Устройство для автоматической весовой сортировки кристаллов по группам Советский патент 1990 года по МПК G01G23/36 

Изобретение относится к весоизме- . рительной технике, в частности к устройствам для сортировки мелких предметов типа кристаллов алмаза по весовым группам.

Целью изобретения является повышение точности и надежности.

Кроме того, повышение точности и надежности при сортировке алмазного сырья позволяет существенно повысить его продажную стоимость за счет ис- .ключения некондиционных фракций сырья.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства.

Устройство содержит загрузочный бункер 1 с питателем 2, в который подаются сортируемые кристаллы 3, предварительно подвергнутые очистке и ситовому разделению (просеиванию), горизонтально расположенный вращающийся барабан 4, снабженный электроприводом 5, основание 6, вакуум-пинцет 7 роторного типа, коромысло 8 с ковшом 9, распределитель 10 и накопители 11.

Вращающийся барабан 4, выполненный прозрачным, например из органического стекла, для наблюдения и контроля процесса загрузки и наличия запаса кристаллов 3 в нем, имеет фор- му горизонтально расположенного усеченного конуса 12 с осью , на вертикальном торце 13 которого, имеющем больший диаметр D,, и связанном с электроприводом 5, установлены радиально ориентированные и веерообразно расходящиеся полочки Т4.

Кронштейн 15, установленный на основании 6, служит для поддержания вращающегося торца 13 барабана 4. В

ел ел

со

00 4ь

О5

средней части 16 барабана 4, вдоль его горизонтальной оси Оц -Oj. на основании 6 через упругие опоры 17 установлен вибролоток 18 с возвратно- - поступательным движением +Ah, создаваемым его вибратором 19.

Вибролоток 18 своим загрузочным концом 20 заходит в зону 21 полочек 14 барабана 4, а выходным концом 22 JQ пропущен вместе с питателем 2 загрузочного бункера 1 через торец 23 барабана 4 с меньшим диаметром D# ,(DtiDj ; и подведен к вакуум-пинцету 7.

Внутри барабана 4, в его верхней 55 части 24, под углом Ј к вибролотку 18, сбоку от зоны 25 полочек 14, свободных от кристаллов 3, где при выбранных направлениях ориентации полочек Ik и движении барабана 4 с угло- 20 вой скоростью С указанная зона 25 полочек 14, с которых уже скатились кристаллы 3, находится в верхней левой четверти окружности торца 13, закреплены на кронштейне 26 в проти- 25 воположные друг от друга стороны своими рабочими поверхностями 27 и 28 пластины 29 радиоактивных нейтрализаторов 30 электростатических зарядов,

На основании 6, кроме того, закреп JQ лена токопроводящая упругодеформируе- мая щетка 319 которая касается наружной стороны 32 вращающегося барабана 4, причем щетка 31 и экранные части 33 пластины 29 радиоактивных нейтрализаторов 30 с помощью токопроводни- ков 34 и 35 электрически соединены (заземлены) с основанием 6.

В качестве нейтрализаторов 30 могут быть использованы, например, радиоактивные нейтрализаторы типа НСЭ-200 и НСЭ-400, основанные на способности об-частиц ионизировать воздух, через который они проходят. Нейтрализаторы 30 ИСПОЛЬЗУЮТ ИСТОЧНИК дс

ионизирующего излучения типа АИП-Н-1 с нуклидом Ри (плутония) с активностью одного источника 2-10 Бк (см. Каталог Всесоюзного объединения Изотоп, Москва, 1986}.

Вакуум-пинцет 7 содержит насос 36, ротор 37 с отверстиями 38 малого диаметра, к которым за счет разрежения присасываются одиночные кристаллы 3, и заслонку 39, перекрывающую

35

40

50

измеряемого кристалла 3, измерени его массы п х , и сбрасывания его рез трубку 41 в распределитель 10 управляемый от двигателя 42.

Коромысло 8, установленное на ругих опорах 43, содержит флажок

44преобразователя 45 некомпенсац и катушку 46 электромагнитного ко пенсатора 47, соединенную через безмоментные токовводы 48 с вых дом 9 усилителя 50, подключенным своему входу 51 к преобразователю

45некомпенсации.

На выходе 49 усилителя 50, кро ме того, включен опорный резистор 52, подключенный через аналого-ци ровой преобразователь (АЦП) 53 к счетному устройству (ОУ) 54 и лог ческому устройству (ЛУ) 55.

Командный блок (КБ) 56 соедине по сигналам S4 и S2 с электромагн том 40 и АЦП 53 соответственно, в давая команды на сброс кристалла из ковша 9 и на выдачу управляюще го сигнала S$ от АЦП 53 в ЛУ 55, соответствующего измеренной массе т#1 очередного кристалла 3, попав шего в ковш 9

Устройство работает следующим разом.

Сортируемые кристаллы 3 засыпа ся в загрузочный бункер 1, откуда они по питателю 2 поступают во вр щающийся барабан 4, скапливаются нижней части последнего и захваты ются при вращении барабана 4 со с ростью СО, радиально ориентирован ми и веерообразно расходящимися п лочками 14.

По мере повышения угла наклона полочек 14 относительно линии гор зонта при вращении барабана 4 кри таллы 3, попавшие на полочки 14, начинают скатываться вниз, попа дая на вибролоток 18.

При этом часть кристаллов 3 с кальзывает с полочек 14, падает вниз и вновь захватывается полочк ми 14, постоянно перемешиваясь. К таллы 3, попавшие на вибролоток 1 возбуждаемый вибратором 19, совер ют поступательное движение по виб лотку 18, соответственно от его загрузочного конца 20 до выходног

отверстия 38 в момент сбрасывания конца 22, подходя к роторному ваталлов 3 в ковш 9 коромысла 8.

Электромагнит 40 служит для раскрывания ковша 9 после наложения

куум-пинцету 7. Последний своими отверстиями 38 присасывает к ротор 37 кристаллы 3 (по одному) с вибр

5 0 5

Q

с

5

0

0

измеряемого кристалла 3, измерения его массы п х , и сбрасывания его через трубку 41 в распределитель 10, управляемый от двигателя 42.

Коромысло 8, установленное на упругих опорах 43, содержит флажок

44преобразователя 45 некомпенсации и катушку 46 электромагнитного компенсатора 47, соединенную через безмоментные токовводы 48 с выходом 9 усилителя 50, подключенным по своему входу 51 к преобразователю

45некомпенсации.

На выходе 49 усилителя 50, кроме того, включен опорный резистор 52, подключенный через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 53 к от- счетному устройству (ОУ) 54 и логическому устройству (ЛУ) 55.

Командный блок (КБ) 56 соединен по сигналам S4 и S2 с электромагнитом 40 и АЦП 53 соответственно, выдавая команды на сброс кристалла 3 из ковша 9 и на выдачу управляющего сигнала S$ от АЦП 53 в ЛУ 55, соответствующего измеренной массе т#1 очередного кристалла 3, попавшего в ковш 9

Устройство работает следующим образом.

Сортируемые кристаллы 3 засыпаются в загрузочный бункер 1, откуда они по питателю 2 поступают во вращающийся барабан 4, скапливаются в нижней части последнего и захватываются при вращении барабана 4 со скоростью СО, радиально ориентированными и веерообразно расходящимися полочками 14.

По мере повышения угла наклона полочек 14 относительно линии горизонта при вращении барабана 4 кристаллы 3, попавшие на полочки 14, начинают скатываться вниз, попадая на вибролоток 18.

При этом часть кристаллов 3 соскальзывает с полочек 14, падает вниз и вновь захватывается полочками 14, постоянно перемешиваясь. Кристаллы 3, попавшие на вибролоток 18, возбуждаемый вибратором 19, совершают поступательное движение по вибролотку 18, соответственно от его загрузочного конца 20 до выходного

5 конца 22, подходя к роторному вакуум-пинцету 7. Последний своими отверстиями 38 присасывает к ротору 37 кристаллы 3 (по одному) с вибро5

лотка 18 и подает их со скоростью вращения СО на ковш 9 коромысла 8. Операция сброса кристаллов 3 от вакуум-пинцета 7 осуществляется благодаря тому, что при подходе отверстий 38, размещенных на роторе 37 к неподвижной заслонке 39 последняя

перекрывает подсос к отверстиям 38, несущим кристаллы 3 и они по одному падают в ковш 9. Кристаллы 3, свалившиеся с вибролотка 18, перемещаются к торцу 13 барабана 4, снова захватываются полочками 14 и направляются в вибролоток 18, и т.д. Одновременно, поскольку при вращении барабана 4 и перемешивании кристаллов 3 в нем кристаллы 3 и внутренние поверхности барабана 4 (полочки I, вибролоток 18 и т.д.) электризуются, получая электростатические заряды, которые сцепляют кристаллы 3

10

Установка нейтрализаторов 30 под углом к вибролотку 18 и к торцу 13 барабана 4 внутри замкнутого объема последнего позволяет обеспечить хорошее перемешивание ионизированного воздуха, понизить ионизационную мощ ность используемых пластин 29 нейтр лизаторов 30, одновременно обеспечи достаточный уровень нейтрализации электростатических зарядов и безопасность обслуживающего персонала.

После попадания очереднего крист J5 ла 3 в ковш 9 коромысло 8 отклоняет ся на угол ДЦ вместе с флажком 44, в преобразователе некомпенсации 45 возникает электрический сигнал MJ 6х, который после усиления в усил 20 теле 50 в виде компенсационного ток I, подается в катушку 46 компенсато ра 47, возвращающего коромысло 8 в исходное положение, Лср- 0.

Компенсационный ток . пропородин с другим и с барабаном 4 и

создают большие паразитные силовые

воздействия на коромысло 8, от рабо- 25 циональный массе m х.; измеряемого

-чих поверхностей 27 и 28 пластин 29кристалла 3, проходя по опорному

радиоактивных нейтрализаторов 30 пос-резистору 52, создает соответствуютупают потоки об-частиц, подаваемыеЩее падение напряжения UUK; , равное

благодаря угловому расположению плас-дик

ТИН 29 В ПрОТИВОПОЛОЖНЫе СТОРОНЫ СВО- 30 k2&Uk i

ими рабочими поверхностями 27 и 28 одновременно на кристаллы 3, полочки 14 и на вибролоток 18. При этом

on

где k( и k - масштабные коэффициенты;Ron - сопротивление опорного

паразитные электростатические заряды внутри вращающегося барабана 4 нейтрализуются, кристаллы 3 разделяются и поступают по одному в ковш 9, а силовое паразитное воздействие на коромысло 8 не имеет места.

Дополнительно возникающие электростатические заряды на наружной стороне 32 вращающегося барабана 4 стекают по касающейся его токопроводящей упругодеформируемой щетке 31 и цируются показания по массе и токопроводнику 34 на основание 6 так другие необходимые показатели (например, количество кристаллов, прошедших сортировку, общая масса и т.д.).

Последовательность проведения операций сброса кристаллов 3 в ковш 9, раскрытие и закрытие последнего, а также выдача команды S на управление через АЦП 53 производятся от КБ 56, в который заложена временная программа (типа циклограммы работы узлов весов). Подобная программа может быть реализована стандартными

же, как ионизационный ток нейтрализаторов 30 по проводнику 35.

Кроме того, размещение пластины 29 нейтрализаторов 30 в верхней части 5„ 24 вращающегося барабана 4 и сбоку от зоны 25 полочек 14, освободившихся в процессе скатывания кристаллов

3 от последних, позволяет исключить падения кристаллов 3 на пластины 29 нейтрализаторов 30 и, тем самым, их царапания и повреждения, а также радиоактивное загрязнение кристаллов 3 продуктами царапания.

55

средствами, например с помощью реле

Установка нейтрализаторов 30 под углом к вибролотку 18 и к торцу 13 барабана 4 внутри замкнутого объема последнего позволяет обеспечить хорошее перемешивание ионизированного воздуха, понизить ионизационную мощность используемых пластин 29 нейтрализаторов 30, одновременно обеспечив, достаточный уровень нейтрализации электростатических зарядов и безопасность обслуживающего персонала.

После попадания очереднего кристал- ла 3 в ковш 9 коромысло 8 отклоняется на угол ДЦ вместе с флажком 44, в преобразователе некомпенсации 45 возникает электрический сигнал MJ 6х, который после усиления в усили- теле 50 в виде компенсационного тока I, подается в катушку 46 компенсатора 47, возвращающего коромысло 8 в исходное положение, Лср- 0.

Компенсационный ток . пропорт Ч Г k2&Uk i

on

где k( и k - масштабные коэффициенты;Ron - сопротивление опорного

резистора 52.

АЦП 53 преобразует указанное падение напряжения uUк; B сигнал управления S5 для ДУ 55, разворачивающего через двигатель 42 распределитель 10 над накопителем 11, соответствующий измеренной массе т,; и весовому диапазону, внутри которого данная масса находится, а также выдает CHI- нал 84. для ОУ 54, на котором и идусредствами, например с помощью реле

времени (таймеров), последовательно запускающих друг друга через заданные отрезки времени.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической весовой сортировки кристаллов по группам, содержащее загрузочный бункер с питателем, установленные на рсновании горизонтально расположен- ый вращающийся барабан, вакуум-пин- ет, коромысло с ковшом, отсчетный лок, распределитель и комплект на- опителей, отличающееся ем, что, с целью повышения качества ;ортировки и удобства в эксплуата- дии, вращающийся барабан выполнен 43 прозрачного материала и имеет фор иу усеченного конуса, на торце кото- эого с большим диаметром установлены эадиально ориентированные расходящие«ЭД

15

0

ся пластины, в средней части барабана вдоль его горизонтальной оси установлен вибролоток, выходная часть которого вместе с питателем загрузочного бункера проходит через торец барабана с меньшим диаметром и подведена к вакуум-пинцету, в верхней части барабана под углом к вибролотку и сбоку от части расходящихся пластин закреплены в противоположные стороны своими рабочими поверхностями пластины радиоактивнцх нейтрализаторов электростатических зарядов, экранные части пластин которых электрически соединены с основанием.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что оно снабжено закрепленной на основании и касающейся наружной стороны барабана токопроводящей упругодеформируемой щеткой.

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к точным устройствам для сортировки мелких предметов типа кристаллов алмаза по весовым группам. Цель изобретения - повышение точности и надежности. Весы содержат загрузочный бункер, вращающийся конусообразный барабан из прозрачного материала, снабженный радиально ориентированными и веерообразно расходящимися полочками, вибролоток, вакуумпинцет, основание, коромысло с ковшом, отсчетное устройство, распределитель и накопитель. Внутри барабана под углом к вибролотку и сбоку от зоны полочек, свободных от кристаллов, закреплены в противопложные стороны своими рабочими поврехностями радиоактивные нейтрализаторы. 1 ил.