动态测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法技术

本发明专利技术提供了一种动态测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法，其包括：①球磨机在初始状态下空载运转测定初始状态下的筒体变形量M钢1及空载旋转时间T时的筒体变形量M钢2；②测定球磨机空载筒体变形量M钢及球磨机加入物料后的筒体变形量M总；③信号采集装置将筒体变形量信号转换成数字信号后发送至信号分析装置；④信号分析装置根据数字信号输出球磨机初始状态的钢球装载重量W钢1，旋转时间T后的钢球装载重量W钢2，球磨机空载时钢球重量W钢及球磨机加入物料后的总重量W总；⑤计算得出钢球的磨损系数δ钢、钢球装载量的动态修正值及料球比。本发明专利技术方法能直接地对球磨机内筒体内的物料量、钢球量及料球比进行动态测量。

【技术实现步骤摘要】
动态测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法
本专利技术涉及一种动态测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法
技术介绍
球磨机是一种应用广泛的粉末加工设备，球磨机包括横卧的圆柱形筒体，在筒体内加入一定量的钢球、钢锻，筒体内表面镶嵌有波形衬板。被研磨的物料连续落入筒体内部，筒体被外力拖动旋转，钢球和物料被波形衬板带起后，发生抛落并沿筒壁泻落，块状物料受到钢球的抛击和碾磨而成粉状物料后，连续流出或者被介质携出筒体，完成研磨过程。钢球磨筒体内物料量和钢球量的比例决定了研磨过程的产量和质量，物料相对钢球的比例过多或者过少，都会导致研磨产量减少、研磨品质下降和电耗升高，物料量相比钢球量过多，钢球被物料淹没其中，物料不能被钢球有效击打和研磨，研磨效率和品质下降。物料相对钢球比例过少，大量能量消耗在钢球之间的击打和研磨过程中，研磨效率极低。因此，在球磨机旋转运行中精确测量其内部的物料及钢球的质量及二者的比例十分必要。2004年的《昆明理工大学学报(理工版)》第2期第61页至64页的文章《球磨机介质重量数据采集系统》介绍了一种检测球磨机介质重量的方法，但该方法仅可用于钢球、物料以及球磨机本身的总重量不超过800kg时的重量检测，并且无法用于实际生产环境中总重量始终处于动态变化且总重量为超常规巨大数值时的相关重量检测。由于球磨机筒体内部的钢球和物料始终随着筒体旋转，二者在筒内一直处于动态混合动态状态，因此，无法用常规的方法将其放置在料斗里进行静态称重。此外，球磨机筒体总量一般重达数十吨，筒体内部的钢球总量也重达数十吨，把磨内数十吨的钢球清理出来和填加进去也非常困难，只有在对设备进行大修的时候，才有可能将数十吨的钢球倾倒出来，更换和重新筛选钢球，这个操作周期一般都在一年甚至数年才进行一次，因此，经常对钢球量进行称重也极为困难。最后，球磨机筒体和钢球质量较大，导致启动电流非常大，因此通常需要在停止运转之前，把球磨机内的物料全部抽干，启动运行之后，再慢慢的加入物料开始研磨，避免由于带物料启动造成的电流过大而导致对电机和电网的冲击性破坏。这样，要准确的对球磨机内存有物料的称量就更加困难。由于球磨机内物料的直接称量非常困难，磨内钢球装载量的动态称量也非常困难，这就决定了钢球与物料的比例的直接测量非常困难。目前，通常有三种测量方法对球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比进行测量，一是通过用两个细管分别向球磨机内高低浓度区吹入空气，测量二者的气压差来判断料球比情况，行业内称之为差压法或者压差法。另一种是在球磨机附近安装麦克风，当料球比发生变化时，钢球击打和碾物料的声音发生变化，通过分析球磨机内声音的变化来判断料球比的变化，行业称之为电耳法。最后一种就是在球磨机筒体上安装振动加速度传感器，测量因料球比变化导致的筒体表面振动，来判断料球比的变化，行业称之为振动法。但是上述三者都不能直接测量球磨机内的物料重量。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法，该方法能直接地对球磨机内筒体内的物料量、钢球量及料球比进行动态测量。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种动态测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法，所述球磨机筒体上设置有应变传感器及与所述应变传感器连接的信号采集装置，所述应变传感器的外部罩设有保护壳，所述信号采集装置上还连接有信号分析装置，该方法包括如下步骤：①球磨机在初始状态下空载运转，通过所述应变传感器测定初始状态下的筒体变形量M钢1及球磨机空载旋转时间T时的筒体变形量M钢2；其中，球磨机在初始状态下空载运转过程中，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢1L，M钢1L为筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢1S,M钢1S为筒体的最大压缩长度。因此，初始状态下的筒体变形量M钢1为最大拉伸变形量M钢1L与最大压缩变形量M钢1S的差值，M钢1＝M钢1L—M钢1S；球磨机空载旋转时间T时，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢2L，M钢2L为筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢2S,M钢2S为筒体的最大压缩长度。因此，球磨机空载旋转时间T时的筒体变形量M钢2为最大拉伸变形量M钢2L与最大压缩变形量M钢2S的差值，M钢2＝M钢2L—M钢2S；②球磨机空载运转，通过所述应变传感器测定球磨机空载筒体变形量M钢，球磨机加入物料后，通过所述应变传感器测定筒体变形量M总；其中，球磨机空载运转过程中，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢L，M钢L为球磨机空载运转过程中筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢S,M钢S为球磨机空载运转过程中筒体的最大压缩长度。因此，筒体变形量M钢为最大拉伸变形量M钢L与最大压缩变形量M钢S的差值，M钢＝M钢L—M钢S；球磨机加入物料后，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M总L，M总L为球磨机加入物料后筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M总S,M总S为球磨机加入物料后筒体的最大压缩长度。因此，球磨机加入物料后的筒体变形量M总为最大拉伸变形量M总L与最大压缩变形量M总S的差值，M总＝M总L—M总S；③所述应变传感器将步骤①和步骤②所测定的筒体变形量信号M钢1、M钢2、M钢和M总发送至信号采集装置，所述信号采集装置将该M钢1、M钢2、M钢和M总转换成数字信号N钢1、N钢2、N钢和N总后发送至所述信号分析装置；④所述信号分析装置接收步骤③中的数字信号，并根据所述数字信号N钢1、N钢2、N钢和N总输出球磨机初始状态的钢球装载重量W钢1，旋转时间T后的钢球装载重量W钢2，球磨机空载时钢球重量W钢及球磨机加入物料后的总重量W总；⑤根据步骤④所得的W钢1、W钢2、W钢和W总，计算可得:钢球的磨损系数δ钢＝(W钢1—W钢2)/T＝[(W钢1L—W钢1S)—(W钢2L—W钢2S)]/T，钢球装载量的动态修正值为W钢＇＝W钢—δ钢×t＝(W钢L—W钢S)—[(W钢1L—W钢1S)—(W钢2L—W钢2S)]×t/T，物料量W料＝W总—W钢＇＝(W总L—W总S)—(W钢L—W钢S)+[(W钢1L—W钢1S)—(W钢2L—W钢2S)]×t/T，料球比K磨＝W料/W钢＇＝(W总—W钢＇)/W钢＇＝[W总—(W钢—δ钢×t)]/(W钢—δ钢×t)＝{(W总L—W总S)—(W钢L—W钢S)+[(W钢1L—W钢1S)—(W钢2L—W钢2S)]×t/T}/{(W钢L—W钢S)—[(W钢1L—W钢1S)—(W钢2L—W钢2S)]×t/T}。进一步地，所述应变传感器设置在所述球磨机筒体外壁的轴向中点，用于测定球磨机筒体外壁轴向中点的筒体变形量。进一步地，所述应变传感器为电阻应变片。进一步地，所述保护壳螺接或者卡接在所述球磨机筒体的外壁上。进一步地，所述保护壳由金属或者合金制成。进一步地，步骤③中，所述信号采集装置将所述数字信号以无线信号传输至所述信号分析装置。进一步地，所述无线信号的频率为433MHz、877MHz或者2.5GHz。进一步地，步骤④中，所述信号分析装置对所述数字信号进行滤波处理，根据滤波处理后的信号输出球磨机初始状态的钢球装载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法，其特征在于，所述球磨机筒体上设置有应变传感器及与所述应变传感器连接的信号采集装置，所述应变传感器的外部罩设有保护壳，所述信号采集装置上还连接有信号分析装置，该方法包括如下步骤：①球磨机在初始状态下空载运转，通过所述应变传感器测定初始状态下的筒体变形量M钢1及球磨机空载旋转时间T时的筒体变形量M钢2；其中，球磨机在初始状态下空载运转过程中，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢1L，M钢1L为筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢1S,M钢1S为筒体的最大压缩长度。因此，初始状态下的筒体变形量M钢1为最大拉伸变形量M钢1L与最大压缩变形量M钢1S的差值，M钢1=M钢1L—M钢1S；球磨机空载旋转时间T时，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢2L，M钢2L为筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢2S,M钢2S为筒体的最大压缩长度。因此，球磨机空载旋转时间T时的筒体变形量M钢2为最大拉伸变形量M钢2L与最大压缩变形量M钢2S的差值，M钢2=M钢2L—M钢2S；②球磨机空载运转，通过所述应变传感器测定球磨机空载筒体变形量M钢，球磨机加入物料后，通过所述应变传感器测定筒体变形量M总；其中，球磨机空载运转过程中，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢L，M钢L为球磨机空载运转过程中筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢S,M钢S为球磨机空载运转过程中筒体的最大压缩长度。因此，筒体变形量M钢为最大拉伸变形量M钢L与最大压缩变形量M钢S的差值，M钢=M钢L—M钢S；球磨机加入物料后，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M总L，M总L为球磨机加入物料后筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M总S,M总S为球磨机加入物料后筒体的最大压缩长度。因此，球磨机加入物料后的筒体变形量M总为最大拉伸变形量M总L与最大压缩变形量M总S的差值，M总=M总L—M总S；③所述应变传感器将步骤①和步骤②所测定的筒体变形量信号M钢1、M钢2、M钢和M总发送至信号采集装置，所述信号采集装置将该M钢1、M钢2、M钢和M总转换成数字信号N钢1、N钢2、N钢和N总后发送至所述信号分析装置；④所述信号分析装置接收步骤③中的数字信号，并根据所述数字信号N钢1、N钢2、N钢和N总输出球磨机初始状态的钢球装载重量W钢1，旋转时间T后的钢球装载重量W钢2，球磨机空载时钢球重量W钢及球磨机加入物料后的总重量W总；⑤根据步骤④所得的W钢1、W钢2、W钢和W总，计算可得:钢球的磨损系数δ钢=（W钢1—W钢2）/T=[(W钢1L—W钢1S）—(W钢2L—W钢2S）]/T，钢球装载量的动态修正值为W钢＇=W钢—δ钢×t=(W钢L—W钢S）—[(W钢1L—W钢1S）—(W钢2L—W钢2S）]×t/T，物料量W料=W总—W钢＇=(W总L—W总S）—(W钢L—W钢S）+[(W钢1L—W钢1S）—(W钢2L—W钢2S）]×t/T，料球比K磨=W料/W钢＇=（W总—W钢＇）/W钢＇=[W总—（W钢—δ钢×t）]/（W钢—δ钢×t）={(W总L—W总S）—(W钢L—W钢S）+[(W钢1L—W钢1S）—(W钢2L—W钢2S）]×t/T}/{(W钢L—W钢S）—[(W钢1L—W钢1S）—(W钢2L—W钢2S）]×t/T}。...

【技术特征摘要】
1.一种动态测定球磨机筒体内物料量、钢球量及料球比的方法，其特征在于，所述球磨机筒体上设置有应变传感器及与所述应变传感器连接的信号采集装置，所述应变传感器的外部罩设有保护壳，所述信号采集装置上还连接有信号分析装置，该方法包括如下步骤：①球磨机在初始状态下空载运转，通过所述应变传感器测定初始状态下的筒体变形量M钢1及球磨机空载旋转时间T时的筒体变形量M钢2；其中，球磨机在初始状态下空载运转过程中，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢1L，M钢1L为筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢1S,M钢1S为筒体的最大压缩长度。因此，初始状态下的筒体变形量M钢1为最大拉伸变形量M钢1L与最大压缩变形量M钢1S的差值，M钢1=M钢1L—M钢1S；球磨机空载旋转时间T时，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢2L，M钢2L为筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢2S,M钢2S为筒体的最大压缩长度。因此，球磨机空载旋转时间T时的筒体变形量M钢2为最大拉伸变形量M钢2L与最大压缩变形量M钢2S的差值，M钢2=M钢2L—M钢2S；②球磨机空载运转，通过所述应变传感器测定球磨机空载筒体变形量M钢，球磨机加入物料后，通过所述应变传感器测定筒体变形量M总；其中，球磨机空载运转过程中，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M钢L，M钢L为球磨机空载运转过程中筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M钢S,M钢S为球磨机空载运转过程中筒体的最大压缩长度。因此，筒体变形量M钢为最大拉伸变形量M钢L与最大压缩变形量M钢S的差值，M钢=M钢L—M钢S；球磨机加入物料后，应变传感器随筒壁旋转至最低点的筒体长度为M总L，M总L为球磨机加入物料后筒体的最大拉伸长度；应变传感器随筒体外壁旋转至最高点的筒体长度为M总S,M总S为球磨机加入物料后筒体的最大压缩长度。因此，球磨机加入物料后的筒体变形量M总为最大拉伸变形量M总L与最大压缩变形量M总S的差值，M总=M总L—M总S；③所述应变传感器将步骤①和步骤②所测定的筒体变形量信号M钢1、M钢2、M钢和M总发送至信号采集装置，所述信号采集装置将该M钢1、M钢2、M钢和M总转换成数字信号N钢1、N钢2、N钢和N总后发送至所述信号分析装置；④所述信号分析装置接收步骤③中的数字信号，并根据所述数字信号N钢1、N钢2、N钢和N总输出球磨机初始状态的钢球装载重量W钢1，旋转时间T后的钢球装载重量W钢2，球磨机空载时钢球重量W钢及球磨机加入物料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立红，
申请(专利权)人：珠海市华远自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44