УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Российский патент 2003 года по МПК B07C5/342 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, конкретнее к устройствам для радиометрической сепарации руд, и может быть использовано для сепарации люминесцирующих минералов.

Известно устройство для сепарации полезных ископаемых, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, выходом соединенный с входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха и первым входом блока измерения люминесценции минералов, выход последнего соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен со вторым входом блока измерения люминесценции минералов и выходом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, а выход соединен с блоком выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом (патент 2004356, кл. В 07 С 5/342).

Недостатком этого устройства являются пропуски люминесцирующих минералов при "высокой" частоте их следования через зону облучения и регистрации.

Наиболее близким к заявляемому является устройство по патенту 2066244, кл. В 07 С 5/342, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, выходом соединенный с первым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов и первым входом сумматора (входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха), выход которого соединен с входом пикового детектора, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора и блоком питания, а выход (выход блока измерения интенсивности люминесценции воздуха) соединен с вторым входом блока сравнения и вторым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с блоком выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом.

Однако данное устройство не обеспечивает достаточно высокой точности измерения, что особенно сказывается при сепарации минералов с предельно низким уровнем люминесценции. Обрабатывать слабые сигналы люминесценции, т. е. сравнивать их с заданным уровнем разделения, становится сложно из-за различных ошибок - погрешностей, вносимых схемой (устройством) за счет разброса значений сопротивлений сумматора, коэффициента усиления дифференциального усилителя и пульсаций источника питания. Поэтому для повышения точности сепарации слаболюминесцирующих минералов необходимо обеспечить высокую точность измерения интенсивности люминесценции воздуха, т.к. измерение сигналов люминесценции осуществляется на фоне сигнала интенсивности люминесценции воздуха.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения сигнала люминесценции минералов и коррекции порога разделения, что в конечном итоге позволяет повысить эффективность процесса сепарации алмазосодержащего сырья.

Достигается технический результат тем, что устройство для сепарации минерального сырья, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, выходом соединенный с первым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов и входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения и вторым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с блоком выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом, дополнительно блок измерения интенсивности люминесценции воздуха содержит последовательно соединенные детектор минимального сигнала и повторитель, при этом вход детектора минимального сигнала и выход повторителя являются соответственно входом и выходом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха.

Решение технической задачи, а именно повышение точности измерения сигнала люминесценции минералов и коррекции порога разделения, осуществимо при условии более точного измерения уровня люминесценции воздуха. В заявляемом техническом решении предложено исключить влияние разброса коэффициента передачи сумматора, разброса коэффициента усиления дифференциального усилителя и пульсаций источника питания, что обеспечивает повышение точности измерения интенсивности люминесценции воздуха.

Оценим погрешность блока измерения интенсивности люминесценции воздуха при измерении уровня люминесценции воздуха прототипом и устройством по предлагаемому изобретению.

На основе анализа составим уравнение, описывающее работу блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, для прототипа

где E_п - напряжение источника питания;
U_вх - переменная составляющая сигнала;
U_ош.п.д. - сигнал "ошибки" пикового детектора;
U_oш.Σ - сигнал "ошибки" сумматора;
U_{пульс.п} - пульсации источника питания;
К_у2+, К_у1- - коэффициент усиления дифференциального усилителя по входам;
U_см.у - напряжение смещения дифференциального усилителя,
и для заявляемого устройства:
-U_вх±U_ош.д.м±U_см.п, (2)
где U_вх - переменная составляющая сигнала;
U_ош.д.м. - сигнал "ошибки" детектора минимального сигнала;
U_см.п - напряжение смещения повторителя.

Выполним анализ сигналов из уравнений (1) и (2).

U_ош.п.д≅U_ош.д.м.; (3)
U_см.у≅U_см.п; (4)
и вычтем из уравнения (1) уравнение (2) с учетом уравнений (3) и (4). Результат будет характеризовать ошибку прототипа по сравнению c заявляемым устройством.

±2U_oш.Σ±U_oш.п.д±U_{пульс.п} (5)
Как следует из уравнения (5), в заявляемом устройстве полностью исключаются удвоенная ошибка сумматора, пульсации источника питания и ошибка пикового детектора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для сепарации минерального сырья.

Устройство для сепарации минерального сырья содержит бункер 1, транспортирующий механизм 2, источник излучения 3, блок 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, блок 5 измерения сигналов люминесценции минералов, блок 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха, блок 7 сравнения, блок 8 выработки команд, исполнительный механизм 9. Блок 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха содержит детектор 10 минимального сигнала и повторитель 11.

Блок 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала выполнен на базе фотоэлектронного умножителя ФЭУ-85 и операционного усилителя 140-й серии.

Блок 5 измерения интенсивности люминесценции минералов выполнен на базе операционного усилителя 140-й серии.

Блок 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха выполнен на операционных усилителях 140-й серии.

Блок 7 сравнения выполнен на операционных усилителях 140-й серии и предназначен для сравнения интенсивности сигнала люминесценции минерала с заданным граничным значением интенсивности люминесценции минералов.

Блок 8 выработки команд выполнен на микросхемах 176-й серии и предназначен для своевременной выдачи команды на отсечку полезного минерала исполнительным механизмом 9.

Детектор 10 минимального сигнала выполнен на операционном усилителе 140-й серии и предназначен для выделения сигнала соответствующего люминесценции воздуха.

Повторитель 11 выполнен на операционном усилителе 140-й серии и предназначен для согласования высокого выходного сопротивления детектора 10 минимального сигнала и низкого входного сопротивления блока 7 сравнения.

Выход блока 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала соединен с первым входом блока 5 измерения сигналов люминесценции минералов и входом детектора 10 минимального сигнала (входом блока 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха), выход которого соединен с повторителем 11, выход которого (выход блока 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха) соединен со вторым входом блока 7 сравнения и вторым входом блока 5 измерения сигналов люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока 7 сравнения, выход которого соединен с блоком 8 выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед сортировкой в блоке 7 сравнения устанавливают пороговую величину интенсивности люминесценции путем подачи напряжения с опорного источника. С выхода блока 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала сигналы люминесценции воздуха и минералов поступают на первый вход блока 5 измерения сигналов люминесценции минералов и на вход детектора 10 минимального сигнала (вход блока 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха). В детекторе 10 сигнал, соответствующий люминесценции воздуха (минимальный сигнал), запоминается и через согласующий повторитель 11 (выход блока 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха) поступает на второй вход блока 7 сравнения, где он (сигнал люминесценции воздуха) суммируется с сигналом пороговой величины интенсивности напряжения для автоматической коррекции заданного порога разделения, и на второй вход блока 5 измерения сигналов люминесценции минералов для выделения из полного сигнала люминесценции (сигнала люминесценции воздуха и минерала) сигнала люминесценции минерала и его последующего усиления без искажений. При поступлении люминесцирующих минералов в зону облучения и регистрации на выходе блока 5 измерения интенсивности люминесценции минерала появляются сигналы люминесценции, которые поступают на первый вход блока 7 сравнения. Если сигнал люминесценции минерала окажется больше чем заданный порог разделения, то с выхода блока 7 сравнения сигнал поступает на блок 8 выработки команд и далее на исполнительный механизм 9 для отсечки полезного минерала в концентрат.

Предложенное техническое решение позволяет за счет более точного измерения сигнала люминесценции воздуха повысить точность измерения сигнала люминесценции минералов и обеспечить его усиление без искажений, а также улучшить коррекцию порога разделения, тем самым увеличить вероятность обнаружения алмаза и повысить эффективность сепарации.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, конкретнее к устройствам для радиометрической сепарации руд. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения сигнала люминесценции минералов и коррекции порога разделения за счет более точного измерения уровня люминесценции воздуха. Устройство для сепарации минерального сырьяния, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, выходом соединенный с первым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов и входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения и вторым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с блоком выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом. Блок измерения интенсивности люминесценции воздуха выполнен из последовательно соединенных детектора минимального сигнала и повторителя, при этом вход детектора минимального сигнала и выход повторителя являются соответственно входом и выходом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха. 1 ил.

Устройство для сепарации минерального сырья, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, выходом соединенный с первым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов и входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения и вторым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с блоком выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что блок измерения интенсивности люминесценции воздуха выполнен из последовательно соединенных детектора минимального сигнала и повторителя, при этом вход детектора минимального сигнала и выход повторителя являются соответственно входом и выходом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха.