RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 184138 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia. 321770 (22) Data zgłoszenia. 22.08.1997 (51) IntCl7 B03B 13/00 (54) Układ automatycznej kontroli procesu wzbogacania węgla w wodnych osadzarkach pulsacyjnych (43) Zgłoszenie ogłoszono: 01.03.1999 BUP 05/99 (73) Uprawniony z patentu: Centrum Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa EMAG, Katowice, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.09.2002 WUP 09/02 (72) Twórcy wynalazku: Zbigniew Będkowski, Będzin, PL Marek Kryca, Katowice, PL Ryszard Makola, Sosnowiec, PL Władysław Mironowicz, Katowice, PL Ireneusz Motyka, Katowice, PL Henryk Natkaniec, Chorzów, PL Teresa Sikora, Katowice, PL PL 184138 B1 (57) 1. Układ automatycznej kontroli procesu wzbogacania węgla w wodnych osadzarkach pulsacyjnych zawierający sterownik połączony z łączem transmisyjnym i dyspozytorską konsolą, radiometrycznymi popiołomierzami do pomiaru zawartości popiołu w nadawie i koncentracie, znamienny tym, że sterownik (7) połączony jest z urządzeniami wykonawczymi automatyki (9), którego sygnały sterują pracą osadzarki (1) oraz poprzez transmisyjne łącze (6) z radiometrycznym popiołomierzem (2) stanowiącym miernik pomiaru zawartości popiołu w koncentracie (4).
Układ automatycznej kontroli procesu wzbogacania węgla w wodnych osadzarkach pulsacyjnych Zastrzeżenia patentowe 1. Układ automatycznej kontroli procesu wzbogacania węgla w wodnych osadzarkach pulsacyjnych zawierający sterownik połączony z łączem transmisyjnym i dyspozytorską konsolą, radiometrycznymi popiołomierzami do pomiaru zawartości popiołu w nadawie i koncentracie, znamienny tym, że sterownik (7) połączony jest z urządzeniami wykonawczymi automatyki (9), którego sygnały sterują pracą osadzarki (1) oraz poprzez transmisyjne łącze (6) z radiometrycznym popiołomierzem (2) stanowiącym miernik pomiaru zawartości popiołu w koncentracie (4). 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ma radiometryczny popiołomierz (3) ciągłego pomiaru zawartości popiołu w przeroście (5) wychodzącym z osadzarki (1), który połączony jest poprzez transmisyjne łącze (6) ze sterownikiem (7). * * * Przedmiotem wynalazku jest układ automatycznej kontroli procesu wzbogacania węgla w wodnych osadzarkach pulsacyjnych, stosowanych w zakładach przeróbczych kopalń węgla kamiennego. Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 166 025 sposób regulacji rozdziału mieszaniny ziaren na warstwy w osadzarce wodnej. Polega on na pomiarze, radiometrycznym popiołomierzem, zawartości popiołu w próbce pobieranej okresowo z frakcji górnej wypływającej z osadzarki. Impulsy pomiarowe z popiołomierza są przetwarzane w sterującym układzie elektronicznym, który steruje położeniem czujnika pływakowego poprzez zmianę jego gęstości i urządzeniem do wypływu frakcji ciężkiej, w zależności od składu densymetrycznego warstw węgla znaj - dującego się w końcowej strefie koryta osadzarki. Rozwiązanie to polega więc na tym, że pomiary dokonywane są okresowo, a wyniki pomiarów otrzymuje się z opóźnieniem związanym z czasem ich trwania. Ponadto, korekta nastaw w tym rozwiązaniu dotyczy jednego czynnika sterowania pracą osadzarki to jest gęstości czujnika pływakowego. Wynalazek ten nie przewiduje również pomiaru zawartości popiołu we frakcji dolnej, po opuszczeniu osadzarki. Znany jest z referatu S. Głowiaka O możliwości regulacji jakości produktów wzbogacania węgla w wodnej osadzarce pulsacyjnej wzbogacającej węgiel ze zbioru referatów XII kongresu Kraków 23-27 maja 1994 ujawniony został schemat poglądowy układu regulacji popiołu w koncentracie z osadzarki. Wg referatu różnica między wartością zadaną a wartością mierzoną zawartości popiołu w koncentracie poprzez regulator powoduje zmianę wartości zadanej regulatora wysokości odpadów. Nie jest to tożsame z korektą nastaw i automatycznym odbiorem produktu ciężkiego z każdego przedziału osadzarki. Znany jest także z referatu S.Głowiak Mikroprocesorowy system sterowania osadzarką PULS. Stan, kierunki i uwarunkowania dalszego rozwoju ze zbioru referatów Ustroń-Zawodzie 10-12 maja 1990, w którym ujawniono układ odbioru produktu ciężkiego. Układ zamieszczony w referacie przedstawia regulację mechaniczną, zmianę ciężaru pływaka, a połączenie zasuwy i przepustu trwałym wzajemnym połączeniem (układ dźwigniowy), sprawia, że maszyna tak wyposażona nie jest możliwa do sterowania w całym zakresie. Wg referatu sterownikiem regulowana jest ilość nadawy. Popiołomierze nie biorą udziału w sterowaniu. Pokazują jedynie aktualnie mierzone wartości w poszczególnych punktach technologicznych osadzarki, a nie w przedziałach osadzarki.
184 138 3 Także z referatu S. Głowiak i M. Grabowski System sterowania dla osadzarek CMG KO- MAG z referatów Szczyrk, październik ujawniono 1 transmisyjne łącze, gdzie wszystkie lokalne sterowniki tworzące rozproszony system sterowania połączone są linią transmisyjną. Układ zawiera również wejście dla konsoli dyspozytorskiej. Istotą układu automatycznej kontroli regulacji procesu wzbogacania węgla w wodnych osadzarkach pulsacyjnych, według wynalazku, jest to, że elementy tworzące rozwiązanie sterują wewnętrzną pracą w poszczególnych przedziałach osadzarki. Układ zawierający sterownik połączony z łączem transmisyjnym i dyspozytorską konsolą, radiometrycznymi popiołomierzami ciągłego pomiaru zawartości popiołu w nadawie i koncentracie, taśmociągową wagę charakteryzuje się tym, że sterownik połączony jest z urządzeniami wykonawczymi automatyki, którego sygnały sterują pracą w przedziałach osadzarki i poprzez transmisyjne łącze z radiometrycznym popiołomierzem stanowiącym miernik ciągłego pomiaru zawartości popiołu w koncentracie, Układ charakteryzuje się ponadto tym, że ma radiometryczny popiołomierz ciągłego pomiaru popiołu w przeroście wychodzącym z osadzarki, który jest połączony poprzez transmisyjne łącze ze sterownikiem. Zaletą rozwiązania jest ciągły pomiar zawartości popiołu w koncentracie umożliwiający uzyskanie wysokiej dokładności parametrów produktu końcowego, których nie można uzyskać przy pomiarach okresowych. Ponadto bieżąca, ciągła kontrola stopnia rozluzowania łoża w osadzarce znacznie zmniejsza możliwość uszkodzenia pościeli i łoża osadzarki, co ma istotny wpływ na jakość wzbogacania. Zaletą jest również regulacja zawartości popiołu w przeroście, dotychczas nie prowadzona, co zapewnia mu wymagane parametry i dodatkowo ogranicza straty węgla w odpadach. Zaletą jest ponadto kontrola zawartości popiołu w nadawie, eliminująca konieczność jej wzbogacania w osadzarce, gdy zawartość w niej popiołu jest mniejsza lub równa zadanej wielkości zawartości popiołu w koncentracie lub przeroście, co ma wpływ na skrócenie czasu i obniżenie kosztów produkcji. Zaletą układu, według wynalazku, jest dodatkowo poważny wzrost efektów ekonomicznych z jego sprzedaży, a także brak reklamacji, a co za tym idzie uniknięcie kar, ponieważ układ gwarantuje i zachowuje parametry sprzedawanego produktu. Zaletą jest również automatyzacja czynności procesu wzbogacania węgla w przedziałach osadzarki, co przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa i komfortu pracy oraz jakości wzbogaconego produktu. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony, w przykładzie wykonania, na rysunku, przedstawiającym schemat blokowy układu. Po wstępnym odwodnieniu produktów wzbogacania wychodzących z osadzarki 1, przeprowadza się radiometrycznymi popiołomierzami 2, 3 pomiar zawartości popiołu w koncentracie 4 i w przeroście 5. Wyniki pomiarów w postaci cyfrowej są podawane transmisyjnym łączem 6 do sterownika 7, gdzie następuje ich porównanie z wymaganymi wartościami popiołu w koncentracie 4 i w przeroście 5, zadanymi za pomocą dyspozytorskiej konsoli 8. Różnice z tych porównań traktowane są jako błędy i sterownik ten wypracowuje właściwe sygnały elektryczne. W urządzeniach wykonawczych automatyki 9 sygnały elektryczne, wypracowane na podstawie pomiaru i porównania zawartości popiołu w koncentracie 4 z wymaganymi w nim wartościami popiołu, dokonuj ą korekty nastawy parametrów +pulsacji wody, stopnia rozluzowania łoża i automatycznego odbioru produktu ciężkiego, którym dla przedziału końcowego osadzarki 1 jest przerost 5, a w poprzedzających odpady 14. W tym przypadku, sygnał wypracowany na podstawie zawartości popiołu w przeroście 5, nie wpływa na układ sterowania parametrami procesu w osadzarce 1, pozostając traktowanym wyłącznie jako wynik pomiaru tej wielkości. Odwrotnie, przy regulowaniu zawartości popiołu w przeroście 5, sygnał elektryczny wypracowany na podstawie zawartości popiołu w koncentracie 4 nie wpływa na układ sterowania parametrami procesu w osadzarce 1, pozostając traktowanym wyłącznie jako wynik pomiaru tej wielkości. Działanie układu zmierza do zniwelowania różnicy między wartością pożądaną popiołu i otrzymaną w koncentracie 4 lub w przeroście 5, po wzbogaceniu w osadzarce 1 i ma charakter
4 184 138 ciągły w czasie jej pracy. W przypadku braku nadawy 10, taśmociągowa waga 11 przekazuje o tym sygnał do sterownika 7, który poprzez urządzenia wykonawcze automatyki 9 blokuje pulsację wody w osadzarce 1. Zawartość popiołu może być również mierzona w nadawie 10, przy pomocy radiometrycznego popiołomierza 12 nadawy 10, a wyniku tego pomiaru są przekazywane do układu 13 sterowania nadawą. W przypadku, gdy nadawa 10 ma zawartość popiołu niniejszą lub równą wartości zadanej, wówczas jest ona kierowana do miejsca ekspedycji, bez wzbogacania w osadzarce 1. Jeden z możliwych układów automatycznej kontroli regulacji procesu wzbogacania węgla w wodnej osadzarce 1 pulsacyjnej ma radiometryczne popiołomierze 2, 3 pomiaru zawartości popiołu w koncentracie 4 i przeroście 5, połączone transmisyjnym łączem 6 ze sterownikiem 7. Sterownik 7 jest także połączony poprzez transmisyjne łącze 6 z dyspozytorską konsolą 8 oraz bezpośrednio z urządzeniami wykonawczymi automatyki 9. Ponadto, układ ten posiada do pomiaru wielkości nadawy 10 i zawartości w niej popiołu, taśmociągową wagę 11 i radiometryczny popiołomierz 12, współpracujące, poprzez transmisyjne łącze 6 ze sterownikiem i układem 13 sterowania nadawą 10.
184 138
184 138 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.