Устройство для сортировки руды

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 В 07 С 5/342

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ л (О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2778800/!8-12 (22) 04.06.79 (31) 78/3198 (32) 05.06.78 (33) ZA (46) 07.06.86. Бюл, М 21 (71) Офир .Инвестментс Лимитед (ЯЯ) (72) Альберт Питер Хокинс, Алан Бойль|

Артур Вилки Ричардс (AU) и Хилтон Пол

Гордон (ZA) (53) 683.157(088.8) (56) Патент США 11 3802558, кл. 209»75

1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ

РУДЫ, содержащее блок транспортирова- ния руды, блок детектирования, расположенный под транспортирующей лен„„SU „„1237069 А 3. той блока транспортирования руды, блок оптической сортировки руды, установленный в конце движения транс- портирующей ленты блока транспортирования руды, блок управления и синхронизации, подключенный выводами к электрическим выводам привода блока транспортирования руды, блока детектирования и блока оптической сортировки руды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сортировки, блок детектирования имеет ряды детекторов, расположенные параллельно движению транспортирующей ленты блока транспортирования руды, при этом выводы детекторов подключены к синхровходам блока управления и синхронизации.!

237069

Изобретение относится к устройствам для сортировки руды.

Цель изобретения — повышение точности сортирования.

На фиг. 1 приведено устройство для сортировки руды, схематический вид; на фиг. 2 и 3 - альтернативные воплощения детекторов, встроенных в устройство, вид сверху; на фиг, 4-6— схемы альтернативных воплощений систем обработки сигнала для получения окончательных результатов.

Устройство содержит ленточный конвейер 1 с транспортирующей лентой 2, верхний пролет 3, на который подаются сортируемые объекты 4 из бункера 5.

Объекты 4 переносятся верхним пролетом конвейера над стальной плитой 6, которая расположена над системой управления и анализа свойств руды.

Объекты 4 сбрасываются с переднего конца 7 ленточного конвейера так, чтрбы пролететь в свободном полете через поле оптического сканирования и за отклоняющим средством 8. Отклоняющее средство 8 может включать на боры форсунок воздушных струй, к которым подается сжатый воздух через воздушные клапаны, управляемые сигналами из анализатора сигналов. Анализатор сигналов получает входные сигналы от системы управления и тахо" метра скорости ленты и вырабатывает выходные сигналы, которые управляют воздушными клапанами отклоняющего средства 8 таким образом, что объс екты, обладающие выбранной характеристикой, подвергаются ударному воздействию воздушных струй так, чтобы быть отклоненными в собирающий бункер 9, в то время как отвергнутые объекты продолжают свободный полет в бункер некондиционных материалов.

Устройство может быть использовано для сортировки кусков радиоактивной руды. В этом случае оно включает некоторое количество элементов 10, чувствительных к сцинтилляции..

Элементы, чувствительные к сцинтилляции, реагируют на размер и радиоактивность сортируемых кусков.

Таким образом, когда куски, подаваемые из бункера 5, в общем мальt, это достигается предварительной операцией сортировки по размеру. Элементы, чувствительные к сцинтилляции,, могут быть установлены в порядке, показанном на фиг. 2, так, чтобы раз.!

О

30 делить пролет 3 ленты на некоторое количество узких каналов. При этом каждый элемент, чувствительный к сцинтилляции, способен эффективно просматривать всю ширину канала. В этом случае с каждым каналом связь вается группа детекторов сцинтилляции„ расположенных с равными интервалами вдоль канала, причем каждый детектор образуется единственным элементом 10, чувствительным к сцинтилляции. На фиг.l показаны такие детекторы 11 для каждого канала.

Когда сортируемые куски будут большего размера, так,что не смогут эффективно быть просканированы единственным элементом, чувствительным к спинтилляции„ элементы 10, чувствительные к сцинтилляции, могут быть составлены в группы, располагающиеся поперек соответственно более широких каналов так, что каждый детектор состоит из такой группы чувствительных элементов, Это устройство (фиг. 3) содержит (для каждого канала) три детектора 11, каждый из которых составлен группой из трех элементов 10, чувствительных к сцинтилляции. Детекторы 11 устанавливаются между тяжелы" ми свинцовыми перегородками для защиты от влияния соседних каналов.

5Î

Блок 12 управления и синхронизации обрабатывает сигналы, получаемые от детекторов 11 одного канала ленты, Следует отметить, что блок 12 должен иметь множественные обрабатывающие схемы для выполнения таких операций для каждого канала.

Блок 12 работает для получения сигналов от всех детекторов 11 через регулярные интервалы времени, определяемые скоростью ленты, так, что каждый сигнал представляет выход соответствующего детектора 11, когда отдельный короткий участок ленты проходит этот детектор независимо от того, расположен или нет на этом участке кусок руды.

Блок 12 накапливает эти сиги чы таким образом, что каждый сигнал последнего детектора 11 накапливается вместе с сигналом от каждого предшествующего детектора 11 во время, равное

D т,;

nего детектора ll, где D — расстояния между последним детектором !1 и предшествующим детектором 11, V перед получением сигнала от послед"!

237069 скорость перемещения ленты. Это накоп. ление продолжается в течение определенного времени для выработки сигналов, каждый из которых представляет выходы всех детекторов II получаемые 5 .с отдельного участка ленты.

Сигналы, получаемые от средства сканирования, указывают, какой отдельный участок ленты занят сортируемыми кусками руды. Блок 12 использу- б ет эти сигналы для сравнения сигналов сканирования с сигналами накопления, соответствующими этому участку ленты, для выработки управляющих сигналов, используемых для управления сортиров- кой. Сравнение эффективно направляет сигналы накопления так, что окончательные сигналы управления зависят от накопления сигнала, получаемого от последнего детектора II во время, б указанное сигналом сканирования, яв.ляющееся временем прохождения объекта через последний детектор 11, и от сигнала, полученного от каждого предшествующего детектора 11 во время, указанное сигналами сканирования. Это время является временем прохождения того же объекта через предшествующий детектор 1!.

Одна отдельная схема для выполне- 30 ния указанных функций блока 12 показана на фиг. 4. Эта схема содержит триггеры 13 для получения импульсов сцинтилляции от детекторов 11, В случае, когда каждый сцинтилляционный де.з детектор 11 состоит из группы чувствительных элементов 10, (фиг. 2 и 3) выходы отдельных чувствительных элементов 10 подаются на элементы ИЛИ 14 для обеспечения входов триггеров, но если элементы 10, чувствительные к сцинтилляции, установлены в порядке, показанном на фиг. 2, без этих элементов ИЛИ можно обойтись.

Триггеры 13 имеют установочные 4 входы 15. Синхронизирующие импульсы подаются на эти входы 15 с частотой, пропорциональной скорости ленты, замеренной тахометром 16, Постоянная пропорциональности выбирается так, чтобы интервал времени между последовательными импульсами был представ" лен очень коротким участком пути ленты. Во время этого интервала вре мени триггеры 13 устанавливаются лю бым сцинтилляционным импульсом, вырабатываемым детектором Il так, чтобы в конце этого же интервала времени сигнал, подаваемый и синхронизируемьп в регистрах 17 смещения, указывал, бып ли импульс получен от детекторов ll сцинтилляции. Триггеры

13 устанавливаются в начале каждого синхронизирующего периода в состояние готовности к следующему интерва- лу времени.

Выходные сигналы триггера 13 подаются на регистр 17 смещения и синхронизируются в нем до уровня, управляемого синхронизирующим входом

15, и затем подаются на элемент

ИЛИ 14, который также получает выход" ные сигналы триггера 13. Выходные сигналы триггера 13 таким образом накапливаются с задержанными выходнымн сигналами триггера 13, и наполненные импульсы подаются на следующий регистр 17 смещения.

Уровень синхронизации синхронизирующего входа 15 регистра 17 смещения выбирается относительно количест. ва знаков хранения битов информации в регистре 17 смещения и скорости ленты так, чтобы каждый задержанный импульс, появляющийся на элементе

ИЛИ 14 из регистра 17 смещения, бып связан с тем же участком ленты, что и импульс, появляющийся из регистра !

7 смещения.

Накопленные импульсы счета прохо дят через регистр 17 смещения, на уровне, устанавливаемом синхронизирующим входом 15, и проходят на элемент ИЛИ, который также получает им пульсы счета от триггера 13, Уровень синхронизации входа 15 выбирается так, что наполненные сигналы проходят на элемент ИЛИ 14 от регистра 17 сме щения с теми же участками лент, что и сигналы, проходящие от триггера 13.

Вывод элемента ИЛИ 14 подключен к следующему регистру 17 смещения, который эффективно складывает импульсы счета от регистра 13 и накопленные импульсы счета от регистра 17 смеще ния.

Накопленные импульсы счета, полу» ченные регистром 17 смещения, перево» дятся в большой регистр 18 смещения, который работает при относительно вы" сокой частоте синхронизации. Импульсы счета, накопленные таким образом, со» держат импульсы счета, полученные от объектов, проходящих над детекторами !

1 и хранятся в регистре 18 смещения до тех пор, пока анализируемые куски! 237069 не будут просканированы оптическим образом блоком 19 оптической сортиров" ки руды.

Устройство также содержит коллиматор 20, счетчики 21 и дополнитель5 ные регистры 22 смещения, приемные бункеры 23 и 24. Блок детектирования состоит з детекторов 11. Блок транспортирования руды содержит ленточный конвейер 1, транспортирующую ленту 2, тахометр 16.

Устройство работает следующим образом.

Над потокам кусков руды установле15 на пластина коллиматора 20, Эта пластина коллиматора 20 состоит из большой плиты из подходящего материала, в которой просверлено множество коллиматорных отверстий. Над каждым оа20 верстием,установлен фототранзистор, Коллиматорные отверстия и фототранзис" торы установлены в единственную линию поперек траектории перемещения кусков руды. Когда под пластиной коллиматора

20 нет куска руды, свет флюаресценции попадает на все фототранзисторы, которые н результате переходят н состоя" ние проводимости, Однако, когда кусок руды проходит под пластиной коллима30 тора 20, он перекрывает некоторое количество коллиматорных отверстий от воздействия света, и ток каждого фототранзистара, связанного с этими отверстиями, падает до темнового значения. Количество ныключаемых фото" транзисторов зависит от площади частицы, спроектированной на пластину коллиматора 20 и число ныключенных транзисторов указывает на площадь

40 проекции куска.

Блок 19 управляется также и синхронизирующими импульсами, связанными со скоростью перемещения ленты 2. В интервале управляемые уровнем синхронизации выходы ряда фототранзис45 торов подаются на последовательнопараллельный регистр 17 смещения, из которого они проходят к блоку 12 как серии импульсов, указывающих: на площадь куска руды, пересекающего оптическую ось блока 19 в частный интервал нремени, и на положение этого куска поперек канала, т,е, степень, в которой этот кусок отклонился от центра. Эти сигналы подаются на блок

12 и обрабатываются. Для коррекции измерения площади, согласно степени, в которой кусок отклонился от центра канала„ обработанные сигналы подают ся на компаратор„ который сравнивает их с сигналами (также обработанными) от регистра 18 смещения, которые соответствуют участку ленты 2, заня тому этим куском во время его прохождения над детекторами 14. Компаратор обеспечивает измерение радиоактивности куска на основе радиоактивности единицы его площади и вырабатывает выходные сигналы, если она существен но превышает избранное значение. Эти сигналы используются в управляющей передаче сигналов клапаном воздушного удара так, что выбранный кусок поднер" гается воздействию воздушного удара и направляется вниз в бункер 9, а нежелательные куски не подвергаются этому воздействию и продолжают падать в бункер 2З, Компаратор, таким образом, эффективно запирает сигналы от регистра 18 смещения, так, что толь ко те сигналы, которые соответствуют наличию куска руд6! используются для получения управляющих сигналов.

Необходимость обработки сигналов.

or блока !9 нозникает из за того, что чувствительность детекторов ll к радиации исходящей из различных учаcòêîâ куска руды, будет меняться н занпсимости от того, на сколько этот участок смещен от центра какала. Когда. каждый детек-ор ll содержит некоторое количество чувствительных элементов 10, расположенных поперек канала, чувствительность оп» редепения становится более единообразной по всей ширине канала, но, тем не менее, уменьшается в участках ь.ежду соседними чувствительными элементами и в концевых участках, Кривая изменения чувсгвительности для детекторов 11 может быть определена эмг прически, а импульсы от блока !9 проходят через компснсационную схему, н которой каждый импульс умножается на множитель, соответствующий позиции отдельного фототранзистора, от которого был получен этот импульс.

Коэффициенты умножения могут быть заданы заранее для компенсации изменений чувствительности детекторов поперек канала. Таким образом, импульсы сканирования, соответствующие области канала. с пониженной чувствительност:ью детектора 11 будут умножены на множитель, больший чем множитель,, приложенный к импульсам, соот!

237069 ветствующим участкам с высокой чувс нительностью. Импульсы этой области, следовательно, нормализуются или стандартизуются и проходят в накопитель, из которого они затем попадают в ком- 5 паратор.

Сигналы от регистра 18 смещения перед подачей на компаратор также обрабатываются. Эти сигналы проходят через умножитель (генератор коротких импульсов) и делитель в накопитель, который подает обработанные сигналы на компаратор. Делитель может быть настроен для соответствия качеству (сорту) испытываемой руды и для определения интенсивности радиоактинности, требуемой для выработки сигнала приема пуска.

Сигналы, передаваемые на клапаны воздушного удара, являются сигналами, 20 полученными от блока 19, и указывающими как на площадь, так и на положение отдельного участка куска т.е.> сигналами перед компенсацией чувствительности детектора 11. Управляющие 5 сигналы определяют, которые иэ этих сигналов сканирования должны быть переданы на клапаны воздушного удара, и выбранные сигналы синхрониэируются через регистр 17 смещения так, чтобы И они управляли элементами ИЛИ после соответственной временной задержки и в соответствии с точным положением куска руды в канале.

Различные синхронизирующие импуль- З5 сы для управления проведения сигналов через триггеры 13 и регистры 17 смещения могут быть получены с помощью управляющих схем.

Схема (фиг, 4) удовлетворяет вью- 4О работку управляющих сигналов "Принять

/Отвергнуть" в операции сортировки.

Однако, если объекты 4, подлежащие сортировке, включая некоторые куски интенсивной радиоактивности, некото- 4s рые регистры 17 смещения могут насытиться и некоторые импульсы счета могут быть утеряны. Термин Накопление используемый здесь, не ограничивается тотальным сложением всех накопленных сигналов. Вероятность насыщения регистра 17 смещения возрастает по мере увеличения накопленной через элемент

ИЛИ информации. Предел насыщения ре гистров !7 смещения незначителен в простой операции сортировки, однако в некоторых операциях важно показать сорт руды, проходящей через машину.

B таких случаях используется схема по фиг. 5.

Схема по фиг, 5 - прямая замена схемы задержки по фиг. 4 и разработа" на для точной записи импульсов счета различных детекторов сцинтилляции в каждом канале, Выход каждого детектора II считается н двоичном счетчике

2! параллельной загрузки за период .

Т, где Т - период синхронизации ре" гистров 22 смещения. В конце каждого периода Т дноичная информация в счетчике 21 параллельно загружается в некоторое количество регистров 22 смещения, и двоичный счетчик 21 устанавливается в первоначальное поло жение путем параллельной загрузки . двоичного импульса, хранящегося пред шествующей группой регистров 2." смещения в счетчик. Двоичный счетчик 21 теперь готов для записи импульсон сче. та от детектора II во время следу ющего периода Т . Затем импульсы счета, связанные с отдельным участком частицы руды, точно накапливаются путем прямого сложения. Накопленные им" пульсы счета проходят из двоичного счетчика н двоичный счетчик по мере передвижения связанной частицы руды по ленте 2 и наконец подаются в ре гистр 17 смещения, функции которого совладают с функциями регистра IS (фиг. 4) .

В схеме (фиг. 6) импульсы счета, накопленные и счетчиках 21 из детекторов II но время периода синхронизации Т каждого регистра !7 смещения загружаются в цепь регистра 22 смещения. Количество блоков регистра

22 смещения выбирается так, чтобы ин" формация, собранная в период Т, соотнетстнующая данному положению частицы в отношении к соответствующему детектору 11 появлялась на входе накопителя в то же время, что и импульсы счета от последнего счетчика детектора 11, когда частица находится в том же положении относительно последнего. детектора 11.

Счетчики 21 устанавливаются н перноначальное положение в начале каждого периода Т, и двоичное число, представляющее сумму импульсов счета, накопленных в период Т считывается в регистры 22 смещения в конце каждого периода. Накопитель суммирует двоичные числа от каждой иэ цепей регистра 17 смещения, соответствую12370

1171 11

11 Б

О О

О О

О О

tpuz Б

Составитель С,7 лен сандров

Техред Л.Сердюкова

Редактор A. Сабо

Корректор И.Муска

Заказ 3100/59

Тираж 565 Подписное

ВН1П1ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 щей каждому счетчику детектора ll, и сумма в виде двоичного числа затем подается на регистр 17 смещения, который задерживает информацию на период, соответствующий времени, кото рое требуется куску руды, чтобы перейти расстояния между последним детектором 11 и блоком 19.

Указанное устройство была приведено для примера и может быть сущест- 10 венно изменено. Например, в качестве детекторов можно использовать другие типы детекторов для определения других характеристик сортируемых объектов. 5

Несмотря на то, что предпочтительно сканировать куски во время свободного полета, поскольку это позво69 10 ляет использовать блок 19, куски могут сканироваться перед появлением над детекторами 11, и детекторы ll тогда будут работать для получения сигнала только тогда, когда кусок проходит над ними

Предлагаемое изобретение не обязательно ограничивается сортирующими машинами, а система детектирования может использоваться для автома» тического сортирования или клеймления объектов 4. Соответственно, предлагаемое изобретение ни в коем случае не ограничивается деталями указанного устройства. Использование изобретения повышает точность сорти рования.