[发明专利]一种用于磨机设备的装载量直接测定装置及装载量直接测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于磨机设备的装载量直接测定技术。

背景技术

冶金，电力、建材水泥陶瓷、化工矿山等行业，都涉及到将开采的矿石击碎，并进一步磨细分级的工艺过程。为了满足后续工序(如浮选)的进料要求，需要把大量细矿石磨细到-200目，这部分占60％-70％的要求。在磨矿机不断的转动下，内部钢球不断锤击磨细矿石。此时，一部分细矿石从出料口进入到分级工序，一部分与新进磨机的料混合在一起继续研磨，从而完成连续的作业过程。这个工艺过程中，需要考虑磨机排料量、分级的返砂量、磨机的进矿量和进水量以及其它物料的进出料平衡问题。

影响磨矿过程进出料平衡的因素较多，主要有旋转着的磨矿机中的矿石量，磨矿的介质大小，不同直径的钢球各自所占的比例，加球批次时间，磨机的内衬板磨损情况，矿石的耐磨度，湿磨过程的加水量情况，磨机的转速，进料的稳定性，出料经分级后的返砂量和下一分级工序的料量变化情况等。

一旦不同因素变化较大，就容易引起进出料不平衡，磨机胀肚子，即装载量过多，当装载量达到一定程度，磨机无法排出料，就会影响整个工序的生产及稳定，且维修处理相当繁杂。磨矿分级后的粒度分布是选厂生产的核心指标，它只有在一定的装载量范围内，才可能实现，因此磨机内部装载量的测量问题非常重要。始于上个世纪，国内外专家学者想了许多方法来解决这个装载量测量问题，主要归结为以下四种方法。

第一种方法是用电耳侦听磨机在磨矿过程中的声音，同时将旁边磨机的声音给屏蔽掉，目前国内很多选厂磨机和水泥厂磨机在应用这种传感器作为参考，有的还基此研究了磨机控制的数学模型。这种方法对装载量进行间接判断，未能较好的解决装载量与电耳声音的对应关系。

第二种方法是在磨机两边的轴承座下装轴承油压传感器，剔除磨机本身空载的重量，剩下是里面的载重量，但是这与轴和轴承座之间的间隙及油系统稳定有关。载重量并不完全对应装载量，因为其中的矿石、钢球及水之间的比例是变化的，总体积还是个参数，这个间接的量也不能真正代表磨机内的装载量，加之大功率磨机的转动动量很大，为防止静态位移，使得轴承座牢牢固定，不能直接用承重传感器通过油压传递。

第三种方法是在磨机外壳处安装一个磁阻头，随着磨机装载量加大，磨机外壳振幅也很大幅加大，使得振荡电路剧烈变化，从而间接得到磨机内部装载量。磨机振幅频率也是受到很多因素影响，如安装质量、矿石情况变化，因此这种间接测量方法也不能较好的反映磨机内装载量。

在磨机密封转动的状态下，这几种间接测定装载量的方法只能作为参考。为了避免它转动时受到磨损，在其上必须装有橡胶衬板阻挡，以防止设备给钢球频繁砸击，而这个橡胶衬板也极易损坏，因此在它的筒体上装传感器也是行不通的。

第四种方法是磨机电动机负载电流与功率测量，它仅能反映一段上升负载情况，实际上在磨机装载量加到某量以后功率不但不增加，反而减少，这是由于钢球下落距离短，撞击能耗减少。因此负载电流与功率也不能充分代表装载量。

目前国际、国内在磨矿机(球或棒磨，自磨)上未见有更新的装载量直接测定装置。但国内有一种用于磨煤机的测定装置，它通过给煤入口多点煤温度测量，将其代入算法组态模式形成二函数后求和，就可以仿真实际料位，然而在磨煤过程的众多因素影响下，形成这样的单值对应关系还需要更多实践证明。

技术进步的关键是能否直接连续测量内部动态装料高度，目前国际，国内在磨矿机(球或棒磨，自磨)上未见有新的装载量测定装置。

发明内容：

针对现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种用于磨机设备的装载量直接测定装置及装载量直接测定方法，运用激光测距仪直接测定磨机底料的定点高度，以此测定球磨机内的装载量，有效、直观地防止了磨机胀肚。在稳定工况下，它可发现磨矿效率在稳定进料的情况下，料高料低变化上所反映的问题，从而为磨机稳定的工作，打下了良好的基础。

本发明提供的所述用于磨机设备的装载量直接测定装置，包括安装有带角度尺的激光测距仪和控制器，其中激光测距仪的信号输出端通过RS232接口接入控制器的信号输入端，所述激光测距仪的发射端沿磨机轴线立面对准磨机内，且发射端的高度高于磨机内最高装载料位。

其中控制器连接有显示器作为输出模块。

相应的，本发明还包括对上述磨机装载量的直接测定方法，采用激光束呈俯视θ角射入磨机内，对底料面进行测距，测得距离L，再根据几何关系计算得出磨机内装载料高h；最后根据装载量与磨机内装载料高h的对应关系，得出磨机的装载量。

其中由测得的距离L求取装载料高h的运算过程为：

1)通过激光测距仪采集到磨机内轴线立面上的料位高：