專利名稱：球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磨細(xì)工程機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種球磨機(jī)球石群檢測系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
球磨機(jī)是原料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎研磨的關(guān)鍵設(shè)備，是工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中最重要的高細(xì)磨生產(chǎn)設(shè)備。在球磨機(jī)內(nèi)部，是球石、原料、水的混合物，在球磨機(jī)不斷工作進(jìn)程中，隨著原料細(xì)度的增加，原料與水的混合程度也越來越充分，越來越多的固體原料被研磨成細(xì)小的顆粒，細(xì)小的顆粒越來越多的懸浮在水里，構(gòu)成泥漿。在球磨機(jī)工作過程中，球石群分布直接影響了球磨機(jī)的工作效率。由于球磨機(jī)內(nèi)部復(fù)雜的工作狀況，導(dǎo)致球磨機(jī)內(nèi)部球石群分布難以判斷，難以描述。目前各研究機(jī)構(gòu)都是以模擬方法、理論推導(dǎo)方法等方式進(jìn)行推理研究，這與球石群分布、運(yùn)行狀況相差很多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，解決以上技術(shù)問題。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，解決以上技術(shù)問題。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，包括一球磨機(jī)主體，所述球磨機(jī)主體通過一皮帶連接一球磨電動(dòng)機(jī)，所述球磨機(jī)主體上設(shè)有一球磨機(jī)蓋，所述球磨機(jī)主體內(nèi)設(shè)有球石群，其特征在于，所述球磨機(jī)蓋上設(shè)有一球石群檢測裝置，所述球石群檢測裝置包括一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸連接一連桿的一端，所述連桿的另一端連接一動(dòng)鐵芯，所述連桿上固定有第一導(dǎo)電環(huán)、第二導(dǎo)電環(huán)、第三導(dǎo)電環(huán)、第四導(dǎo)電環(huán)；所述動(dòng)鐵芯上固定有線圈和感應(yīng)線圈，所述線圈的兩引出端分別連接所述第一導(dǎo)電環(huán)和所述第二導(dǎo)電環(huán)，所述感應(yīng)線圈的兩引出端分別連接所述第三導(dǎo)電環(huán)和所述第四導(dǎo)電環(huán)；所述球磨機(jī)蓋上分別固定有第一導(dǎo)電碳刷、第二導(dǎo)電碳刷、第三導(dǎo)電碳刷、第四導(dǎo)電碳刷，所述第一導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第一導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第二導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第二導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第三導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第三導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第四導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第四導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)；所述第一導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第一導(dǎo)電環(huán)，所述第二導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第二導(dǎo)電環(huán)，所述第三導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第三導(dǎo)電環(huán)，所述第四導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第四導(dǎo)電環(huán)；所述球石群檢測裝置還包括一電源模塊，所述電源模塊的電源輸出端分別連接所述電機(jī)的輸入端、所述第一導(dǎo)電碳刷、所述第二導(dǎo)電碳刷；所述球石群檢測裝置還包括一電壓檢測傳感器，所述第三導(dǎo)電碳刷、所述第四導(dǎo)電碳刷分別連接所述電壓檢測傳感器的輸入端，所述電壓檢測傳感器的信號輸出端連接一信號處理模塊；所述球石群檢測裝置還包括一檢測頭，所述球磨機(jī)蓋上設(shè)有一與球磨機(jī)主體內(nèi)聯(lián)
5通的開孔，所述檢測頭的一端伸出于開孔，與所述球磨機(jī)主體內(nèi)聯(lián)通，與所述球磨機(jī)主體內(nèi)的球石群接觸；所述檢測頭的另一端固定有隨動(dòng)鐵芯，所述隨動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述動(dòng)鐵芯的下方，并存在一定的氣隙，所述隨動(dòng)鐵芯能隨著所述動(dòng)鐵芯的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明可以能檢測球石群動(dòng)態(tài)分布，檢測原理如下電機(jī)在電源模塊的驅(qū)動(dòng)下，按一定頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿、固定在連桿上的第一導(dǎo)電環(huán)、第二導(dǎo)電環(huán)、第三導(dǎo)電環(huán)、第四導(dǎo)電環(huán)、線圈、感應(yīng)線圈、動(dòng)鐵芯一起轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈通入電源后，在動(dòng)鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生磁通，由動(dòng)鐵芯、氣隙、隨動(dòng)鐵芯構(gòu)成磁通回路。在球磨機(jī)主體內(nèi)部沒有球石群時(shí)，檢測頭伸出部分沒有被阻礙，電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯內(nèi)部的磁場帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯自由轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向和和隨動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向保持一致，磁通回路穩(wěn)定，磁阻穩(wěn)定，磁通量恒定，感應(yīng)線圈上沒有感應(yīng)電勢產(chǎn)生。當(dāng)球磨機(jī)主體內(nèi)部有球石群時(shí)，檢測頭伸出部分被阻礙，檢測頭與隨動(dòng)鐵芯不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯內(nèi)部的磁場不能帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯自由轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向偏離隨動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向，磁通回路磁阻變大，當(dāng)動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向和隨動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向垂直時(shí)，磁通回路磁阻最大；在隨動(dòng)鐵芯隨同檢測頭被球石群阻礙時(shí)，電機(jī)在電源模塊驅(qū)動(dòng)下還是按一定頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯按頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通回路磁阻大小變化也按頻率f有規(guī)律的變動(dòng)，在電源模塊電壓穩(wěn)定的情況下，動(dòng)鐵芯內(nèi)部的磁通量大小也會有規(guī)律的變化，在感應(yīng)線圈上就會感應(yīng)出按頻率f 變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，電壓檢測傳感器檢測這個(gè)按頻率f變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，并輸出到信號處理模塊，依據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢存在時(shí)間及電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，可以判斷球磨機(jī)主體內(nèi)部的球石群存在狀態(tài)、分布狀態(tài)。所述電機(jī)設(shè)置在所述球磨機(jī)蓋上，所述連桿設(shè)置在所述電機(jī)輸出軸下方，所述動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述連桿的底部，所述隨動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述動(dòng)鐵芯下方。所述動(dòng)鐵芯和所述隨動(dòng)鐵芯之間設(shè)有一隔離蓋，所述隔離蓋采用非金屬、非導(dǎo)磁材料制成。所述檢測頭呈T字型結(jié)構(gòu)，所述檢測頭的中部呈圓柱形，圓柱形的檢測頭內(nèi)嵌在所述球磨機(jī)蓋內(nèi)側(cè)，并與所述球磨機(jī)主體內(nèi)部聯(lián)通。所述信號處理模塊通過無線的方式連接外部手持無線接收設(shè)備，所述手持無線接收設(shè)備連接一顯示系統(tǒng)。使用者可以通過手持手持無線接收設(shè)備，查看顯示系統(tǒng)，了解球磨機(jī)主體內(nèi)球石群分布情況、球磨機(jī)主體的工作狀態(tài)、球磨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等信息。球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，其特征在于，包括如下步驟1)設(shè)備安裝在球磨機(jī)主體正常工作前，將球石群檢測裝置設(shè)置在球磨機(jī)主體的球磨機(jī)蓋上，球磨機(jī)蓋上設(shè)有與球磨機(jī)主體內(nèi)聯(lián)通的開孔，球石群檢測裝置的檢測頭一端伸出于開孔，與所述球磨機(jī)主體內(nèi)球石群接觸，啟動(dòng)球石群檢測裝置的電源模塊；2)信號采集球磨機(jī)主體正常工作時(shí)，信號處理模塊通過球石群檢測裝置實(shí)時(shí)采集檢測頭被球石群阻礙時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)信號；信號處理模塊采集球磨機(jī)主體的轉(zhuǎn)速信號；3)確定球石群分布情況信號處理模塊對轉(zhuǎn)速信號和感應(yīng)信號進(jìn)行處理，通過球磨機(jī)主體轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)信號的情況，判斷球石群分布情況。
所述球石群檢測裝置包括一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸連接一連桿的一端，所述連桿的另一端連接一動(dòng)鐵芯，所述連桿上固定有第一導(dǎo)電環(huán)、第二導(dǎo)電環(huán)、第三導(dǎo)電環(huán)、第四導(dǎo)電環(huán)；所述動(dòng)鐵芯的一邊固定有線圈，所述動(dòng)鐵芯的另一邊固定有感應(yīng)線圈，所述線圈的兩引出端分別連接所述第一導(dǎo)電環(huán)和所述第二導(dǎo)電環(huán)，所述感應(yīng)線圈的兩引出端分別連接所述第三導(dǎo)電環(huán)和所述第四導(dǎo)電環(huán)；所述球磨機(jī)蓋上分別固定有第一導(dǎo)電碳刷、第二導(dǎo)電碳刷、第三導(dǎo)電碳刷、第四導(dǎo)電碳刷，所述第一導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第一導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第二導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第二導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第三導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第三導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第四導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第四導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)；所述電源模塊的電源輸出端分別連接所述電機(jī)的輸入端、所述第一導(dǎo)電碳刷、所述第二導(dǎo)電碳刷；所述球石群檢測裝置還包括一電壓檢測傳感器，所述第三導(dǎo)電碳刷、所述第四導(dǎo)電碳刷分別連接所述電壓檢測傳感器的輸入端，所述電壓檢測傳感器的信號輸出端連接所述信號處理模塊；所述檢測頭的另一端固定有隨動(dòng)鐵芯，所述隨動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述動(dòng)鐵芯的下方， 并存在一定的氣隙，所述隨動(dòng)鐵芯隨著所述動(dòng)鐵芯的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。所述動(dòng)鐵芯和所述隨動(dòng)鐵芯之間設(shè)有一隔離蓋，所述隔離蓋采用非金屬、非導(dǎo)磁材料制成。有益效果由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明克服了目前研究機(jī)構(gòu)所描述的球石群分布不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了球石群分布的實(shí)際檢測，且檢測精度高。


圖1為本發(fā)明球石群檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明球磨機(jī)主體靜態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明球磨機(jī)主體在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下檢測少量球石群分布狀態(tài)圖；圖4為本發(fā)明球磨機(jī)主體在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下球石群檢測裝置在球石群分布范圍內(nèi)的狀態(tài)圖；圖5為本發(fā)明球磨機(jī)主體在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下球石群檢測裝置在球石群分布范圍外的狀態(tài)圖；圖6為本發(fā)明球石群檢測裝置在球磨機(jī)主體內(nèi)部沒有球石群的狀態(tài)圖；圖7為本發(fā)明球磨機(jī)主體內(nèi)部球石群處于離心狀態(tài)時(shí)的球石群分布狀態(tài)圖；圖8為本發(fā)明球磨機(jī)主體內(nèi)部球石群處于裝滿狀態(tài)時(shí)的球石群分布狀況圖；圖9為本發(fā)明球磨機(jī)主體正常工作時(shí)各參數(shù)的波形圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參照圖1、圖2，球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，包括一球磨機(jī)主體10，球磨機(jī)主體10通過一皮帶連接一球磨電動(dòng)機(jī)。球磨機(jī)主體10上設(shè)有一球磨機(jī)蓋8，球磨機(jī)主體10內(nèi)設(shè)有球石群11，球磨機(jī)蓋8上設(shè)有一球石群檢測裝置，球石群檢測裝置包括一電機(jī)1，電機(jī)1的輸出軸連接一連桿12的一端，連桿12的另一端連接一動(dòng)鐵芯4，連桿12上固定有第一導(dǎo)電環(huán) 2、第二導(dǎo)電環(huán)13、第三導(dǎo)電環(huán)19、第四導(dǎo)電環(huán)21。動(dòng)鐵芯4的一邊固定有線圈5，動(dòng)鐵芯4的另一邊固定有感應(yīng)線圈18，線圈5的兩弓丨出端分別連接第一導(dǎo)電環(huán)2和第二導(dǎo)電環(huán)13，感應(yīng)線圈18的兩引出端分別連接第三導(dǎo)電環(huán)19和第四導(dǎo)電環(huán)21。球磨機(jī)蓋8分別固定安裝有第一導(dǎo)電碳刷3、第二導(dǎo)電碳刷14、第三導(dǎo)電碳刷20、 第四導(dǎo)電碳刷22，第一導(dǎo)電碳刷3設(shè)置在第一導(dǎo)電環(huán)2的一側(cè)，第二導(dǎo)電碳刷14設(shè)置在第二導(dǎo)電環(huán)13的一側(cè)，第三導(dǎo)電碳刷20設(shè)置在第三導(dǎo)電環(huán)19的一側(cè)，第四導(dǎo)電碳刷22設(shè)置在第四導(dǎo)電環(huán)21的一側(cè)。第一導(dǎo)電碳刷3活動(dòng)連接第一導(dǎo)電環(huán)2，第二導(dǎo)電碳刷14活動(dòng)連接第二導(dǎo)電環(huán)13，第三導(dǎo)電碳刷20活動(dòng)連接第三導(dǎo)電環(huán)19，第四導(dǎo)電碳刷22活動(dòng)連接第四導(dǎo)電環(huán)21。球石群檢測裝置還包括一電源模塊16，電源模塊16的電源輸出端分別連接電機(jī)1 的輸入端、第一導(dǎo)電碳刷3、第二導(dǎo)電碳刷14。球石群檢測裝置還包括一電壓檢測傳感器15，第三導(dǎo)電碳刷20、第四導(dǎo)電碳刷22 分別連接電壓檢測傳感器15的輸入端，電壓檢測傳感器15的信號輸出端連接一信號處理模塊17。球石群檢測裝置還包括一檢測頭7，球磨機(jī)蓋8上設(shè)有一與球磨機(jī)主體10內(nèi)聯(lián)通的開孔，檢測頭7的一端伸出于開孔，與球磨機(jī)主體10內(nèi)聯(lián)通，與球磨機(jī)主體10內(nèi)的球石群11接觸。檢測頭7的另一端固定有隨動(dòng)鐵芯6，隨動(dòng)鐵芯6設(shè)置在動(dòng)鐵芯4的下方，并存在一定的氣隙，隨動(dòng)鐵芯6隨著動(dòng)鐵芯4的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)1豎直設(shè)置在球磨機(jī)蓋8上，連桿12豎直設(shè)置在電機(jī)1輸出軸下方，動(dòng)鐵芯 4設(shè)置在連桿12的底部，隨動(dòng)鐵芯6設(shè)置在動(dòng)鐵芯4下方。動(dòng)鐵芯4和隨動(dòng)鐵芯6之間設(shè)有隔離蓋9，隔離蓋9采用非金屬、非導(dǎo)磁材料制成。檢測頭7呈T字型結(jié)構(gòu)，檢測頭7的中部呈圓柱形，圓柱形的檢測頭7內(nèi)嵌在球磨機(jī)蓋8內(nèi)側(cè)，并與球磨機(jī)主體10內(nèi)部聯(lián)通。本發(fā)明可以能檢測球石群11動(dòng)態(tài)分布，檢測原理如下電機(jī)1在電源模塊16的驅(qū)動(dòng)下，按一定頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿12、固定在連桿12上的第一導(dǎo)電環(huán)2、第二導(dǎo)電環(huán) 13、第三導(dǎo)電環(huán)19、第四導(dǎo)電環(huán)21、線圈5、感應(yīng)線圈18、動(dòng)鐵芯4 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈5通入電源后，在動(dòng)鐵芯4內(nèi)部產(chǎn)生磁通，由動(dòng)鐵芯4、氣隙、隨動(dòng)鐵芯6構(gòu)成磁通回路。在球磨機(jī)主體10內(nèi)部沒有球石群11時(shí)，檢測頭7伸出部分沒有被阻礙，電機(jī)1帶動(dòng)動(dòng)鐵芯4轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4內(nèi)部的磁場帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯6自由轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4的硅鋼片安裝方向和和隨動(dòng)鐵芯6的硅鋼片安裝方向保持一致，磁通回路穩(wěn)定，磁阻穩(wěn)定，磁通量恒定，感應(yīng)線圈18上沒有感應(yīng)電勢產(chǎn)生。當(dāng)球磨機(jī)主體10內(nèi)部有球石群11時(shí)，檢測頭7伸出部分被阻礙，檢測頭7與隨動(dòng)鐵芯6不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)1帶動(dòng)動(dòng)鐵芯4轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4內(nèi)部的磁場不能帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯6 自由轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，動(dòng)鐵芯4的硅鋼片安裝方向偏離隨動(dòng)鐵芯6的硅鋼片安裝方向，磁通回路磁阻變大，當(dāng)動(dòng)鐵芯4的硅鋼片安裝方向和隨動(dòng)鐵芯6的硅鋼片安裝方向垂直時(shí)，磁通回路磁阻最大；在隨動(dòng)鐵芯6隨同檢測頭7被球石群11阻礙時(shí)，電機(jī)1在電源模塊16驅(qū)動(dòng)下還是按一定頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4按頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通回路磁阻大小變化也按頻率f 有規(guī)律的變動(dòng)，在電源模塊16電壓穩(wěn)定的情況下，動(dòng)鐵芯4內(nèi)部的磁通量大小也會有規(guī)律的變化，在感應(yīng)線圈18上就會感應(yīng)出按頻率f變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，電壓檢測傳感器15檢測這個(gè)按頻率f變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，并輸出到信號處理模塊17，依據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢存在時(shí)間及電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，可以判斷球磨機(jī)主體10內(nèi)部的球石群11存在狀態(tài)、分布狀態(tài)。信號處理模塊17通過無線的方式連接外部手持無線接收設(shè)備，手持無線接收設(shè)備連接一顯示系統(tǒng)。使用者可以通過手持手持無線接收設(shè)備，查看顯示系統(tǒng)，了解球磨機(jī)主體10內(nèi)球石群分布情況、球磨機(jī)主體的工作狀態(tài)、球磨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等信息。參照圖2，球磨機(jī)主體10處于靜態(tài)狀態(tài)時(shí)，檢測頭7沒有受到球石群11的阻礙，感應(yīng)線圈18上感應(yīng)電動(dòng)勢為0。參照圖6，球磨機(jī)主體10正常工作時(shí)，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，檢測頭7 沒有受到球石群11的阻礙，感應(yīng)線圈18上感應(yīng)電動(dòng)勢為0，球磨機(jī)主體10內(nèi)沒有球石群。參照圖3、圖4、圖5，球磨機(jī)主體10正常工作時(shí)，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，感應(yīng)線圈18上的感應(yīng)電動(dòng)勢一會為0，一會不為0，說明球磨機(jī)主體10內(nèi)部存在球石群 11 ；依據(jù)球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間及感應(yīng)線圈18上感應(yīng)電動(dòng)勢存在的時(shí)間，信號處理模塊17可以判斷球石群11在球磨機(jī)主體10內(nèi)部的分布狀況。參照圖7，球磨機(jī)主體10正常工作時(shí)，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，感應(yīng)線圈 18上的感應(yīng)電動(dòng)勢始終存在，說明球磨機(jī)主體10的轉(zhuǎn)速過高，球磨群11處于離心狀態(tài)；參照圖8，球磨機(jī)主體10正常工作時(shí)，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，感應(yīng)線圈18上的感應(yīng)電動(dòng)勢始終存在，球磨機(jī)主體10內(nèi)部充滿了球石群11。此時(shí)信號處理模塊17可以通過控制調(diào)速裝置，調(diào)節(jié)球磨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以便降低球磨機(jī)主體10的轉(zhuǎn)速。球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，包括如下步驟1)設(shè)備安裝在球磨機(jī)主體10正常工作前，將上述的球石群檢測裝置設(shè)置在球磨機(jī)主體10的球磨機(jī)蓋8上，球磨機(jī)蓋8上設(shè)有與球磨機(jī)主體10內(nèi)聯(lián)通的開孔，球石群檢測裝置的檢測頭7—端伸出于開孔，與球磨機(jī)主體10內(nèi)球石群11接觸，啟動(dòng)球石群檢測裝置的電源模塊16。2)信號采集球磨機(jī)主體10正常工作時(shí)，信號處理模塊17通過球石群檢測裝置實(shí)時(shí)采集檢測頭7被球石群11阻礙時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)信號，信號處理模塊17采集球磨機(jī)主體 10的轉(zhuǎn)速信號。3)確定球石群分布情況信號處理模塊17對轉(zhuǎn)速信號和感應(yīng)信號進(jìn)行處理，通過球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)信號的情況，判斷球石群分布情況。信號處理模塊根據(jù)如下原理判斷球石群分布情況線圈5通入電源后，在動(dòng)鐵芯4 內(nèi)部產(chǎn)生磁通，由動(dòng)鐵芯4、氣隙、隔離蓋9、隨動(dòng)鐵芯6構(gòu)成磁通回路；在球磨機(jī)主體10內(nèi)部沒有球石群11時(shí)，檢測頭7凸出部分沒有被阻礙，檢測頭7與隨動(dòng)鐵芯6可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)； 電機(jī)1帶動(dòng)動(dòng)鐵芯4轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4內(nèi)部的磁場帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯6自由轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4的硅鋼片安裝方向和隨動(dòng)鐵芯6的硅鋼片安裝方向保持一致，磁通回路穩(wěn)定，磁阻穩(wěn)定，磁通量恒定，感應(yīng)線圈18上沒有感應(yīng)電勢產(chǎn)生；當(dāng)球磨機(jī)主體10內(nèi)部有球石群11時(shí)，檢測頭7凸出部分被阻礙，檢測頭7與隨動(dòng)鐵芯6不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)1帶動(dòng)動(dòng)鐵芯4轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4內(nèi)部的磁場不能帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯6自由轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，動(dòng)鐵芯4的硅鋼片安裝方向偏離隨動(dòng)鐵芯6的硅鋼片安裝方向，磁通回路磁阻變大，當(dāng)動(dòng)鐵芯4的硅鋼片安裝方向和隨動(dòng)鐵芯6的硅鋼片安裝方向垂直時(shí)，磁通回路磁阻最大；在隨動(dòng)鐵芯6隨同檢測頭7被球石群11阻礙時(shí)，電機(jī)1在電源16驅(qū)動(dòng)下還是按一定頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯4按頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通回路磁阻大小變化也按頻率f有規(guī)律的變動(dòng)，在電源16電壓穩(wěn)定的情況下，動(dòng)鐵芯4內(nèi)部的磁通量大小也會有規(guī)律的變化，在感應(yīng)線圈18上就會感應(yīng)出按頻率f變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，電壓檢測傳感器15檢測這個(gè)按頻率f變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，并輸出到信號處理模塊17，依據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢存在時(shí)間及電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，可以判斷球磨機(jī)主體10內(nèi)部的球石群11存在狀態(tài)、 分布狀態(tài)。參照圖6，本發(fā)明系統(tǒng)在正常工作時(shí)，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)線圈18上感應(yīng)電動(dòng)勢為0，說明檢測頭7沒有受到球石群的阻礙，球磨機(jī)主體10內(nèi)部不存在球石群 11 ；參照圖3、圖4、圖5，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)線圈18上感應(yīng)電動(dòng)勢一會兒為0，一會兒不為0，說明球磨機(jī)主體10內(nèi)部存在球石群11 ；依據(jù)球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間及感應(yīng)線圈18上感應(yīng)電動(dòng)勢存在的時(shí)間，可以判斷球石群11在球磨機(jī)主體10內(nèi)部的分布狀況；參照圖7，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)線圈18上感應(yīng)電動(dòng)勢始終存在，說明球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)速過高，球石群11處于離心狀態(tài)；參照圖8，在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，感應(yīng)線圈18上的感應(yīng)電動(dòng)勢始終存在，說明球磨機(jī)主體10內(nèi)部充滿了球石群11。參照圖9，球磨機(jī)主體10在正常工作時(shí)，各參數(shù)的波形圖Colt是球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周的波形圖；co2t是球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)的角度波形圖；co3t是球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)速較高，球石群11處于離心狀態(tài)時(shí)的感應(yīng)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢波形圖，球磨機(jī)主體10的運(yùn)行狀態(tài)如圖7所示；或者是球磨機(jī)主體10內(nèi)部充滿球石群11 時(shí)的感應(yīng)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢波形圖，球磨機(jī)主體10的運(yùn)行狀態(tài)如圖8所示；co4t是球磨機(jī)主體10內(nèi)部只有少量球石群時(shí)，感應(yīng)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢波形圖，球磨機(jī)主體10的運(yùn)行狀態(tài)如圖3所示；co5t是球磨機(jī)主體10內(nèi)部有適量的球石群時(shí)，感應(yīng)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢波形圖，球磨機(jī)主體10的運(yùn)行狀態(tài)如圖4、圖5所示；co6t是在球磨機(jī)主體10轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，球磨機(jī)主體10內(nèi)部沒有任何球石時(shí)的感應(yīng)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢波形圖；球磨機(jī)主體10的運(yùn)行狀態(tài)如圖6所示。信號處理模塊17根據(jù)上述波形信號，確定球石群11的在球磨機(jī)主體10內(nèi)的分布情況。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，包括一球磨機(jī)主體，所述球磨機(jī)主體通過一皮帶連接一球磨電動(dòng)機(jī)，所述球磨機(jī)主體上設(shè)有一球磨機(jī)蓋，所述球磨機(jī)主體內(nèi)設(shè)有球石群，其特征在于，所述球磨機(jī)蓋上設(shè)有一球石群檢測裝置，所述球石群檢測裝置包括一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸連接一連桿的一端，所述連桿的另一端連接一動(dòng)鐵芯，所述連桿上固定有第一導(dǎo)電環(huán)、第二導(dǎo)電環(huán)、第三導(dǎo)電環(huán)、第四導(dǎo)電環(huán)；所述動(dòng)鐵芯上固定有線圈和感應(yīng)線圈，所述線圈的兩引出端分別連接所述第一導(dǎo)電環(huán)和所述第二導(dǎo)電環(huán)，所述感應(yīng)線圈的兩引出端分別連接所述第三導(dǎo)電環(huán)和所述第四導(dǎo)電環(huán)；所述球磨機(jī)蓋上分別固定有第一導(dǎo)電碳刷、第二導(dǎo)電碳刷、第三導(dǎo)電碳刷、第四導(dǎo)電碳刷，所述第一導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第一導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第二導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第二導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第三導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第三導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第四導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第四導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)；所述第一導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第一導(dǎo)電環(huán)，所述第二導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第二導(dǎo)電環(huán)，所述第三導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第三導(dǎo)電環(huán)，所述第四導(dǎo)電碳刷活動(dòng)連接所述第四導(dǎo)電環(huán)；所述球石群檢測裝置還包括一電源模塊，所述電源模塊的電源輸出端分別連接所述電機(jī)的輸入端、所述第一導(dǎo)電碳刷、所述第二導(dǎo)電碳刷；所述球石群檢測裝置還包括一電壓檢測傳感器，所述第三導(dǎo)電碳刷、所述第四導(dǎo)電碳刷分別連接所述電壓檢測傳感器的輸入端，所述電壓檢測傳感器的信號輸出端連接一信號處理模塊；所述球石群檢測裝置還包括一檢測頭，所述球磨機(jī)蓋上設(shè)有一與球磨機(jī)主體內(nèi)聯(lián)通的開孔，所述檢測頭的一端伸出于開孔，與所述球磨機(jī)主體內(nèi)聯(lián)通，與所述球磨機(jī)主體內(nèi)的球石群接觸；所述檢測頭的另一端固定有隨動(dòng)鐵芯，所述隨動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述動(dòng)鐵芯的下方， 并存在一定的氣隙，所述隨動(dòng)鐵芯能隨著所述動(dòng)鐵芯的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述電機(jī)設(shè)置在所述球磨機(jī)蓋上，所述連桿設(shè)置在所述電機(jī)輸出軸下方，所述動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述連桿的底部， 所述隨動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述動(dòng)鐵芯下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述動(dòng)鐵芯和所述隨動(dòng)鐵芯之間設(shè)有一隔離蓋，所述隔離蓋采用非金屬、非導(dǎo)磁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述檢測頭呈T字型結(jié)構(gòu)，所述檢測頭的中部呈圓柱形，圓柱形的檢測頭內(nèi)嵌在所述球磨機(jī)蓋內(nèi)側(cè)，并與所述球磨機(jī)主體內(nèi)部聯(lián)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述信號處理模塊通過無線的方式連接外部手持無線接收設(shè)備，所述手持無線接收設(shè)備連接一顯示系統(tǒng)。
6.球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，其特征在于，包括如下步驟1)設(shè)備安裝在球磨機(jī)主體正常工作前，將球石群檢測裝置設(shè)置在球磨機(jī)主體的球磨機(jī)蓋上，球磨機(jī)蓋上設(shè)有與球磨機(jī)主體內(nèi)聯(lián)通的開孔，球石群檢測裝置的檢測頭一端伸出于開孔，與所述球磨機(jī)主體內(nèi)球石群接觸，啟動(dòng)球石群檢測裝置的電源模塊；2)信號采集球磨機(jī)主體正常工作時(shí)，信號處理模塊通過球石群檢測裝置實(shí)時(shí)采集檢測頭被球石群阻礙時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)信號，信號處理模塊采集球磨機(jī)主體的轉(zhuǎn)速信號；3)確定球石群分布情況信號處理模塊對轉(zhuǎn)速信號和感應(yīng)信號進(jìn)行處理，通過球磨機(jī)主體轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)信號的情況，判斷球石群分布情況。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，其特征在于所述球石群檢測裝置包括所述球石群檢測裝置包括一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸連接一連桿的一端，所述連桿的另一端連接一動(dòng)鐵芯，所述連桿上固定有第一導(dǎo)電環(huán)、第二導(dǎo)電環(huán)、第三導(dǎo)電環(huán)、第四導(dǎo)電環(huán)；所述動(dòng)鐵芯的一邊固定有線圈，所述動(dòng)鐵芯的另一邊固定有感應(yīng)線圈，所述線圈的兩引出端分別連接所述第一導(dǎo)電環(huán)和所述第二導(dǎo)電環(huán)，所述感應(yīng)線圈的兩引出端分別連接所述第三導(dǎo)電環(huán)和所述第四導(dǎo)電環(huán)；所述球磨機(jī)蓋上分別固定有第一導(dǎo)電碳刷、第二導(dǎo)電碳刷、第三導(dǎo)電碳刷、第四導(dǎo)電碳刷，所述第一導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第一導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第二導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第二導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第三導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第三導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)，所述第四導(dǎo)電碳刷設(shè)置在所述第四導(dǎo)電環(huán)的一側(cè)；所述電源模塊的電源輸出端分別連接所述電機(jī)的輸入端、所述第一導(dǎo)電碳刷、所述第二導(dǎo)電碳刷；所述球石群檢測裝置還包括一電壓檢測傳感器，所述第三導(dǎo)電碳刷、所述第四導(dǎo)電碳刷分別連接所述電壓檢測傳感器的輸入端，所述電壓檢測傳感器的信號輸出端連接所述信號處理模塊；所述檢測頭的另一端固定有隨動(dòng)鐵芯，所述隨動(dòng)鐵芯設(shè)置在所述動(dòng)鐵芯的下方，并存在一定的氣隙，所述隨動(dòng)鐵芯隨著所述動(dòng)鐵芯的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，其特征在于所述動(dòng)鐵芯和所述隨動(dòng)鐵芯之間設(shè)有一隔離蓋，所述隔離蓋采用非金屬、非導(dǎo)磁材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，其特征在于線圈通入電源后，在動(dòng)鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生磁通，由動(dòng)鐵芯、氣隙、隔離蓋、隨動(dòng)鐵芯構(gòu)成磁通回路；在球磨機(jī)主體內(nèi)部沒有球石群時(shí)，檢測頭凸出部分沒有被阻礙，檢測頭與隨動(dòng)鐵芯自由轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯內(nèi)部的磁場帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯自由轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向和隨動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向保持一致，磁通回路穩(wěn)定，磁阻穩(wěn)定，磁通量恒定，感應(yīng)線圈上沒有感應(yīng)電勢產(chǎn)生；當(dāng)球磨機(jī)主體內(nèi)部有球石群時(shí)，檢測頭凸出部分被阻礙，檢測頭與隨動(dòng)鐵芯不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯內(nèi)部的磁場不能帶動(dòng)隨動(dòng)鐵芯自由轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向偏離隨動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向，磁通回路磁阻變大，當(dāng)動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向和隨動(dòng)鐵芯的硅鋼片安裝方向垂直時(shí)，磁通回路磁阻最大；在隨動(dòng)鐵芯隨同檢測頭被球石群阻礙時(shí)，電機(jī)在電源驅(qū)動(dòng)下還是按一定頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯按頻率f勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通回路磁阻大小變化也按頻率f有規(guī)律的變動(dòng)，在電源電壓穩(wěn)定的情況下，動(dòng)鐵芯內(nèi)部的磁通量大小也會有規(guī)律的變化，在感應(yīng)線圈上就會感應(yīng)出按頻率f變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，電壓檢測傳感器檢測這個(gè)按頻率f變化的感應(yīng)電動(dòng)勢，并輸出到信號處理模塊，依據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢存在時(shí)間及電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，判斷球磨機(jī)主體內(nèi)部的球石群存在狀態(tài)、分布狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的球石群動(dòng)態(tài)分布檢測方法，其特征在于在球磨機(jī)主體正常工作時(shí)，球磨機(jī)主體轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)線圈上感應(yīng)電動(dòng)勢為零，說明檢測頭沒有受到球石群的阻礙，球磨機(jī)主體內(nèi)部不存在球石群；在球磨機(jī)主體轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)線圈上感應(yīng)電動(dòng)勢一會兒為零，一會兒不為零，說明球磨機(jī)主體內(nèi)部存在球石群；依據(jù)球磨機(jī)主體轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間及感應(yīng)線圈上感應(yīng)電動(dòng)勢存在的時(shí)間，判斷球石群在球磨機(jī)主體內(nèi)部的分布狀況；在球磨機(jī)主體轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)，感應(yīng)線圈上感應(yīng)電動(dòng)勢始終存在，說明球磨機(jī)主體轉(zhuǎn)速過高，球石群處于離心狀態(tài)，或者是球磨機(jī)主體內(nèi)部充滿球石群。
全文摘要
本發(fā)明涉及磨細(xì)工程機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種球磨機(jī)。球石群動(dòng)態(tài)分布檢測系統(tǒng)，包括一球磨機(jī)主體，球磨機(jī)主體上設(shè)有一球磨機(jī)蓋，球磨機(jī)主體內(nèi)設(shè)有球石群，球磨機(jī)蓋上設(shè)有球石群檢測裝置，球石群檢測裝置用以檢測球磨機(jī)主體內(nèi)球石群分布情況。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明克服了目前研究機(jī)構(gòu)所描述的球石群分布不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了球石群分布的實(shí)際檢測，且檢測精度高。
文檔編號B02C17/18GK102553687SQ20121000460
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者劉偉, 孫賢明, 申晉, 譚博學(xué), 馬立修, 魏佩瑜 申請人:山東理工大學(xué)