Устройство для анализа качества сыпучих материалов на ленте конвейера

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii1984491 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.04.81 (21) 3271666/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.82

{sl)M. Кл.

B 03 В 13/06

Гасударственный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (Ç) УДК 622. .765(088.8) Л. П. Старчик, В. И. Рящиков, Н. И. Борушко и.-P. А. Крылов (72) Авторы изобретения

Комплексный научно-исследовательский и. проектно-.конструктор кий институт обогащения твердых горц чих ископаемых (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА КАЧЕСТВА С ЫПУЧИХ

МАТЕРИАЛОВ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА влажности угля.

Изобретение относится к анализу качества сыпучих материалов в транспортных потоках и может быть использовано для анализа качества угля, кокса, горючих сланцев.в горноперерабатываюшей и металлургической отраслях промышленности, Известно устройство для непрерывнсго и бесконтактного измерения зольности угля на ленте конвейера, содержащее or1О раничитель высоты насыпки угля (разравниваюший нож), ограничители ширины потока, ограничивающий плужковый сбрасыватель, источник и детектор ионизирую15 щего излучения, расположенные по разные стороны контролируемого материала и электронный блок, вынесенный из зоны облучения Ql) .

Недостаток известного устройства 2о заключается в том, что на результаты измерения зольности оказывает влияние колебание элементного состава золы и

Известно устройство для анализа качестве сьптучего материала на ленте конвейера, содержащее ограничитель ширины потока, разрав:кивающий нож, ограничивающий плужок-сбрасыватель, размещенные по разные стороны от плоскости ленты напротив друг друга излучатель и детектор, который соединен через двухканальный анализатор с электронным блоком 12 ) .

Для компенсации колебаний элемент ного состава золы в устройстве использован излучатель быстрых (14 МэВ) нейтронов, расположенный под лентой конвейера и детекторы бета- и гамма-излучения, помещенные над исследуемым материалом. Выходы детекторов соединены с входами двух амплитудных дискримина» торов, а выходы дискриминаторов соединены с входом схемы антисовпадений и электронным блоком.

Однако в известном устройстве сохраняется недостаток, связанный с погрешностью определения зольности при зна9 &4491

4 ческой полости 10 парафинового отражателя 9 закреплен плутоний-бериллиевый источник 11 быстрых нейтронов, который помещен в цилиндрический водородсодержащий замедлитель 12. В выходном отверстии полости 10 расположен свинцо вый аттенюатор 13,. выполненный в виде конуса. Детектор 14 гамма-излучения окружен экрансм 15 из бора и установt0 лен между ставом 8 конвейера и грузовой ветвью, выход детектора 14 соединен с входом двухканального амплитудного анализатора 16. Выходы амплитудного анализатора 16 соединены с входа Is ми электрончого блока 17.

Устройство работает следующим образом.

Поток угля 2, перемещаемый конве

Ред- йерной лентой 1, проходя через сужак 20 и ее приспособление, формируется по ширине. Разравниваюший нож 6 служит для формирования потока угля по высоте.

Ограничивающие кружки-сбрасыватели

6 предохраняют блок источника от по25 падания на него крупных кусков угля, а ограничители 3 ширины поддерживают постоянной ширину потока угля.

Сформированный поток угля попадает в зону действия нейтронного источника, -З0 где облучается потоком тепловых нейтронов. При радиационном захвате тепловых нейтронов ядрами элементов мир неральной части угля (51, A9, СО, Fe 5) и водорода возникает мгновенное гамма-излучение, интенсивность которого пропорциональна зольности и влажности угля.

3 чительных колебаниях влажности угля.

Это обусловлено тем, что, например, при увеличении влажности угля растет содержание водорода„а это приводит к интенсивному замедлению быстрых нейтронов излу ателя. Регистрируемое бета излучение с энергией 13,4 МэВ образуется при активации быстрыми нейтронами ядер углерода, причем энергия ней тронов должна быть не менее 13,6 МэВ

Поэтому зч счет замедления быстрых нейтронов количество актов активации уменьшается и соответственно уменьшается число образованных бета-частиц, что приводит к занижению показаний зол ности угля.

В то же время низкая проникайшая способность бета-излучения также снижает точность контроля в виду малой п ставительности анализируемого материала (контроль качества при высоте насып ки угля на конвейере не больше 15 см) Цель изобретения — повышение точно ти анализа путем исключения влияния влажности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для анализа качества сь пучего материала на ленте конвейера, содержащее ограничители ширины потока разравниваюший нож, ограничивающий плу жок — сбрасыватель, размещенные по разные стороны от плоскости ленты напротив друг друга излучатель и детекто который соединен через двухканальный анализатор с электронным блоком, снабжено отражателем из парафина с параболической полостью, диафрагмированной аттенюатором, обращенной к детектору, и водородосодержащим замедлителем, а детектор снабжен экраном, выполненным

40 из бора, причем в качестве излучателя применен плутоний-бериллиевый источник быстрых нейтронов, размещенный в замедлителе и установленный в фокусе параболической полости отражателя.

На фиг. 1 схематически изображено

45 устройство, общий внд, (на котором для лучшего понимания конструкции блока исI точника показан частный вырез); па фиг. 2 — то же, вид сверху.

Конвейерной лентой 1 транспортируется анализируемый уголь 2. Ограничители 3 ширины потока, сужающее приспособление 4, разравпивающий нож 5, ограничивающие плужки-сбрасыватели 6 закреплены к раме 7, которая приварена

K ставу 8. Парафиновый отражатель 9 расположен над конвейерной лентой 1 и прикреплен к раме 7. Б фокусе па >аболиВ таблице представлены ядерные характеристики реакции радиационного захвата для основных элементов, входяших в состав угля. Из нее следует, что энергия гамма-излучения для элементов минеральной части составляет 4,9-7,8 МэВ, а энергия гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов для водорода соответствует 2,23 МэВ.

B устройстве используется двухканальный амплитудный анализатор 16, каналы которого настроены на регистрацию гамма-излучения в области энергий 4,97,8 МэВ и 2,23 МэВ. Поскольку изме нение влажности, сказывающееся на плотности угля, приводит к изменению интенсивности гамма-излучения радиационного захвата в области 4,9-7,8 МэВ, то с целью исключения влияния этого фактора в электронном блоке 17 осуществляется суммирование сигналов с

984491

30

2,23

4,95

19,8- 10

1 50.10 4

Н

7,02 ° 10

0,51 ° 10

О

АЯ, 35

7,72

0,70-10

0,98 ° 10

0,66,-10

2,7 -10-2

4,93

Si

5,44

Са

51,5

5 двухканального анализатора импульсов.

Так, если увеличение влажности угля приводит к уменьшению интенсивности гамма-излучений радиационного захвата в области энергий 4,9-7,8 МэВ за счет уменьшения плотности, то одновре. менно это увеличение влажности приводит к увеличению интенсивности гамм излучения с энергией 2,23 МэВ. Сумма обоих интенсивностей в диапазоне 4,97,9 МэВ и 2,23 МэВ практически постоянная при изменениях влажности. Следовательно, увеличение зольности угля приводит к увеличению интенсивности . гамма-излучения в области 4,9-7,8 МэВ и, в свою очередь, к увеличению суммарного сигнала.. Таким образом, в предпагаемом устройстве осушествляется компенсация влияния влажности угля на точность определения зольности.

В устройстве для получения направленного потока тепловых нейтронов использован плутоний-бериллиевый источник быстрых нейтронов и спектр нейтронов которого простирается от 1 до 11 МэВ.

Для замедления быстрых нейтронов до тепловой энергии около 0,025 МэВ ис точник помешается в парафиновый отражатель 9, в котором со стороны анализируемого материала выполнена параболическая полость 10; Источник нейтронов закрепляется в цилиндрический водородосодержаший замедлитель 12 и располагается в фокусе параболической полости.

Предварительно замедлившиеся в цилиндрическом замедлителе нейтроны вза6 имодействуют с парафиновым отражателем и за счет диффузии и альбедо от параболической области преобразуются в направленный поток тепловых нейтронов.

Экспериментально установлено, что поток тепловых нейтронов, вышедших из отражателя, в 15 раз больше, чем поток =пловых нейтронов, образованных при помещ ении источника в сферический замедлитель. Использование в устройстве парафинового отражателя и цилиндрического водородсодержашего замедлителя позволяет повысить точность анализа путем исключения влияния влажности за счет повышения плотности потока тепловых нейтронов с одновременным уменьшением активности нейтронного источника.

Для исключения влияния собственного гамма-излучения нейтронного источника (f П=4,5 МэВ) на измерение зольности угля в устройстве использован свинцовый аттенюатор 13, выполненный в виде конуса. Высота конуса выбирается в зависимости от активности нейтронного источника. Так, для источника активноють о 10 н/с высота конуса равна 12 см.

Детектор 14 гама-излучения, например кристалл ИаЗ(Т01, помещается в нейтронопоглощаюший экран 15 из бора, чем уменьшается активация кристалла тепло

- выми нейтронами.

Использование предлагаемого устройства приводит к повышению выхода концентрата, исключает влияние колебаний

35 влажности на излучение зольности угля, кокса и горючих сланцев, о Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР N 134146, кл. В 0313/06, В 65 4 43/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

1s по заявке № 2938644/22-03, кл. В 03 В 13/06, 1980 (прототип).

7 98

Формула изобретения

Устройство для анализа качества сыпучих материалов на ленте конвейера, сс держащее ограничи ели ширины потока, разравнивающий нож, ограничивающий плужок-сбрасыватель, размещенные по разные стороны от плоскости ленты напротив друг друга измеритель и детектор, который соединен через двухканальный анализатор с электронным блоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности анализа. пуФ тем исключения влияния влажности, оно снабжено отражателем из парафина с прраболической полостью, диафрагмированной аттенюатором, обращенной к

4491 8 детектору, и водородсодержашим замедлителем, а детектор снабжен экраном, выполненным из бора, причем в качестве излучателя применен плутоний-бериллиевый источник быстрых нейтронов, размещенный в замедлителе, установленный в фокусе параболической полости отража-. теля.

984491

Составитель В. Персиц

Редактор А. Мотыль Техред Ж.Еастелевич

Корректор А. Лзятко

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

Заказ 10014/4 Тираж 594 Подл исыое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыл ий

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