Устройство для непрерывного контроля качества угля на ленте конвейера

 

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к анализу качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, и может быть использовано в угольной промышленности, черной металлургии и энергетике. Устройство для непрерывного контроля качества угля на ленте конвейера, содержащее установленный перпендикулярно к направлению ленты конвейера детектор с электронным блоком и источник γ -излучения, расположенные под лентой конвейера, снабжено вторым детектором, установленным параллельно к направлению ленты конвейера, вторым источником g -излучения, двумя делителями частоты и двумя коллиматорами, источники g -излучения закреплены в коллиматорах, которые направлены в стороны первого и второго детекторов соответственно под острыми углами a₁ и α₂ к поверхности ленты в направлении ее оси, а оба детектора через делители частоты соединены с входом электронного блока, при этом расстояния от источников до детекторов B₁ и B₂ и углы наклона коллиматоров α₁ и α₂ выбраны из соотношения (B₁/α₁)/(B₂/α₂) - 3,9 - 5,1. 3 ил.

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к анализу качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, и может быть использовано в угольной промышленности, а также в черной металлургии и энергетике.

Известно устройство для непрерывного контроля качества угля на ленточном конвейере, грузовая ветвь которого опирается на ролики, содержащее детектор с электронным блоком, установленный над лентой, и установленный под лентой конвейера источник γ -излучения. Устройство также содержит шесть скребков и приспособление для выравнивания поверхности угля [1] Недостатком известного устройства является сильное влияние толщины слоя и насыпной плотности на результаты определения зольности, что приводит к снижению точности контроля.

Известно устройство для непрерывного контроля качества угля на ленте конвейера с грузовой ветвью ленты, поддерживающейся роликами, содержащее детектор с электронным блоком и источник γ -излучения, установленные под лентой, с двух сторон от оси источник-детектор на одинаковом расстоянии установлены поддерживающие ролики, также перпендикулярно оси ленты закреплены дополнительные поддерживающие ролики.

Основным недостатком данного устройства является низкая точность контроля качества материала из-за флуктуаций содержания тяжелых золообразующих соединений (типа Fe₂O₃ и CaO), сильно влияющих на результаты измерения.

Целью изобретения является повышение точности непрерывного контроля качества материала на ленте конвейера путем снижения влияния флуктуаций содержания тяжелых золообразующих соединений (Fe₂O₃, CaO).

Цель достигается тем, что устройство для непрерывного контроля качества угля на ленте конвейера, содержащее установленный перпендикулярно к направлению ленты конвейера детектор с электронным блоком и источник γ -излучения, расположенные под лентой конвейера, снабжено вторым детектором, установленным параллельно к направлению ленты конвейера, вторым источником γ -излучения, двумя делителями частоты и двумя коллиматорами, источники γ -излучения закреплены в коллиматорах, которые направлены в стороны первого и второго детекторов соответственно под острыми углами α₁ и α₂ к поверхности ленты в направлении ее оси, а оба детектора через делители частоты соединены с входом электронного блока, при этом расстояния от источников до детекторов В₁ и В₂ и углы наклона коллиматоров α₁и α₂ выбраны из соотношения 3,9-5,1.

Изобретательский акт при создании устройства заключается в том, что авторами найдена такая совокупность конструктивных признаков устройства, которая позволила получить инвариантность суммы сигналов f₁ и f₂ с двух детекторов (взятых с определенными значениями коэффициентов b₁ и b₂) к флуктуации содержания тяжелых золообразующих соединений и за счет этого существенно повысить точность контроля качества угля.

Для достижения этой цели необходимы и достаточны все отличительные признаки устройства: второй детектор, установленный параллельно к направлению ленты конвейера; два делителя частоты; второй источник γ -излучения; два коллиматора; источники γ -излучения закреплены в коллиматорах, которые направлены в стороны первого и второго детекторов соответственно под острыми углами α₁иα₂ к поверхности ленты в направлении ее оси; оба детектора через делители частоты соединены с входом электронного блока; расстояния от источников до детекторов В₁ и В₂ и углы наклона коллиматоров α₁иα₂ выбраны из соотношения 3,9-5,1.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 (слой угля и лента условно выполнены прозрачными); на фиг.3 экспериментальная зависимость погрешности контроля (σ) зольности углей с измененным содержанием тяжелой компоненты в золе от соотношения геометрических параметров устройства.

Поток сыпучего материала 1 создается конвейерной лентой 2. Под лентой расположено устройство для непрерывного контроля качества угля на ленте конвейера, содержащее детектор, в качестве которого применен газоразрядный счетчик, установленный перпендикулярно к направлению ленты конвейера 3, второй детектор 6, установленный параллельно к направлению ленты конвейера, два источника 5,7 γ -излучения Am-241, закрепленные в коллиматорах 10, 11, которые направлены в стороны первого 3 и второго 6 детекторов соответственно под острыми углами α₁иα₂ к поверхности ленты и расположены на расстоянии от первого и второго детекторов В₁ и В₂соответственно. Выходы детекторов через делители 8,9 частоты соединены с входом электронного блока 4 устройства. Величины геометрических параметров устройства составляют: В₁ 120 мм, α₁ 10^о, В₂ 105 мм, α₂ 40^о. Величина соотношения параметров находятся в диапазоне 3,9-5,1 и составляет 4,6. Обоснование оптимальности соотношения геометрических параметров приведено ниже и представлено на фиг.3.

Устройство работает следующим образом.

Грузовая ветвь конвейера (лента 2) создает поток сыпучего материала 1. γ -излучение от источников 5, 7 через коллиматоры 10, 11 попадает в уголь, рассеивается в направлении детекторов 3, 6 и регистрируется ими. Сигналы с детекторов f₁ и f₂, пропорциональные зольности угля, через делители 8, 9 частоты поступают в электронный блок 4. Определение зольности угля осуществляется по градуировочному уравнению: A^d b_o + b₁ f₁ + b₂ f₂, (1) где A^d зольность контролируемого продукта; f₁,f₂ частота сигнала, снимаемая с детекторов; b₁, b₂ коэффициенты деления частоты, определяемые при градуировке устройства; b_o свободный член уравнения.

При определении зольности по уравнению (1) наилучшая компенсация влияния флуктуаций содержания тяжелых золообразующих соединений (Fe₂O₃, CaO) и соответственно минимальная погрешность контроля зольности достигается при максимальной разности соотношения чувствительностей датчиков с детекторами 3, 6 (под чувствительностью понимается относительное изменение частоты сигнала с детектора при изменении контролируемого параметра на 1%) к тяжелой и легкой (основная часть золы, представленная окислами алюминия и кремния) составляющим золы. В предельном случае полная компенсация достигается при условии чувствительности одного из датчиков только к тяжелой, другого только к легкой компоненте золы, а определение зольности по уравнению (1) дает сумму тяжелой и легкой компонент золы. Однако физически такой вариант при определении зольности по интенсивности обратно рассеянного γ -излучения неосуществим, поскольку датчики реагируют на изменение зольности без подразделения ее на компоненты, сохраняя различную чувствительность к тяжелой и легкой компонентам золы. Экспериментально установлено, что в этих условиях различие в соотношении чувствительностей датчиков к тяжелой и легкой компонентам золы, обеспечивающее компенсацию влияния флуктуаций содержания тяжелых элементов золы, достигается за счет обеспечения различной чувствительности датчиков к зольности путем выбора соответствующей геометрии этих датчиков, а именно: параметров B₁, α₁ В₂, α₂. Несмотря на очевидность обеспечения максимально возможной разности чувствительностей датчиков к зольности ΔS имеется ограничение на величину этого параметра. Увеличение ΔS за счет чрезмерного снижения чувствительности одного из датчиков S₁ и увеличения чувствительности другого датчика S₂, достигающихся при значениях соотношения геометрических параметров устройства > 5,1, приводит к увеличению погрешности контроля зольности (фиг.3) из-за низкой чувствительности датчика S₁, и низкой интенсивности γ -излучения, регистрируемого датчиком с чувствительностью S₂ вследствие необходимости использования больших значений параметра В₂ и малых углов наклона коллиматора α₂ С другой стороны, при незначительных различиях в чувствительностях датчиков к зольности в случае < 3,9 снижаются возможности устройства по компенсации флуктуаций тяжелых соединений в золе, что приводит к увеличению погрешности контроля. Допускаемая погрешность контроля зольности угля радиоизотопными приборами составляет 0,5 абс. что соответствует интервалу изменения соотношения геометрических параметров предлагаемого устройства 3,9-5,1. Как следует из зависимости, приведенной на фиг. 3, уменьшение величины соотношения на 10% относительно нижней границы оптимального диапазона приводит к увеличению погрешности контроля σ в 2 раза, а аналогичное увеличение соотношения относительно верхней границы диапазона на 50% Испытания макета предлагаемого устройства показали, что погрешность контроля зольности углей по сравнению с устройством, принятым за прототип, уменьшается в 1,5-2,5 раза. При использовании устройства для контроля зольности угольного концентрата такое повышение точности анализа позволяет повысить выход концентрата на 0,07-0,09% что при средней производительности углеобогатительной фабрики 2,5 млн.т составит 2,5˙10⁶˙0,08x x10^-2 2000 т в год.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УГЛЯ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА, содержащее установленный перпендикулярно направлению ленты конвейера первый детектор с электронным блоком и первый источник γ -излучения, расположенные под лентой конвейера, отличающееся тем, что оно снабжено вторым детектором, вторым источником g -излучения, двумя делителями частоты и двумя коллиматорами, источники g -излучения закреплены в коллиматорах, которые направлены в второны первого и второго детекторов соответственно под острыми углами a₁ и α₂ относительно перпендикуляра к поверхности ленты, а оба детектора через делители частоты соединены с входом электронного блока, при этом расстояние от источников до детекторов β₁ и β₂ соответственно и углы наклона коллиматоров α₁ и α₂ выбраны из соотношения

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3