Способ извлечения металлических предметов из горной массы, транспортируемой ленточным конвейером Советский патент 1988 года по МПК B03C1/22 

00

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для извлечения металлических предметов, в том числе выполненных из немагнитных и слабо магнитных металлов и их сплавов, из горной массы, транспортируемой ленточным конвейером.

Целью изобретения является повыше- вне качества извлечения за счет увеличения электромагнитной пондеромо- торной силы.

На чертеже представлена блок-схема реализующая предлагаемый способ.

Устройство содержит ленточный конвейер 1 с горной массой 2 и находящимися в ней металлическими предметами 3, датчик 4 обнаружения металла датчики 5 и 6 соответственно определения массы и магнитной проницаемости обнаруженного металлического предмета, отклоняюишй барабан 7, магнито- импульсное устройство (МИУ), состоя- щее из плоского спирального индуктора 8, установленного под конвейерной лентой на участке расширения потока горной массы при огибании лентой отклоняющего барабана 7, блок 9 пита- ния, подключеяньй к первому входу блока 10 управления, который подготавливает к включению МИУ, определяе величину зарядного тока и заряжает конденсаторную батарею в блоке 11 конденсаторов, причем последний подключен к выходу блока 10 управления, к второму - четвертому входам которого подключены соответственно датчики 5, 6 и 4. Первый вход блока 12 коммутации соединен с выходом блока 11, а к в торому входу блока 12 коммутации подключен датчик 4, при этом выход блока коммутации соединен со спиральным индуктором В. Устройство содержит также отражательный щит 13, приемный бункер 14 горной массы 2, поступающей с конвейерной ленты при огибания концевого барабана 15, и

бункер 16 металлических включений.

Предлагаемое устройство имеет привод и систему регулирования наклона отражательного щита 13, которые на чертеже условно не показаны.

Способ осуществляется следующим образом.

При транспортировании горной массы 2 ленточным конвейером 1 в месте огибания лентой отклоняющего бара

0 5 0 5 0 5

0

г

бана 7 происходит расширение потока горной массы в вертикальном направлении, что уменьшает силы сцепления отдельнь х металлических предметов с горной массой. Кроме того, металлические предметы опускаются в нижний слой горной массы, который при перемещении над индуктором оказывается в зоне действия магнитного поля максимальной напряженностью. Это позволяет сообщать металлическому предмету максимальный импульс выталкивающей силы.

Блок 9 питания представляет собой зарядное устройство, которое питает магнитно-импульсное устройство.

Датчик 4 подает сигнал о наличии металлического предмета в горной массе. Датчики 5 и 6 определяют массу и магнитную проницаемость металлического предмета. Сигнал датчика 4 поступает в блок 10 управления и блок 12 коммутации. По сигналам дат- чиков 5 и 6, поступающих в блок 10 управления, формируется величина зарядного тока конденсаторов в блоке 11 конденсаторов, которая в свою очередь определяет величину импульса силы выталкивания (пондеромоторной силы). По сигналу датчика 4, поступающего в блок 12, конденсаторная батарея с выдержкой времени, необходимого для прохождения металлическим предметом расстояния от места установки датчика 4 к месту установки индуктора 8 (на чертеже - расстояния А), подключается к индуктору, происходит мгновенный разряд энергии, накопленной конденсаторами, через индуктор, в котором в результате этого протекает импульс тока, а в окружающем пространстве образуется импульсное магнитное поле высокой напряженности. Это магнитное поле индуцирует ток противоположного направления в металлическом предмете, находящемся на ленте конвейера. Индуцированный в металлическом предмете ток образует свое магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем индуктора, создает импульс пондеромоторной силы, стремящейся оттолкнуть металлический предмет от индуктора. Под действием этой силы происходит выталкивание металлического предмета из горной массы. Магнитный импульс с напряженностью магнитного поля от 10 до 10 .А/м длится от 20 до 100 мкс.

создавая при этом магнитное давление и/м

до 10° н/м. Импульсное магнитное поле воздействует на металлический предмет посредством импульса понде- ромоторной силы, после чего дальнейшее движение металлического предмета происходит под действием полученного им запаса кинетической энергии. Движется металлический предмет с высоко скоростью, доходящей до 30-40 м/с, ударяется об отражательный щит 13, в результате чего изменяет свою траекторию движения и поступает в накопительный бункер 16. Очищенная от ме таллических предметов горная масса поступает в бункер 14.

Сила выталкивания определяется параметрами разрядного контура МИУ, горной массы и самого металлического предмета и может быть определена достаточно точно из решения дифференциального уравнения

М Q

де М - масса извлекаемого металлического предмета, кг;

X - перемещение металлического предмета,м;

PC - сопротивление горной массы перемещению металлического предмета при его извлечении, Н;

Q - магнитное давление (сила, действующая со стороны индуктора, выталкивающая металлический предмет из горной массы), Н;

э Q P,sin(2 nft)e -|f- F,,

PQ - начальное давление магнитного поля индуктора,

f - частота разрядного тока,Гц;

f - логарифмический декремент колебаний разрядного тока;

FJ - площадь поверхности металлического предмета,, обращенного к кондуктору, м (при массе металлического предмета 50 кг F 0,05-0,1); йэ - эквивалентный зазор между индуктором и металлическим предметом, м;55

йэ Л +

Л - величина изоляционного

зазора, м; Д 0,03-0,05; j,,j - проводимости материал.

,-7

соответственно инлукторл и металлического предмг- та. См;

10 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума;

гт,ох

-,;« U

л

iiu,

Р,

где йц - толщина ленты конвейера;

й(,- толщина слоя горной массы. Сопротивление перемещению металлического предмета в слое горной массы

QC РГ, ,

- площадь поверхности металлического предмета со стороны слоя;

Р - суммарная функция жесткости системы (металлический предмет - слой горной массы - зависит от формы и магнитных свойств предмета, его удельной массы, толщины и влажности слоя горной массы, скорости движения, сил сцепления и сопротивления транспортируемого матери- - ала) .

Энергия, которую накапливает конденсатор 11

ЕКОНА I CU Дж;

/

где С - емкость конденсатора, Ф; и - напряжение токозаряда, В. ЭДС, наводимая в металлическом предмете.

45

В

0

где п - число витков индуктора, Ф - магнитный поток. В; t - время, С.

Магнитный поток т и напряженность магнитного поля Н являются функциями силы тока I, протекающего через индуктор и прямо пропорциональны его значению, так как амплитудное значение .разрядного тока, определяемое

ПО формуле I

макс

-и,

достигает

А и более, то значения магiinTHoro потока и напряженности магнитного поля индуктора увеличиваются на тот же порядок.

Запасаемая в конденсаторах знер- гия преобразуется в энергию магнитного поля в соответствии с соотношением

1- --- , Дж,

конд . токогров. раър

где L, Ь.онд инд юнопроб, раэр. индуктивности соответственно общая, конденсатора, индуктора, токопровода, разрядного устройства.

Из этого следует, что эффективно используемое магнитное поле тем боль JiaMA iLj2 iSI EOSb iI;.1.iP:.

1-инА.

Необходимая энергоемкость МНУ определяется из вьфажения

А й 2|и„С 2П

, Дж,

где С - емкость конденсатора (конденсаторной батареи), Ф; П - конструктивный параметр индуктора, характеризующий неравномерность распределения магнитного поля, м. Величина силы, действующей на металлический предмет в зависимости от энергоемкости устройства, равна

Q,.(О,3-0,4) .-, Н.

Известно что существующие конструкции железоотделителей с удельной часовой энергоемкостью 10-15 кДж создают напряженность магнитного поля на расстоянии 0,01 м от поверхности полюсов 100-200 А/М, а извлекающую силу - до 500 Н.

При этом масса извлекаемых ферромагнитных предметов не более 50 кг из зоны извлечения не более 0,5 м при скорости перемещения транспортируемого материал-1 до 2,5 м/с.

5

0

5

0

5

0

0

Магнитно-импульсные устройства той же энергоемкости создают импульсы напряженности магнитного поля на 4-6 порядков больше и, соответственно, импульсы извлекающей пондеромо- торной силы до 10 н/м . Предварительно определив массу металлического предмета, можно сформировать импульс пондеромоторной силы необходимой величины для его извлечения из горной массы, так как характер действия силы импульсный с длительностью импульса от 10 до 200 мкс, то увеличение скорости движения потока горной массы (6,5 м/с) не создает препятствий применению МНУ, а величина импульса пондеромоторной силы в несколько раз превышает сопротивление извлечению, поэтому значительно увеличивается эффективность извлечения как по массе металлических предметов, так и по глубине извлечения.

Формула изобретения

1.Способ извлечения металлических предметов из горной массы, транспортируемой ленточным конвейером, включающий обнаружение металлического предмета, воздействие на него электромагнитным полем и перемещение металлического предмета в зону разгрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества извлечения за счет увеличения электромагнитной пондеромоторной силы, формируют импульс напряженности магнитного поля путем измерения массы металлического предмета и его магнитной проницаемости и воздействуют на ме- таллилеский предмет электромагнитным импульсом с напряженностью магнитного поля от 10 до 10 А/м и длительностью импульса от 20 до 100 мкс на участке расширения потока горной массы после огибания конвейерной лентой отклоняющего барабана конвейера.

2.Способ по П.1, отличающийся тем, что перемещение металлического предмета в зону разгрузки осуществляют путем установки на пути движения металлического предмета отражательного щита.

/4I Л

t/

Изобретение относится к горной пром-ти. Цель изобретения - повьшение качества извлечения за счет увеличения электромагнитной пондеромоторной силы. В горной массе обнаруживают металлический предмет. Воздействуют на последний электромагнитным полем. В предмете образуется магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем индуктора, создает импульс гюндеромо- торной силы. Под действием этой силы предмет выталкивается из горной массы. Перемещают предмет в зону разгрузки путем установки на его пути отражательного щита. Формируют импульс напряженности магнитного поля путем измерения массы металлического предмета и его магнитной проницаемости. Воздействуют на металлический предмет электромагнитным импульсом с напряженностью магнитного поля от 10 до 10 А/м и длительностью импульса от 20 до 100 МКС на участке расширения потока горной массы после огибания конвейерной лентой отклоняющего барабана конвейера. Предварительно определив массу предмета, формируют импульс пондеромоторной силы, необходимой для его извлечения из горной массы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (О (Л Во