Устройство для управления процессом покусковой сортировки минерального сырья Советский патент 1991 года по МПК B03B13/00 

Изобретение относится к разделению твердых материалов, в частности к устройствам для управления разделением материалов, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для покусковой сортировки минерального сырья.

Цель изобретения - повышение производительности устройства и кондиции концентрата.

На фиг.1 дана структурная схема устройства; на фиг.2 - принципиальная схема задержки переднего фронта, аналогичная схеме задержки заднего фронта; на фиг.З и 4 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит детектор 1 ионизирующего излучения, соединенный с входом усилителя-формирователя 2, выход которого подключен к входам интегратора 3 и блока 4 регистрации времени нахождения куска в зоне измерения, выход которого подключен к входам блока 5 выделения момента входа куска в зону измерения и блока 6 выделения момента выхода куска из зоны измерения. Выход интегратора 3 подключен через пороговый блок 7 к R-входу RS- триггера 8, инвертирующий выход которого подключен к второму входу первого логического элемента ИЛИ-НЕ 9, выход которого подключен к установочному входу блока 10 задержки переднего фронта, вход записи которого подключен к выходу блока 5 и S- входу RS-триггера 8. неинвертирующий выход которого подключен к второму входу второго логического элемента ИЛИ-НЕ 1 выход которого подключен к установочному входу блока 12 задержки заднего фронта, вход запуска которого подключен к выходу блока 6 и первым входам логических элементов ИЛИ-НЕ. Выход блока 10 подключен к входу включения исполнительного механизма 13, вход выключения которого подключен к выходу блока 12.

Блок 10 задержки переднего фронта (фиг.2) содержит, например,п ждущих мультивибраторов: выход Q ждущего мультивибратора 14 подключен к В-входу второго ждущего мультивибратора 15, выходQ которого подключен к В-входу третьего ждущего мультивибратора 16, выход Q которого подключен к В-входу четвертого ждущего мультивибратора 17, выход Q которого подключен к В-входу n-ого ждущего мультивибратора.

Установочный вход блока 10 задержки переднего фронта подключен к входу инвертора 18 и к С-входу О-триггеров,19 и 20 D-вход 0-триггера 19 подключен к В-входу ждущего мультивибратора 16 и второму

входу логического элемента И 21, первый вход которого подключен к В-входу ждущего мультивибратора 17, R-вход которого подключен к Q-выходу D-триггера 20, Dвход которого подключен к выходу логического элемента И 21. R-вход D-триггера 19 подключен к R-входу D-триггера 20, входу запуска блока 10 задержки переднего фронта. А-входу ждущего мультивибратора 14.

0 R-вход ждущего мультивибратора 15 подключен к выходу инвертора 18. В-вход ждущего мультивибратора 14 подключен к шине питания. Входы остальных ждущих мультивибраторов подключены к общей шине.

5 Блок 12 задержки заднего фронта выполнен аналогично блоку 10.

На фиг.2 времязадающие элементы ждущих мультивибраторов не показаны. Устройство работает следующим обра0 зом.

В исходном состоянии сигнал с выхода детектора 1, а следовательно, и с выхода усилителя-формирователя 2 и выхода интегратора 3 отсутствует. На выходе порогового

5 блока 7 присутствует высокий уровень напряжения. На выходах блока 4, блока 5 и блока 6 присутствует высокий уровень напряжения, RS-триггер может находиться в любом положении. На выходах ждущих

0 мультивибраторов 14...п, блока 10 и блока 12 присутствует высокий уровень напряжения. Исполнительный механизм 13 находится в выключенном состоянии.

Классифицированное минеральное

5 сырье пусковым раскладчиком, без интервалов между кусками подается в зону измерения. Регистрируемые детектором 1 сигналы ионизирующего излучения усиливаются, формируются по длительности и ам0- плитуде усилителем-формирователем 2. Усиленные и сформированные сигналы поступают на входы интегратора 3 и блока 4. Интегратор 3 предназначен для регистрации текущего среднего значения флюктуи5 рующих по частоте сигналов ионизирующего излучения. Сигналы с выхода интегратора 3 поступают на вход порогового блока 7. Текущее среднее значение флюктуирующих по частоте сигналов иони0 зирующего излучения сравниваются с предварительно заданным значением порогового уровня.

При движении куска в зоне измерения блоком 4 формируется сигнал Время на5 хождения куска в зоне измерения (фиг.З), отрицательный фронт которого соответствует моменту входа куска в зону измерения, а положительный - моменту выхода куска из зоны измерения. Указанный сигнал поступает на входы блока 5 и блока 6 соответственно моментов входа и выхода куска. Получение сигналов Передний фронт и Задний фронт осуществляется путем выделения отрицательного и положительного фронтов сигнала Время нахождения куска в зоне измерения соответственно.

Дальше устройство работает в зависимости от содержания в куске полезного ком- понента или пустой породы куска, проходящего зону измерения. Рассмотрим три возможных ситуации прохождения кусков в зоне измерения и работу устройства в этих случаях.

Если содержание полезного компонента в кусках ниже порогового, то текущее значение флюктуирующих по частоте сигналов ослабленного ионизирующего излучения не превышает предварительно заданного значения порогового уровня. На выходе порогового блока 7 сигнал отсутствует. В момент входа куска в зону измерения сигнал Передний фронт поступает на вход запуска блока 10 задержки переднего фронта. При этом D-триггеры 19 и 20 устанавливаются в исходное состояние. По отрицательному перепаду сигнала Передний фронт запускается первый ждущий мультивибратор 14, на выходе которого формируется импульс длительностью Гзад, по заднему фронту которого запускается второй ждущий мультивибратор 15. на выходе которого формируется импульс длительностью гзад, по заднему фронту которого запускается третий ждущий мультивибратор 16 и т.д. В то же время сигнал Передний фронт поступает на S- вход RS-триггера 8 и устанавливает его в исходное состояние. При этом с инвертирующего выхода RS-триггера 8 на логический элемент ИЛИ-НЕ 9 поступает сигнал разрешения, а с инвертирующего выхода нз логический элемент ИЛИ-НЕ 11 - сигнал запрещения для прохождения через логические элементы ИЛИ-НЕ сигнала Задний фронт. В момент выхода куска из зоны измерения сигнал Задний фронт проходит через логический элемент ИЛИ-НЕ 9 на установочный вход блока 10 и осуществляет сброс того мультивибратора, в котором находится задержанный сигнал Передний фронт от этого куска. При этом сброс второго ждущего мультивибратора 15 осуществляется в любом случае через инвертор 18. Так как в следующих третьем и четвертом ждущих мультивибраторах может находиться задержанный сигнал Передний фронт от предыдущего куска, то сбрасывается только тот запущенный мультивибратор, у которого наименьший порядковый номер.

Если, например, запущен второй ждущий мультивибратор 15, то низкий уровень напряжения с его выхода подается на D-вход D-триггера 19 и через логический элемент И

21 на D-вход D-триггера 20, запрещая их работу. Поэтому сбросить можно только второй мультивибратор 15. Если, например, запущен третий ждущий мультивибратор 16, то низкий уровень напряжения с его выхода

подается через логический элемент И 21 на D-вход D-триггера 20, запрещая его работу. На выходе второго ждущего мультивибратора 15 - высокий уровень напряжения. Сигнал Задний фронт положительным перепадом на С-входе D-триггера 19 перебрасывает его и на R-вход ждущего мультивибратора 16 поступает низкий уровень напряжения, сбрасывающий его в исходное состояние. При этом хотя высокий

уровень напряжения с выхода ждущего мультивибратора 16 и поступает через логический элемент И 21 на D-вход D-триггера 20, разрешая его работу во время действия сигнала Задний фронт, однако D-триггер

20 не перекидывается, так как D-триггер по С-входу перекидывается только по положительному перепаду входного сигнала. Следовательно, четвертый ждущий мультивибратор 17 сброшен не будет.

В момент выхода куска из зоны измерения сигнал Задний фронт поступает также на входе запуска блока 12 задержки заднего фронта.

По отрицательному перепаду сигнала

Задний фронт запускается первый ждущий мультивибратор, на выходе которого

формируется ИМПуЛЬС ДЛИТелЬНОСТЬЮ Гзад,

по заднему фронту которого запускается второй ждущий мультивибратор, на выходе

которого формируется импульс длительностью Гзад, по заднему фронту которого запускается третий ждущий мультивибратор и т.д. По заднему фронту последнего ждущего n-ого мультивибратора выключается исполнительный механизм. Следовательно, импульс, поданный на вход ждущего мультивибратора, задерживается на время гмд . Время задержки Г3ад выбирается из условия

v

Гзад -у .

где Е- минимальный размер куска в обогащаемом классе крупности; у - скорость движения кусков.

Общее время задержки гзад блока задержки заднего фронта (аналогично переднего фронта) равно

Тмд Тмд п

где n число ждущих мультивибраторов блока задержки заднего фронта (аналогично блока задержки переднего фронта).

Такии образом, при последовательной подаче в зону измерения кусков с содержанием полезного компонента ниже порогового подаются только задержанные на время Тмд сигналы Задний фронт на вход выключения исполнительного механизма, подтверждая его выключенное состояние.

Рассмотрим возможную вторую ситуацию.

Если в зону измерения входит кусок с содержанием полезного компонента выше порогового, то сигнал Передний фронт от первого куска подается на RS-триггер, подтверждая его исходное состояние, и на вход запуска блока 10 задержки переднего фронта, где задерживается на время равное Тзад и включает исполнительный механизм (фиг.З).

Так как текущее среднее значение флюктуирующих по частоте сигналов ослабленного ионизирующего излучения превышает предварительно заданное значение порогового уровня, то сигнал Полезный компонент, формируемый пороговым блоком 7 в момент превышения порогового уровня, от этого куска переключает RS-триггер 8 и с инверсного выхода на логический элемент ИЛИ-НЕ 9 поступает сигнал запрещения, а с неинвертирующего выхода на логический элемент ИЛИ-НЕ 11 - сигнал разрешения для прохождения через логические элементы ИЛИ-НЕ сигнала Задний фронт. После выхода куска из зоны измерения сигнал Задний фронт, пройдя через логический элемент ИЛИ-НЕ 11, поступает на установочный вход блока 12 задержки заднего фронта, сбрасывая ждущий мультивибратор, в котором находится сигнал Задний фронт QT предыдущего куска (предыдущий кусок имеет содержание полезного компонента ниже порогового, поэтому на работе устройства это никак не отражается). На входе запуска блока 12 задержки заднего фронта сигнал задерживается на время Г3ад и выключает исполнительный механизм.

Таким образом, при подаче в зону измерения куска с содержанием полезного компонента выше порогового исполнительный механизм включается задержанным сигналом Передний фронт и выключается задержанным сигналом Задний фронт от этого куска. Причем время работы исполнительного механизма равно времени нахождения куска в зоне измерения.

Рассмотрим третий случай, когда в зону измерения входит пачка кусков с содержанием полезного компонента выше порогового (фиг.4),

Так как сигнал Задний фронт от куска

с содержанием полезного компонента выше порогового производит сброс сигнала Задний фронт в блоке 12 задержки заднего фронта от предыдущего куска, то на вход

включения исполнительного механизма подается задержанный сигнал Передний фронт от каждого куска пачки, а на вход выключения исполнительного механизма подается задержанный сигнал Задний

фронт только от последнего куска в пачке. Таким образом, если а зону измерения входит пачка кусков с содержанием полезного компонента выше порогового, то исполнительный механизм включается по

заданному сигналу Передний фронт от первого куска в пачке, а выключается по задержанному сигналу Задний фронт от последующего куска в пачке.

Введение блоков задержки переднего и

задних фронтов, логических элементов ИЛИ-НЕ, RS-триггера уменьшаетчисло срабатываний исполнительного механизма, что повышает производительность устройства путем увеличения скорости движения кусков, определяет время работы исполнительного механизма, равное времени нахождения куска или пачки кусков с содержанием полезного компонента выше порогового в зоне сепарации, что улучшает

кондицию концентрата.

Предлагаемое устройство можно также использовать, например, в рентгеновских абсорбционных сепараторах и фотометрических сепараторах, получая высокую производительность устройства и улучшенную кондицию концентрата.

Формула изобретения Устройство для управления процессом покусковой сортировки минерального

сырья, содержащее детектор ионизирующего излучения, соединенный через усилитель-формирователь с интегратором и блоком регистрации времени нахождения куска в зоне измерения, выход которого

подключен к входам блока выделения момента входа куска в зону измерения и блока выделения момента выхода куска из зоны измерения, выход интегратора подключен к пороговому блоку, исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства и кондиции концентрата, введены блок задержки пореднего фронта, блок задержки заднего фронта два логических элемента

ИЛИ-НЕ и RS-триггер, при этом S-вход триггера соединен с выходом блока выделения момента входа куска в зону измерения, R-вход - с выходом порогового блока, прямой и инверсный выходы RS-триггера соединены с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы которых соединены с выходом блока выделения момента выхода куска из зоны измерения, выходы каждого элемента ИЛИ-НЕ соединены с первыми

входами блокоц задержки переднего и заднего фронтов, при этом второй вход блока задержки заднего фронта соединен с выходом блока выделения момента с выхода куска из зоны измерения, а второй вход блока задержки переднего фронта соединен с выходом блока выделения момента входа куска в зону измерения, выходы блоков задержки заднего и переднего фронтов подключены к исполнительному механизму.

Изобретение относится к управлению покусковым разделением твердых материалов в горнодобывающей пром-сти. Цель - повышение произв-сти устр-ва и кондиции концентрата. Устр-во содержит детектор 1 ионизирующего излучения, усилитель-формирователь 2, интегратор 3. блок 4 регистрации времени нахождения куска (К) в зоне измерения, пороговый блок 7, блоки 5 и 6 выделения момента входа К а зону измерения и выхода оттуда и исполнительный механизм (ИМ) 13. Дополнительно устр-во снабжено блоками 10 и 12 задержки переднего и заднего фронта, логическими элементами ИЛИ-НЕ 9 и 11 и RS-триггером 8. При движении К в зоне измерения блоком 4 формируется сигнал, отрицательный фронт которого соответствует моменту входа К в зону измерения, а положительный - моменту выхода К из зоны измерения. Сигнал с блока 4 поступает на входы блоков 5 и 6, на выходах которых получают сигналы Передний фронт и Задний фронт Далее схема работает в зависимости от содержания К полезного компонента или пустой породы К, проходящего зону измерения. При этом блоки 10 и 12, элементы ИЛИ-НЕ 9 и 11 и RS-триггер 8 позволяют уменьшить число срабатываний ИМ 13 и определить его время работы, равное времени нахождения К или пачки К с содержанием полезного компонента выше порогового в зоне сепарации. Это улучшает кондицию концентрата. 4 ил. (Л о о о о ел

ЛП

FL

ЛПrL n J L.

1

U

j