УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ Российский патент 1996 года по МПК G01N21/87 

Изобретение относится к техническим средствам сортировки минералов и может быть использовано, преимущественно, для сортирования кристаллов с попарно-параллельными гранями, например имеющих форму куба, октаэдра, параллелепипеда и т. д.

Известно устройство для сортирования минералов по оттенкам цветов, содержащее оптическую систему, рабочую камеру и приемник кристаллов [1] В этом устройстве анализ кристаллов для сортировки осуществляется при свободном падении кристалла через оптическую систему.

Недостатком известного устройства является малая эффективность использования его для сортирования, например, кристалла алмаза по содержанию примесного азота, поскольку величина полезного сигнала при анализе зависит от ориентации кристалла относительно луча, которая является случайной, что приводит к значительным ошибкам при сортировании.

Наиболее близким из известных к изобретению является устройство для сортирования кристаллов, содержащее бункер для подачи кристалла, держатель кристалла с возможностью поворота его относительно горизонтальной или вертикальной оси, фиксатор кристалла, механизм сбрасывания кристалла в приемник и оптическую систему, состоящую из источника излучения и расположенных по ходу излучения оптики для формирования излучения и фотоприемника [2] В этом устройстве операции загрузки, измерения и сортировки производятся последовательно в одном держателе.

Недостатком устройства является низкая производительности сортировки.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности сортировки.

Технический результат достигается тем, что устройство для сортирования кристаллов, содержащее бункер для подачи кристалла, держатель кристалла с возможностью поворота его относительно горизонтальной или вертикальной оси, фиксатор кристалла, механизм сбрасывания кристалла в приемник и оптическую систему, состоящую из источника излучения и расположенных по ходу излучения оптики для формирования излучения и фотоприемника, дополнительно снабжено, по крайней мере, еще одним держателем кристалла и еще одним фиксатором кристалла, фиксаторы выполнены с отверстием в нижней части с размером, большим размера кристалла, держатели кристалла снабжены диафрагмой с отверстием, размер которого меньше размера кристалла, при этом фиксаторы установлены над держателями кристалла.

Наилучший результат достигается тогда, когда размер отверстия в нижней части фиксатора равен 1,01 1,2 размера кристалла.

Отличием является то, что держатели кристалла выполнены с возможностью поворота относительно вертикальной или горизонтальной оси.

Другое отличие состоит в том, что устройство дополнительно снабжено механизмом сбрасывания кристалла, а фиксаторы выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси.

В этом случае отличие может быть в том, что механизм сбрасывания кристалла выполнен в виде рычага.

Другое отличие может состоять в том, что механизм сбрасывания кристалла выполнен в виде толкателя.

Отличием устройства является то, что фиксаторы выполнены в форме воронки.

Отличие может быть и в том, что фиксаторы выполнены в форме цилиндра.

Как показали эксперименты, ориентация кристалла при анализе определяется величиной отверстия в нижней части фиксатора. В частности, кристаллы алмаза при заявляемом размере отверстия ложатся на держатель одной из попарно-параллельных граней.

Возможность перемещения фиксаторов вдоль вертикальной оси облегчает замену рабочего комплекта фиксаторов.

На фиг. 1 схематически изображено заявляемое устройство; на фиг. 2 вид сверху; на фиг. 3 механизм сбрасывания кристалла в виде рычага; на фиг. 4 - механизм сбрасывания кристалла в виде толкателя.

Устройство содержит оптический узел, включающий, например, источник 1 УФ излучения, систему линз и зеркал 2, фильтр 3 и фотоприемник 4, держатели 5 кристаллов с диафрагмой 6 и выступом 7, установленные по периметру круглого горизонтального стола 8, выполненного с возможностью вращения на 360 град. вокруг центральной оси ОО. Таких держателей может быть не менее двух, в данном устройстве выполнено шесть держателей. На столе 8 над каждым держателем 5 установлен сменный фиксатор 9 положения кристалла, выполненный, например, в форме воронки, цилиндра или другой формы с отверстием 10 в нижней части, диаметр которого соответствует величине сортируемых кристаллов. Исполнительный механизм устройства выполнен в виде электромагнита 11 с подвижным штоком 12, соединенным с упором 13. Устройство снабжено загрузочным бункером с дозатором 14, например вибрационным бункером с двурычажным электромагнитным дозатором, подающим кристаллы поштучно. Держатели 5 кристаллов могут выполняться с возможностью поворота в горизонтальной плоскости или с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси АА на угол, достаточный для того, чтобы кристалл соскользнул с держателя в приемник (на чертеже не показан). В первом случае поворот держателя 5 осуществляется при взаимодействии выступа 7 держателя 5 с упором 13 подвижного штока 12 электромагнита, во втором случае шток 12 связан с незакрепленным на горизонтальной оси концом держателя 5.

Устройство может быть выполнено с механизмом сбрасывания кристалла в виде рычага 15 (фиг. 3) или толкателя 16 (фиг. 4).

Устройство работает следующим образом.

Кристаллы исходного материала из бункера 14 по одному под действием собственной тяжести падают по желобу (на чертеже не показан) в один из фиксаторов 9 и размещаются над диафрагмой 6 держателя 5. Система "излучатель - приемник" оптического узла производит известным образом анализ свойств каждого кристалла, например на наличие в кристалле азота, если в качестве исходного материала взят алмаз. При допустимом содержании азота усиленный полезный сигнал превышает порог срабатывания электромагнита 11, шток 12 перемещается вместе с упором 13, в который упирается при повороте стола 8 выступ 7 держателя 5 анализируемого кристалла. Держатель 5 поворачивается вокруг вертикальной оси ОО и кристалл, лишенный опоры, падает в приемник. При противоположном результате анализа электромагнит 11 не срабатывает, держатель 5 при повороте стола 8 остается неподвижным относительно кристалла, и сбрасывание кристалла происходит при контакте выступа 7 с другим неподвижным упором (на чертеже не показан) в другое отделение приемника. С помощью пружины (на чертеже не показана) держатель 5 возвращается в исходное положение.

В модификациях устройства, содержащих механизм сбрасывания кристаллов, перемещение кристалла в приемник осуществляется при воздействии штока 12 электромагнита 11 на подпружиненные рычаг 15 или толкатель 16. При этом рычаг 15 или толкатель 16, перемещаясь к кристаллу, поднимают фиксатор 9, давая возможность кристаллу падать с держателя 5 в приемник.

Устройство позволяет сортировать кристаллы размером 0,3 10 мм при использовании сменных фиксаторов с разными отверстиями в нижней части.

Заявляемое устройство можно использовать для сортировки практически любых минералов по признакам, наличие или отсутствие которых влияет на величину полезного сигнала. например по цвету, содержанию примеси и т. п.

Использование: приборы для сортирования минералов. Сущность изобретения: устройство для сортирования кристаллов, содержащее бункер для подачи кристалла, держатель кристалла с возможностью поворота его относительно горизонтальной или вертикальной оси, фиксатор кристалла, механизм сбрасывания кристалла в приемник и оптическую систему, снабжено, по крайней мере, еще одним держателем кристалла и еще одним фиксатором кристалла, фиксаторы выполнены с отверстием в нижней части с размером, большим размера кристалла, держатели кристалла снабжены диафрагмой с отверстием, размер которого меньше размера кристалла, при этом фиксаторы установлены над держателем кристалла, выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси и могут быть в форме воронки или цилиндра, а механизм сбрасывания кристалла выполнен в виде рычага или толкателя. 6 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для сортирования кристаллов, содержащее бункер для подачи кристалла, держатель кристалла с возможностью поворота его относительно горизонтальной или вертикальной оси, фиксатор кристалла, механизм сбрасывания кристалла в приемник и оптическую систему, состоящую из источника излучения и расположенных по ходу излучения оптики для формирования излучения и фотоприемника, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено по крайней мере еще одним держателем кристалла и еще одним фиксатором кристалла, фиксаторы выполнены с отверстием в нижней части с размером большим размера кристалла, держатели кристалла снабжены диафрагмой с отверстием, размер которого меньше размера кристалла, при этом фиксаторы установлены над держателями кристалла. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что размер отверстия в нижней части фиксатора равен 1,01-1,2 размера кристалла. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что фиксаторы выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что механизм сбрасывания кристалла выполнен в виде рычага. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что механизм сбрасывания кристалла выполнен в виде толкателя. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксаторы кристалла выполнены в форме воронки. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксаторы кристалла выполнены в форме цилиндра.