Радиометрический сепаратор минералов
Полезная модель относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно, к устройствам для разделения минерального сырья на обогащаемый и хвостовой продукты, в которых возникающее в обогащаемых минералах под воздействием возбуждающего излучения вторичное излучение используется для их обнаружения. Такой сепаратор может быть использован на всех стадиях обогащения различных минералов, например, алмазосодержащего сырья.
Технический результат - контроль наличия в зоне разделения воздушного потока с заданным усилием за счет автоматического контроля давления в воздуховоде между пневмоклапанном и соплом, что обеспечивает эффективность эксплуатации сепаратора.
Радиометрический сепаратор минералов, содержит устройство транспортировки исходного материала, систему обнаружения обогащаемого минерала, исполнительное устройство для выделения обогащаемого минерала из исходного материала, включающее пневмоклапан и сопло, соединенные воздухопроводом, и датчик давления в воздухопроводе, выполненный с возможностью задания минимального значения допустимого давления, устройства раздельного сбора обогащаемого минерала и хвостовых продуктов и систему управления сепаратором, информационный вход которой подключен к выходу датчика давления, а ее выход подключен к входу пневмоклапана.
В отличие от известного, датчик давления дополнительно снабжен средствами задания максимального значения допустимого давления.
Предлагаемая полезная модель относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно, к устройствам для разделения минерального сырья на обогащаемый и хвостовой продукты, в которых возникающее в обогащаемых минералах под воздействием возбуждающего излучения вторичное излучение используется для их обнаружения. Такой сепаратор может быть использован на всех стадиях обогащения различных минералов, например, алмазосодержащего сырья.
Одним из важных узлов сепаратора является исполнительное устройство для выделения обогащаемого минерала из исходного материала, обеспечивающее конечный результат - извлечение обогащаемого минерала.
Известны по крайней мере два типа исполнительных устройств, изменяющих траекторию движения обогащаемого минерала: с использованием шибера, который помещается на пути движения минерала с помощью, например, импульсного электромагнита [SU №1105229 А1, В03В 13/06, 30.07.1984.], и с использованием воздушной или водяной струи, управляемой пневмо- или гидроклапаном [US №3356211,05.12.1967.].
В первом случае наличие поворотных механических узлов ведет к быстрому выходу из строя при работе исполнительного механизма в агрессивной влажной среде и требует особого подхода к выбору материалов для изготовления механизма. Кроме того, работающие с высокой нагрузкой механические узлы требуют достаточно частой замены, так как недостаточно точное положение шибера на траектории прохождения куска минерала приводит к снижению извлечения, ухудшает качество обогащения и снижает эффективность работы сепаратора.
Наиболее близким аналогом предлагаемому радиометрическому сепаратору является сепаратор, содержащий устройство транспортировки исходного материала, систему обнаружения обогащаемого минерала, исполнительное устройство для выделения обогащаемого минерала из исходного материала, устройства раздельного сбора обогащаемого минерала и хвостовых продуктов, и систему управления сепаратором [Рентгенолюминесцентный сепаратор ЛС-ОД-50-03Н. Технические условия ТУ 4276-047-00227703-2003.]. Исполнительное устройство в этом сепараторе содержит
пневмоклапан и сопло, соединенные воздухопроводом, и датчик давления в воздухопроводе, выполненный с возможностью задания минимального значения допустимого давления. Информационный вход системы управления сепаратором подключен к выходу датчика давления, а ее выход подключен к управляющему входу пневмоклапана. Датчик давления выполнен на базе реле давления PS1000-R06L и снабжен калиброванным винтом для установки минимального значения допустимого давления в воздухопроводе (минимального давления срабатывания пневмоклапана). Устройство транспортировки исходного материала выполнено в виде наклонного лотка с вибрационным питателем. Система обнаружения обогащаемого минерала выполнена в виде импульсного источника рентгеновского излучения для возбуждения люминесценции минералов и блока фотоприемных устройств для измерения интенсивности люминесценции. Устройства раздельного сбора обогащаемого минерала и хвостовых продуктов выполнены, соответственно, в виде открытого контейнера и трубопровода. Система управления сепаратором осуществляет координацию и синхронизацию работы всех узлов и блоков сепаратора по заданному алгоритму и контроль функционирования в соответствии с заданными параметрами. В частности, она осуществляет контроль спада давления в воздуховоде пневмоклапана ниже заданного и в этом случае переводит сепаратор в режим «АВАРИЯ», обеспечивая прекращение подачи исходного материала в зону обнаружения.
В этом сепараторе контроль наличия минимально необходимого давления в системе исполнительного механизма исключает холостое (не обеспечивающее требуемое отклонение обогащаемого минерала) срабатывание пневмоклапана.
Однако, условия работы сепараторов на обогатительных комплексах (влажная агрессивная среда или сильная запыленность) нередко вызывают сужение или закупорку выходного отверстия сопла в исполнительном механизме, что приводит к отсутствию выхлопа воздуха при срабатывании пневмоклапана, а следовательно, к пропуску обогащаемого минерала и снижению извлечения.
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу контроля наличия в зоне разделения воздушного потока с заданным усилием за счет автоматического контроля давления в воздуховоде между пневмоклапанном и соплом, что обеспечивает эффективность эксплуатации сепаратора.
Поставленную задачу решает радиометрический сепаратор минералов, содержащий устройство транспортировки исходного материала, систему обнаружения обогащаемого минерала, исполнительное устройство для выделения обогащаемого минерала из исходного материала, включающее пневмоклапан и сопло, соединенные
воздухопроводом, и датчик давления в воздухопроводе, выполненный с возможностью задания минимального значения допустимого давления, устройства раздельного сбора обогащаемого минерала и хвостовых продуктов и систему управления сепаратором, информационный вход которой подключен к выходу датчика давления, а ее выход подключен к входу пневмоклапана, при этом датчик давления дополнительно снабжен средствами задания максимального значения допустимого давления.
В отличие от известного, датчик давления в предлагаемом сепараторе дополнительно снабжен средствами задания максимального значения допустимого давления.
На рисунке представлен один из вариантов структурной схемы предлагаемого радиометрического сепаратора минералов.
Представленный на рисунке сепаратор содержит устройство транспортировки исходного материала 1, выполненное в виде гравитационного питателя 2, выходное отверстие которого снабжено заслонкой 3, и наклонного лотка 4, систему 5 обнаружения обогащаемого минерала 6, исполнительное устройство 7, устройства 8 и 9 раздельного сбора, соответственно, обогащаемого минерала 6 и хвостовых продуктов (на фиг. не отмечено) и систему (САУ) 10 управления сепаратором. Система 5 обнаружения содержит источник 11 рентгеновского излучения и фотоприемное устройство (ФПУ) 12 с устройством обработки сигнала (на фиг. не показано). Исполнительное устройство 7 содержит соединенные воздухопроводом (на фиг. не отмечен) ресивер 13, пневмоклапан 14, датчик 15 давления, снабженный средствами (на фиг. не показаны) задания минимального и максимального значений допустимого давления, и сопло 16. Информационный вход САУ 10 подключен к выходу датчика 15 давления, а ее выходы подключены, соответственно, к входу пневмоклапана 14 и к механизму (на фиг. не показан) управления заслонкой 3.
Сепаратор минералов, представленный на рисунке, работает следующим образом. Предварительно в зависимости от крупности исходного материала 1 и его веса (покусковая сепарация) или объема и веса отделяемой части исходного материала 1 (поточная сепарация). в датчике 15 устанавливают граничные (минимальное и максимальное) значения допустимого давления поступающего в сопло 16 сжатого воздуха. При нормальных условиях эксплуатации сепаратора (рабочий режим) заслонка 3 питателя 2 открыта, и исходный материал 1 свободно падает с края наклонного лотка 4. В зоне свободного падения материал 1 подвергается облучению рентгеновским излучением от источника 11, под воздействием которого обогащаемый минерал 6
испускает свет в видимой области спектра. Этот свет регистрируется с помощью ФПУ 12, преобразующего свет в электрический сигнал, который по линии связи (на фиг. не показана) передается в устройство обработки сигнала, конструктивно размещенное в САУ 10. Если в результате обработки выясняется, что сигнал удовлетворяет заданным критериям разделения, то в САУ 10 вырабатывается управляющий сигнал обнаружения, который поступает в исполнительное устройство 7. При поступлении в устройство 7 сигнала обнаружения срабатывает пневмоклапан 14 и импульс сжатого воздуха из сопла 16 отклоняет обогащаемый минерал 6 с траектории свободного падения в результате чего он попадает в устройство 8 (концентратный отсек). В этом случае давление сжатого воздуха, измеряемое датчиком 15, находится в пределах установленного «окна» (между минимальным и максимальным допустимыми значениями) и в САУ 10 в течение заранее заданного времени срабатывания пневмоклапана 14 поступает напряжение, например, 24 В. Если давление измеряемое датчиком 15 во время срабатывания пневмоклапана 14 выходит за пределы «окна», то в САУ 10 поступает напряжение «0 В». В этом случае в САУ 10 вырабатывается сигнал «АВАРИЯ», по которому закрывается заслонка 3 питателя 2, прекращая подачу исходного материала 1 на лоток 4, и прерывается работа пневмоклапана 14.
Характер нарушения условий эксплуатации сепаратора можно установить по показаниям датчика 15. Если при срабатывании пневмоклапана 14 давление в датчике 15 ниже допустимого интервала, то это свидетельствует о недостаточном давлении в подающей воздушной магистрали или о недостаточном заполнении ресивера 13, а если давление в датчике 15 превышает границу допустимого интервала, это свидетельствует о существенном уменьшении рабочего отверстия сопла 16.
Предлагаемая полезная модель может быть осуществлена, например, на базе люминесцентных сепараторов, используемых при обогащении в алмазодобывающей промышленности. В частности, на базе сепаратора ЛС-Д-4-03Н [Рентгенолюминесцентный сепаратор ЛС-Д-4-03Н. Технические условия ТУ 4276-052-00227703-2003.].
В качестве датчика 15 давления может быть использован датчик ISE80-02-N-M фирмы «SMC» [www.smceu.com. Каталог SMC "Best Pneumatics"].
Таким образом, предлагаемый радиометрический сепаратор минералов обеспечивает автоматический контроль режима работы исполнительного механизма, что обеспечивает эффективность эксплуатации сепаратора, устраняя влияние внешних факторов на его работу.
Радиометрический сепаратор минералов, содержащий устройство транспортировки исходного материала, систему обнаружения обогащаемого минерала, исполнительное устройство для выделения обогащаемого минерала из исходного материала, включающее пневмоклапан и сопло, соединенные воздухопроводом, и датчик давления в воздухопроводе, выполненный с возможностью задания минимального значения допустимого давления, устройства раздельного сбора обогащаемого минерала и хвостовых продуктов и систему управления сепаратором, информационный вход которой подключен к выходу датчика давления, а ее выход подключен к входу пневмоклапана, отличающийся тем, что датчик давления дополнительно снабжен средствами задания максимального значения допустимого давления.
