[发明专利]矿池液位控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿池液位控制系统，适用于海上采矿选矿一体船、海上 选矿平台或选矿船舶上的选矿作业。

背景技术

矿池在选矿系统中具有承上启下的重要作用。一方面，矿池收集上一个 选矿环节产生的矿浆；另一方面，矿池收集的矿浆由矿浆泵抽取，输送到下 一个选矿环节。另外，矿池还能作为调节矿浆浓度的设备。

矿池在接收上一个选矿环节产生的矿浆输入的同时，对下一个选矿环节 进行矿浆输出，为保证选矿系统的持续、稳定工作，需要将矿池的液位维持 在一个合适的高度。如果矿池液位过低，将会导致用于抽取矿浆的矿浆泵吸 空，引起矿浆泵的工作条件恶化，并造成下一个选矿环节断流；如果矿池液 位过高，将会导致矿浆溢出矿池，造成矿浆损失，还会污染环境。

在选矿系统中，所有的矿浆输入来自采矿系统的水下矿浆泵，由于浪、 涌的影响，采矿装置(及水下矿浆泵吸口)与海床的距离会不断发生变化， 导致水下矿浆泵的矿浆流量、浓度也会产生波动，即选矿系统的输入源本身 就是不稳定的。另外，由于管路、矿浆泵的影响，各矿浆泵输出的矿浆流量、 压力是在一定范围内波动的。综上两个原因，无法通过调试使选矿系统各个 环节的的流量达到刚好完全一致的平衡状态。

选矿系统无法容忍出现断流的情况，因为这将会对下游所有环节产生不 良影响，破坏连续运行的工况，降低系统产量。一般情况下，选矿系统的矿 池会采用溢流的方式来保持最高液位，以保证系统能够连续工作，溢流的矿 浆由另一个专门设置的溢流池收集起来，该溢流池的液位超过报警值后，再 由专用的矿浆泵抽出重新注入到选矿系统中。

这种方法的缺点是：

A、耗能大。这种溢流的工作方式需要矿池上一个环节的流量略大于矿池 下一个环节的流量，系统流程的第一个环节的流量会超出最后一个环节较多， 超出的部分没有产生直接的选矿产量；溢流到溢流池的矿浆也需要由矿浆泵 再次输送到选矿系统中。这种对矿浆的无效和重复输送，消耗了大量能源。

B、系统占用空间大。不同环节的矿池溢流，不能收集到同一个溢流池中， 也就是说，每一个环节的矿池，都必须有对应的溢流池、矿浆泵、管路和控 制阀。溢流池、矿浆泵、管路和控制阀会占用大量的空间，还会增加初始投 资。在选矿系统本身流程较长、产量较大时，这个问题更为突出。

C、降低整个系统的可靠性。设备、管道和阀件数量增加后，故障率也会 随之升高。

D、运营成本高。设备数量的增长会增加操作人员的数量、检修的工作量、 能源的消费量和备件的消耗量，这些都会提高运营成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿池液位控制系统，以解决现有技术中的诸 多问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

矿池液位控制系统，包括矿池、从矿池中抽取矿浆的矿浆泵，其特征在 于，所述矿池上方设置有用以测量矿池液位的超声波液位计；所述矿浆泵为 由变频电机驱动的矿浆泵；还包括一控制系统，超声波液位计与控制系统连 接，控制系统与矿浆泵的变频电机连接；在测量中，超声波液位计发出高频 脉冲声波，高频脉冲声波经液体表面反射后被超声波液位计接收并转换成电 信号，该电信号传到控制系统中，控制系统根据超声波液位计测得的液位高 度，对矿浆泵的变频电机发出频率设定信号。

在本发明的优选实施例中，超声波液位计是由微处理器控制的数字液位 仪表。

在本发明的优选实施例中，所述由变频电机驱动的矿浆泵共有两台，一 台正常工作用，一台备用，矿浆泵的进出口管上分别设置有液控闸阀。

在测量中，超声波液位计发出高频脉冲声波，高频脉冲声波经液体表面 反射后被超声波液位计接收并转换成电信号，由声波的发射和接收之间的时 间来计算传感器到被测液体表面的距离。该电信号传到控制系统中，控制系 统根据超声波液位计测得的液位高度，对矿浆泵的变频电机发出频率设定信 号，从而在矿池液位较高时，增大矿浆泵抽出的排量，防止发生溢流。在矿 池液位较低时，减小矿浆泵的抽出排量，防止液位过低造成矿浆泵吸空。矿 池液位控制系统可使矿池的液位处于动态平衡中，被控制在合理的范围内， 从而保证每个矿池既不发生溢流，又不发生吸空，保证整个选矿系统的持续、 稳定工作。

本发明技术方案带来的有益效果：