Способ сепарации руды и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-By— (22) Заявлено20.05.80 (21) 2928308/28-12 )51) М. КП. с присоединением заявки ¹

В 07 С 5/34

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681. 06 (088.8) Опубликовано 07,09.82 Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания07. 09 82

К.С.Ассанович, M.Á.Áåëëo, Б.С.Каган, А.И.

И.И.Рукшин и С.П.Фрумкин (72) Авторы изобретения

Ленинградское научно-производственное объе

"Буревестник" (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ РУДЫ И УСТРОИСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к сепарации руд по фотометрическим свойст-. вам.

Известен способ сепарации руды, заключающийся в подаче анализируемого куска руды в зону осмотра, сканирования куска руды лазерным излучением, измерении коэффициента отражения излучения от исследуемого куска и сортировке руды в зависимости m этого измерения.

Известно также устройство для сепарации руды, содержащее узел подачи материала, лазер, оптически связанный через зеркальный сканатор с фотодетектором, и блок выделения полезных сигналов, соединенный с исполнительным механизмом (1).

Недостатком известных технических решений является невысокая эффективность сепарации руды.

Цель изобретения — повышение эффективности сепарации руды.

Цель достигается тем, что в способе сепарации руды, заключающемся в подаче анализируемого куска руды в зону осмотра, сканирования куска руды лазерным излучением, измерении коэффициента отражений излучения от исследуемого куска и сортировке руды в 30 зависимости от этого измерения, измеряют угол сканирования куска руды, а сортировку руды производят с учетом измеренного значения, а также тем, что устройство для сепарации руды, содержащее узел подачи материала, лазер, оптически связанный через зеркальный сканатор е фотодетектором, и, блок выделения полезных сигналов, соединенный с исполнительнйм механизмом, имеет световод, блок регистрации угла поворота сканатора, электронный ключ, регулируемый усилитель, преобразователь

"угол-напряжение", измеритель уровня сигнала и блок анализа интенсивностИ излучения, при этом лазер через световод соединен с блоком регистрации угла поворота сканатора, выход которого соединен с входами преобразователя "угол-напряжение" и измерителя уровня сигнала, подсоединенного своим первым выходом к входу блока анализа интенсивности излучения, выход фотоде.тектора подключен к первому входу электронного ключа, второй вход которого подключен к первому выходу преобразователя "угол-напряжение", а выход через первый вход регулируемого усилителя связан с входом блока выделения полезных сигналов, причем

956063 второй вход регулируемого усилителя подключен к вторым выходам измерителя уровня сигнала и преобразователя

"угол-напряжение".

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ. 5

-Устройство для сепарации руды содержит лазер 1, многогранный зеркаль ный сканатор 2, блок 3 регистрации угла поворота сканатора, состоящий из диска с радиальными прорезями 4; световода 5 и приемника б излучения, 10 установленных по разные стороны диска против прорезей. Устройство содержит также фотодетектор 7, электронный ключ 8, регулируемый усилитель 9, блок 10 выделения полезных сигналов, исполнительный механизм 11, преобразователь "угол-напряжение" 12, измеритель 13 уровня сигналов, пороговый блок 14, анализатор 15 неисправностей. Позицией

16 на чертеже обозначен кулачок руды, подвергаемый анализу и расположенный на узле 17 подачи материала.

Блок анализа интенсивности излучения имеет пороговый блок 14 и анализатор 15 неисправностей.

Блок 3 регистрации угла поворота сканатора установлен на оси многогранно"o зеркального сканатора 2 и подключен к преобразователю "уголнапряжение", который подсоединен к управляющим входам ключа 8 и регулируемого усилителя 9, соединенного

20 через ключ 8 с выходом фотодетектора

7 и входом блока 10 выделения полезных сигналов, выход которого подключен к исполнительному механизму 11.

Вход блока 3 регистрации угла поворота сканатора подключен к измерирого соединены с управляющим входом регулируемого усилителя 9 непосредственно ис анализатором.15 неисправностей через пороговйй блок 14, Блок 10 выделения полезных сигналов предназначен для выделения из аддитивной смеси полезных сигналов и сигналов помехи, поступающих с выхода фотодетектора 7 и усиленных усилителем 9 полезных сигналов. Последние могут отличать от сигналов помехи по амплитуде или длительнос50 ти. Блок 10 имеет амплитудный и времяимпульсный дискриминаторы. При этом .амплитудный дискриминатор осуществляет селекцию входных сигналов по амплитуде, а время-импульсный дискриминатор по длительности. Помимо этого полезный сигнал необходимо задержать на время, необходимое для перемещения

60 куска породы в зону разделения, где на него должен воздействовать исполнительный механизм 11. Кроме этого, задержанный полезный сигнал необходимо сформировать по длительности, достаточной для того; чтобы исполнителю 13 уровня сигналов, выходы кото- 40 тельный мехайизм мог выделить самый тяжелый кусок руды из потока. При этом сигнал должен быть усилен по мощности на столько, чтобы от него мог сработать исполнительный механизм.

Преобразователь 12 предназначен для преобразования сигналов с блока

3 регистрации угла поворота сканатора в логические сигналы управления ключом 8 и регулируемым усилителем 9. 3а время прохождения лазером одной строки на выходе блока 3 формируется последовательность из п импульсов, нри этом каждому импульсу может быть поставлена в.соответствие определенная функция. Например, импульсы с первого по пятый отключают регулируемый усилитель 9 от детектора 7 с помошью ключа 8, шестой импульс подключает усилитель 9 к фотодетектору

7.,и устанавливает коэффициент усиления усилителя 9,равный К, седьмой импульс m(m < n) устанавливает коэффициент К2...Х„„ причем коэффициенты К ...К,„соответствуют дискретным значениям где Кд и К вЂ” коэффициент усиления тракта регистрации при положении сканатора, соответствующего направлению луча лазера в центр зоны осмотра, и при развороте сканатора на угол 4

Наконец, начиная с импульса m+1 до n — - усилитель 9 вновь отключается от фотодетектора. Для этого блок 10 должен содержать счетчики числа импульсов и необходимые комбинационные схемы.

Измеритель 13 уровня сигналов предназначен для коррекции коэффициента усиления регулируемого усилителя 9 в.зависимости от изменения величины потока лазерного излучения, связанного с нестабильностью мощности излучения лазера 1. C этой целью измеритель 13 может содержать, например, несколько компараторов (амплитудных дискриминаторов), пороги которых соответствуют нескольким значениям мощности, излучаемой лазером 1. Сигнал с выхода приемника б излучения сравнивается по амплитуде со значением порогов компараторов, на входе которых вырабатываются логические сигналы управления усилителем 9, вносящим поправку в коэффициент усиления в соответствии с текущим значением мощности излучения лазера. Анализатор 15 неисправностей предназначен для определения по совокупности признаков вида неисправности, в том числе падения мощности излучения лазера ниже допустимого значения, остановку двигателя сканатора и др. и с

956063 этой целью содержит соответствующие комбинационные схемы. Поскольку все перечислрнные блоки — электронные устройства, выполненные с применением интегральных микросхем, то конструкция их идентична и выполнена на печатных платах, установленных в модулях конструктива универсальных типовых конструкций. Ключ 8 представляет собой, например, устройство, состоящее из комплементарной пары полевых транзисторов, управляемых логическим сигналом . Ключ позволяет пропускать аналоговый сигнал при подаче на управляющий вход соответствующих сигналов. Регулируемый усилитель 9 представляет собой операционный усилитель, работающий в режиме масштабирования, у которого коэффициент усиления изменяется под действием управляющих сигналов путем изменения номинала входного резистора или резистора обратной связи. Пороговый блок

14 представляет собой компаратор,т.е. операционный усилитель без обратной связи или с положительной обратной связью, у которого на один вход подается измеряемое входное напряжение, а на другой — опорное напряжение, а на его выходе напряжение устанавливается на уровнях: логический

"0" или логическая "1" в зависимости от того, превышает или нет входное напряжение величину опорного.

В основу изобретения положен принцип регулирования чувствительности приемного тракта в зависимос,ти от пространственного положения луча лазера, освещающего соответствующий участок зоны осмотра.

Поток излучения, проходящий на чувствительную площадку фотодетектора, можно определить из следующего выражения

Ь где I - - силы света,,отраженного от куска руды в направлении фотодетектора;

S — площадь чувствительной площадки фотодетектора;

L — расстояние от куска руды до зеркала сканатора (расстояние от сканатора до фотоприемника мало и им можно пренебречь).

Расстояние L< от зеркала до различных точек зоны осмотра при повороте зеркала сканатора в пределах угла — - <Ч<+

180 180 n n где n — число граней сканатора, изменяется по следующему закону

Lo

С 0 52 ÷v где L@ . — расстояние от зеркала сканатора до центра зоны осмотра.

Следовательно, поток излучения

Ф, = 1 — - cos 2Ч

S о

Для получения сигнала, независящего от расстояния в пределах всей зоны осмотра, необходимо осуществлять регулировку коэффициента усиления s электрической части приемного. тракта по закону фв КО

cps % в где Ko — коэффициент усиления при попадании на фотодетектор светового потока Ф от центра . зоны осмотра.

Устройство, реализующее. способ, ра" ботает следующим образом.

Кусок руды 16 подается в зону

20 осмотра> где облучается лазером 1.

Сканирование лазерного луча вдоль зоны осмотра осуществляется многогранным зеркальным сканатором 2. Поток лазерного излучения отражается от

25 поверхности куска руды 16 и через зеркало сканатора попадает на фотодетектор 7. Электрический сигнал с выхода . фотодетектора 7 через электронный ключ 8 поступает на вход регулируемо3р го усилителя 9.. Усиленный сигнал подается на блок 10 выделения полезных сигналов, который осуществляет управление исполнительным механизмом 11.

Блок 3 регистрации угла поворота

35 ска а ора формируе импульсы, соответ-. ствующие ряду значений углаповорота сканатора 2.Эти импульсы поступают в преобразователь 12 "угол-напряжение", который осуществляетдискретные пере40 ключения коэффициентаусиления регулируемого усилителя 9 позакону, ступенчатого аппроксимирующему функцию

Ко

К = . . В.момент разворота лазерcos>2V ный луч выходит за пределы зоны ос45 мотра и, отражаясь от элементвв конструкции сканатора, может попасть на фотодетектор 7. Для предотвращения ложного срабатывания блок 12 отключает регулируемый усилитель 9 от

50 фотодетектора 7 с помощью ключа 8.

Так как блок.3 регистрации угла по ворота сканатора оптически связан с выходом лазера 1, то электрические импульсы на выходе блока . 3 не55 сут информацию о величине потока лазерного излучения. Эти импульсы подаются на измеритель 13 уровня сигналов, который осуществляет изменение коэффициента усиления регулирущ емого усилителя 9 в зависимости от изменений величины потока лазерного излучения.

Если интенсивность лазерного излучения уменьшится ниже заданного зна65 чения, то срабатывает пороговый блок

956063

Формула изобретения каз 6890/10

Подписное

14 и включится анализатор неисправностей 15.

При остановке двигателя сканатора на измеритель 13 уровня сигналов будет поступать не импульсный,. а постоянный сигнал, что также приведет к срабатыванию порогового блока 14 и включению анализатора 15 неисправностей. Использование изобретения позволит повысить эффективность сепарации 10 руды. Это даст возможность получить концентрат более высокого качества и снизить себестоимость переработки минерального сырья.

1. Способ сепарации руды, заключающийся в подаче анализируемого кус->О ка руды в зону осмотра, сканирования.куска руды лазерным излучением, измерении коэффициента отражения излучений от исследуемого куска и сортировке руды в зависимости,от этого измерения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности сепарации руды., измеряют угол сканирования куска руды, а сор тировку руды производят с учетом измеренного значения °

2. Устройство для сепарации руды, содержащее узел подачи материала, лазер, оптически связанный через зер Ю кальный сканатор с фотодетектором, и блок выделения полезных сигналов, соединенный с исполнительным механизмом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности сепарации руды, оно имеет световод, блок регистрации угла поворота сканатора, электронный ключ, регулируемый усилитель, преобразователь "угол-напряжение", измеритель уровня сигнала и блок анализа интенсивности излучения, при этом лазер через световод соединен с блоком регистрации угла поворота сканатора, выход которого соединен с входами преобразователя "угол-напряжение" и измерителя уровня сигнала, подсоединенного своим первым выходом к входу блока анализа интенсивности излучения, выход фотодетектора подключен к первому входу электронного ключа, второй вход которого подключен к первому выходу преобразователя. "угол-напряжение", а выход через первый вход регулируемого усилителя связан с входом блока выделения полезных сигналов, причем второй вход регулируемого усилителя подключен к вторым выходам измерителя уровня сигналов и преобразователя

"угол-напряжение".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91152407 кл. G 2 F, 1969.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4