且可操作用于将指示柱状状态的电子数据传送到水力旋流器控制系统。该方法还包括将电子无线控制器60设置成接近无线电子柱状传感器10，以便将无线电子柱状传感器从待机状态激活和同步，接收由无线电子柱状传感器产生和发送的电子数据；以及使电子无线控制器将从无线电子柱状传感器接收的指示柱状状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统。

本发明还提供了一种在运行期间无线地检测水力旋流分离器或一组水力旋流器(例如歧管内)内的磨损状态，并将对应于磨损状态的电子数据传送到相关的水力旋流器控制系统的方法。该方法包括以下步骤：提供无线电子磨损传感器36或50，其配置为与水力旋流分离器的内部磨损区域连通，并且可操作用于检测内部磨损区域内的磨损状态，产生指示磨损状态的电子数据，以及无线地传输指示磨损状态的电子数据，以便输送到相关的水力旋流器控制系统。

该方法还包括提供电子无线控制器60，其可操作用于无线地接收从无线电子磨损传感器发送的指示磨损状态的电子数据，并且可操作用于将指示磨损状态的电子数据传送到水力旋流器控制系统。该方法还包括将电子无线控制器60设置成接近无线电子磨损传感器36或50，以便将无线电子磨损传感器从待机状态激活和同步，接收由所述无线电子磨损传感器产生并发送的电子数据；以及使电子无线控制器60将从无线电子磨损传感器接收的指示磨损状态的电子数据无线地传送到相关的水力旋流器控制系统。

该方法可以进一步包括将电子柱状和/或磨损数据输送到水力旋流器控制系统，在检测到需要调节的情况下，通过水力旋流器控制操作者经由水力旋流器控制系统，手动地调节一个或多个水利旋流分离器或构成相关水力旋流器控制系统的一部分的其他合适设备的控制操作参数(例如流量、进料压力、加水、开/关操作和运行的水力旋流器的数量)。可选地，该方法可以进一步包括将输送到水力旋流器控制系统的电子柱状和/或磨损数据插入水力旋流器控制系统内的自动计算机化程序中，以便在检测到需要调节的状况的情况下，引起水力旋流器控制系统(例如通过专用计算机工作站)自动调节水力旋流器分离器或多个分离器或形成相关水力旋流器控制系统的一部分的其他合适设备的控制操作参数(例如流量、进料压力、加水、开/关操作和运行的水力旋流器的数量)。

本发明提供了一种用于监测水力旋流器中的柱状和磨损的方便、紧凑的系统和方法。其最大限度地延长了水力旋流器衬里的使用寿命，允许规划水力旋流器维护活动，允许水力旋流器容易地停止运行进行维护，帮助操作者防止水力旋流器中的柱状状态，并且在确实发生柱状时允许更有效的纠正措施。它取代了现有的有线柱状和磨损传感器，消除了对对应于各种旋风器的节点单元的需求，减少了所需的歧管控制器数量，减少了连接这些物品所需的布线，并提供无线检测和传感器的磨损数据通信至歧管控制器，用以转发到控制室工作站。因此，本发明迅速检测并允许校正柱状状态，以防止或减少它们的不利特性，该不利特征包括阻塞水力旋流器底流，使整个水力旋流器的流动通过其溢流出口，将通常用于经由水力旋流器的底流出口送至磨机的粗固体重定向通过水力旋流器的溢流到浮选槽，以及所伴随的浮选槽中过多的粗固体积聚，这需要关闭和清洁，并且这可能非常昂贵和耗时，并可显著延迟预期的加工，同时还降低了分离过程的效率，如矿物提取和回收。

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虽然已经参考具体实施例公开了该主题，但是显而易见的是，在不脱离本文描述的主题的真实精神和范围的情况下，本领域技术人员能够设计出其他实施例和变型。所附权利要求包括所有这些实施例和等价变型。