Сепаратор для выделения флюоритовых кусковых концентратов
Изобретение относится к устройствам для сортировки твердых материалов, может быть использовано для выделения флюоритовых кусков концентратов и позволяет повысить селективность выделения флюоритовых кусков путем учета вкраплений обогащаемой породы. Новым в сепараторе является введение дополнительного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, компараторов, амплитудных детекторов, элементов И, дополнительных коммутаторов, ждущих мультивибраторов, генератора импульсов, источника напряжения смещения, задатчика опорного напряжения, выпрямителя и сумматоров. За счет этого производится анализ амплитуд люминесценции двух симметрично противоположных сторон кусков флюорита с периодическим выравниванием сигналов люминесценции и сравнения модуля разности амплитуд сигналов с их суммой. 1 п.ф., 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (ч)ю В 07 С 5/342
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ () о с ! фь. ф
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4491454/12 (22) 10.10.88 (46) 23.07.91. Бюл. N.. 27 (71) Кольский филиал Спеццентра "Сибцветметпромсвязь" Научно-производственного объединения "Сибцветметавтоматика" (72) В.Г.Яхин, В.В.Краячич, С.В.Лысов и
В.В.Апанасевич (53) 681.37 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
hh 730090, кл, G 01 N 23/22, 1977. (54) СЕПАРАТОР ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ФЛЮОРИТОВЫХ КУСКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ (57) Изобретение относится к устройствам для сортировки твердых материалов, может быть использовано для выделения флюоритовых кусков концентратов и позволяет lloИзобретение относится к устройствам для сортировки твердых минералов и может быть использовано для выделения флюоритовых кусковых концентратов.
Цель изобретения — повышение селективности выделения флюоритовых кусков путем учета вкраплений обогащаемой породы.
На фиг,1 показана схема сепаратора, .вид А; на фиг.2 — диаграммы отклика электронных блоков сепаратора в случае пролета через его камеру чистых (без вкраплений породы) флюоритовых кусков; на фиг.3 — диаграммы отклика электронных блоков сепаратора в случае пролета через его камеру кусков флюорита с породными включенияСепаратор содержит транспортный механизм 1, иэмерительн ю камеру 2, рентге„„5U „„1664417 Al высить селективность выделения флюоритовых кусков путем учета вкраплений обогащаемой породы. Новым в сепараторе является введение дополнительного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, компараторов, амплитудных детекторов, элементов И, дополнительных коммутаторов, ждущих мультивибраторов, генератора импульсов, источника напряжения смещения, задатчика опорного напряжения, выпрямителя и сумматоров. За счет этого производится анализ амплитуд люминесценции двух симметрично противоположных сторон кусков флюорита с периодическим выравниванием сигналов люминесценции и сравнения модуля разности амплитуд сигналов с их суммой. 1 п.флы, 3 ил. новские трубки 3, коллиматоры 4, фотоприемники 5 и 6, усилитель 7 с регулируемым коэффициентом усиления (УРКУ), дифференциальный усилитель 8, генератор 9 импульсов, выпрямитель 10, коммутаторы
11-13, сумматоры 14, ячейку 15 памяти, амплитудные детекторы 16 и 17, задатчик 18 опорного напряжения, компараторы 19-21, элементы И 22 и 23, блок 24 формирования управляющего сигнала, линию 25 задержки, источник 26 инфракрасного излучения, узел
27 фотолинейки, ждущие мультивибраторы
28 и 29, источник 30 напряжения смещения, исполнительный механизм 31 сепарации, формирователь 32 прямоугольных импульсов. Позицией 33 (фиг.1) обозначен сепарируемый кусок.
Применение в сепараторе контура выравнивания. собранного на элементах 7, 8, 1664417 и со стороны фотоприемника 6. Учитывая, что фотоприемники и рентгеновские трубки установлен ы один и рати в других симметрично (фиг. 1), проекции люминесцентных полос A>...А7 и B>...В7, видимых обоими фо топриемниками, будут равными, т,е.
А1=В1, А2= В2 и т.д.
Люминесцирующие слои излучают свет так, что их яркость практически не зависит от направления осмотра.
Следовательно, при одинаковых чувствительностях фотоприемников, интенсивностях рентгеновских потоков трубок 3 и равном расстоянии люминесцирующих полос от. фотоприемников и трубок фотоприемники должны зарегистрировать равные амплитуды сигналов люминесценции от сторон А и В куска. Ка практике указанные величины разные, например чувствительность фотоприемников может различаться из-за различного их загрязнения, из-за разброса траектории полета кусков через камеру невозможно добиться, чтобы поверхности кусков находились на одинаковом расстоянии от фотоприемников и трубок и т.п. Все это приводит к тому, что от равных проекций люминесцирующих полос амплитуды сигналов фотоприемников будут существенно различаться. Например, про- . екции люминесцирующих полос А = В1, А =
Bz и т.д. (фиг.2). Из-за разброса траектории полета кусков поверхность В проходит ближе к фотоприемнику 6, чем поверхность А к фотопримнику 5. Это приводит к тому, что сигналы от люминесцирующих полос В1, Вг...В7 будут больше соответствующих сигналов от люминесцирующих полос А1, А2„.Az. Причем отношение амплитуд сигналов смежных люминесцирующих полос можно считать равными с высокой точностью:
UA> ОЯг
U Â1 UВ
UA
UВ2
0 Аз ВЗ
55 ника 26, размещенного вне зоны видимости фотоприемников 5 и 6, фотолинейки узла 27, уалов 15 и 32, повволяет устранить перевит- уо
11, 15, 28, 25, 32 и 9, позволяет устранить отрицательное влияние разброса траектории полета кусков через камеру, изменения чувствительности фотоприемников и интенсивности рентгеновских потоков на достоверность распознавания флюоритовых кусков от кусков с породными (нелюминесцирующими) вкраплениями, Применение элементов 12, 14, 16, 23, 29, 9, 10, 13, 16, 17, 18, 19 и 22 позволяет определить относительную величину различия световых потоков люминесценции двух противоположных сторон сепарируемых кусков.
Отличительными особенностями данного сепаратора являются периодическое выравнивание амплитуд сигналов люминесценции посредством контура выравнивания сигналов люминесценции, состоящего из усилителей 7 и 8, коммутатора 11, ячейки 15, ждущего мультивибратора 28, генератора 9 импульсов и элементов 25 и 32; периодическое запоминание коэффициента усиления усилителя 7, соответствующее равенству сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7 посредством ячейки 15 памяти; определение максимальной амплитуды суммы сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7; формирование сигнала на включение исполнительного механизма по результату сравнения максимальной амплитуды модуля разности сигналов усилителя 7и фотоприемника 5 с максимальной амплитудой суммы этих же сигналов посредством задатчика 18, компаратора 19, элемента И 22 и блока 24.
Сепаратор работает следующим образом. При включении транспортного механизма 1 куски начинают двигаться по нему сплошным ручьем и, долетая до зоны измерения размера куска, распределяются в поток, в котором между кусками имеются интервалы больше, чем толщина светового луча и рентгеновского пучка трубок 3. При вхождении куска в зону источника 26 он перекрывает часть его потока. Это вызывает уменьшение сигнала с фотолинейки узла 27.
Сигнал узла 27 -фотолинейки поступает на узел 32, который формирует из него сигнал с нормированной амплитудой. Линия 25 задержки этот сигнал задерживает на время, равное времени полета куска от светового источника 26 до рентгеновских пучков трубок 3, Таким образом формируется информация о появлении куска в зоне рентгеновских пучков, Исполнение датчика размера куска в виде инфракрасного источ10
45 ную засветку световым потоком фотоприемников5 и 6, что, в свою очередь, существенно повышает обнаружительную способность сепаратора.
На фиг.2 представлен кусок флюорита с двух сторон — co стороны фотоприемника 5
ОА6 U А7
И В6 И В7
Высокая точность равенства соблюдася благодаря следующим специальным ловиям.
i664417
Проекции полос А1 и В1 Аг и В2 являются равными благодаря симметричному расположению фотоприемников и трубок..
Вертикальное расстояние между смежными полосами выбирается равным 10207; от максимального размера куска, При этом экспериментально установлено, что если выдержать соотношение ширины С анода рентгеновской трубки (фиг.1), диаметра входного зрачка фотоприемника, максимального размера куска и минимального удаления куска от фотоприемника в пределах (1+ 0,2): (0,3 + 0,1): (1 "-0,2); (2 и 0,5), то изменение удаления поверхностей А и В кусков от фотоприемников и рентгеновских трубок не превысит 0,8-1 („что практически не скажется на амплитудах сигналов люминесценции.
Из-зэ малого временного промежутка между анализами смежных полос чувствительность фотоприемников и интенсивность рентгеновских трубок не может существенно изменяться.
С учетом указанного выражения сепаратор работает следующим образом.
При касании куска рентгеновского потока с линии задержки 25 появляется сигнал
Uzg(t) (фиг.2), по переднему фронту которого запускается ждущий мультивибратор 28 (0гэ(т)), а по.заднему — ждущий мультивибратор 29 (Uzg(t)). Импульс мультивибратьра 28 открывает коммутатор 11. Это позволяет срабатывать контуру выравнивания (элементы 7, 8, 11 и 15) амплитуд сигналов люминесценции.
Выравнивание происходит следующим образом. На входы дифференциального усилителя 8 поступают сигналы с фотоприемника 5 и усилителя 7 с регулируемым коэффициентом усиления. Разность этих сигналов с усилителя 8 через открытый коммутатор 11 поступает на ячейку 15 памяти.
Сигнал с ячейки 15 памяти поступает на вход регулировки коэффициента усиления усилителя 7. Если сигнал с усилителя 7 больше (меньше) сигнала фотоприемника 5, ячейка 15 памяти уменьшает (увеличивает) коэффициент усиления усилителя 7 до тех пор, пока амплитуда сигнала с усилителя 7 не сравняется с амплитудой сигнала фотоприемника 5 (От()), По окончании импульса мультивибратора 28 на ячейке 15 памяти сохраняется сигнал, который удерживает определенный ранее коэффициент усиления усилителя 7.
Кроме того, по окончании импульса мультивибратора 28 на выходе элемента И 23 появляется сигнал (О з()), который разрешает работать генератору 9 (Ug(t)), амплитудным детекторам l б и 17, и 0Tltpblâàåò коммутатофлюоритового куска без вкрапления породы на детекторе 16 будет зафиксирован не40 большой поамплитуде сигнал U 50 .компаратора сохраняется нулевой сигнал, 55 35 ры 12 и 13. До первого импульса генератора 9 коэффициент усиления усилителя 7, определенный за время импульса мультивибрэтора 28, сохраняется. Так как у флюоритового куска его люминесцирующие полосы с двух сторон имеют одинаковые проекции, то равенство сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7 сохраняется (U7(t) и Ug(t) в интервале времени тг- з). Поэтому рэзностный сигнал с выхода дифференциального усилителя 8 будет иметь практически нулевую амплитуду (08()). Эта амплитуда выпрямляется выпрямителем 10 и через коммутатор 12, сумматор 14 фиксируется амплитудным детектором 16. Сумма амплитуд сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7 с выхода другого сумматора 14 и коммутатора 13 фиксируется амплитудным детектором 17 (U16(t) и 01т(1)), Импульсы генератора 9 Ug(t) периодически, на небольшой промежуток времени. открывают ячейку 15 памяти, что вновь заставляет срабатывать контур выравнивания сигналов люминесценции, Период следования импульсов генератора 9 выбирается таким, чтобы контур выравнивания срабатывал через время, зэ которое кусок переместится на 10-20 своего максимального размера. Это позволяет производить корректировку коэффициента усиления усилителя 7 в процессе движения куска и сохранять равенство амплитуд сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7, которое несколько изменяется из-за вариации положения куска относительно фотоприемников 5 и 6. Таким образом, за все время анализа точно большой уровень амплитуды на детекторе 17 (U >gt)). Сигналы с детектора 16 и детектора 17 (но через задатчик 18) поступают на компаратор 19. Задэтчик 18 устанавливают в такое положение, при котором амплитуда сигнала на 2-м входе компаратора 19 слегка поэтому импульс мультивибратора 29 не проходит через элемент И 22 на блок 24 и не включает исполнительный механизм 31. Это, в свою очередь, позволяет флюоритовому куску беспрепятственно пройти в концентратный отсек. При появлении куска, содержащего вкрапление породы (фиг.З), сепаратор работает следующим образом. 1664417 При касании куска рентгеновского потока с линии задержки появляется сигнал Uzs(t), по переднему фронту.которого запускается ждущий мультивибратор 28 (Uzs(t)), а по заднему фронту — ждущий мультивиб- 5 ратор 29 (029(t). Импульс мультивибратора 28 открывает коммутатор 11. Это позволяет сработать контуру выравнивания амплитуд сигналов люминесценции (0т(т). Выравнивание происходит аналогично, как при анэли- 10 зе флюоритового куска. Если у флюоритового куска его люминесцирующие полосы А1...Ат и В1...Вт имеют одинаковые проекции; то у куска с породными (нелюминесцирующим) вкраплением А1 Ф В1, АгФ 15 ФВг...AS Ф Вв (фиг.3). (Вероятность того, что вкрапление с двух сторон куска имеют одинаковые формы и размеры, исключительно мала). Поэтому, когда в интервале времени t1-. будет произведено выравнивание амп- 20 литуд сигналов люминесценции, зафиксированный коэффициент усиления усилителя 7 будет соответствовать соотношению проАг екций люминесцирующих полос = 4. В Вг дальнейшем при анализе куска между полосами Аг(Вг) и Аз(Вз) проекции люминесцирующих полос А и В изменяются, что, в свою Аэ очередь, меняет и соотношение — = 2,4. 30 Вз Это нарушает равенство амплитуд сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7 (Uz(t) и Us(t) тг < t < тз). При появлении импульса с генератора 9 срабатывает контур сравнивания амплитуд сигналов люминесценции. При этом фиксируется новый коэффициент усиления усилителя 7, который соответствует отношению проекций — = 2,4, При анализе Аз Вз куска между полосами Аз(Вз) и А4(В4) и далее 40 происходят процессы, аналогичные процессам в интервале времени тг < t < тз. Разность амплитуд сигналов фотоприемника 6 и усилителя 7 с выхода -усилителя 8 через выпрямитель 10, коммутатор 12, 45 сумматор 14 фиксируется амплитудным детектором 16 (01s(t)). Сумма амплитуд сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7 с выхода другого сумматора 14 и через коммутатор 13 фиксируется амплитудным детектором 17 50 (оМ)). В конечном итоге, к концу анализа куска с . породным(нелюминесцирующим) вкраплением в амплитудном,детекторе 16 будет зафиксирована значительная амплитуда разности сигналов фотоприемника 5 и усилителя 7 (Uis(t)). Поэтому на выходе компаратора 19 (u1gt)) появится сигнал, разрешающий им- . пульсу с мультивибратора 29 пройти через; элемент И 22 на блок 24 и включить исполнительный механизм 31 сепарации, который отстреливает кусок с вкраплением в 1 хвостовой отсек бункера сортировки. Как было показано, у флюоритовых кусков без 016 вкраплений породы величина имеет 01т малую величину и она теоретически стре-. мится к нулю. Причем величина не за016 017 висит от яркости люминесценции флюорита различных типов, что позволяет с одинаковым успехом различать куски из слаболюминесцирующего флюорита без вкраплений породы от кусков из сильнолюминесцирующих флюоритов, но имеющих вкрапление породы, так как у таких кусков величина 01á на порядок больше величины кус016 017 017 ков из слаболюминесцирующего флюорита без вкраплений породы. Точная установка задатчика 18 осуществляется экспериментально, т.е,при пробросе флюоритовых кусков и кусков с вкраплением находят такое положение задатчика, при котором происходит их четкое разделение. Компараторы 20 и 21 срабатывают при появлении куска, у которого одна из сторон либо обе стороны полностью покрыты породой. В этом случае на выходах фотоприемников 5 и 6 фиксируются амплитуды сигналов значительно меньше, чем амплитуда источника 30 напряжения смещения. Это вызывает появление большой амплитуды сигналов на выходах компараторов 20 и 21, которые через сумматор 14 фиксируются в амплитудном детекторе 16.Это, в конечном итоге, приводит к отделению пустого породного куска в хвостовой отсек бункера сортировки, Данный сепаратор позволяет получать за одну операцию сортировки кусковый концентрат с содержанием флюорита в пределах 98-99, в то время как на базовом объекте кусковой концентрат содержит не более 75 флюорита. Потери кусков из флюорита без вкраплений породы уданного сепаратора находятся в пределах 1-2 . Применение изобретения повышает селективность выделения флюоритовых кусков учета вкраплений обогащаемой породы. Формула изобретения Сепаратор для выделения флюоритовых кусковых концентратов, содержащий изме- рительную камеру с размещенными в ней на разной высоте коллиматорами и фотопри= емниками, рентгеновские трубки, установленные вблизи измерительной камеры с 1664417 10 возможностью взаимодействия с соответствующими коллиматорами, механически связанный с измерительной камерой транспортный механизм, элемент памяти, коммутатор и блок формирования управля- 5 ющего сигнала, соединенный выходом с входом исполнительного механизма сепарации, кинематически связанного с измерительной камерой и бункером сортировки, отлича ющийся тем,что,сцелью 10 повышения селективности выделения флюоритовых кусков путем учета вкраплений обогащаемой породы, он снабжен генератором импульсов, усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, дифференциаль- 15 ным усилителем, выпрямителем, дополнительными коммутаторами, сумматорами, амплитудными детекторами, задатчиком опорного напряжения, компараторами, элементами И, линией задержки, формировате- 20 лем прямоугольных импульСов, ждущими мультивибраторами, источником нап ряжения смещения и расположенными диаметрально противоположно относительно измерительной камеры источником инф- 25 ракрасного излучения и узлом фотоли-. нейки, соединенным выходом через последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов и линию задержки с входами ждущих мультивибра- 30 торов и первым входом первого элемента И, выход первого ждущего мультивибратора связан с вторым входом первого элемента И и первым входом коммутатора, выход которого подключен к входу элемента памяти, 35 выход второго ждущего мультивибратора связан е первым входом второго элемента И, который выходом подключен к входу блока формирования управляющего сигнала, выходы первого элемента И и второго ждущего мультивибратора объединены и связаны с входом генератора импульсов, первыми входами дополнительных коммутаторов и амплитудных детекторов, выход первого из которых непосредственно, а выход второго через задатчик опорного напряжения подключены к соответствующим входам первого компаратора, соединенного выходом с вторым входом второго элемента И, выход первого фотоприемника связан с первыми входами второго компаратора, первого сумматора и дифференциального усилителя, соединенного выходом с вторым входом коммутатора и входом выпрямителя, который выходом подключен к второму входу первого дополнительного коммутатора, соединенного выходом с первым входом второго сумматора, который выходом связан с вторым входом первого амплитудного детектора, выход второго фотоприемника соединен с первыми входами третьего компаратора и усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, который выходом связан с вторыми входами дифференциального усилителя и первого сумматора, соединенного выходом с вторым входом второго дополнительного коммутатора, который выходом подключен к второму входу второго амплитудного детектора, выход источника напряжения смещения связан с вторыми входами второго и третьего компараторов, которые выходами подключены к второму входу второго сумматора, причем выход элемента памяти соединен с вторым входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. 1664417 1664417 7 Х 3 ЖУ лусга со сапаровы Рентгеновской трубку J и цзотогроекнико . S Ю=М Д7=87 AE=N Ю=Ж Ау»84 =Ю .48=У ,41=Ж дуд ляму со сl @имФI рентгеновской трои ц срогаолри6мника 6 1664417 ди7жгка са стораиь! ренп7генабсхой арубы1 и (ратоприе,чника 6 8и8 куска са стараны ренп генабскоц» 1прубич3 и рожагриемника;5 Составитель С.Алексанов Редактор А.Козориз Техред M.Mîðlåíòàë Корректор О.Кундрик Заказ 2345 Тираж 383 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР O 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 B J ф В=И=О 48>88 /74В7 Мб Вб Я5Ф д5 Ж ЮФ А3485 А8 Ж Я1= У" б Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
