Устройство для анализа качества сыпучих материалов на ленте конвейера Советский патент 1982 года по МПК B03B13/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА КАЧЕСТВА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА

Изобретение относится к анализу качества сьгаучих материалов в транспорт ных потоках и может быть использовано для анализа качества угля, кокса, горючих сланцев .в горноперерабатывающей и металлургической отраслях промышленности. Известно устройство для непрерывного и бесконтактного измерения зольност угля на ленте конвейера, содержащее ограничитель высоты насыпки угля (разравнивающий нож), ограничители ширины потока, ограничивающий плужковый сбрасьшатель, источник и детектор ионизирук щего излучения, расположенные по разны стороны контролируемого материала и электронный блок, вынесенный из зоны облучения 1 . Недостаток известного устройства заключается в том, что на результаты измерения зольности оказывает влияние колебание элементного состава золы и влажности угля. Известно устройство для анализа качества сьшучего мaтe;tJиaлa на ленте конвейера, содержащее ограничитель ширины потока, разрав ивающий нож, ограничивающий плужок-сбрасыватель, размещенные по разные стороны от плоскости ленты напротив друг друга излучатель и детектор, который соединен через двух- канальный анализатор с электронным блоком 2 3 . Для компенсации колебаний элементного состава золы в устройстве использован излучатель быстрых (14 МэВ) нейтронов, расположенный под лентой конвейера и детекторы бета- и гамма-излучения, помещенные над исследуемым материалом. Выходы детекторов соединены с входами двух амплитудных дискриминаторов, а выходы дискриминаторов соединены с входом схемы антисовпадений и электронным блоком. Однако в известном устройстве сохраняется недостаток, связанный с погрешностью определения зольности при зна- читальных колебаниях влажлости угля. Это обусловлено тем, что, например, при увеличез-ши влажности угля растет содержание водорода, а это приводит к интенсивному замедлению быстрых нейтронов излучателя. Регистрируемое бетаизлучение С энергией 13,4 МэВ образуется при активации быстрыми нейтронами ядер углерода, причем энергия ней- тропов должна быть не менее 13,6 МэВ Поэтом за счет замедления быстрых нейтронов количество актов активации уменьшается и соответственно уменьшается число образованнь1Х бета-частиц, что приводит к заниже шю показаний зол ности угля. В то же время низкая проникавшая способность бета-излучения также снилоает точность контроля в виду малой пр ставителыюсти анализируемого материала (контроль качества при высоте насьш ки угл-Я на конвейере не больше 15 см) Цель изобретения - повышение точнос ти анализа путем исключения влияния влажности. Поставленная цель достигается тем. что устройство для анализа качества сыпучего материала на ленте конвейера. содерлсащее ограничители ширины потока, разравнивающий нож, ограничивающий плу жок - сбрасыватель, размещенные по разные стороны от плоскости ленты напротив друг друга излучатель и детектор который соединен через двухканальный анализатор с электронным блоком, снабл ;ено отралсаа-елем из парафина с параболической полостью, диафрагмированной аттенюатором, обращенной к детектору, И водородосодеряшщим замедлителем, а детектор снабжен экраном, вьшолненным из бора, причем в качестве излучателя применен плутоний-бериллиевый источник быстрых нейтронов, размещенный в замедлителе и установленный в фокусе параболической полости отражателя. На фиг. 1 схематически изображено устройство, общий вид, (на котором для лучшего понимания конструкции блока ис точника показан частный вырез); на фиг. 2 - то же, вид сверху. Конвейерной лентой 1 транспортируется анализируемый уголь 2. Ограничители 3 ширины потока, сужающее приспособление 4, разравнивающий нож 5, ограничивающие плумши-сбрасыватели 6 закреплены к раме 7, которая приварена к ставу 8. Парафшювый отражатель 9 расположен над конвейерной лентой 1 и прикреплен к раме 7. В фокусе паг)а5оли 9 14 ческой полости 10 парафинового отражателя 9 закреплен плутоний-бериллиевый источник 11 быстрых нейтронов, который помещен в цилиндрический водородсодержащий замедлитель 12. В выходном отверстии полости 10 расположен свинцовый аттенюатор 13,. вьшолненный в виде конуса. Детектор 14 гамма-излучения окружен экраном 15 из бора и устано&лен между ставом 8 конвейера и грузовой ветвью, выход детектора 14 соединен с входом двухканального амплитудного анализатора 16. Выходы амплитудного анализатора 16 соединены с входа- ми электронного блока 17. Устройство работает следующим обраПоток угля 2, перемещаемый конвейерной лентой 1, проходя через сужаюii ee приспособление, формируется по ширине. Разравнивающий нож Б служит для формирования потока угля по высоте. Ограничивающие кружки-сбрасыватели 6 предохраняют блок источника от попадания на него крупных кусков угля, а ограничители 3 ширины поддерживают постоянной щирину потока угля. Сформированный поток угля попадает в зону действия нейтронного источника, где облучается потоком тепловых нейтронов. При радиационном захвате тепловых нейтронсяа ядрами элементов минеральной части угля (5i ,А€ , Cd, f-e , S) и водорода возникает мгновенное гамма-излучение, интенсивность которого пропорциональна зольности и влазйности угля. В таблице представлены ядерные характеристики реакции радиационного захвата для основных элементов, входящих в состав угля. Из нее следует, что энергия гамма-излучения для элементов минеральной части составляет 4,9-7,8 МэВ, а энергия гамм -излучения радиационного захвата тепловых нейтронов для водорода соответствует 2,23 МэВ. В устройстве используется двухканальный амплитудный анализатор 16, каналы которого настроены на регистрацию гак ма-излучения в области энергий 4,97,8 МэВ и 2,23 МэВ. Поскольку изменение влажности, скааьшающееся на плотности угля, приводит к изменению интенсивности гамма-излучения радиационного захвата в области 4,9-7,8 МэВ, то с целью исключения влияния этого фактора в электронном блоке 17 осущестЕУ1яется суммирование сигналов с двухканального анализатора импульсов. Так, если увеличение влажности угля приводит к уменьшению интенсивности гамма-излучений радиационного захвата в области энергий 4,9-7,8 МэВ за счет уменьшения плотности, то одновр&- менно это увеличение влажности приводит к увеличению интенсивности гамм излучения с энергией 2,23 МэВ. Сумма обоих интенсиБностей в диапазоне 4,97,9 МэВ и 2,23 МэВ практически постоянная при изменениях влажности. Сл&довательно, увеличение зольности угля приводит к увеличению интенсивности гамма-излучения в области 4,9-7,8 МэВ и, в свою очередь, к увеличению суммар ного сигнала.. Таким образом, в предоаггаемом устройстве ОСушествляется кок пенсация влияния влажности угля на точность определения зольности. В устройстве для получения направленного потока тепловых нейтронов использован плутоний-бериллиевый источни быстрых нейтронов и спектр нейтронов которого простирается от 1 до 11 МэВ. Для замедления быстрых нейтронов до тепловой энергии около 0,025 МэВ иоточник помешается в парафиновый отражатель 9, в котором со стороны анализируемого материала выполнена парабо лическая полость 1О. Источник нейтронов закрепляется в цилиндрический водородосодержащий замедлитель 12 и располагается в фокусе параболической полости. Предварительно замедлившиеся в цилшздрическом замедлителе нейтроны вза

О

АС.

Fe Si Са 5

35 60 48 22 51,5 916 имодействуют с парафиновым отражателем и за счет диффузии и альбедо от параболической области преобразуются в направленный поток тепловых нейтронов. Экспериментально установлено, что поток, тепловых нейтронов, вышедших из с ражателя, в 15 раз больше, чем поток ic ловых нейтронов, образованных при пом&щении источника в сферический замедлитель. Использование в устройстве парафинового отражателя и цилшвдрического водородсодержашего замедлителя позволяет повысить точность анализа путем исключения вли5шия влажности за счет повьииения плотности потока тепловых нейтронов с одновременным уменьшением активности нейтронного источника. Для исключения влияния собственного гамма-излучения нейтронного источника (,5 МэВ) на измерение зольности угля в устройстве использован свинцовый аттенюатор 13, вьтолненный в виде конуса. Высота конуса выбирается в зависимости от активности нейтронного источника. Так, для источника активнооTbto 10 н/с высота конуса равна 12 см. Детектор 14 гама-излучения ,н тример кристалл Na3(T8J, помещается в нейтронопоглошаюший экран 15 из бора, чем уменьшается активация кристалла теплоВыми нейтронами. Использование предлагаемого устройства приводит к повышению выхода концентрата, исключает влияние колебаний влажности на излучение зольности угля, кокса и горючих сланцев, Формула изобретения Устройство для анализа качества сыпучих материалов на ленте конвейера, с держащее ограничители ширины потока, разравнивающий нож, ограничивающий плужок-сбрасыватель, размещенные по разйые стороны от плоскости ленты напротив друг друга измеритель и детектор, который соединен через двухканал1г ный анализатор с электронным блоком, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности анализа,, путем исключения вли5шия влажности, оно снабжено отражателем из парафина с параболической полостью, диафрагмированной аттенюатором, обращенной к 91 детектору, и водородсодержашим замедлителем, а детектор снабжен экраном, вьшолненным из бора, причем в качестве излучателя применен плутоний-берилливвый источник быстрых нейтронов, разм&щенный в замедлителе, установленный в фокусе параболической полости отражателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ГДР № 134146, л.В 0313/О6,В 65 G, 43/00. 1976, 2. Авторское свидетельство СССР о заявке № 2938644/22-03, л, В ОЗ В 13/06, 1980 (прототип).

-

,

N

..:... ;.

.;..-.:/

,..;...:

........ t:vb-:-V

.. .:

D