Устройство для сепарации кусковых материалов

 

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к устройствам для сепарации кусков руды на сорта, может быть использовано для разделения кусков класса 100-300 мм на уголь и породу при автоматической породовыборке на шахтах и обогатительных фабриках и позволяет повысить точность сепарации путем уменьшения влияния размеров кусков. Устройство для сепарации кусковых материалов содержит загрузочный бункер, транспортирующий механизм, электронный блок, исполнительный механизм, бункеры, источник гамма-излучения в контейнере-коллиматоре и детектор, установленные под транспортирующим механизмом, а также защитный экран. При этом транспортирующий механизм выполнен в виде желоба, в защитном экране выполнены круглое и прямоугольное отверстия, в качестве детектора применен газоразрядный счетчик, установленный под основанием желоба по его оси параллельно основанию, а между источником гамма-излучения и детектором и основанием желоба установлен экран, круглое отверстие которого находится перед источником, а прямоугольное отверстие - перед ближней к источнику частью детектора, причем расстояние В источник-детектор, длина L<SB POS="POST">1</SB> прямоугольного отверстия в экране, длина L<SB POS="POST">2</SB> детектора и расстояние Н от источника и детектора до основания желоба выбраны из условий L<SB POS="POST">1</SB>=(1,71-3,2)B

L<SB POS="POST">2</SB>=(2,25-3,0)L<SB POS="POST">1</SB>

H=(1,6-2,8)B, а ширина основания H<SB POS="POST">0</SB>, ширина верхней части H<SB POS="POST">в</SB> и глубина H<SB POS="POST">г</SB> желоба выбраны из условий H<SB POS="POST">в</SB>/H<SB POS="POST">о</SB>=Д<SB POS="POST">макс</SB>/Д<SB POS="POST">мин</SB>

H<SB POS="POST">O</SB>=(1,0-1,1)Д<SB POS="POST">мин</SB>

(H<SB POS="POST">в</SB>-H<SB POS="POST">O</SB>)=(6,7-4,4)H<SB POS="POST">г</SB>, где Д<SB POS="POST">макс</SB> и Д<SB POS="POST">мин</SB> - максимальный и минимальный размеры кусков. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 1И1 (SO 4 B 07 C «/ЗА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248363/28-12 (22) 31 . 03 . 87 (46) 07.04.89. Бюл. Ф 13 (71) Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых и Институт горного дела им. А.А. Скочйнского (72) Ю.И, Горлов, А.M . .Онищенко и И.Л. Гейхман (53) 681 .! 85(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 988377, кл. B 07 С 5/34, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к устройст- вам для сепарации кусков руды на сорта, может быть использовано для разделения кусков класса 1 Og-300 мм на уголь и породу при автоматической породовыборке на шахтах и обогатительных фабриках и позволяет повысить точность сепарации путем уменьшения влияния размеров кусков. Устройство для сепарации кусковых материалов содержит загрузочный бункер,, транспортирующий механизм, электронный блок, исполнительный механизм, бункеры, источник гамма-излучения в

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к устройствам для сепарации кусков руды на сорта, и может быть использовано для разделения кусков класса 100300 мм на уголь и породу при авто2 контейнере-коллиматоре и детектор, установленные под транспортирующим механизмом, а также защитный экран.

При этом транспортирующий механизм выполнен в виде желоба, в защитном экране выполнены круглое и прямоугольное отверстия, в качестве детектора применен газоразрядный счетчик, установленный под основанием желоба по его оси параллельно основанию, а между источником гамма-излучения и детектором и основанием желоба установлен экран, круглое отверстие которого находится перед источником, а прямоугольное отверстие— перед ближней к источнику частью детектора, причем расстояние В источник — детектор, длина LN прямоугольного отверстия в экране, длина

L детектора и расстояние Н от источника и детектора до основания желоба выбраны иэ условий L = (1,713,2)В, Ь . = (2,25-3,0)L, Н = (1,62,8)В, а ширина основания h, ширина верхней части h < и глубина h желоба выбраны из условий h /ho 4Р

1 макс/11инн «h ci =(1 «О «! ) au««« 1 2

Фв — h ) = (6,7-4,4) 11„где ?)«,икси Ж

П«щя — максимальный и минимальный вфЬ размеры кусков. 8 ил. матической породовыборке на шахтах и обогатительных фабриках.

Цель изобретения — повышение точности сепарации путем уменьшения влияния размеров кусков на процесс сепарации.

3 l4

На фиг. 1 показан желоб в месте установки источника и детектора, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. l; на фиг. 3 — функциональная схема устройства, на фиг. 4 — грайик зависимости соотношения сигналов с детектора от угля и породы NÄ/NÄo В при L = 60 мм = const и расстоянии от источника (детектора) до кусков

h = 45-7 5 мм, на фиг . 5 — график зависимости соотношения сигналов

N>/N„ L при В = 30 мм = const и h = 45-75 мм; на фиг. 6 — график зависимости сигнала с детектора N от h для кусков угля и породы разной крупности (без учета изменения

h при перемещении кусков по желобу); на фиг. 7 — график зависимости сигнала 11 от Ь с учетом изменения положения кусков в желобе; на фиг. 8 график зависимости минимальных значений соотношений h = N>/N„ ïðè изменениях .Ич и Мп от размеров кусков, от h с учетом изменения положения кусков разной крупности в желобе.

Устройство содержит загрузочный бункер 1, транспортирующий механизм

2 в виде желоба, по которому перемещаются куски 3 угля и породы. Источник 4 гамма-излучения закреплен в контейнере-коллиматоре 5. В качестве детектора 6 применен газоразрядный счетчик. Источник 4 и детектор

6 установлены под желобом 2 на расстоянии Н от верхней плоскости основания 7 желоба 2. Последний образован основанием 7 и наклонными боковыми стенками 8 и 9. В месте установки источника 4 и детектора 6 в основании желоба выполнена вставка

10 из материала с низким атомным номером (Е 4 26) .

Между основанием 7 и источником 4 и детектором 6 уатановлен защитный экран 11, в котором выполнены круглое отверстие 12 и прямоугольные отверстия 13. Счетчик 6 установлен под основанием 7 желоба 2 по его оси параллельно основанию. Экран 11 установлен так, что его круглое отверстие 12 находится перед источником 4, а прямоугольное отверстие 13— перед ближней к источнику частью счетчика (детектора) 6. Питание к детектору 6 подается от стабилизатора 14. Выход счетчика 6 соединен с входом усилителя — нормализатора 1 5, L = (2,25-3,0)L

Н = (1,6-2,8)В.

20 Ширина he основания 7 желоба 2, ширина h g верхней части желоба 2, глубина и — желоба 2 выбраны из условий hg/ho = Dinge /Dмыя

he = (1,0-1,1)Пннн1 (hg hî) = Сбэ7 4 4)Ьг (2) где В щ, и О섄— минимальный и максималь30 ный размеры сепарируемых кусков.

Обоснования соотношений (1) и (2) подтверждены экспериментальными зависимостями, приведенными на

35 фиг. 5-9.

Устройство работает следующим образом.

Из загрузочного бункера 1 куски

3 по одному по желобу 2 подаются в

4р зону контроля их качества. Если кусок

3 имеет минимальный размер DhÄz

100 мм, он скользит по основанию

7 желоба 2. Если кусок 3 имеет максимальный размер D «« = 300 мм, 45 он скользит по верхним частям боковых стенок 8 и 9 желоба 2 (и при этом основание куска находится на

11г дальше от источника и детектора, чем основание кускаминимального размера) . Если кусок имеет промежуточный размер Э„,д, < П< Dwa„c. он скользит по боковым внутренним поверхностям боковых стенок 8 и 9 (фиг. 1) .

Таким образом, форма желоба 2 и соотношение его размеров h, Ьь и h „ по отношению к классу сепарируемых кусков размерами от Р „„до смаке согласно условиям (2) обеспечивают изменение (увеличение) расстояния

70364 выход которого соединен с входом радиометра 16. Вход радиометра 16 со— единен с исполнительным механизмом

l7, со шторкой 18, под которой уста-. новлены бункеры угля 1 9 и породы

20. Порог в радиометре задается задатчиком 21 .

Расстояние В источник — детектор, f 0 длийа Е прямоугольного отверстия 13 в экране, длина Lg счетчика 6 и расстояние Н от источника 4 и детектора 6 до верхней плоскости основания

7 желоба 2 выбраны из условий.

L„= (1,71-3,2) В;

1470364 от основ ания куска до ис точ ника и детектора h от значения Ьм„„= Н до значения h м „ = H-Ь„при уве1 личении крупности кусков от Рмд до D «, . Из зависимостей (фиг. 6) следует, что зависимость h = f (D) должна быть линейной. Затем обусловлена плоская форма боковых стенок

8 и 9 желоба 2. Из фиг. 6 также сле- 10 дует, что с ростом D от DhuH до Пмц„ расстояние h должно увеличиться на

35 мм. Этим обуславливаются условия (2), обеспечивающие максимум наименьшего соотношения сигналов с детек- 15 тора от угля Nq и породы Nn „,„„

Nqww /И„„„„„(фиг. 8) на уровне

1,76(q „„< 1,83 при изменении Н в пределах 58-70 мм с оптимумом при

Н = 65 мм. 20

Когда кусок 3 попадает в зону контроля, то на него от источника

4 гамма-излучения (из америции — 241) попадает поток гамма-квантов (показаны сплошными линиями со стрелками на фиг. 1,2 и 3)

Часть провзаимодействовавших с куском 3 гамма-квантов рассеивается в направлении детектора 6. Энергии З0 рассеянных к детектору гамма-квантов лежат в диапазоне 20 †. 60 кэВ, причем вклад низкоэнергетических гаммаквантов в регистрируемую частью детектора интенсивность увеличивается с ростом расстояния от источника до соответствующей части детектора. Для повышения достоверности разделения кусков за счет одновременной компенсации влияния размеров кусков и уве- .40 личения минимального значения соотно— шения сигналов („„ необходимо оптимизировать геометрические параметры в зоне контроля кусков. Экспери— ментальные исследования показывают, что при изменениях h в диапазоне

45 — 75 мм и при L < = 60 мм зависимость отношения сигналов с детектора от кусков угля и породы N„ g =„

Ny/М„ от расстояния источник — начало. детектора В носит экстремальный характер (зависимость = N„/N„ =

=f/В (на фиг. 4), а максимум достоверности разделения, соответствующий наблюдается при В = 30-5 мм.

Исследуется также зависимость отношения g от длины прямоугольного отверстия .„, g = f(L<) при h = 4575 мм и В = 30 мм (фиг. 5).

Установлено, что максимум на зависимости, = f (Lg) при В = 30 мм (соответствует оптимуму) наблюдается при . » = 70+1 0 мм. Далее исследуют зависимости сигнала с детектора от кусков угля N и породы МП от изменений расстояния между источником (детектором) и основанием кчсков.

Экспериментальные зависимости N = — f (h) приведены на фиг.б. Видно, что максимум сигнала N соответствует изменению h в пределах

56-70 мм. На этой основе выбран диапазон расстояний Н от источника (детектора) до верхней плоскости основания 7 желоба 2.

Повышение достоверности разделения, устранение влияния размеров кусков и увеличение 1 „ц, состоит в искусственном удалении основания куска от источника (детектора) так, чтобы сигнал от куска угля не изменялся при изменении размера куска.

Для этого до точек пересечения кривой N9 = f(h) для куска угля. минимального размера с абсциссами Ь =

55, 60, 65, 70, 75, 80 и 85 мм проводят горизонтальные прямые и находят их пересечения с кривыми

Ич = f (h) для кусков угля других размеров. Точки пересечения этих прямых с кривыми дают значения h, при которых сигнал Nq не изменяется с изменениями размера куска угля. Зависимости N9 = f (h) в виде прямых показаны на фиг. 7. Для значений (, соответствующих точкам пересечения прямых с кривыми N> f (h) для различных кусков угля, находят значения -.сигналов N„для соответствующих кусков породы и строят зависимости N = f (h) (нижние кривые на фиг. 7) . По соотношениям Ng/Nn „„ для соответствующих значений h находят минимальные соотношения Ч „„=N>/N„„,„, и строят зависимость 1„„,„ — f (h) (кривая на фиг.8) . Видно, что максимум на зависимости «1 „щ,= М (М„„ „), соответствующий наибольшей достоверности разделения с учетом изменений размеров кусков, наблюдается в диапазоне h 56-70 мм. Иа этом основании

h выбрано в пределах 56-70 мм. Таким образом получены оптимальные соотношения геометрических параметров в зоне контроля согласно (1) и (2) .

На счетчик 6 от стабилизатора 14 подается стабилизированное постоян1470364 ное напряжение 400 В, обеспечивающее работу счетчика на плато его счетной характеристики. При попадании в счетчик рассеянного в куске гамма5 излучения в нем возникают импульсы напряжения, поступающие на вход усилителя-нормализатара 15. Средняя частота импульсов с детектора увеличивается с ростом содержания угольного 10 вещества в куске, для куска угля практически не зависит от размера куска в диапазоне . 100-300 мм и слабо зависит от размера кусков породы. Импульсы напряжения нормали- 15 зуются по длительности и амплитуде в усилителе-нормализаторе 1 5 и поступают на вход радиометра 16, на второй вход которого поступает пороговый сигнал М„, . Значение порогового сиг- 20 нала зависит от назначения устройства.

Если устройство предназначено для автоматической породовыборки и основнь1м его показателем является недопустимость отбрасывания куска угля в бункер 20 породы, то N р„ выбирается лишь немного большим от среднего сигнала с детектора от куска породы разной крупности N„/N„«„ =N„+ 30

+ 28я, где Вп — среднее квадратическое отклонение, сигнала с детектора при прохождении перед ним кусков породы разной крупности.

Если же устройство предназначено для сортировки кусков на два сорта и одинаково убыточно .направить кусок угля в бункер породы или кусок породы в бункер угля, то N pp выбирают из условия И,„ = 1/2(N>+N„) 40 где N„ -- средний сигнал с детектора от кусков угля.

В радиометре 16 сигнал N с выхода усилителя †нормализато сравнивается с пороговым Noae . Если N < Nnop то на выходе радиоме гра 16 возникает (запаздывающий на время движения куска от зоны контроля до места установки шторки 18) сигнал, под действием которого исполнительный механизм 17 поднимает шторку 1 8 в показанное на фиг. 3 положение на короткое время и кусок породы шторкой

l8 отбрасывается в бункер 20. Если же сигнал N > N pop, то сигнал на выходе радиометра 16 не возникает, исполнительный механизм не срабаты— вает, шторка 18 остается в нормальном положении (показанном пунктиром на фиг. 3) и куски с желоба 2 свободН0 падают в бункер 19 для угля.

Таким образом в устройстве обеспечиваются независимость сигнала с детектора от размеров кусков и максимальная достоверность разделения кусков на уголь и породу.

В предложенном устройстве по срав— нению с известным устраняется влияние флуктуаций размеров кусков на сигналы с детектора, что позволяет повысить достоверность разделения кусков, увеличивается чувствительность к зольности кусков, что позволяет одновременно повысить достоверность разделения кусков, увеличить быстродействие (производительность) устройства и уп— ростить градуировку," снижается стоимость за счет применения газоразрядного счетчика, одновременно повышается временная стабильность и уменьшается требование к стабильности питающего напряжения.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для сепарации кусковых материалов, содержащее загрузочный бункер, транспортирующий механизм, узел контроля, содержащий источник гамма †излучен и детектор, и размещенный между ними защитный экран, схему формирования управляющего сигнала, выходом связанную с входом исполнительного механизма, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сепарации путем уменьшения влияния размеров кусков на процесс сепарации, транспортирующий механизм выполнен в виде трапецеидального желоба, детектор выполнен в виде газоразрядного счетчика, при этом газоразрядный счетчик и защитный экран установлены под ос— нованием желоба вдоль его продоль— ной оси, причем в защитном экране выполнены круглое и прямоугольное отверстия по его оси, а источник гамма-излучения и газоразрядный счетчик установлены соответственно под круглым и прямоугольным отверстиями, причем взаимное расположение отверстий защитного экрана определяют по следующим соотношениям: (1,71-3,2) В, Lq= (2,25-3, О) L „, Н = (1,6 — 2,8) В, где В = 25-40 мм, 10

} 470364 ределяю

he о где D««

D us

ho

hq, 10

4 r. — длина прямоугольного отверстия в защитном экране; — длина газоразрядного счетчика, Н вЂ,расстояние от источника гамма-излучения до основания желоба, В. — расстояние между центром круглого отверстия и обращенной к нему стороной прямоугольного отверстия, а геометрические размеры желоба onтся из следующих соотношенией:

D, h = (1,0-1,1)В„,„,; мин

h Ьо = (6 7-4 в4) Ь г максимальный и минималь— ный размеры кусков; ширина основания желоба; ширина верхней части яелоба глубина желоба, 1470364

Фиг.

) 470364

3,0

2,0.

90 8 МИ

10 Ю 60

Фиг. Ф

ФО 50 80 70 80 М Lg

Фиг.5

ММ

МК

Opt

1470364 и п ю в ю ж по ь

4 в, 7

Составитель Е. Хачатурова

Техред Л. Олийнык КоРРектоР T. Колб

Тираж 542

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор A. Козориз

Заказ 2761

Я Я Ю О Ю 7Х 80 И ни

Фи,д