Способ фотометрической сепарации кусковых материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1036383

q 1» В 03 В 13/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ».ъ: ъ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,К @ -"-.7К:- - -«»:-; (21) 3257060/22-03 (22) 25.02.81 (46) 23.08.83. Бюл. И 31 (72) В.В. Новиков, В.И. Ревнивцев, Г.А. Денисов, B.Р. Лаубган, Л.П. Черницкий, И.Е. Царегородцев, А.В. Корончевский и П.Т, Берсенев

{7l) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский . и проектный институт механической обработки полезных ископаемых и Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" (53) 622.232.72(088.8) (56) 1. Мокроусов В.А., Ликеев B.À.

Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. И., "Недра", 1969, с, 114.

2. Ревнивцев В.В. Фотоэлектронная сортировка - новый перспективный метод обогащения неметаллорудных полез,ных ископаемых. Обзор. M., "ЦНИИТЭИ

1промстройматериалов.", 1968 с. 29-31 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ФОТОНЕТРИЧЕСКОЙ СЕПА"

РАЦИИ КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий подачу кусков в зону осмотра, измерение отражательной способности кусков на фоне поверхности отражения и разделение кусков на сорта, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности разделения за счет устранения отрицательного влияния различия крупности сепарируемых кусков, влияния ориентации кусков относитель" но датчика, а также расширения функциональных возможностей, производят второе измерение отражательной способности кусков на фоне второй поверхности отражения, которая параллельна а первой и отличается от нее по отражательной способности, регистрируют сигналы, пропорциональные изменениям отражательных способностей обоих поверхностей отражения в моменты прохода по ним куска, а разделение кусков на сорта производят по величине отноалор, Ф

Изобретение относится к способам фотометрической сепарации кусковых материалов и может быть использовано в технологии и в устройствах для разделения минерального сырья.,5 фотометрическая сепарация основана на использовании различий разделяемых компонентов полезных ископаемых или любых других предметов в их отражательной способности. Для этого све- 30

;товой поток от источника света направляют на,какую-либо поверхность (фон ), а диффузно отраженный от нее свет регистрируют фотодатчиком. При вне" сении сепарируемых кусков в прост- 15 ранство между фотодатчиком и фоном изменяется значение отраженного све-, тового потока и величина электрического сигнала с датчика.

Известен способ Фотометрической 20 сепарации с использованием лазера в качестве источника света и быстродействующей сканирующей системы. Сканирующая система обеспечивает осмотр монослоя кусков руды, располагающих- 25 ся на плоской конвейерной ленте, дви" жущейся через камеру осмотра. Лента является также фоном, на котором производится определение наличия куска и его .размера. Отраженный от кусков световой лоток улавливается фотоэлементами и преобразуется в электрический сигнал, характеризующий отражательную способность участка поверхности куска. Этот сигнал поступает в электронно-выяислительную машину

35 (ЭВИ). ЭВМ обрабатывает всю полученную информацию о каждом куске, т.е. его местоположение на ленте, размер, отражательную способность

40 . отдельных участков и всей его поверхности, расчитывает место и время схода куска с ленты и принимает ре" шение о необходимости его выделения на основе заранее заложенных в про" грамму критериев. Информация о каж" дом куске сохраняется в памяти ЭВИ до"момента выделения куска исполнительным механизмом 1 .

Недостатком известного способа является сложность электронной и механической частей устройства, что обуславливает его высокую стоимость.

Известен способ, включающий подачу кусков в зону осмотра, измерение отражательной способности кусков на 55 фоне поверхности отражения.и разделе:ние кусков на сорта по величине их

;отражательной способности. Для под"

Держания стандартных отражательнйх свойств поверхности отражения исполь-. зована лента, которая постоянно промывается с помощью брызгал и очищается вращающейся щеткой (2 ).

Способ обладает существенными недостатками, снижающими точность определения отражательной способности поверхности кусков и их последующего разделения. Один иэ недостатков заключается в том, что величина сигна" ла, поступающая от,освещенного куска, зависит не только от его отражательной .способности, но и от его размера. Так, сигналы, полученные от двух кусков, один из которых имеет меньшую отражаt тельную способность, чем другой, но большую площадь, могут оказаться одинаковыми по величине. Второй недостаток заключается в том, что величина сигнала зависит от расстояния между куском и Фотодатчиком. Куски, находя" щиеся ближе к фотодатчику, будут создавать сигналы большие; чем куски та" кого же размера и с такой же отража- . тельной способностью, находящиеся дальше от фотодатчика, Третий недостаток заключается в том, что рассматриваемый способ не позволяет из смеси кусков с различной величиной отражательной способности от минимальной до максимальной )выделять за одну операцию куски с промежуточной величиной отражательной способности. Выделение таких кусков приходится проводить в две стадии: в первой - выделять куски с большей отражательной способностью, а во второй — с меньшими, производя для этого смену фоновых поверхностей.

Целью изобретения является повыше" ние точности разделения эа счет устранения отрицательного влияния различия крупности сепарируемых кусков, влияния. ориентации кусков относительно датчика, а также расширения функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что производят второе измерение отражательной способности кусков на фоне второй поверхности отражения, которая параллельна первой и отличается от нее по. отражательной способности, регистрируют сигналы, пропорциональные изменения отражательных способностей обоих поверхностей отражения в моменты прохода по ним куска, а разделение кусков на сорта производят по величине отношения зарегистрированных сигналов.

383, 1 ния, при перемещении по одной траектории создадут сигналы, представленные в таблице и на эпюре (Фиг. 3). Ка1с видно из данных таблицы, куски с коэфФициентами отражения 0,4, 0,5 и 0,6 создадут в Фотодатчиках 7 и 8 сигналы противоположных электрических знаков и по этому признаку логическим блоком 10 и исполнительным механизмом 11 могут быть отделены от других минеральных кусков. Различная крупность кусков вызовет пропорцяональное снижение или увеличение амплитуды сигналов без изменения их электрического знака.

Э - 1036

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа; на

Фиг. 2 " схема эоны измерения, а на

Фиг. 3 - пример условного распределения .значений отражательной способнос ти (коэффициентов диЯ>узного отражения ) кусков минеральной смеси и показаны эпюры сигналов от них, полученные с фотодатчиков.

Устройство содержит загрузочный 10 бункер 1, вибрационный питатель 2 гравитационный питатель 3, фоноьые поверхности 4 и 5, источник б света, Фотодатчики 7 и 8, блок 9 задержки сигнала, блок 10 логической обработ15 ки сигналов, исполнительное устройство 11 и сборники 12 и- 13 продуктов сепарации.

Пусть, например, необходимо из смеси минеральных кусков имеющих ус7 20 ловные коэффициенты отражения 0,2;

0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 и 0,8, выделить куски, имеющие коэффициенты отражения 0,4; 0,5 и 0,6 или один из них. 25

Производят загрузку смеси в бункер 1 и вибропитателем 2 и гравитационным питателем 3 подают куски 14 по одному в зону измерения. В зоне измерения под траекторией движения кусков устанавливают последовательно

30 две Фоновые поверхности 4 и 5, параллельные друг другу и имеющие коэффициенты отражения соответственно 0,7 и 0„3, Фоновые поверхности освещаются рассеянным светом, создаваемым источником 6 света. Измерение диффузно отраженного от фоновых поверхностей 4 и 5 светового потока осуществляется соответственно Фотодатчиками 7 и 8, установленными на одинако- 40 вом расстоянии от фонов 4 и 5 и имеющими одинаковую чувствительность .с линейной характеристикой в рабочем диапазоне световых сигналов.

При перемещении кусков в простран- 4> стве, между фоновыми поверхностями 4, 5 и фотодатчиками 7, 8 от каждого из них будет зарегистрировано два различных.по амплитуде сигнала. Амплитуда сигналов определится цветом кус- 50 ка, его размером и ориентацией относительно фотодатчиков 7 и 8.

Куски одинакового размера но име1

1 ,ющие различные коэффициенты отражеДля отделения кусков с заданными нами коэффициентами отражения 0,4, 0,5 и 0,.6 необходимо ввести задержку сигнала фотодатчика 7 на время, необ. ходимое для перемещения анализируемого куска или его части в зону измерения фотодатчиком 8 и провести определение отношения полученных сигналов в логическом блоке 10.

Величины 3 0 1 0 и 0 33 равные . ,отношению. величин сигналов от Фотодатчиков 7 и 8, будут соответственно характерны для кусков с коэффициента- ми отражения 0,4, 0,5 и 0,6. Любая из этих величин, соответствующая заданному нами заранее в логическом блоке 10 уровню, может быть использована для управления работой исполнительного устройства 11 и выделения кусков с определенным коэффициентом отражения в сборник 13. Отношения величин сигналов измерений отражательной способ" ности кусков может быть получено как при делении величины первого сигнала на величину второго сигнала, так и наоборот, в зависимости от задания.

Возможны и другие варианты реализации способа. Например, с применением одного фотодатчика. В этом случае, электронными средствами запоминается сигнал, полученный от куска при его прохождении мимо первой фоновой поверхности 4, а через промежуток времени, необходимый для прохождения куска мимо второй фоновой поверхности 5, производится анализ первого сигнала совместно со вторым.

1036383

Изменение сигналов фотодатчика при прохождении кусков с различными коэффициентами отражения света

Куски

Отношение сигналов

Электрический сигнал

Условные ко" эффициенты отражения света кусками с датчика 7 с датчика 8 знак отношения величина отношения знак велисиг- чина нала сигнала величи на сигнала знак сигнала

5у0

3,0

1,0

0,33

0,2

»»«» «» «» ««»» ««

1 0,2

2 0,3

3 0,4

4 0,5

5 0,6

6 017

7 0,8

Использование способа фотометрической сепарации по сравнению с существующими обеспечивает увеличение точности определения отражательной способности куска за счет снижения влияния его размера и ориентации от носительно фотодатчика расширение диапазона крупности обрабатываемых на одном сепараторе продуктов, что упрощает предшествующие сепарации технологические операции; выделение ку " ков с заданными коэффициентами отражения за одну операцию, даже при на"

40 личии кусков с большими и меньшими коэффициентами отражения, что умень" шает количество технологических операций и снижает себестоимость фотометрической сепарации, снижение требо- ваний к питающим устройствам, которые в значительной мере определяют габариты, металлоемкость и себестоимость сепараторов.

Увеличение точности определения отражательной способности (цвета) « кусков, при снижении стоимости оборудования и уменьшении количества тех" нологических операций, позволяет расширить область применения фотометрической.сепарации. Экономические пре" имущества способа, обеспеченные тех" нологическими воэможностями, выразят" ся в снижении стоимости сепараторов на 30-504 и снижении расхода воздуха на 50-804, от сокращения числа срабатываний электропневматических устройств за счет увеличения точности определения цвета кусков и сокращения количества технологических операций, что особенно важно при извлече-. нии редко встречающихся драгоценных и полудрагоценных минералов.

Способ может быть использован также и для сортировки томатов, лимонов, рыбы (no ee окраске )и многих других сельскохозяйственных и пищевых продуктов, а также для сортировки или отбраковки изделий электронной и машиностроительной промышленности.

1036383

1036383

Чбрны

Составитель A. Онищенко

Редактор T. Киселева Техред О.Неце Корректор lO, Макаренко

Заказ 5855/7 Тираж 580 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 Москва Ж-Д Раувская наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,