Устройство для сортировки частиц материала

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИЧАСТИЦ МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к отраслям промышленности, где производится сортировкаматериалов по плотности или крупности,таким как горнорудная, сельскохозяйственная, пищевая и т. п., и позволяет. расширить технологические возможности. Устройство для сортировки частиц (кусков, плодов, зерен и т. п.) материала состоит изсредств поштучной подачи частиц материалав камеру, содержащую два источника излучения и приемники этого излучения, расположенные в п параллельных строк, объединенные в первую и вторую матричные панели и установленные перпендикулярно друг Изобретение относится к устройствам для сортировки материалов по плотности, крупности, радиоактивному излучению и другим физическим свойствам и может быть ис. пользовано, например, горнорудной, сельскохозяйственной, пищевой и др. отраслях промышленности.Цель изобретения - расширегических возможностей.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит камеру матричного типа для определения объема, содержащую матрицы 1 а и 1 в фотодетекторов, источники 2 излучения, исполнительный механизм 3,ние технолоВыхо кости 1 а мой ИЛ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРИ ГКНТ СССР другу, при этом излучатели установлены напротив панелей, Выход каждого приемника излучения соединен со считывающим устройством, кроме того все приемники излучения одной из панелей построчно соединены со схемами ИЛИ, причем каждой строке соответствует своя схема ИЛИ. Все схемы ИЛИ через схемы И соединены каждая со своим формирователем задержки для автоматического формирования задержки с учетом размера частиц. Сигналы, задержанные на время прохождения частицей расстояния из камеры до зоны отсечки, со считывающего узла поступают на схему формирования, где формируется сигнал управления исполнительным устройством, длительность которого пропорциональна объему. Частицы обрабатываемого материала, поступающие поштучно из камеры для определения объема в зону отсечки, отбрасываются (отсекаются) струей сжатого газа или жидкости, нормированной по усилию, в разные точки в соответствии с их плотностью. 2 ил. блок 4 формирования управляющего сигнала и отсеки для приема сортируемых частиц с хвостовой и концентратными течками.Блок формирования управляющего сигнала содержит триггер 5 запуска задержки, схемы И 6 - 9, формирователи 10 - 14 задержек, схему ИЛИ 15, триггер 16, генератор 17 считывания, узел 18 считывания, генератор 19 записи, узел 20 памяти, электронный ключ 21, интегратор 22, усилитель 23 мощности, триггер 24, схемы ИЛИ 25 - 28 и переключатели 29 и 30. каждого светоприемника на плосстроке ао 1ао. соединен со схе 25 и считывающим узлом 18.Выход каждого фотоприемника строки а 1,асоединен со схемой ИЛИ 26, а также со считывающим узлом 18.Таким образом, выход каждого свето- приемника в каждой строке плоскости 1 а соединен со своей схемой ИЛИ и считывающим узлом, включая и светоприемники аа которые соединены со схемой ИЛИ 28 и считывающим узлом 18,Выход каждого светоприемника вон,в, плоскости 1 Ь соединен со считывающим узлом 18. Выход каждой схемы ИЛИ 25 - 28 соединен с входом соответствующей ей схемы, И 6 - 9, выход триггера 5 соединен с всеми схемами И 6 - 9, генератором 19 записи и ключом 21, а вход триггера 5 через переключатель 30 соединен со схемой ИЛИ 28. Выходы схем И 6 - 9 соединены с соответствующими им формирователями 1 О - 13 задержки, вход формирователя 14 задержки через переключатель 30 соединен со схемой ИЛИ 28, а выход - с триггером 24, все выходы формирователей задержки 10 - 13 соединены со схемой ИЛИ 15, выход которой через переключатель 29 соединен с триггером 16 или 24. Выход интегратора соединен с одним из входов усилителя 23 мощности, выход которого соединен с исполнительным механизмом 3, а второй вход - с триггером 24, Узел считывания входом соединен с генератором 19 записи, а выходом через ключ 21 - с узлом 20 памяти.Устройство работает следующим образом.Обрабатываемый материал поступает в устройство для поштучной подачи частиц. В своем движении (в данном случае в свободном падении) частицы проходят между источниками 2 излучения и матрицами 1 а и 1 Ь. Поток излучения воспринимается всеми приемниками излучения а и Ь (ц=1, 2п) до тех пор, пока падающая частица материала не начнет экранировать их.Когда частица начинает экранировать какой-либо из приемников излучения самой нижней линии аапроисходит считывание сигналов со всех приемников излучения матриц 1 а и 1 Ь. На диаграммах фиг. 2 показаны сигналы на затененных приемниках излучения линий а 1;,.,ац, ан а; а;а; и а.;а., Так как частица на. ходится в движении, то наибольшая длительность сигнала имеется на верхней линии приемников излучения, а наименьшая - на нижней. Считывание происходит при прохождении самой нижней линии, поэтому сигнала в это время на приемниках излучения линии аа,.,а; может и не быть (как это показано на диаграмме 31 на фиг. 2), считываются только сигналы с затененных приемников излучения с линии ападо линии а,а;.Сигналы, приходящие с приемников излу 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чения, сгруппированы по линиям, С матрицы 1 а инвертированные сигналы каждой линии поступают на свою схему ИЛИ 25 - 28, последняя из которых (28) через переключатель 30 запускает триггером 5 всю схему (диаграмма 35 на фиг. 2),Во-первых, запускается генератор 19, и ключ 21 подключает считывающий узел 18 к узлу 20 памяти,Сигналы с приемников излучения каждой строки аа считываются в запоминающее устройство ЬЬ раз последовательно строка за строкой (ЬЬ - затененные приемники излучения строки ). Считывание производится только с затененных фотоприемников. Так как а хЬ представляет собой элементарную ячейку с объемом ЛГ (третья ордината Л - константа и в произведение не вошла потому, что определяется расстоянием между линиями в матрице и может быть принята за условную единицу). Отсюда следует, что число записанных импульсов прямо пропорционально объему куска ХЛР=ГКонец записи определяется триггером 5. После окончания импульса (диаграмма 35 на фиг, 2) ключ 21 отключает узел считывания от узла памяти, отключается и генератор 19 записи.Во-вторых, кроме схемы считывания триггер 5 запускает схему определения задержки на срабатывание исполнительного механизма.Задержка обусловлена временем, необходимым для прохождения частицы из камеры для определения объема в зону отсечки, При этом необходимо, чтобы геометрический центр частицы с при отсечке находился точно против сопла исполнительного устройства. С этой целью определяется самая верхняя линия, имеющая затененные приемники излучения. Расстояние между нижней и верхней линиями определяет размер частицы по вертикали, а следовательно, и положение центра с на вертикальной оси в момент замера. Для этого триггер 5 через схемы И 6 - 9 запускает формирователи 10 - 13 задержки. При этом включаются только те формирователи, на которые поступает сигнал через схемы И 6 - 9 со схем ИЛИ 25 - 28, Так как каждой линии приемников излучения на матрице 1 а соответствует своя схема ИЛИ, своя схема И (диаграмма 36 на фиг. 2) и свой формирователь задержки (диаграмма 37 на фиг. 2), то потенциал на выходе схемы ИЛ И 15 находится до тех пор, пока не кончится импульс формирователя задержки самой нижней из задействованных строк для данной чатсицы. Это и является той задержкой, которая необходима для прохождения расстояния сс 1 данной частицей (т. е. для частицы данного размера и в данном положении, в котором она была зафиксирована во время отсчета на линии аиа). Задним фронтом выходного сигнала схемы ИЛИ 15 запускается триггер 16(диаграмма 38), который запускает генератор 17 считывания (диаграмма 39 на фиг. 2), Считанные с узла памяти импульсы (диаграмма 40 на фиг. 2), количество которых пропорционально объему куска, поступают на интегратор 22, с выхода которого уже прямоугольный импульс (диаграмма 41 на фиг. 2) поступает на усилитель 23 мощности. Усиленный по мошности сигнал с усилителя мощности подается на исполнительный механизм 3.Нормировка воздушного импульса в течение его длительности обеспечивается постоянством рабочего давления и диаметром сопла исполнительного устройства, а длительность импульса определяется в соответствии с вторым законом Ньютона по формуле:г т=т(/=р Л/, (1) где Р и 1 - сила и время воздействия струи на частицу материала; р и 1 - плотность и объем отделяемой частицы материала; (7 - скорость, приобретаемая частицей материала под действием им пульса.Из формулы следует, что при сохраненииусловия частицы разной плотности (р= - Раг) двигаются с разной скоростью и разделяться в пространстве на ряд потоков.Это позволяет разделять исходный материал сразу на несколько классов по плотности, т. е. предложенное устройство работает как флотационная машина.При сохранении условия частицы разного объема (крупности) (1 г= =Раг) двигаются с различной скоростью l и разделяются в пространстве на ряд потоков, содержаших частицы одной и той же крупности. В этом случае предложенное устройство работает как многоситный грохот, классифицируя исходный материал по крупности.В последнем случае схема работает следуюшим образом.Работает только схема определения задержки на прохождение расстояния сс частицей, состоящая из элементов 6 - 15, 25 - 28 (фиг, 1). Переключатель 29 находится в положении 2. Триггер 24 формирует импульсы фиксированной длительности независимо от объема частицы, Импульсы усиливаются по мошности усилителем 23 и подаютсяя ив исполнительны й механизм 3.Пример. Сепаратор может быть использован лля сортировки одинаковых продуктов, например, орехов с ядром и без ядра, одина 30 35 40 45 50 55 ковых по объему но разных по плотности деталей с внутренней полостью и без нее. В этом случае можно ограничиться только использованием одной плоскости а, так как частицы по своей природе удовлетворяют требованию 1/=5 прое . Схема упрощается. Переключатель 30 становится в положение два. Работает только уровень а.а схемы 28 и 14 (постоянная задержка) 22 и 23.При применении сепаратора для обогащения руд используется вся схема. Так, для сортировки свинцово-цинковых руд, в которых плотность концентрата составляет 6 г/см", а плотность вмещающей породы 2,7 - 3 г/см может быть использована оптическая камера матричного типа (как на фиг. 1). Источником излучения может служить лазер типа ЛГ - 78 с разделителем светового потока, выполненным на волоконной оптике, а приемниками светового излучения могут служит фотодиоды ФД - 24. В качестве источника излучения могут использоваться обычные лампы накаливания с коллиматором, вырезаюшим узкий пучок света по размеру окна фотоприемника. Устройство лля сортировки частиц материала, содержащее механизм подачи материала, измерительную камеру, усилитель мошности, выходом связанный с вхолом лополнительного механизма, блок формирования управляющего сигнала, содержаший формирователь задержки, от,гинающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем сепарации по плотности в заданном классе крупности, измерительная камера солержит излучатели, оптически связанные с размещенными пол прямым углом матрицами фотоприемников, блок формирования управляюшего сигнала дополнительно содержит схемы ИЛИ, схемы И триггер запуска задержки, дополнительные формирователи задержки, триггеры, генераторы считывания и записи, узел памяти, электронный ключ, переключатели режимов, узел считывания, интегратор, выходом соединенный с первым входом усилителя мощности, выходы всех фотоприемников матриц фотодатчиков соединены с соответствующими первыми входами узла считывания, выходы фотоприемников первой матрицы фотолатчиков построчно соединены с вхолами соответствуюших первых схем ИЛИ, выходами связанных с первыми вхолами схем И, выхолы которых через соответствуюшие лополнительные формирователи задержки связаны с входами второй схемы ИЛИ, выхолом соелиненной с вхолом первого переключателя, первым выходом соелиненного через первый триггер и генератор считывания с первым вхолом узла памяти, выхолом соелиненного с входом интегратора, выхол уз489857 УА"Рзфа 2. / иг. 2 Составитель В. ЕрмТехред И. ВересТираж 542итета по изобретенияма, Ж - 35, Раушскаякомбинат Гатент, г ковКорректор В. ГирняГ 1 одписноеоткрытиям при ГКНТна 6., д. 4/5Ужгород, ул. Гагарина Редактор Л. ПчолинскЗаказ 36 /4ВНИИПИ Государственно3035,Производственно-издате го ко Моск льскг 17ла считывания соединен с информационным входом электронного ключа, выходом соединенного с вторым входом узла памяти, при этом второй выход первой схемы ИЛИ, соответствующей нижней строке фотоприемников первой матрицы фотодатчиков, соединен с входом второю переключателя, первый выход которого через триггер запуска задержки соединен непосредственно с вторыми входами схем И и управляющим входом электронного ключа и через генератор записи с вторым входом узла считывания, при этом второй выход второго переключателя режимов через основной формирователь задержки соединен с первым входом второго триггера, выход которого связан с вторым входом усилителя мощности, причем второй выход первого переключателя режимов соединен с вторым входом второго триггера.