Сепаратор для отбраковки прозрачных минералов, пораженных включениями Советский патент 1991 года по МПК B03B13/06 

Изобретение относится к разделению твердых предметов по их фотометрическим свойствам и может быть использовано для автоматического выделения высокопрозрачного кварца рядовых месторождений.

Цель изобретения - повышение способности обнаружения высокопрозрачных кусков кварца, пораженных поглощающими включениями.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого сепаратора, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - куски кварца с поглощающими включениями; на фиг.4 - диаграммы работы элементов сепаратора.

Сепаратор (фиг.1 и 2) содержит узел 1 подачи минералов (транспортер), камеру 2 осмотра, гальванометр 3, осветитель, например лазер 4, фотодатчик 5, кварцевые эталоны 6-1-6-3, экран 7, зеркала 8-1 и 8 - 2, задатчик 9 порога разделения (потенциометр), интегратор 10, вычитающий элемент 11, электронно-измерительный блок 12 и разделяющий механизм 13.

Сепаратор работает следующим образом.

Подвижное зеркало гальванометра 3 с частотой не менее 5,0 кГц разворачивает луч лазера 4 в плоскости экватора камеры 2 (фиг.2). Сначала луч лазера сканирует кварцевый эталон 6 - 1, предварительно отражаясь от зеркала 8-1. Затем луч лазера сканирует кварцевый эталон 6 - 2, а после - кварцевый эталон 6-3, предварительно отражаясь от зеркала 8-2. Таким образом создается круговое вращение луча лазера и непрерывное его скольжение по кварцевым эталонам 6-1-6-3.

Количество зеркал и кварцевых эталонов определяется экспериментально, исходя из требуемой вероятности обнаружения включений, которые увеличиваются при увеличении количества зеркал, располагаемых по экватору камеры 2.

При скольжении луча лазера по кварцевым эталонам (6 - 1 - 6 - 3) он рассеивается в окружающее пространство (в качестве кварцевых эталонов используют молочное

стекло, изготавливаемое из химически чистого кварца). Так как кварцевые эталоны практически не поглощают свет, а только рассеивают его, то весь световой поток лазера возвращается в полость камеры 2.

Стенки последней покрыты белым диффуз- но отражающим материалом с коэффициентом отражения, близким к единице. Свет, рассеянный кварцевыми эталонами, многократно отражается от стенок камеры 2 и

равномерно распределяется по ее поверхности, поэтому освещенность в любой точке ее поверхности прямо пропорциональна полному световому потоку, рассеянному кварцевым эталоном.

Фотодатчик 5, защищенный от прямого

света лазера 4 экраном 7, через молочное стекло регистрирует эту освещенность и преобразует ее в электрический сигал Иб (фиг.4, Иб (t)). Сигнал фотодатчика 5 проходит на вычитающий элемент 11 и интегратор

10(фиг.1). Последний производит интегрирование сигнала И5 (фиг.4, Ию{т.)). Постоянная интегрирования т&, берется равной не менее 100 Ti, где Т|- время развертки лазерного луча поверхности куска наибольшего размера. При таком условии за время анализа точечного включения в куске сигнал с интегратора 10 практически не изменяется. Сигналы на входах вычитающего элемента

11 по усредненной амплитуде практически равны (фиг.4, I/Is (t), Ию (t) при t Тз - t4). поэтому на его вь;ходе наблюдается небольшой сигнал аппаратурных шумов элементов 5, 10, 11 и 13 схемы сепаратора (фиг.4, И ц

(т т.3 - и)). Сигналы вычитающего элемента

11и интегратора 10 через потенциометр 9 поступают на входы электронно-измерительного блока 12. Движок задатчика 9 порога предвэритепьно устанавливают в такое положение, при котором сигнал аппаратурных шумов не превышает сигнал г. движка задатчика 9. Это не позволяет срабатывать электронно-измерительному блоку 12 для включения разделяющего механизма 13. Таким образом, скольжение луча лазера по кварцевым эталонам не вызывает срабатывание разделяющего механизма 13.

При подаче с транспортера 1 в камеру 2 высокопрозрачного куска кварца с поглощающим включением происходит следующее. Пересекая плоскость экватора камеры 2, кусок поэлементно облучается лучом лазера. Когда луч скользит по куску, он частично отражается от его поверхности и частично проникает в его толщу. Высокопрозрачный кварц практически не поглощает световой поток луча, а только в своей толще хаотично и многократно преломляет и расщепляет его на несколько отдельных лучей, которые выходят наружу и интегрируются камерой 2. Но так как в данном случае кусок имеет в своей толще включение, то при многократном внутреннем преломлении луча часть его светового потока поглощается включением (фиг.За). Фотодатчик 5 регистрирует уменьшение освещенности камеры 2 в виде уменьшения сигала Иб (фиг.4, ti -ts; U - ts). Но такой отклик фотодатчика 5 не представляет собой надежного параметра для обнаружения включения. Однако в дальнейшем при своем круговом вращении луч лазера неизбежно натыкается непосредственно на включение (фиг.Зб), вследствие чего существенная часть его энергии поглощается материалом включения. В этом случае отклик фотодатчика 5 значительно превышает уровень его шумов, и поэтому становится надежным параметром обнаружения включения (фиг.4), Ms(t3-14)). Отклик на включение фотодатчика 5 поступает на первый вход вычитающего элемента 11, на втором входе которого сохраняется сигнал интегратора 10, предшествующий анализу включения. Вследствие этого, на выходе элемента 11 появляется сигнал, амплитуда которого соответствует отклику фотодэтчика 5 на включение (фиг.4, И11 (гз - fci)). Сигнал отклика на включение с выхода элемента 11 сравнивается электронно-измерительным блоком 12 с сигналом потенциометра 9. Так как сигнал

отклика с элемента 11 больше сигнала потенциометра 9 (фиг.4, Ид (t3 t/i), Ип (1з -14)). электронно-измерительный блок 12 включа ет разделяющий механизм 13 своим сигналом И-|2 (фиг.4, И13 (t3 ti)). Разделяющий механизм 13 отделяет кусок, пораженный включением, от исходного сырья.

При подаче в камеру 2 высокопрозрачного куска отклика с фотодатчика 5 не появляется (фиг.4, Иб (te - t)), поэтому такой кусок разделяющим механизмом 13 не отделяется и остается в исходном сырье.

Формула изобретения

Сепаратор для отбраковки прозрачных

минералов, пораженных включениями, содержащий узел подачи минералов, под которым установлена камера осмотра, выполненная в виде сферы с входом и выходом

для прозрачных минералов, осветитель, установленный с внешней стороны камеры осмотра в ее экваториальной плоскости, фотодатчик, расположенный на поверхности камеры осмотра, которая имеет прорезь по

экватору для поэлементного кругового осмотра минералов, электронно-измерительный блок, задатчик порога и разделяющий механизм, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью точности обнаружения высокопрозрачных минералов, пораженных поглощающими включениями, в него введены гальванометр, зеркала, кварцевые эталоны, экран, интегратор и вычитающий элемент, при этом зеркала и гальванометр установлены в экваториальной плоскости камеры осмотра с ее внешней стороны, а кварцевые эталоны - в экваториальной плоскости камеры осмотра внутри нее и вокруг зоны полета минералов, причем гальванометр установлен с возможностью сканирования лучом осветителя поверхности кварцевых эталонов, экран установлен перед фотодатчиком, выход которого соединен с первым входом вычитающего элемента непосредственно и через интегратор с вторым его входом, выход которого соединен с первым входом электронно-измерительного блока, второй вход которого через задатчик порога разделения соединен с выходом интегратора, а

выход электронно-измерительного блока подключен к нхочу разделяющего механизма.

Вид сберхц

000

V

зерма/ю гальванометра Фиг 2.

У

Изобретение относится к разделению твердых предметов по их фотометрическим QiOCS О 3-1 3 Ьеркало гальданометра - свойствам. Цель -повышение способности обнаружения высокопрозрачных кусков кварца, пораженных поглощающими включениями. Под узлом 1 подачи минералом (М) установлена камера (К) 2 осмотра о оиде сферы с входом и выходом для прозрачных М. С внешней стороны К 2 в ее экваториальной плоскости установлен осветитель 4. На поверхности К 2 расположен фотодзт- чик (ФД) 5. По экватору К 2 имеет прорезь для поэлементного кругового осмотра М. В экваториальной плоскости К 2 внутри нее и вокруг зоны полета М установлены кварцевые эталоны 6-1-6-3. Перед ФД 5 установлен экран 7. В экваториальной плоскости К2 с ее внешней стороны установлены зеркала 8-1.8-2ис возможностью сканирования лучом осветителя 4 поверхности кварцевых эталонов гальванометр 3. {/ Полочное стекло V/

Ймючения

а5

Фиг)