Способ контроля и управления радиометрическими параметрами строительных материалов

Авторы патента:

G05B99/00 - Регулирующие и управляющие системы общего назначения; функциональные элементы таких систем; устройства для контроля или испытания таких систем или элементов (пневматические и гидравлические приводы или системы, действующие с помощью пневмогидравлических средств вообще F15B; вентили как таковые F16K; механические элементы конструкции G05G; чувствительные элементы /датчики/ см. в соответствующих подклассах, например в G12B, в подклассах классов G01,H01; устройства для корректирования см. в соответствующих подклассах, например H02K)

B03B9/06 - для прочих отходов

B03B7/00 - Комбинированные способы (сочетание мокрых и прочих способов) и устройства для разделения материалов, например для обогащения руд или отходов

Владельцы патента RU 2606414:

Пьянковский Евгений Борисович (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов с использованием техногенных отходов промышленности и энергетики и может быть использовано для контроля основных радиоактивных нуклидов природного происхождения. Способ контроля и управления радиометрическими параметрами строительных материалов, получаемых из нескольких компонентов, содержит операции непрерывного измерения количественного содержания радиоактивных нуклидов природного происхождения в каждом компоненте и определения эффективной удельной активности каждого компонента, передачи полученных результатов измерений в блок управления и осуществления с учетом полученных результатов расчета весовых и/или объемных характеристик каждого компонента, при условии получения или непревышения заданной максимальной удельной эффективной активности конечного продукта, передачи расчетных параметров и управляющих сигналов устройству дозирования компонентов и маркировки конечного продукта маркером, соответствующим реальному значению эффективной удельной активности конечного продукта, определенному по весовым и/или объемным характеристикам и значениям удельной эффективной активности каждого компонента. Достигается повышение эффективности контроля эффективной удельной активности готовой продукции.

Изобретение относится к регулирующим и управляющим системам общего назначения, а более конкретно к производству разнообразных строительных материалов с использованием техногенных отходов промышленности и энергетики, и может быть использовано на предприятиях стройиндустрии для контроля основных радиоактивных нуклидов природного происхождения, содержащихся в строительных материалах и техногенных отходах.

Как известно, основную часть облучения население получает от естественных источников радиации, которые создают более 80% годовой эффективной эквивалентной дозы. Основные радионуклиды, встречающиеся в горных породах, являющихся главными источниками строительных материалов - радий (радиоактивен, наиболее устойчив нуклид ²²⁶Ra), торий (наиболее стабильный изотоп - ²³²Th), а также калий (бета-активный изотоп ⁴⁰К), гамма-излучение которых определяет внешнее облучение населения. Нормами радиационной безопасности установлены требования к ограничению природного облучения населения. В соответствии с ними все строительные материалы, добываемые на месторождениях или являющиеся побочными продуктами или отходами промышленности, по эффективной удельной активности (А_эфф) разделены на классы.

В настоящее время радиометрические исследования составных компонентов строительных материалов проводятся, в основном, или лабораторными методами, или на стадии добычи (получения) исходного сырья (руды, грунта и т.д.).

Так, из уровня техники (см. US 4365719, опубл. 28.12.1982) известны способ и устройство для сортировки радиоактивной руды, где падающая руда проходит множество детекторов излучения, расположенных в линию вдоль траектории ее падения. Размер и количество детекторов определяется различными параметрами и зависит от условий эксплуатации.

Основным недостатком данного технического решения является «оторванность» от конечного производства и сложная система учета материалов с различными характеристиками.

Также из уровня техники (см. SU 1049095, опубл. 23.10.1983) известна система автоматического управления качеством сыпучих материалов, имеющая достаточно сложное техническое воплощение и, самое главное, не позволяющая контролировать радиометрические показатели, как исходных компонентов, так и готовой продукции.

Наиболее близким можно считать техническое решение, раскрытое в патенте RU 2138339, опубл. 27.09.1999, которое предполагает производство строительных материалов с использованием техногенных отходов промышленности и энергетики (в частности, с использованием золы-уноса от сжигания углей) и предусматривает предварительную радиометрическую обработку исходного техногенного компонента.

К недостаткам прототипа можно отнести технологическую сложность и длительность обработки техногенного компонента, а также отсутствие контроля качества конечного продукта и невозможность корректировать его радиометрические характеристики.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение автоматического управления производством строительных материалов с заданными характеристиками по удельной эффективной активности, улучшение качества строительных материалов за счет применения техногенных отходов промышленности и энергетики с одновременным уменьшением негативного восприятия населением информации о том, что при производстве строительных материалов применяются техногенные отходы, а также сокращение потребления цемента за счет использования (от частичного до полного) в качестве минерального вяжущего золы уноса угольных электростанций.

Технический результат, получаемый при решении поставленной технической задачи, выражается в повышении эффективности контроля эффективной удельной активности готовой продукции (строительных материалов).

Заявляемый технический результат достигается предлагаемым способом контроля и управления радиометрическими параметрами строительных материалов, получаемых из нескольких компонентов, содержащим операции:

- непрерывного измерения количественного содержания радиоактивных нуклидов природного происхождения в каждом компоненте и определения эффективной удельной активности каждого компонента,

- передачи полученных результатов измерений в блок управления и осуществления с учетом полученных результатов расчета весовых и/или объемных характеристик каждого компонента, при условии получения или непревышения заданной максимальной удельной эффективной активности конечного продукта,

- передачи расчетных параметров и управляющих сигналов устройству дозирования компонентов,

- маркировки конечного продукта маркером, соответствующим реальному значению эффективной удельной активности конечного продукта, определенному по весовым и/или объемным характеристикам и значениям удельной эффективной активности каждого компонента.

Предложенные операции способа и их последовательность позволяют повысить эффективность контроля радиометрических параметров готовой продукции. Непрерывное определение эффективной удельной активности каждого компонента и соответствующие расчеты, производимые непосредственно при производстве строительных материалов, а также мгновенное реагирование дозирующих устройств позволяют оперативно рассчитывать количественное или объемное содержание того или иного компонента, что позволяет получать готовую продукцию с наперед заданными характеристиками по эффективной удельной активности.

Ниже приведен один из оптимальных вариантов реализации предложенного технического решения, не являющийся, однако, единственно возможным.

Следует отметить, что предлагаемый способ обеспечивает автоматическое управление производством строительных материалов с заданными характеристиками по удельной эффективной активности.

Предлагаемый способ не заменяет и не отменяет необходимость проведения исследований строительных материалов и их компонентов в лабораторных условиях для определения их удельной эффективной активности и исключения случаев попадания компонентов/материалов с удельной эффективной активностью свыше 1500 Бк/кг на территорию предприятия по производству строительных материалов.

Предлагаемый способ служит для технологического контроля удельной эффективной активности сыпучих компонентов природного происхождения и техногенных строительных материалов (отходов промышленного производства и энергетики) и исключения возможности попадания материалов с высокой удельной эффективной активностью в изделия, предназначенные для жилищного строительства.

Для реализации предлагаемого способа могут применяться любые известные и подходящие для конкретных условий средства контроля А_эфф природных (естественных) радионуклидов (ЕРН), например гамма-спектрометры и радиометры спектрометрического типа, включенные в Государственный реестр, имеющие необходимое метрологическое и методическое обеспечение.

Предлагаемый способ может быть реализован посредством технологической линии, оснащенной, в частности, бункерами-накопителями, дозаторами исходного сырья, конвейерами, весами, единой базой данных и системой управления, обеспечивающей обработку поступающих данных со средств контроля А_эфф, расчет необходимых весовых и/или объемных показателей отдельных компонентов, передачу управляющих сигналов на узлы загрузки, дозировки и транспортировки отдельных компонентов, а также на узел упаковки и маркировки готовой продукции.

Применяемая радиометрическая аппаратура должна подвергаться обязательным государственным метрологическим испытаниям в соответствии с ГОСТ 8.326 и ГОСТ 8.513, подтверждаться свидетельством о государственной метрологической аттестации.

Основные этапы предлагаемого способа реализуются следующим образом.

Полученные радиометрической аппаратурой значения измерений удельной эффективной активности сыпучего материала передаются в систему управления. После анализа полученных данных и в соответствие с ранее введенным производственным заданием формируются управляющие команды:

- на дозировку этого/измеряемого компонента строительной смеси, имеющего замеренную удельную эффективную активность,

- на дозировку следующего компонента строительной смеси, имеющего (по умолчанию) низкую удельную эффективную активность.

При этом система управления по заранее известным параметрам, хранящимся в базе данных, рассчитывает вес каждого компонента (материала) и передает управляющие сигналы для электронных элементов системы для дозирования компонентов в такой пропорции: чтобы гарантированно получить строительные материалы с расчетной удельной эффективной активность ниже 370 Бк/кг.

В случае если расчетная удельная эффективная активность строительного материала прогнозируется в пределах до 370 Бк/кг, то система управления не вводит ограничений на дальнейшее применение материала в технологическом процессе производства строительных материалов.

В случае, если расчетная удельная эффективная активность строительного материала прогнозируется в пределах более 370 Бк/кг, но менее 740 Бк/кг, система управления формирует управляющую команду для электронных компонентов системы на маркировку данной партии продукта маркерами, исключающими их отгрузку для жилищного строительства. В этом случае, система управления вводит задание на дальнейшее применение данной партии материала для производства строительных материалов второго класса (тротуарной и дорожной плитки, бордюрного камня и пр.) с применением на объектах дорожного строительства в пределах населенных пунктов и зон перспективной застройки, строительства производственных сооружений.

В случае, если расчетная удельная эффективная активность строительного материала прогнозируется в пределах более 740 Бк/кг, но менее 1500 Бк/кг, система управления формирует управляющую команду для электронных компонентов системы на маркировку данной партии продукта маркерами, исключающими их отгрузку для жилищного и промышленного строительства. В этом случае, система управления вводит задание на дальнейшее применение данной партии материала для производства строительных материалов третьего класса (дорожно-строительных смесей) в грунтосмесительных установках с применением на объектах дорожного строительства вне населенных пунктов.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает автоматическое управления производством строительных материалов с заданными характеристиками по удельной эффективной активности и позволяет повысить эффективность контроля эффективной удельной активности готовой продукции (строительных материалов).

Способ контроля и управления радиометрическими параметрами строительных материалов, получаемых из нескольких компонентов, содержащий операции:

- передачи расчетных параметров и управляющих сигналов устройству дозирования компонентов,

Изобретение относится к системам автоматического управления и контроля. Техническим результатом является создание гальванически изолированного компаратора напряжения, не требующего отдельного гальванически изолированного источника питающего напряжения с минимальным уровнем компарирования не более 2 В и не изменяемым током нагрузки во всем диапазоне входного напряжения.

Система и способ управления обработкой почвы сельскохозяйственным орудием (варианты) // 2580449

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к системе почвообрабатывающе-посевного орудия и способу ее управления. Орудие содержит высевающую секцию, датчик, выполненный с возможностью выдачи сигнала, указывающего на почву, смещенную высевающей секцией, и контроллер орудия, соединенный с возможностью сообщения с датчиком.

Устройство управления в киберфизических системах, преимущественно для управления мобильными роботами и/или беспилотными летательными аппаратами // 2578759

Изобретение относится к автоматизированным системам. Технический результат заключается в повышении надежности связи между устройствами.

Системы и способы измерения накопления частиц на поверхностях реактора // 2564301

Изобретение относится к способу измерения накопления частиц на поверхностях реактора. Способ мониторинга смеси частиц и текучей среды включает пропускание смеси, содержащей заряженные частицы и текучую среду, обтекая детектор накопления частиц, измерение электрического сигнала, зарегистрированного детектором в то время, как некоторые заряженные частицы проходят мимо детектора без контакта с ним, а другие заряженные частицы контактируют с детектором, обрабатывание измеренного электрического сигнала, обеспечивая выходные данные, и определение по выходным данным, имеют ли заряженные частицы, контактирующие с детектором, в среднем заряд, отличный от заряженных частиц, проходящих мимо детектора без контакта с ним.

Способы и устройства, повышающие качество твердого топлива // 2561102

Изобретения относятся к химической и топливной отраслям промышленности, а также к охране окружающей среды. Сначала сравнивают данные об исходном образце твердого топлива с одной или более требуемых характеристик после обработки.

Гальванически изолированный компаратор напряжения с питанием от входного сигнала // 2540808

Лампа светодиодная // 2482532

Изобретение относится к области светотехники. .

Способ повышения достоверности поступающей информации в автоматизированной системе управления технологическими процессами, функционирующей в условиях крайнего севера // 2454692

Изобретение относится к области добычи природного газа и, в частности, к обеспечению оптимального ведения комплекса технологических процессов сбора и подготовки газа к дальнему транспорту с использованием автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Изобретение относится к области добычи природного газа, и в частности к обеспечению оптимального ведения комплекса технологических процессов сбора и подготовки газа к дальнему транспорту с использованием АСУ ТП.

Модуль со средством первичного измерительного преобразователя для контроля промышленных процессов // 2395828

Изобретение относится к системам и способам для текущего контроля промышленных процессов и содержит средство первичного измерительного преобразователя для детектирования одного или более параметров процесса по меньшей мере одним производственным терминалом, средство сбора для сбора измерительных сигналов, выдаваемых упомянутым средством первичного измерительного преобразователя, средство обработки, функционирующее по сигналам, сгенерированным упомянутым средством сбора, для получения информации о процессе, и средство управления производственным потоком, функционирующее на основе упомянутой информации по качеству процесса.

Устройство и способ для обработки упакованного в мешки мусора // 2596129

Способ обработки упакованного в мешки мусора содержит пневматическую передачу мешков, заполненных мусором, по воздуховоду с использованием воздушного потока и вскрытие указанных мешков во время их пневматической передачи по воздуховоду.

Извлечение минералов из отходов с использованием функционализированных полимеров // 2585615

Изобретение относится к отделению ценного материала от бросового материала в смесях, таких как отходы флотационного процесса. Способ извлечения минералов из хвостов флотационного процесса включает в себя: обеспечение устройства для сбора, функционализированного синтетическим материалом, содержащим множество молекул с функциональной группой, предназначенной для сбора представляющих интерес минеральных частиц к поверхности данного устройства для сбора; и приведение устройства для сбора в контакт с хвостами с представляющими интерес минеральными частицами, включая хвосты флотационного процесса, при этом функциональная группа предназначена для того, чтобы сделать поверхность устройства для сбора гидрофобной, и при этом синтетический материал выбран из группы, состоящей из производного силоксана, полидиметилсилоксана и полисилоксанов гидрофобно-модифицированной этилгидроксиэтилцеллюлозы.

Способ для переработки отходов пвх // 2573871

Изобретение относится к области переработки вторичного сырья и предназначено для переработки отходов ПВХ (поливинилхлорида). Может быть использовано на предприятиях, перерабатывающих пластмассы и их отходы.

Система сортировки твердых бытовых отходов // 2558873

Изобретение относится к области природоохранительной деятельности, экологии и коммунального хозяйства и предназначено для сортировки твердых отходов производства и потребления с целью извлечения вторичного сырья.

Способ утилизации памперсов, прокладок и аналогичных санитарно-гигиенических изделий и субстрат для выращивания грибов // 2555911

Группа изобретений относится к экологии. Для утилизации памперсов, прокладок и аналогичных санитарно-гигиенических изделий, содержащих целлюлозу, гранулированный адсорбент и полимерные материалы, их предварительно дробят на частицы с максимальным размером от 5 до 20 мм, затем от полученных частиц на виброгрохоте отделяют частицы размером от 0,5 до 1 мм, преимущественно гранулированный адсорбент, в частности полиакрилат натрия.

Способ разделения материалов из перерабатываемых электрохимических элементов и батарей // 2553805

Изобретение относится к переработке электрохимических элементов и батарей. Способ разделения материалов в ломе батарей включает измельчение батареи, удаление материалов корпуса, суспендирование получаемой суспензии батареи в воде в резервуаре пенной флотации, добавление агента пенной флотации к данной суспензии, барботирование данного резервуара воздухом с образованием пены, вследствие чего гидрофобные материалы захватываются пузырьками воздуха, и позволяют захваченным материалам всплывать вверх в резервуаре и снимают захваченные материалы из резервуара.

Способ обогащения и переработки твердых коммунальных отходов // 2542116

Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных отходов и может быть использовано в установках для их комплексной переработки и обогащения. Способ заключается в сортировке твердых коммунальных отходов по крупности с выделением биоразлагаемой фракции крупностью от -60 до -100 мм, которую подвергают гравитационной сепарации в водной среде.

Способ флотационной переработки текущих и лежалых хвостов обогащения, содержащих минералы меди и молибдена // 2539448

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации. Способ флотационной переработки текущих и лежалых хвостов обогащения, содержащих минералы меди и молибдена, включает селекцию медь- и молибденсодержащих минералов после окислительно-тепловой обработки пульпы с флотацией молибденита в щелочной среде, создаваемой сернистым натрием.

Способ переработки нефтесодержащих отходов и установка для его осуществления // 2536906

Изобретение относится к способу переработки нефтесодержащих отходов, в том числе буровых растворов, нефтяных шламов различного происхождения и других отходов, а также к оборудованию для его осуществления.

Способ переработки шламов металлургического производства // 2531498

Изобретение относится к области промышленной экологии, а именно к технологиям переработки и рециклинга железосодержащих шламовых отходов, содержащих повышенные концентрации тяжелых металлов (цинк, свинец и др.), металлургического и других производств с использованием высокоинтенсивных кавитационных воздействий с получением коммерчески рентабельных продуктов.

Способ и устройство для обработки руд, содержащих благородные металлы // 2605012

Изобретение относится к выщелачиванию благородных металлов из упорного золотосодержащего сырья. Перед выщелачиванием увлажненную или обезвоженную до заполнения пор водой руду подвергают воздействию наносекундных электромагнитных импульсов, имеющих следующие параметры: длительность - менее 1 нс, длительность фронта - менее 0,1 нс, частота повторения - более 1 кГц и амплитуда - более 15 кВ.