一种自动高效浓缩机及浓缩方法
阅读说明：本技术 一种自动高效浓缩机及浓缩方法 (Automatic efficient thickener and concentration method ) 是由 宫开元 宫硕辰 崔丙贤 苏雨奇 于 2020-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动高效浓缩机及浓缩方法,涉及一种高效凝缩机,属于高效浓缩技术领域；包括数据采集模块、数据预处理模块、数据处理模块、执行模块、控制器、处理器以及数据存储模块；数据采集模块用于对高效浓缩机进行参数信息的采集,控制器用于控制高效浓缩机进行工作,执行模块用于执行控制器发出的动作指令,动作指令包括絮凝剂添加指令以及搅拌电机变频指令；数据采集模块与数据处理模块和数据预处理模块通信连接,控制器与执行模块、数据处理模块和工程预警模块通信连接；数据处理模块用于对数据预处理模块处理后的数据进行处理。(The invention discloses an automatic high-efficiency thickener and a concentration method, relates to a high-efficiency thickener, and belongs to the technical field of high-efficiency concentration; the system comprises a data acquisition module, a data preprocessing module, a data processing module, an execution module, a controller, a processor and a data storage module; the data acquisition module is used for acquiring parameter information of the high-efficiency concentrator, the controller is used for controlling the high-efficiency concentrator to work, and the execution module is used for executing action instructions sent by the controller, wherein the action instructions comprise a flocculating agent adding instruction and a stirring motor frequency conversion instruction; the data acquisition module is in communication connection with the data processing module and the data preprocessing module, and the controller is in communication connection with the execution module, the data processing module and the engineering early warning module; the data processing module is used for processing the data processed by the data preprocessing module.)
技术领域
本发明涉及一种高效凝缩机，具体为一种自动高效浓缩机及浓缩方法，属于高效浓缩机技术领域。
背景技术
浓缩机是一种连续工作的浓缩和澄清设备，主要用于湿式选矿作业中精、尾矿浆的脱水，也广泛用于煤炭、钢铁、化工、建材、水源、污水处理等含固料浆的浓缩和净化。普通浓缩机工作可靠、经营费用低，并能对给料起储存和缓冲作用。但是，它是以颗粒的重力沉降为工作原理，沉降速度与颗粒直径平方成正比，用来处理微细粒物科，效率低。而高效浓缩机主要采用絮凝剂的合理使用和采用底部入料的布料方式提高沉降速度，这是浓缩技术方面最重要的进展之一。
普通浓密机的浓缩机理本质上是矿浆的重力沉降。它以矿粒的自由沉降为基础，实现颗粒的沉降分层在浓密池上层是自由沉降，下层是干涉沉降，在池底压缩区内进一步压实，浓密机的处理量及滋流中的固体很失，实际上取决于矿粒的沉降速度，主要是自由沉降末速。
发明专利CN 107096247 A涉及一种低温高速旋转薄膜浓缩机，包括物料出料斗、加热筒体、保温筒体、进料筒体、外加热输入管、外加热连接管、加热环、转轴、转轴套管、电机、物料分散叶片、叶片座、挡料板、内加热输入管、内加热连接管、加热动盘、旋转接头、进料管、出料管、真空抽气管、加热输入管和加热输出管。本发明具有能进行连续化生产与能提高物料加热速度、浓缩效率的优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动高效浓缩机及浓缩方法，用于解决现有的技术没有通过矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度进行搅拌速度的调整，没有对采集的数据进行预处理问题。本发明包括数据采集模块、数据预处理模块、数据处理模块、执行模块、控制器、处理器以及数据存储模块；所述数据采集模块用于对高效浓缩机进行参数信息的采集，所述控制器用于控制高效浓缩机进行工作，所述执行模块用于执行控制器发出的动作指令，所述动作指令包括絮凝剂添加指令以及搅拌电机变频指令。所述数据采集模块与数据处理模块和数据预处理模块通信连接，所述控制器与执行模块、数据处理模块和工程预警模块通信连接；所述数据处理模块用于对数据预处理模块处理后的数据进行处理，所述数据存储模块用于存储数据采集模块采集的参数信息以及数据预处理模块、数据处理模块以及处理器处理后的数据。
获取矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度利用计算公式计算出搅拌速度计算公式为设置固体颗粒尺寸阈值dm与dn，其中dm>dn；当固体颗粒尺寸在dm与dn之间时，控制器不发出指令，执行模块维持电机转速；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种自动高效浓缩机，包括数据采集模块、数据预处理模块、数据处理模块、执行模块、控制器、处理器以及数据存储模块；所述数据采集模块用于对高效浓缩机进行参数信息的采集，所述控制器用于控制高效浓缩机进行工作，所述执行模块用于执行控制器发出的动作指令，所述动作指令包括絮凝剂添加指令以及搅拌电机变频指令；
所述数据采集模块与数据处理模块和数据预处理模块通信连接，所述控制器与执行模块、数据处理模块和工程预警模块通信连接；所述数据处理模块用于对数据预处理模块处理后的数据进行处理，具体的处理过程包括以下：
获取矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度
利用计算公式计算出搅拌速度计算公式为其中α、β、γ为预设比例系数固定值；
设置固体颗粒尺寸阈值dm与dn，其中dm>dn；当固体颗粒尺寸在dm与dn之间时，控制器不发出指令，执行模块维持电机转速；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整；
所述数据存储模块用于存储数据采集模块采集的参数信息以及数据预处理模块、数据处理模块以及处理器处理后的数据。
优选的，所述处理器接收到控制器将固体颗粒尺寸后，比较固体颗粒尺寸与固体颗粒尺寸阈值dm与dn的大小；
当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过降低电机的频率来降低电机的转速；
当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过提高电机的频率来加快电机的转速。
优选的，所述数据采集模块用于对高效浓缩机进行参数信息的采集，所述数据采集模块采取连续采样的方式，并将采集带的参数信息发送至数据预处理模块，所述数据预处理模块对采样的数据进行滤波，具体的方式包括以下步骤：
步骤P1：设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；
步骤P2：设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；
步骤P3：获取矿浆中固体颗粒尺寸dit；i＝1，…，p；
步骤P4：利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸d，
计算公式为
数据预处理模块采取同样的方式对矿浆浓度进行预处理，过程如下：
步骤S1：设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；
步骤S2：设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；
步骤S3：获取矿浆中固体颗粒尺寸cit；i＝1，…，p；
步骤S4：利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸
计算公式为
数据预处理模块将预处理后的矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度发送至数据处理模块。
一种自动高效浓缩机的浓缩方法，包括以下步骤：
步骤一：控制器发送絮凝剂添加指令至执行模块，执行模块进行絮凝剂的添加；
步骤二：获取矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度利用计算公式计算出搅拌速度计算公式为
设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；
获取矿浆中固体颗粒尺寸dit；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
获取矿浆中固体颗粒尺寸cit；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
步骤三：设置固体颗粒尺寸阈值dm与dn，其中dm>dn；
步骤四：当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过降低电机的频率来降低电机的转速；
步骤五：当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过提高电机的频率来加快电机的转速。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度判断电机的转速，并设定固体颗粒尺寸阈值dm与dn进行转速管控，数据采集模块与数据处理模块和数据预处理模块通信连接，控制器与执行模块、数据处理模块和工程预警模块通信连接；数据处理模块用于对数据预处理模块处理后的数据进行处理，获取矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度利用计算公式计算出搅拌速度计算公式为其中α、β、γ为预设比例系数固定值；设置固体颗粒尺寸阈值dm与dn，其中dm>dn；当固体颗粒尺寸在dm与dn之间时，控制器不发出指令，执行模块维持电机转速；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整。
2、当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过降低电机的频率来降低电机的转速；
当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过提高电机的频率来加快电机的转速。
3、数据采集模块用于对高效浓缩机进行参数信息的采集，数据采集模块采取连续采样的方式，并将采集带的参数信息发送至数据预处理模块，数据预处理模块对采样的数据进行滤波，设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；获取矿浆中固体颗粒尺寸dit；i＝1，…，p；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
数据预处理模块采取同样的方式对矿浆浓度进行预处理，设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；获取矿浆中固体颗粒尺寸cit；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
数据预处理模块将预处理后的矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度发送至数据处理模块。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种自动高效浓缩机，包括数据采集模块、数据预处理模块、数据处理模块、执行模块、控制器、处理器以及数据存储模块；所述数据采集模块用于对高效浓缩机进行参数信息的采集，所述控制器用于控制高效浓缩机进行工作，所述执行模块用于执行控制器发出的动作指令，所述动作指令包括絮凝剂添加指令以及搅拌电机变频指令；
所述数据采集模块与数据处理模块和数据预处理模块通信连接，所述控制器与执行模块、数据处理模块和工程预警模块通信连接；所述数据处理模块用于对数据预处理模块处理后的数据进行处理，具体的处理过程包括以下：
获取矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度
利用计算公式计算出搅拌速度计算公式为其中α、β、γ为预设比例系数固定值；
设置固体颗粒尺寸阈值dm与dn，其中dm>dn；当固体颗粒尺寸在dm与dn之间时，控制器不发出指令，执行模块维持电机转速；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整；当固体颗粒尺寸时，控制器将固体颗粒尺寸发送至处理器，处理器对电机转速进行调整；
所述数据存储模块用于存储数据采集模块采集的参数信息以及数据预处理模块、数据处理模块以及处理器处理后的数据。
其中，所述处理器接收到控制器将固体颗粒尺寸后，比较固体颗粒尺寸与固体颗粒尺寸阈值dm与dn的大小；
当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过降低电机的频率来降低电机的转速；
当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过提高电机的频率来加快电机的转速。
其中，所述数据采集模块用于对高效浓缩机进行参数信息的采集，所述数据采集模块采取连续采样的方式，并将采集带的参数信息发送至数据预处理模块，所述数据预处理模块对采样的数据进行滤波，具体的方式包括以下步骤：
步骤P1：设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；
步骤P2：设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；
步骤P3：获取矿浆中固体颗粒尺寸dit；i＝1，…，p；
步骤P4：利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸
计算公式为
数据预处理模块采取同样的方式对矿浆浓度进行预处理，过程如下：
步骤S1：设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；
步骤S2：设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；
步骤S3：获取矿浆中固体颗粒尺寸cit；i＝1，…，p；
步骤S4：利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸
计算公式为
数据预处理模块将预处理后的矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度发送至数据处理模块。
一种自动高效浓缩机的浓缩方法，包括以下步骤：
步骤一：控制器发送絮凝剂添加指令至执行模块，执行模块进行絮凝剂的添加；
步骤二：获取矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度利用计算公式计算出搅拌速度计算公式为
设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；
获取矿浆中固体颗粒尺寸dit；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
获取矿浆中固体颗粒尺寸cit；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
步骤三：设置固体颗粒尺寸阈值dm与dn，其中dm>dn；
步骤四：当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过降低电机的频率来降低电机的转速；
步骤五：当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过提高电机的频率来加快电机的转速。
上述公式均是去量化取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况设定。
本发明的工作原理：控制器发送絮凝剂添加指令至执行模块，执行模块进行絮凝剂的添加；获取矿浆中固体颗粒尺寸以及矿浆浓度利用计算公式计算出搅拌速度计算公式为
设定数据采集模块的采样时间为t，即t秒对一个参数进行采集；设定连续采样次数p，即连续对一个参数采集p次；获取矿浆中固体颗粒尺寸dit；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
获取矿浆中固体颗粒尺寸cit；利用计算公式计算出矿浆中固体颗粒尺寸计算公式为
设置固体颗粒尺寸阈值dm与dn，其中dm>dn；当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过降低电机的频率来降低电机的转速；
当固体颗粒尺寸时，处理器控制数据采集模块采集浓缩机的参数信息；
获取矿浆体积V，获取矿浆粘度N，获取电机转矩M；
利用计算公式计算出此时的电机转速计算公式为计算调整转速n′计算公式为
处理器将将调整转速n′以及电机转速发送至控制器，控制器发送搅拌电机变频指令至执行模块，执行模块进行电机转速调整，通过提高电机的频率来加快电机的转速。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
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