一种重力分选过程智能示踪装置、示踪方法及效果评定方法制造方法及图纸

一种重力分选过程智能示踪装置、示踪方法及效果评定方法，尤其适煤矿加工分选研究中使用。包括分成上半部分的半球体，以及由球体与圆柱组合的下半部分。球体外壳内设有电路固定座，固定有含发光二极管和示踪测量电路；球体外壳内部还设有配重块固定槽，将一定数量配有不同个数配重铅块的重力分选过程智能示踪装置投入装有煤炭物料的旋流器内，旋流器分选过程中该装置随着示踪球与煤炭物料一起做剪切旋流运动，并记录三轴加速度数据，该装置和物料经重介旋流器分选后，根据配重和密度大小，从而跟随对应密度级的煤炭物料进入轻、重产物脱介筛中收集时间与个数统计，得出对应的分配率曲线，进而计算得出旋流器工作时的可能偏差。

An intelligent tracing device, tracing method and effect evaluation method for gravity separation process

An intelligent tracing device, tracing method and effect evaluation method for gravity separation process are especially suitable for coal mine processing and sorting research. It includes hemispheres divided into the upper part, and the lower part of the sphere and cylinder. There is a circuit fixed seat in the sphere shell, fixed with a light emitting diode and a tracer measurement circuit, and a fixed slot in the inner shell of the sphere, and an intelligent tracer with a certain number of weight lead blocks with different number of weights is put into the cyclone with coal material, and the device is used in the separation process of the cyclone. With the tracer ball and the coal material to do the shear swirling movement together, and record the three axis acceleration data, the device and the material through the heavy medium cyclone separation, according to the weight and the density size, then follow the corresponding density level of coal materials into the light and heavy products in the screen of the collection time and number statistics, to obtain the corresponding distribution. Rate curve, and then calculate the possible deviation of the cyclone.

【技术实现步骤摘要】
一种重力分选过程智能示踪装置、示踪方法及效果评定方法
本专利技术涉及一种重力分选过程智能示踪装置、示踪方法及效果评定方法，尤其适用于一种煤炭加工分选研究中使用的重力分选过程智能示踪装置、示踪方法及效果评定方法。
技术介绍
两产品、三产品重介质旋流器等重力分选设备是近几年大力发展并广泛应用的一种矿物分选设备。矿粒和悬浮液沿切线方向给入设备圆筒部分，形成强大的旋流。其中的旋流场是一种三维近似轴对称的多相流场，旋流器的分离、分选等作用均通过分散相与连续相的相对运动完成，因此必须了解其中分散相的运动特性，这对于生产控制和错配物研究等都具有重要的指导意义。粒子示踪测量技术是以示踪粒子的图像来代表流场的图像，以测量到的粒子运动来代表物料的运动。如果所选择的示踪粒子能够正确反映所显示的分散相运动，那么测量得到的粒子运动轨迹曲线就可以认为是所测分散相的轨迹分布了。在关于旋流器运动的分析研究中，对于分散相运动的研究，既可以通过试验确定或者推导了沉降速度，也可以建立分散相颗粒运动方程，但方程过于复杂；也可从旋流器内两相径向相对运动方程入手，推导得到分散相的运动特性时间以及轨迹方程。但这些方法或只能得到具体条件下的数值解；或推导出了关于分散相颗粒运动时间的公式，但方程中的系数实际上均为分散相颗粒速度的函数，故其求解将十分复杂。此外，实际生产中对于重力分选工艺效果评价检测过程分为轻重两种产品的采样、浮沉试验得到各自的密度分布、绘制分配率计算表和重产物分配曲线、根据分配曲线计算可能偏差E四个步骤。整个评价过程需要人工进行大量的采样及浮沉试验才能获得数据，检测时间长，工作量大，其结果具有一定的滞后性，不能及时对生产进行指导。
技术实现思路
技术问题：本专利技术要解决的技术问题是提供了一种结构简单，使用方便，可以记录旋流器内物料分散相运动轨迹分布，轻重产物分配易于监测的重力分选过程的智能示踪及效果评定方法的重力分选过程的智能示踪装置、示踪方法及效果评定方法。技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术的重力分选过程智能示踪装置，包括外壳，外壳包括由球体外壳和底部外壳，球体外壳上设有四个与底部外壳匹配的螺塞孔，球体外壳与底部外壳的螺塞孔之间设有垫圈，螺塞孔中设有螺塞a，外壳内设有示踪测量电路和配重，其中示踪测量电路设置在四支螺栓之间，配重设置在示踪测量电路外侧，底部外壳底部设有柱状螺纹口，通过密封圈连接有密封盖，密封盖上设有螺塞b，外壳中还设有便于调整的配装块；所述示踪测量电路6包括顺序连接的惯性导航模块、单片机模块、通信模块，通信模块与计算机相连接，所述惯性导航模块、单片机模块、通信模块分别与电源相连接。所述智能示踪效果评定装置的配重，使其密度分布在-1.30g/cm3，1.30～1.40g/cm3，1.40～1.45g/cm3，1.45～1.50g/cm3，1.50～1.60g/cm3，1.60～1.80g/cm3，1.80～2.00g/cm3，+2.00g/cm3各个密度级中，模拟多种密度的煤炭物料。所述外壳为透明材料，外壳上设有反光条，外壳内部设有发光装置，发光装置包括与示踪测量电路连接的发光二极管。一种重力分选过程的智能示踪方法，首先给一定数量配有不同个数配重铅块的重力分选过程智能示踪装置进行编号，将编号过后的重力分选过程智能示踪装置投入装有煤炭物料的旋流器内，并在旋流器的入口处利用光感探测技术根据该装置上的发光二极管来获取投入到旋流器内部的时间，旋流器分选过程中该装置随着示踪球与煤炭物料一起做剪切旋流运动，并记录三轴加速度数据；该装置和物料经重介旋流器分选后，会根据其配重的多少，即其密度的大小，从而跟随对应密度级的煤炭物料分别进入到对应的轻、重产物脱介筛中，通过光感探测技术利用智能机械手臂自动收集各脱介筛上的该装置，并自动进行收集时间与个数的统计，将排出后的收集到的智能示踪装置按照排出的位置分类，并读取数据，利用MATLAB软件对各组数据进行运动特性分析，从而得出煤炭物料在旋流场中筛选的运动轨迹图。一种重力分选过程的智能示踪效果评定方法，其步骤为：a.根据需要调整智能示踪效果评定装置的配重，模拟多种密度的煤炭物料，选取多个智能示踪效果评定装置，对智能示踪效果评定装置进行编号，将编号后的多个智能示踪效果评定装置混入煤炭物料，智能示踪效果评定装置跟随煤炭物料从输送履带上做自由落体进入需要进行评定的旋流器中，设置在旋流器入口处的光感探测装置采集进入旋流器入口的智能示踪效果评定装置的光信息，从而获得各个编号的智能示踪效果评定装置投入工作中的旋流器内部的准确时间信息；b.智能示踪效果评定装置进入旋流器后，随着旋流器进行重力分选，智能示踪效果评定装置随煤炭物料在旋流器内通道中一起做强烈的剪切旋流运动，智能示踪效果评定装置依靠旋流器中心空心柱的真空吸气作用及自重从而随待分选煤炭物料一同实现按密度差异的分选；c.智能示踪效果评定装置从旋流器中排出后，最终分别从旋流器的轻产物出料口和重产物出料口进入轻脱介筛和重脱介筛的筛面上进行回收，其中旋流器的轻产物出料口和重产物出分别利用光感探测装置获取各个编号的智能示踪效果评定装置从旋流器中排出的时间；d.将实际分别从轻脱介筛和重脱介筛的筛面上回收的多个智能示踪效果评定装置的自身配重与排出旋流器时所处的脱介筛进行比较，得出各密度级装置进入轻产物与重产物的数量并自动计算产率，建立分配率计算表作为预设值，以表中平均密度为横坐标，分配率为纵坐标绘制分配曲线，得到相应数据，从而计算出旋流器分选的可能偏差E值；e.智能示踪及效果评定装置可实时记录自身从进入到旋流器，再到从旋流器中排出的过程中的三轴加速度数据，利用上位机读取各个智能示踪及效果评定装置中记载的采集数据包括自身三轴加速度数据，对各组数据进行运动特性分析得出轨迹，并与已有文献中的轨迹研究相对比，最终绘制出旋流器中的运动轨迹图。f.根据投入旋流器进行重力分选的智能示踪及效果评定装置总数与回收到的数量进行对比，如果收集到的智能示踪及效果评定装置少于投入的智能示踪及效果评定装置数量，则初步判定旋流器在生产运转的过程中存在堵漏的情况，从而提醒工人及时检修设备，避免大型事故的发生，从而完成分选效果评价。由于旋流器工作性能的问题，实际的分选与理论上大于实际分选密度的智能示踪装置随高密度级物料应全部从旋流器重产物出料口排出，而小于实际分选密度的智能示踪装置随低密度级物料应全部从旋流器轻产物出口排出。利用设置在智能机械手臂上的光感探测器，探测试验装置上发光二极管所发出的光源，从而实现对重力分选过程智能示踪装置的自动收集。根据不同密度级的重力分选过程智能示踪装置经重介旋流器分选后被收集位置的不同，结合其对应密度级进行数量统计，利用如下公式从而来计算不同密度级物料在重介旋流器中的分配率ε，绘制分配曲线并读取数据，进而计算得到可能偏差E：式中：E——可能偏差；δ75——重产物分配率ε为75％的物料对应的密度；δ25——重产物分配率ε为25％的物料对应的密度；ε——分配率；n——某一密度物料进入重产物的数量；m——某一密度物料的总量；对收集到的重力分选过程智能示踪装置的数量统计，来计算出重产物分配率ε值，绘制分配曲线，分别找出ε为75％与25％所对应的试验装置的密度δ75与δ25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重力分选过程智能示踪装置，其特征在于：它包括外壳，外壳包括由球体外壳(2)和底部外壳(7)，球体外壳(2)上设有四个与底部外壳(7)匹配的螺塞孔(1)，球体外壳(2)与底部外壳(7)的螺塞孔之间设有垫圈(5)，螺塞孔中设有螺塞a(3)，外壳内设有示踪测量电路(6)和配重(4)，其中示踪测量电路(6)设置在四支螺栓之间，配重(4)设置在示踪测量电路(6)外侧，底部外壳(7)底部设有柱状螺纹口，通过密封圈连接有密封盖(9)，密封盖上设有螺塞b(10)，外壳中还设有便于调整的配装块；所述示踪测量电路(6)包括顺序连接的惯性导航模块、单片机模块、通信模块，通信模块与计算机相连接，所述惯性导航模块、单片机模块、通信模块分别与电源相连接。

【技术特征摘要】
1.一种重力分选过程智能示踪装置，其特征在于：它包括外壳，外壳包括由球体外壳(2)和底部外壳(7)，球体外壳(2)上设有四个与底部外壳(7)匹配的螺塞孔(1)，球体外壳(2)与底部外壳(7)的螺塞孔之间设有垫圈(5)，螺塞孔中设有螺塞a(3)，外壳内设有示踪测量电路(6)和配重(4)，其中示踪测量电路(6)设置在四支螺栓之间，配重(4)设置在示踪测量电路(6)外侧，底部外壳(7)底部设有柱状螺纹口，通过密封圈连接有密封盖(9)，密封盖上设有螺塞b(10)，外壳中还设有便于调整的配装块；所述示踪测量电路(6)包括顺序连接的惯性导航模块、单片机模块、通信模块，通信模块与计算机相连接，所述惯性导航模块、单片机模块、通信模块分别与电源相连接。2.根据权利要求1所述的重力分选过程智能示踪装置，其特征在于：所述智能示踪效果评定装置的配重，使其密度分布在-1.30g/cm3，1.30～1.40g/cm3，1.40～1.45g/cm3，1.45～1.50g/cm3，1.50～1.60g/cm3，1.60～1.80g/cm3，1.80～2.00g/cm3，+2.00g/cm3各个密度级中，模拟多种密度的煤炭物料。3.根据权利要求1所述的重力分选过程智能示踪装置，其特征在于：所述外壳为透明材料，外壳上设有反光条，外壳内部设有发光装置，发光装置包括与示踪测量电路(6)连接的发光二极管。4.一种使用权利要求1所述重力分选过程智能示踪装置的重力分选过程的智能示踪方法，其特征在于：首先给一定数量配有不同个数配重铅块的重力分选过程智能示踪装置进行编号，将编号过后的重力分选过程智能示踪装置投入装有煤炭物料的旋流器内，并在旋流器的入口处利用光感探测技术根据该装置上的发光二极管来获取投入到旋流器内部的时间，旋流器分选过程中该装置随着示踪球与煤炭物料一起做剪切旋流运动，并记录三轴加速度数据；该装置和物料经重介旋流器分选后，会根据其配重的多少，即其密度的大小，从而跟随对应密度级的煤炭物料分别进入到对应的轻、重产物脱介筛中，通过光感探测技术利用智能机械手臂自动收集各脱介筛上的该装置，并自动进行收集时间与个数的统计，将排出后的收集到的智能示踪装置按照排出的位置分类，并读取数据，利用MATLAB软件对各组数据进行运动特性分析，从而得出煤炭物料在旋流场中筛选的运动轨迹图。5.一种使用权利要求1所述重力分选过程智能示踪装置的智能示踪效果评定方法，其特征在于步骤为：a.根据需要调整智能示踪效果评定装置的配重，模拟多种密度的煤炭物料，选取多个智能示踪效果评定装置，对智能示踪效果评定装置进行编号，将编号后的多个智能示踪效果评定装置混入煤炭物料，智能示踪效果评定装置跟随煤炭物料从输送履带上做自由落体进入需要进行评定的旋流器中，设置在旋流器入口处的光感探测装置采集进入旋流器入口的智能示踪效果评定装置的光信息，从而获得各个编号的智能示踪效果评定装置投入工作中的旋流器内部的准确时间信息；b.智能示踪效果评定装置进入旋流器后，随着旋流器进行重力分选，智能示踪效...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建军，匡亚莉，张育铭，尚剑，孙小路，高莉，宋建飞，李秀征，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32