專利名稱：連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浮選加藥方法及裝置，特別是一種連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法及
直O(jiān)
背景技術(shù)：
在進(jìn)行浮選作業(yè)過(guò)程中，浮選加藥直接影響著浮選指標(biāo)，每種藥劑都有自己的最佳溫度作用域，進(jìn)入藥液的溫度超過(guò)這個(gè)域度將失去最佳作用效果。藥劑的恒溫度控制和恒液位控制是浮選加藥作業(yè)的關(guān)鍵問(wèn)題，控制要求為藥劑的混藥環(huán)節(jié)和加藥環(huán)節(jié)都必須保持恒定的溫度，在加藥的過(guò)程中，液位必須保持在恒定值，加藥過(guò)程參數(shù)調(diào)節(jié)人性化，顯示清晰化，不用上位機(jī)，節(jié)約能源等。傳統(tǒng)的恒溫控制加藥系統(tǒng)，加熱為點(diǎn)加熱，可控范圍小，誤差較大。目前國(guó)內(nèi)外的溫控系統(tǒng)精度都不高，一般在[-rc，+rc ]之間，傳統(tǒng)的浮選藥劑溫度控制方法中混藥和加藥過(guò)程相對(duì)獨(dú)立，需雙重加熱，單位散熱面積大，恒溫效果差，恒溫能耗大，藥劑溫度無(wú)法達(dá)到其最佳溫度作用域；混藥加藥路線多，沒(méi)有集控制、混、 加藥于一體，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)混加藥，加藥時(shí)恒壓出流和定常流動(dòng)不理想，無(wú)法高精度控制加藥量，對(duì)浮選指標(biāo)波動(dòng)影響很大，已不能達(dá)到控制要求，控制精度相對(duì)比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法及裝置，它使浮選作業(yè)中的混、加藥過(guò)程一體化，并恒溫效果理想，能保證加藥過(guò)程中恒壓定常出流， 以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法，將藥物通過(guò)雙層結(jié)構(gòu)的筒體中，通過(guò)上層混藥、下層加藥的方式實(shí)現(xiàn)混藥、加藥的連續(xù)式操作；并通過(guò)傳感器采集混藥及加藥過(guò)程中的工作參數(shù)，然后送入單片機(jī)中進(jìn)行處理，單片機(jī)對(duì)采集到的工作參數(shù)進(jìn)行處理后，發(fā)出相應(yīng)的控制指令對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)恒溫、恒流量加藥。傳感器采集的混藥及加藥過(guò)程中的工作參數(shù)包括混藥溫度、混藥的液位高度、混藥的水位高度及加藥量。連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，包括筒體，筒體為上下分層的雙層結(jié)構(gòu)，其上層為混藥層，下層為加藥層，在筒體的頂部設(shè)有頂蓋、加藥器及加水口，在混藥層內(nèi)設(shè)有攪拌器、溫度傳感器、水位傳感器、液位變送器及盤(pán)管加熱器；在混藥層與加藥層的分隔段之間設(shè)有電磁閥開(kāi)關(guān)；在加藥層的外壁上設(shè)有電磁閥加藥口及恒壓管；在筒體外部設(shè)有控制臺(tái)，筒體上安裝的各部件均與控制臺(tái)連接?？刂婆_(tái)組成包括單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有觸摸屏顯示模塊、防雷擊模塊、按鍵模塊、A/D輸入轉(zhuǎn)換模塊、D/A輸出轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊及時(shí)鐘模塊；溫度傳感器、水位傳感器、 液位變送器及電磁閥加藥口的電磁繼電器通過(guò)A/D輸入轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)連接；加藥器、 加水口、盤(pán)管加熱器及電磁閥開(kāi)關(guān)通過(guò)D/A輸出轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)連接。溫度傳感器為鎧裝式PTlOO溫度傳感器。鎧裝式PTlOO溫度傳感器由電阻體、引線、絕緣氧化鎂及保護(hù)管整體拉制而成，具有測(cè)溫精度高、測(cè)量速度快，對(duì)溫度響應(yīng)速度快， 抗震性能好，測(cè)溫寬，且可彎曲成需要的形狀等特點(diǎn)。盤(pán)管加熱器處于混藥層的底部，水位傳感器與盤(pán)管加熱器頂部的垂直距離為 20cm,液位變送器與混藥層底部的垂直距離為10cm。液位變送器檢測(cè)到液位下降至此處時(shí)， 便將信息反饋至單片機(jī)，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)始下一個(gè)混藥流程；當(dāng)水位達(dá)到傳感器時(shí)傳感器接通信號(hào)傳遞給控制臺(tái)，接通加熱管電源并停止報(bào)警。相反，當(dāng)容器里的水脫離傳感器時(shí)信號(hào)中斷，控制臺(tái)切斷加熱器電源，即使熱保護(hù)配件失效的狀態(tài)下，電加熱器也不能加熱。同時(shí)報(bào)警通知使用者，從而達(dá)到真正的防干燒，該裝置靈敏度高，安全性能好。攪拌器為倒圓錐型雙螺旋螺桿式攪拌器。倒圓錐型雙螺旋螺桿式攪拌器采用不銹鋼材料，倒圓錐雙螺旋結(jié)構(gòu)剪切性能好，使混藥層中心部分能產(chǎn)生強(qiáng)力的上升流，混藥層的內(nèi)壁部分則產(chǎn)生旋回下降流，形成上下循環(huán)流，使攪拌效果更加理想，適合于浮選的高粘度和不必使用擋板的場(chǎng)合。在筒體的筒壁中設(shè)有隔熱層。筒體的筒壁可采用內(nèi)外層為真空夾層的結(jié)構(gòu)，并在夾層中加入泡沫，起到輔助保溫的目的，還可以使混藥層與加藥層之間隔熱，并能防溫度過(guò)高引起的筒體的塑性變形，具有良好的起到很好的保溫支撐效果，散熱低、能耗小。電磁閥加藥口為4個(gè)以上。盤(pán)管加熱器的可控電源輸出電流相關(guān)參數(shù)可根據(jù)需要由用戶自行設(shè)定，是一種可控性高、精度高的可調(diào)功率電源，通過(guò)單片機(jī)連接可控電源控制盤(pán)管加熱器，以改變輸出電流大小的方式實(shí)現(xiàn)梯級(jí)快速加溫，整個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)與加熱一體化。盤(pán)管加溫均勻，加熱速度快，運(yùn)用自適應(yīng)模糊原理通過(guò)單片機(jī)和可控電源對(duì)其進(jìn)行智能化人性化控制實(shí)現(xiàn)梯級(jí)快速加溫、恒溫加熱，節(jié)約能源，可控性高，整體工藝上有了很大的進(jìn)步。單片機(jī)模塊單片機(jī)模塊采用性能優(yōu)越的飛思卡爾公司提供的MC9S12XSU8MAA 單片機(jī)芯片，80管腳LQFP貼片封裝，其特點(diǎn)為自帶12位模數(shù)轉(zhuǎn)換，自帶看門(mén)狗電路、導(dǎo)電類型為雙極型，工作溫度為_(kāi)40°C到80°C之間，并能在潮濕的環(huán)境下工作。單片機(jī)模塊是系統(tǒng)的核心模塊，主要協(xié)調(diào)和驅(qū)動(dòng)各個(gè)模塊的工作。A/D輸入轉(zhuǎn)換模塊選用DAC0832雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換精度高，主要是把溫度采集時(shí)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再送入單片機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)并分析。D/A輸出轉(zhuǎn)換模塊選用ACL7315模塊，主要是把單片機(jī)送來(lái)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)，驅(qū)動(dòng)盤(pán)管加熱器工作。觸摸屏顯示模塊顯示模塊選用22 1.4 、124.5 (mm)壓電式觸摸液晶顯示屏，主要顯示運(yùn)行過(guò)程的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)人性化的觸摸動(dòng)作指令，其顯示任務(wù)有啟動(dòng)并設(shè)置溫度、啟動(dòng)并設(shè)置加藥量、顯示加藥溫度曲線1、顯示加藥溫度曲線2、顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、顯示幫助等。顯示分為4個(gè)區(qū)域，左上角顯示各功能模塊的原理及原理圖，右上區(qū)域顯示設(shè)置值和狀態(tài)值，左下區(qū)域?yàn)轱@示內(nèi)容，右下區(qū)域?yàn)殒I盤(pán)。高效節(jié)能梯級(jí)恒溫控制加藥裝置控制器觸摸屏部分顯示頁(yè)面內(nèi)容見(jiàn)圖3。電源模塊電源為220V市電電源，電源模塊由兩部分組成，一部分為9V直流電源， 由一個(gè)插槽和一個(gè)擋板組成，由220V電源經(jīng)變壓濾波得到，供給單片機(jī)模塊；另一部分為 220V交流電源，由一根電源線和插頭組成，插頭直接插入民用220V電源，直接供給加溫模塊。
時(shí)鐘模塊時(shí)鐘模塊主要實(shí)現(xiàn)溫度循環(huán)檢測(cè)計(jì)時(shí)及控制加藥量計(jì)時(shí)。按鍵模塊按鍵模塊有檢測(cè)精度設(shè)定按鈕、系統(tǒng)啟停按鈕等。在現(xiàn)有技術(shù)的裝置中通常存在以下問(wèn)題第一，單片機(jī)模塊未設(shè)置防雷擊防干擾屏蔽模塊，由于檢測(cè)和加熱的通道比較多，電路之間由于信號(hào)的頻繁傳輸和遠(yuǎn)距離傳輸，導(dǎo)致各通道之間受外界環(huán)境干擾很大；第二、控制系統(tǒng)龐大，與電腦主機(jī)等相關(guān)部件相連后才能進(jìn)行工作，不能隨意搬動(dòng)，攪拌不充分，整體溫度不夠均勻；第三、加熱功率達(dá)不到要求， 加熱速度緩慢且不可調(diào)，耗電量大，不能實(shí)現(xiàn)梯級(jí)快速加溫及恒溫控制。由于采用了上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用分層結(jié)構(gòu)的筒體使浮選的的混藥及加藥過(guò)程形成連續(xù)的一體化過(guò)程，并在筒體中設(shè)置用于采集工作參數(shù)的傳感器及具體調(diào)整工作參數(shù)的裝置，將它們通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，形成神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制系統(tǒng)，使裝置的工作參數(shù)控制的穩(wěn)定性更好，控制的精確度更高，能有效保證混藥的恒溫及加藥的恒流量效果。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，所采用的裝置成本低廉，使用效果理
術(shù)g
；ο


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的控制臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法，將藥物通過(guò)雙層結(jié)構(gòu)的筒體中，通過(guò)上層混藥、下層加藥的方式實(shí)現(xiàn)混藥、加藥的連續(xù)式操作；并通過(guò)傳感器采集混藥及加藥過(guò)程中的工作參數(shù)，然后送入單片機(jī)中進(jìn)行處理，單片機(jī)對(duì)收集到的工作參數(shù)進(jìn)行處理后， 發(fā)出相應(yīng)的控制指令對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)恒溫、恒流量加藥。傳感器采集的混藥及加藥過(guò)程中的工作參數(shù)包括混藥溫度、混藥的液位高度、混藥的水位高度及加藥量。連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括筒體1，筒體1為上下分層的雙層結(jié)構(gòu)，其上層為混藥層17，下層為加藥層18 ；在筒體1的筒壁中設(shè)有隔熱層20(隔熱層 20采用內(nèi)外層為真空夾層，夾層中加入泡沫的結(jié)構(gòu));在筒體1的頂部設(shè)有頂蓋2、加藥器3 及加水口 4，在混藥層17內(nèi)設(shè)有攪拌器19、溫度傳感器5、水位傳感器6、液位變送器7及盤(pán)管加熱器8 ；在混藥層17與加藥層18的分隔段之間設(shè)有電磁閥開(kāi)關(guān)9 ；在加藥層18的外壁上設(shè)有恒壓管23及4個(gè)對(duì)稱分布的電磁閥加藥口 10 ；在筒體1外部設(shè)有控制臺(tái)11，筒體1 上安裝的各部件均與控制臺(tái)11連接；控制臺(tái)11組成包括單片機(jī)12，在單片機(jī)12上連接有觸摸屏顯示模塊13、按鍵模塊14、A/D輸入轉(zhuǎn)換模塊15、A/D輸出轉(zhuǎn)換模塊16、電源模塊21 及時(shí)鐘模塊22 ；溫度傳感器5、水位傳感器6、液位變送器7及電磁閥加藥口 10的電磁繼電器通過(guò)A/D輸入轉(zhuǎn)換模塊15與單片機(jī)12連接；加藥器3、加水口 4、盤(pán)管加熱器8及電磁閥開(kāi)關(guān)9通過(guò)A/D輸出轉(zhuǎn)換模塊16與單片機(jī)12連接；溫度傳感器5采用鎧裝式PT100溫度傳感器；盤(pán)管加熱器8處于混藥層的底部，水位傳感器6與盤(pán)管加熱器8頂部的垂直距離為 20cm，液位變送器7與混藥層17底部的垂直距離為10cm。攪拌器19采用倒圓錐型雙螺旋螺桿式攪拌器。
在使用過(guò)程中，將裝置安裝好，當(dāng)要進(jìn)行浮選加藥時(shí)，在控制臺(tái)11上的觸摸屏顯示屏中設(shè)置藥劑量(藥劑濃度一定)，旋開(kāi)加藥器3的蓋子，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥，同時(shí)自動(dòng)打開(kāi)加水口 4的開(kāi)關(guān)開(kāi)始加水，當(dāng)達(dá)到相應(yīng)液位時(shí)，控制臺(tái)11自動(dòng)停止加水。同時(shí)控制臺(tái)11啟動(dòng)盤(pán)管加熱器8，通過(guò)與可控電源相連使之能即時(shí)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)盤(pán)管加熱器8的適時(shí)加溫速度，并用keilC51語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序植入控制臺(tái)11的單片機(jī)12實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，達(dá)到智能化梯級(jí)快速加溫目的。加溫的同時(shí)也啟動(dòng)攪拌器19，攪拌器19的剪切性能好，能在混藥層 17內(nèi)形成上下循環(huán)流，使攪拌效果均勻，溫度均衡；鎧裝式PT100不銹鋼傳感器5同步檢測(cè)混藥層17內(nèi)的平均溫度，它的靈敏度高，響應(yīng)快，測(cè)溫范圍寬，感應(yīng)效果好。浮選加藥過(guò)程中每個(gè)通道的溫度都按設(shè)定值工作，如果檢測(cè)溫度超出給定溫度范圍，則實(shí)行智能化梯級(jí)快速加溫；如果檢測(cè)溫度未超出給定溫度范圍，則保持當(dāng)前溫度。當(dāng)實(shí)際值超出給定范圍較大時(shí)，加大可控電源輸出電流，加溫速度就快；當(dāng)實(shí)際值超出給定范圍較小時(shí)，可控電源輸出電流小，加溫速度相對(duì)較慢；在給定溫度范圍內(nèi)時(shí)就維持當(dāng)前溫度。藥劑混好后，控制臺(tái)11打開(kāi)連接混藥層17和加藥層18的之間的電磁閥開(kāi)關(guān)9， 藥劑即從被混藥層17進(jìn)入加藥層18，直到達(dá)到恒定高度為止。恒壓管21使加藥層18與大氣連通，當(dāng)要實(shí)行對(duì)外加藥時(shí)，控制臺(tái)11控制電磁閥加藥口 10開(kāi)啟，控制臺(tái)11保持混藥層17進(jìn)入加藥層18的放藥量與所有電磁閥加藥口 10的加藥量相等，從而實(shí)現(xiàn)加藥時(shí)變小孔出流為恒壓定常出流。當(dāng)混藥層17的藥劑高度下降到一定高度時(shí)，液位變送器7傳遞信號(hào)給單片機(jī)12，實(shí)行下一輪混藥。主要技術(shù)指標(biāo)可控溫范圍0 100°C ；溫度控制精度士0. 30C ；供電電源交流220V ；最大設(shè)計(jì)功率2000W許用電流15A。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法，其特征在于將藥物通過(guò)雙層結(jié)構(gòu)的筒體中，通過(guò)上層混藥、下層加藥的方式實(shí)現(xiàn)混藥、加藥的連續(xù)式操作；并通過(guò)傳感器采集混藥及加藥過(guò)程中的工作參數(shù)，然后送入單片機(jī)中進(jìn)行處理，單片機(jī)對(duì)采集到的工作參數(shù)進(jìn)行處理后， 發(fā)出相應(yīng)的控制指令對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)恒溫、恒流量加藥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法，其特征在于傳感器采集的混藥及加藥過(guò)程中的工作參數(shù)包括混藥溫度、混藥的液位高度、混藥的水位高度及加藥量。
3.—種連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，包括筒體(1)，其特征在于筒體(1)為上下分層的雙層結(jié)構(gòu)，其上層為混藥層(17)，下層為加藥層(18)，在筒體(1)的頂部設(shè)有頂蓋(2)、 加藥器(3)及加水口(4)，在混藥層(17)內(nèi)設(shè)有攪拌器(19)、溫度傳感器(5)、水位傳感器(6)、液位變送器(7)及盤(pán)管加熱器(8);在混藥層(17)與加藥層(18)的分隔段之間設(shè)有電磁閥開(kāi)關(guān)(9)；在加藥層(18)的外壁上設(shè)有電磁閥加藥口(10)及恒壓管(23)；在筒體(1) 外部設(shè)有控制臺(tái)(11)，筒體(1)上安裝的各部件均與控制臺(tái)(11)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，其特征在于控制臺(tái)(11)組成包括單片機(jī)(12)，在單片機(jī)(12)上連接有觸摸屏顯示模塊(13)、按鍵模塊(14)、A/D輸入轉(zhuǎn)換模塊(15)、D/A輸出轉(zhuǎn)換模塊(16)、電源模塊(21)及時(shí)鐘模塊(22);溫度傳感器(5)、水位傳感器(6)、液位變送器(7)及電磁閥加藥口(10)的電磁繼電器通過(guò)A/D輸入轉(zhuǎn)換模塊 (15)與單片機(jī)(12)連接；加藥器(3)、加水口(4)、盤(pán)管加熱器(8)及電磁閥開(kāi)關(guān)(9)通過(guò) D/A輸出轉(zhuǎn)換模塊(16)與單片機(jī)(12)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，其特征在于溫度傳感器 (5)為鎧裝式PT100溫度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，其特征在于盤(pán)管加熱器(8) 處于混藥層的底部，水位傳感器(6)與盤(pán)管加熱器(8)頂部的垂直距離為20cm，液位變送器(7)與混藥層(17)底部的垂直距離為10cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，其特征在于攪拌器(19)為倒圓錐型雙螺旋螺桿式攪拌器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，其特征在于在筒體(1)的筒壁中設(shè)有隔熱層(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)式恒溫恒流量加藥裝置，其特征在于電磁閥加藥口 (10)為4個(gè)以上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種連續(xù)式恒溫恒流量加藥方法及裝置，將藥物通過(guò)雙層結(jié)構(gòu)的筒體中，通過(guò)上層混藥、下層加藥的方式實(shí)現(xiàn)混藥、加藥的連續(xù)式操作；并通過(guò)傳感器采集混藥及加藥過(guò)程中的工作參數(shù)，然后送入單片機(jī)中進(jìn)行處理，單片機(jī)對(duì)采集到的工作參數(shù)進(jìn)行處理后，發(fā)出相應(yīng)的控制指令對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)恒溫、恒流量加藥。本發(fā)明采用分層結(jié)構(gòu)的筒體使浮選的的混藥及加藥過(guò)程形成連續(xù)的一體化過(guò)程，并在筒體中設(shè)置用于采集工作參數(shù)的傳感器及具體調(diào)整工作參數(shù)的裝置，將它們通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，形成神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制系統(tǒng)，使裝置的工作參數(shù)控制的穩(wěn)定性更好，控制的精確度更高，能有效保證混藥的恒溫及加藥的恒流量效果。
文檔編號(hào)B03D1/14GK102371213SQ201110322369
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者劉啟龍, 張覃, 李龍江, 沈智慧, 舒龍 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)