Устройство для автоматического управления процессом покусковой сортировки минерального сырья Советский патент 1983 года по МПК B03B13/00 

Изобретение относится к автоматческой покусковой сортировке минерального сырья, а именно к радиометрическим сепараторам углей для их разделения на уголь и пустую породу или для разделения полезного ископаемого на несколько сортов в зависимости от относительного содержания полезного компонента в отдельных кусках.

Известно устройство для радиометрической сепарации полезных ископае «ых, содержащее источник гамма-излучения , контейнер-коллиматор детектор, усилитель, электронную схему, исполнительный механизм и питатель 1} ,

Сортировка кусков проводится по интенсивности обратно рассеянного гамма-излучения от кусков куски с большим атомным номером меньше рассеивают гамма-лучи).

Недостатком известного устройства является зависимость сигнала детектора от размеров куска.

Известно устройство для автоматического управления процессом покусковой сортировки минерального сырья, содержащее питатель, источник гамма-излучения с контейнеромколлиматором, детектор, усилитель, интегратор, две пороговые схемы, триггер управления, выход которогс соединен с исполнительным механизмом (Vj .

В известном устройстве устранено влияние колебаний длины куска на величину сигнала, по которому проводится сепарация.

Однако точность управления-сепарацией с помощью известного устройства низка, так как величина сигнала зависит от толщины куска, от степени засоренности кусков, окон коллиматоров у источника и детектора, от напряжения питания детектора, от распада источника и старения детектора, от стабильности параметров электронной cxeNfij, от влажности кусков.

Цель изобретения - повышение точности управления процессом покусковой сортировки за счет одновременнего устранения всех отмеченных недостатков.

Поставленная цель достигается те что устройство для автоматического управления процессом покусковой сортировки минерального сырья, содержащее питатель, источник гаммаизлучения с контейнером-коллиматором, детектор, усилитель, интегратор, две пороговые схемы и триггер управления, выход которого соединен с исполнительным механизмом, снабжено дополнительным детектором, рассеивателями из пластмассы и алю,миния, двумя управляемыми ключами тремя дополнительными интеграторами, двумя счетчиками и арифметическим блоком, причем в контейнере коллиматоре симметрично друг другу по направлению движения кусков выполнены два пирамидальных коллимационных канала, рассеиватели вмонтированы в основа:ние питателя под коллимационными каналами, а счетчики установлены в рассеивателях со стороны подачи кусков -перпендикулярно их направлению движения, при этом выходы счетчиков через пдроговые соединены с управляющи15 ми входами управляемых ключей, информационные входы которых соединены с детекторами, а выходы соединены с интеграторами, выходы интеграторов соединены с входами ариф0 механического блока,выход которого соединен с входом триггера управления.

Выполнение предлагаемого устройст JBa позволяет осуществить сепарацию

и -U

.по величине отношения ,кото -

рое уменьшается с ростом среднего ато.много номера кусков и не зависит от отмеченных выше возмущающих факторов. .

0 На фиг. 1 показано устройство, вид сбоку, и схематическое соединение отдельных блоков; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

В основание 1 питателя вмонтирова5 ны рассеиватели из пластмассы 2 и алюминия 3. В рассеивателё из пластмассы 1 установлен счетчик 4, а в рассеивателё 3 установлен счетчик 5. Выходы счетчиков 4 и 5 соединены с

0 входами пороговых ,схем б и 7, выходы которых соединены с управляющими входами управляемых ключей 8 и 9, информационные входы которых соединены с выходами детекторов гаммас излучения, каждый из которых состоит из сцинтилляционного кристалла 10 или 11 и фотоумножителя 12 или 13. Выходы управляемых ключей 8 и 9 соединены с интеграторами 14-17, выходы которых соединены с входами арифметического блока 18. Выход арифметического устройства 18 соединен с входом триггера 19 управления, на выход которого подключен исполнительный механизм 20, который устанавлива5 ет в.нужное положение заслонку 21.

Над питателем установлен контейнер-коллиматор 22, в котором закреплен источник гамма-излучения 23. В контейнере-коллиматоре 22 выполне0 ны симметрично друг другу два пирамидальных коллимационных канала 24 и 25. По основанию 1 питателя перемещаются куски угля 26 или породы 27, которые направляются в бун5 fep угля 28 или в бункер 29 породы. Устройство работает следующим образом. Гамма-излучение от источника 23 по двум пирамидальным коллимацион, ным каналам 24 и 25 попадает на рассеиватели 2 и 3; Если в данный момент времени на рассеивателе из пластмассы 2 отсутствует кусок угля или породы, то обратно рассеянное от пластмассы 2 гамма-излучение попадает на сцинтияляционный кристалл 10, вызывая в нем световые вспышки, регистрируемые фотоумножителем 12. Импульсы напряжения с фото умножителя 12 поступают на информационный вход управляемого ключа .8. Частота следования этих импульсов1пд зависит только от химсостава и плотности рассеивателя 2, При этом частота импульсов со счетчика 4 велика так как на пути гамма-лучей от источника 23 до счетчика 4 нет кусков угля или породы.. Импу41ьсы со счетчика частотой f;| приводят к срабатыванию пороговой схемы 6, на ее выходе появляется напряжение, переводящее управляемый ключ 8 в состояние, при котором его информационный вход соединяется в первым входом, и -импульсы с фотоумножителя частотой f поступают на интегратор 14. В это время на интеграторе 14 формируется напряжение и„;, которое подается в ариф метическое устройство 18. Одновременно -при отсутствии куска на -линии источник 23 - счетчик 5 гамма-кванты попадают в большом коли честве и на его выходе появляются импульсы с частотой f . Часть рассе янных от алюминиевого рассеивателя 3 гамма-квантов попадает на сцинтилляционный кристалл 11, также вызывая в нем световые вспышки, регистрируемые фотоумножителем 13. Значительная частота Т импульсов со счетчика 5 приводит к срабатыванию пороге вой схемы 7, на ее выходе появляется напряжение, переводящее ключ 9 в состояние, при котором его информационный вход соединяется с первым выходом, и импульсы с фотоумножителя 13 частотой Где (которая определя ется только химсоставом и плотностью рассеивателя 3) поступают на интегратор 16. В это время на интеграторе 16 формируе1ся напряжение , которое подается на арифтический которое подается на арифметический блок 18. При входе куска породы в зону рассеивателя 2 частота импульсов со счетчика 4 падает до , напряжение на выходе пороговой схемы 6 уменьшается до нуля и управляемый ключ 8 переводится в состояние при котором его информационный вход соединяется с вторым выходом и импульсы с фотоумножителя 12 частотой fjiop поступают на интегратор 15. В это время на интеграторе 15 формируется напряжение U пЪр, которое подается в арифметический блок 18. При выходе куска из зоны рассеивателя 2 частота импульсов на выходе счетчика 4 снова повышается до значения f , срабатывают пороговая схема б и управляемый ключ 8 и выход фотоумножителя 12 снова соединяется с интегратором 14. При входе куска породы в зону рассеивателя 3 частота импульсов со счетчика 5 падает до fj f , напряжение на выходе пороговой схемы 7 падает до нуля и управляемый ключ 9 переводится в состояние, при котором его информационный вход соединяется с вторым входом и импульсы с фотоумножителя 13 частотой fnop поступают на интегратор 17. .В это время на интеграторе 17 формируется напряжение пор которое подается в арифметический блок 18, При выходе куска породы из зоны рассеивателя 3 частота импульсов на выходе счетчика 5 снова повьииается до значения f, срабатывают пороговая схема 7 и управляемый ключ 9 и выход фотоумножителя 13 снова .соединяется с иитеграTopcw 16. Во время выхода -куска из зоны рассеивателя 3 в арифметичес сом блоUr.-4nop , ке формируется сигнал o;:op-UAe Напряжение; соответствующее этому сигналу, с арифметического блока 18 поступает на вход триггера 19 управления, приводит его к срабатыванию. При этом срабатывает исполнительный механизм 20 и переводит заС лонку 21 от себя, направляя кусок 27 породы в бункер 29 породы. Аналогично, после последовательного прохо)кдения куска угля через зоны рассеивателей 2 и 3 в арифметическом устройстве 18 формирует ni -UarN ЦП -ЦПОР Напряся сигнал UU-UM Jпop- J« жение, соответствующее этому сигнаЦпи-Цугля, с арифметического Цгм-Уле блока 18 поступает на вход Триггера 19 управления, приводя его к отпусканию. При этом отпускает исполнительный механизм 20 и втягивает к себе заслонку 21, направляя кусок 26 угля в бункер 28 угля. Исследования показывают, что предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с известным. Точность сепарации совсем не за висит от толщины и ширины куска, от степени засореннрсти поверхнос.тей рассеивателей 2 и 3, коллимационных каналов 24 и 25 и сцинтилл ционных кристаллов 10 и 11, от ста рения сцинтилляционных кристаллов 1 и 11, от напряжения питания фотоумножителей 12 и 13, от распада и точника гамма-излучения, от изменения эффективности счетчиков, от влгикности кусков и т.п. Это объясняется структурой устройства, в которой реализуется разделение кусков на уголь и породу (или на поле нов ископаемое и пустую породу) по алгоритму ф iJyrMTUAP Соотношения этих напряжений удов летворяют условию и,гА9 ипор и JjSrfta и}1е,о ъ ице , что позволяет проводить однозначную сепарацию, так как величина с ростом зольности куска постепенно увеличивается (так как уменьшаются величины и угля и и1}гдв, а величины Опд и иде остаются постоянными) и в преде;1е при переходе на породу становится равной величине Поэтому, задавая в триггере 19 управления тот или иной порог, предлагаемое устройство позволяет не только отделять уголь от породы, но и осуществлять сепарацию кусков угля на несколько сортов по их зольности, так как величина отнсядения или сигнала с арифметического блока 18 не зависит от сильных возмущающих факторов и однозначно определяется зольностью кусков. Таким образом, достигается повышение точности управления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОКУСКОВОЙ СОРТИРОВКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, содержащее питатель, источник гамма-излучения с контейнером- коллиматором,детектор, усилитель, интегратор, две пороговые схемы и триггер управления, выход которого соединен с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено дополнительным детектором, рассеивателями из пластмассы и алюминия , двумя управляемыми ключами, тремя дополнительными интеграторами, двумя счетчиками и арифметическим блоком, причем в контейнере-коллиматоре симметрично друг другу по Направлению движения кусков выполнены два пирамидальных коллимационных канала, рассеиватели вмонтированы в основание питателя под коллимационными каналами, а счетчики установлены в рассеивателях со стороны подачи кусков перпендикулярно i их направлению движения, при этом выходы счетчиков через пороговые (Л схемы соединены с управляющими входами управляемых ключей, информационные входы которых соединены с детекторами, а выходы соединены с интеграторами,выходы интеграто, ров соединены с входами арифметического блока, выход которого соединен с входом триггера упрарления. ел о 1