устройство для сепарации минерального сырья

Формула изобретения

Устройство для сепарации минерального сырья, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, соединенный с первым входом блока измерения интенсивности люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения и с входом блока определения пространственного расположения минералов, выход которого соединен с входом блока стробирования, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с задатчиком граничного значения интенсивности люминесценции минералов, а выход соединен с блоком выработки команд, выход которого соединен с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала, вход которого соединен с выходом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, а выход соединен с вторым входом блока измерения интенсивности люминесценции минералов, выход которого соединен с входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, конкретнее к устройствам для радиометрической сепарации руд, и может быть использовано для сепарации люминесцирующих минералов.

Известно устройство для сепарации полезных ископаемых, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, выходом соединенный с входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха и первым входом блока измерения люминесценции минералов, выход последнего соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен со вторым входом блока измерения люминесценции минералов и выходом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, а выход соединен с блоком выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом (патент 2004356, кл. В 07 С 5/342).

Недостатком этого устройства являются пропуски люминесцирующих минералов при "высокой" частоте их следования через зону облучения и регистрации, что обусловлено отсутствием контроля (один или несколько минералов находятся в зоне облучения и регистрации) и узким динамическим диапазоном блока измерения люминесценции минералов.

Наиболее близким к заявляемому является устройство по патенту 2101101, кл. В 07 С 5/342, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, выходом соединенный с первым входом блока измерения сигналов люминесценции минералов и входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, соединенного выходом со вторым входом блока измерения люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения и входом блока определения пространственного расположения минералов, выход которого соединен с входом блока стробирования, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, третий вход блока сравнения соединен с задатчиком граничного значения интенсивности люминесценции минералов, а выход соединен с блоком выработки команд, последний соединен с исполнительным механизмом.

Однако известное устройство не устраняет полностью вышеназванных недостатков. Обусловлено это тем, что динамический диапазон сигналов люминесценции алмазов составляет 3-4 порядка. В существующем устройстве блок измерения люминесценции минералов выполнен на базе операционных усилителей, использующих двухполярное питание. Сигнал на выходе операционного усилителя блока измерения люминесценции минералов изменяется от нулевого уровня (при отсутствии люминесцирующих минералов в зоне облучения и регистрации) до уровня напряжения питания источника (при входе "яркого" люминесцирующего минерала в зону облучения и регистрации). При входе люминесцирующих минералов друг за другом (без промежутка или с очень небольшим промежутком) в зону облучения и регистрации сигналы люминесценции "накладываются" друг на друга и, если проходит очень "яркий" сигнал люминесценции, то он вводит операционный усилитель блока измерения люминесценции минералов в ограничение и следующий за этим "слабый" сигнал не выделяется, следовательно, соответствующий ему люминесцирующий минерал уходит в "хвосты".

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности сепарации за счет расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала.

Достигается технический результат тем, что устройство для сепарации минерального сырья, содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха, блок измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, соединенный с первым входом блока измерения интенсивности люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения и с входом блока определения пространственного расположения минералов, выход которого соединен с входом блока стробирования, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с задатчиком граничного значения интенсивности люминесценции минералов, а выход соединен с блоком выработки команд, выход которого соединен с исполнительным механизмом, дополнительно содержит блок расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала, вход которого соединен с выходом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха, а выход соединен с вторым входом блока измерения интенсивности люминесценции минералов, выход которого соединен с входом блока измерения интенсивности люминесценции воздуха.

Решение технической задачи, а именно повышение эффективности процесса сепарации алмазосодержащего сырья, осуществимо при условии расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала. В заявляемом техническом решении предложено использовать весь диапазон двухполярного источника питания, что обеспечивает расширение динамического диапазона сигнала люминесценции минерала в два раза. Использование всего диапазона питающих напряжений обеспечивается при смещении сигнала "нулевого" уровня операционного усилителя блока измерения интенсивности люминесценции минералов к уровню напряжения питания одного из источников. Таким образом, сигнал на выходе усилителя блока измерения интенсивности люминесценции минералов в этом случае будет изменяться от плюсового напряжения источника питания до минусового и, чтобы операционный усилитель вошел в режим ограничения, сигнал от "яркого" люминесцирующего минерала должен быть в два раза "больше".

На чертеже представлена блок-схема устройства для сепарации минерального сырья.

Устройство для сепарации минерального сырья содержит бункер 1, транспортирующий механизм 2, источник излучения 3, блок 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала, блок 5 измерения интенсивности люминесценции минералов, блок 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха, блок 7 сравнения, блок 8 определения пространственного расположения минералов, блок 9 стробирования, задатчик 10 граничного значения интенсивности люминесценции минералов, блок 11 выработки команд, исполнительный механизм 12, блок 13 расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала.

Блок 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала выполнен на базе фотоэлектронного умножителя ФЗУ-85 и операционного усилителя 140-й серии.

Блок 5 измерения интенсивности люминесценции минералов выполнен на базе операционного усилителя 140-й серии.

Блок 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха выполнен на операционных усилителях 140-й серии.

Блок 7 сравнения выполнен на операционных усилителях 140-й серии и предназначен для сравнения интенсивности сигнала люминесценции минерала с заданным граничным значением интенсивности люминесценции минералов.

Блок 8 определения пространственного расположения минералов выполнен на операционных усилителях 140-й серии и на микросхемах 176-й серии и предназначен для определения - один или несколько минералов находятся в зоне облучения и регистрации.

Блок 9 стробирования выполнен на микросхемах 176-й серии и предназначен для выдачи разрешающего сигнала на блок 7 сравнения в момент нахождения минерала (или минералов) в зоне облучения и регистрации.

Задатчик 10 граничного значения интенсивности люминесценции минералов содержит источник опорного напряжения, напряжение которого пропорционально интенсивности излучения источника 3.

Блок 11 выработки команд выполнен на микросхемах 176-й серии и предназначен для своевременной выдачи команды на отсечку полезного минерала исполнительным механизмом 12.

Блок 13 расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала выполнен в виде интегратора на операционном усилителе 140-й серии и предназначен для расширения динамического диапазона сигнала регистрации люминесценции минерала путем стабилизации "нулевого" уровня блока 5 измерения интенсивности люминесценции минералов на уровне "плюсового" напряжения источника питания.

Выход блока 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала соединен с первым входом блока 5 измерения интенсивности люминесценции минералов, выход которого соединен с первым входом блока 7 сравнения, входом блока 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха и входом блока 8 определения пространственного расположения минералов, выход которого соединен с входом блока 9 стробирования, выход которого соединен со вторым входом блока 7 сравнения, третий вход которого соединен с выходом задатчика 10 граничного значения интенсивности люминесценции минералов. Выход блока 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха соединен с входом блока 13 расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала, выход которого соединен со вторым входом блока 5 измерения интенсивности люминесценции минералов. Выход блока 7 сравнения соединен с входом блока 11 выработки команд, выход которого соединен с исполнительным механизмом 12.

Устройство работает следующим образом. При включении источника излучения 3 блок 4 измерения интенсивности люминесценции воздуха и минерала регистрирует интенсивность люминесценции воздуха. С выхода блока 4 сигнал поступает на первый вход блока 5 измерения интенсивности люминесценции минералов, а с его выхода - на вход блока 6 измерения интенсивности люминесценции воздуха, с выхода которого сигнал поступает на вход блока 13 расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала, который формирует сигнал, поступающий на второй вход блока 5 измерения интенсивности люминесценции минерала, смещающий уровень выходного сигнала блока 5 измерения интенсивности люминесценции минерала к положительному напряжению источника питания. После стабилизации "нулевого" выходного уровня сигнала блока 5 измерения интенсивности люминесценции минерала на уровне, близком к положительному напряжению источника питания, включается подача материала в зону облучения и регистрации. При поступлении люминесцирующих минералов в зону облучения и регистрации на выходе блока 5 измерения интенсивности люминесценции минерала появляются сигналы люминесценции, которые поступают одновременно на первый вход блока 7 сравнения и вход блока 8 определения пространственного расположения минералов, который определяет - один или несколько минералов оказались одновременно в зоне облучения и регистрации. За счет расширения динамического диапазона сигнала люминесценции минерала блок 8 определения пространственного расположения минералов имеет возможность более точно выполнять свои функции, так как ограничение сигнала в блоке 5 измерения интенсивности люминесценции минерала наступает при прохождении сигнала люминесценции в два раза более "яркого", чем в прототипе. Блок 8 определения пространственного расположения минералов выдает сигнал на блок 9 стробирования, с выхода которого сигнал поступает на второй вход блока 7 сравнения, и, если сигнал люминесценции минерала окажется больше, чем поступающий на третий вход блока 7 сравнения сигнал с задатчика 10 граничного значения интенсивности люминесценции минералов, то с выхода блока 7 сравнения сигнал поступает на блок 11 выработки команд и далее на исполнительный механизм 12 для отсечки полезного минерала в концентрат.

Предложенное техническое решение позволяет за счет использования полного (двухполярного) диапазона напряжения питания операционного усилителя блока измерения интенсивности люминесценции минерала расширить динамический диапазон сигнала люминесценции минерала и повысить его "перегрузочную" способность, тем самым увеличить вероятность обнаружения алмаза и повысить эффективность сепарации.