Устройство для сортировки руды

) 4 В 07 С 5/342 ННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУДАРС ПО ДЕЛАМ ОБРЕТЕНИЯ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ РУДЫ, содержащее блок транспортирова ния руды, блок детектирования, расположенный под транспортирующей ленМ М 3 ОПИСАН ИН ПАТЕНТУ(72) Альберт Питер Хокинс, АлАртур Вилки Ричардс (А 1) и ХилтГордон (ЕА).той блока транспортирования руды,блок оптической сортировки руды, установленный в конце движения транс-портирующей ленты блока транспортирования руды, блок управления и синхронизации, подключенный выводами кэлектрическим выводам привода блокатранспортирования руды, блока детектирования и блока оптической сортировки руды, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностисортировки, блок детектирования имеетряды детекторов, расположенные параллельно движению транспортирующей ленты блока транспортирования руды, приэтом выводы детекторов подключены ксинхровходам блока управления и синхронизации.Изобретение относится к устройствам для сортировки руды.Цель изобретения - повышение точности сортирования.На фиг. 1 приведено устройство для сортировки руды, схематический вид; на Фиг. 2 и 3 - альтернативные воплощения детекторов, встроенных в устройство, вид сверху; на Фиг, 4-6 - схемы альтернативных воплощений систем обработки сигнала для получения окончательных результатов.Устройство содержит ленточный конвейер 1 с транспортирующей лентой 2, верхний пролет 3, на который подаются сортируемые объекты 4 из бункера 5. Объекты 4 переносятся верхним пролетом конвейера над стальной плитой б, которая расположена над системой управления и акалиэа свойств руды.Объекты 4 сбрасываются с переднего конца 7 ленточного конвейера так, чтрбы пролететь в свободном полете через поле оптического сканирования и за отклоняющим средствам 8, Отклоняющее средство 8 может включать на боры Форсунок воздушных струй, к которым подается сжатый воздух через воздушные клапаны, управляемые сигналами из анализатора сигналов, Анализатор сигналов получает входные сигналы от системы управления и тахо" метра скорости ленты и вырабатывает выходные сигналы, которые управляют воздушными клапанами отклоняющего средства 8 таким образом, что объекты, обладающие выбранной характеристикой, подвергаются ударному воздействию воздушных струй так, чтобы быть отклоненными в собирающий бункер 9, в то время как отвергнутые объекты продолжают свободный полет в бункер некондиционных материалов. Устройство может быть использовано для сортировки кусков радиоактивной руды. В этом случае оно включает некоторое количество элементов 10, чувствительных к сцинтилляции.Элементы, чувствительные к сциктилляции, реагируют на размер и радиоактивность сортируемых кусков. Таким образом, когда куски, подаваемые из бункера 5, в общем малы, это достигается предварительной операцией сортировки по размеру. Элементы, чувствительные к сцинтилляции могут быть установлены в порядке, показанном на Фиг, 2, так, чтобы раз10 75 30 35 40 45 5 О 55 делить пролет 3 ленты на некоторое количество узких каналов. При этом каждый элемент, чувствительный к сцинтилляции, способен эФФективна просматривать всю ширину канала. В этом случае с каждым каналом связь вается группа детекторов сциктилляции расположенных с равными интервалами вдоль канала, причем каждыйдетектор образуется единственным элементом 10, чувствительным к сцинтилляцик, На Фиг, показаны такие детекторы 11 для каждого канала.Когда сартируемые куски будут большего размера, так,чта не смогут эФФективна быть проскакированы единственным элементом, чувствительным к спинтилляции элементы 10, чувствительные к сцинтилляции, могут бытьсоставлены в группы, располагающиеся поперек соответственно более широких каналов так, что каждый де 1 ектор состоит из такой группы чувствительных элементов, Эта устройство (фиг. 3) содержит (для каждого канала) три детектора 11, каждый из которых составлен группой из трех элементов 10, чувствительных к сцинтилляции, Детекторы 11 устанавливаются между тяжелы" ми свинцовыми перегородками для защиты ат влияния соседних каналов,Блок 12 управления и синхронизации обрабатывает сигналы, получаемые ат детекторов 11 одного канала ленты, Следует отметить, чта блок 12 должен иметь множественные обрабатывающие схемы для выполнения таких операций для каждого канала.Блок 12 работает для получения сигналов ат всех детекторов 11 через регулярные интервалы времени, определяемые скоростью ленты, так, чта каждый сигнал представляет выход соответствующего детектора 1, когда отдельный короткий участок ленты проходит этот детектор независимо от тога, расположен или нет на этом участке кусок руды.Блок 12 накапливает эти сигналы таким образом, чта каждый сигнал последнега детектора 11 накапливается вместе с сигналам ат каждого предшествующего детектора 11 во время, равное В7нега детектора 11, где П - расстояния между последним детектором 1 и предшествующим детектором 11, 7 перед получением сигнала от послед"скорость перемещения ленты. Это накоп. ление продолжается в течение определенного времени для выработки сигналов, каждый из которых представляет выходы всех детекторов 1, получаемые 5 с отдельного участка ленты.Сигналы, получаемые от средства сканирования, указывают, какой отдельный участок ленты занят сортируемыми кусками руды. Блок 12 использу- О ет эти сигналы для сравнения сигналов сканирования с сигналами накопления, соответствующими этому участку ленты, для выработки управляющих сигналов, используемых для управления сортиров кой. Сравнение эффективно направляет сигналы накопления так, что окончательные сигналы управления зависят от накопления сигнала, получаемого от последнего детектора 11 во время, 0 указанное сигналом сканирования, яв.ляющееся временем прохождения объекта через последний детектор 11, и от сигнала, полученного от каждого предпествующего детектора 11 во время, указанное сигналами сканирования, Это время является временем прохождения того же объекта через предшествующий детектор 1.Одна отдельная схема для выполне- ЗО ния указанных функций блока 12 показана на фиг, 4, Эта схема содержит триггеры 13 для получения импульсов сцинтилляции от детекторов 11, В случае, когда каждый сцинтилляционный де Зс детектор 11 состоит из группы чувствительных элементов 1 О, (фиг, 2 и 3) выходы отдельных чувствительных элементов 10 подаются на элементы ИЛИ 14 для обеспечения входов триггеров, но если элементы 10, чувствительные к сцинтилляции, установлены в порядке, показанном на фиг. 2, без этих элементов ИЛИ можно обойтись.Триггеры 13 имеют установочные 4 входы 15. Синхронизирующие импульсы подаются на эти входы 15 с частотой, пропорциональной скорости ленты, замеренной тахометром 16, Постоянная пропорциональности выбирается так, чтобы интервал времени между последовательными импульсами был представ" лен очень коротким участком пути ленты. Во время этого интервала вре мени триггеры 13 устанавливаются лю у бым сцинтилляционным импульсом, вырабатываемым детектором 11, так, чтобы в конце этого же интервала времени сигнал, подаваемый и синхронизируемьп в регистрах 17 смещения, указывал, бып ли импульс получен от детекторов 11 сцинтилляции. Триггеры 13 устанавливаются в начале каждого синхронизирующего периода в состояние готовности к следующему интерва- лу времени.Выходные сигналы триггера 13 подаются на регистр 7 смещения и синхронизируются в нем до уровня, управляемого синхронизирующим входом 15, и затем подаются на элемент ИЛИ 14, который также получает выход" ные сигналы триггера 13. Выходные сигналы триггера 13 таким образом накапливаются с задержанными выходнымИ сигналами триггера 13, и наполненные импульсы подаются на следующий регистр 17 смещения.Уровень синхронизации синхронизирующего входа 15 регистра 17 смеп 1 ения выбирается относительно количест. ва знаков хранения битов информации в регистре 17 смещения и скорости ленты так, чтобы каждый задержанный импульс, появляющийся на элементе ИЛИ 14 из регистра 17 смещения, бып связан с тем же участком ленты, что и импульс, появляющийся из регистра 17 смещения.Накопленные импульсы счета прохо дят через регистр 17 смещения, на уровне, устанавливаемом синхронизирующим входом 15, и проходят на элемент ИЛИ, который также получает им пульсы счета от триггера 13, Уровень синхронизации входа 15 выбирается так, что наполненные сигналы проходят на элемент ИЛИ 14 от регистра 17 сме щения с теми же участками лент, что и сигналы, проходящие от триггера 13.Вывод элемента ИЛИ 14 подключен к следующему регистру 17 смещения, который эффективно складывает импульсы счета от регистра 13 и накопленные импульсы счета от регистра 17 смеще ния.Накопленные импульсы счета, полу ченные регистром 17 смещения, перево дятся в большой регистр 18 смещения, который работает при относительно вы" сокой частоте синхронизации. Импульсы счета, накопленные таким образом, со держат импульсы счета, полученные от объектов, проходящих над детекторами 1 и хранятся в регистре 18 смещения до тех пор, пока анализируемые кускине будут просканированы оптическимобразом блоком 19 оптической сортиров"ки руды.Устройство также содержит коллиматор 20, счетчики 21 и дополнитель 5ные регистры 22 смещения, приемныебункеры 23 и 24. Блок детектированиясостоит з детекторов 11. Блок транспортирования руды содержит ленточныйконвейер 1, транспортирующую ленту 2,тахометр 16,Устройство работает следующим образом.Над потоком кусков руды установле 5на пластина коллиматора 20 Эта пластина коллиматора 20 состоит из большой плиты из подходящего материала,в которой просверлено множество коллиматорных отверстий. Над каждым оч 20верстием,установлен фототранзистор,Коллиматорные отверстия и фототранзис"торы установлены в единственную линиюпоперек траектории перемещения кусковруды. Когда под пластиной коллиматора20 нет куска руды, свет флюоресценциипопадает на все фототранзисторы, которые в результате переходят в состоя"ние проводимости, Однако, когда кусокруды проходит под пластиной коллима 30тора 20, он перекрывает некотороеколичество коллиматорных отверстийот воздействия света, и ток каждогофототранзистора, связанного с этимиотверстиями, падает до темновогозначения. Количество выключаемых фото"транзисторов зависит от площади частицы, спроектированной на пластинуколлиматора 20 и число выключенныхтранзисторов указывает на площадь40проекции куска,Блок 19 управляется также и синхронизирующими импульсами, связаннымисо скоростью перемещения ленты 2. Винтервале управляемые уровнем синхронизации выходы ряда фототранзис 45торов подаются на последовательнопараллельный регистр 17 смещения,из которого они проходят к блоку 12как серии импульсов, указывающих: наплощадь куска руды, пересекающегооптическую ось блока 19 в частный интервал времени, и на положение этогокуска поперек канала, т,е, степень,в которой этот кусок отклонился отцентра. Эти сигналы подаются на блок12 и обрабатываются. Для коррекцииизмерения площади, согласно степени,в которой кусок отклонился от центра канала обработанные сигналы подают ся на компаратор который сравнивает нх с сигналами (также обработанными) от регистра 18 смещения, которые соответствуют участку ленты 2, заня тому этим куском во время его прохождения над детекторами 14. Компаратор обеспечивает измерение радиоактивности куска на основе радиоактивности единицы его площади и вырабатывает выходные сигналы, если она существен но превышает избранное значение. Эти сигналы используются в управляющей передаче сигналов клапаном воздушного удара так, что выбранный кусок подвер" гается воздействию воздушного удара и направляется вниз в бункер 9, а нежелательные куски не подвергаются этому воздействию и продолжают падать в бункер 2 З, Компаратор, таким образом, эффективно запирает сигналы от регистра 18 смещения, так, что толь ко те сигналы, которые соответствуют наличию куска руды, используются для получения управляющих сигналов,Необходимость обработки сигналов, от блока 9 возникает из за того, что чувствительность детекторов 11 к радиации исходящей из различных участков куска руды, будет меняться в зависимости от того, на сколько этот участок смещен от центра какала. Когда. каждый детектор 11 содержит некоторое количество чувствительных элементов 10, расположенных поперек канала, чувствительность оп редепения становится более единообразной по всей ширине канала, но, тем не менее, уменьшается в участках между соседними чувствительными элементами и в концевых участках, Кривая изменения чувствительности для детекторов 11 может быть определена эмгпрически, а импульсы от блока 19 проходят через компснсационную схему, в которой каждый импульс умножается на множитель, соответствующий позиции отдельного фототранзистора, от которого был получен этот импульс, Коэффициенты умножения могу быть заданы заранее для компенсации изменений чувствительности детекторов 11 поперек канала. Таким образом, импульсы сканирования, соответствующие области канала, с пониженной чувствительностью детектора 11 будут умно- жены на множитель, больший чем множитель приложенный к импульсам, соот 237069ветствующим участкам с высокой чувс нительностью. Импульсы этой области, следовательно, нормализуются или стандартизуются и проходят в накопитель, из которого они затем попадают в ком паратор.Сигналы от регистра 18 смещения перед подачей на компаратор также обрабатываются, Эти сигналы проходят через умножитель (генератор коротких импульсов) и делитель в накопитель, который подает обработанные сигналы на компаратор. Делитель может быть настроен для соответствия качеству (сорту) испытываемой руды и для определения интенсивности радиоактинности, требуемой для выработки сигнала приема пуска.Сигналы, передаваемые на клапаны воздушного удара, являются сигналами, 20 полученными от блока 19, и указывающими как на площадь, так и на положение отдельного участка куска т.е. сигналами перед компенсацией чувствительности детектора 11. Управляющие 5 сигналы определяют, которые иэ этих сигналов сканирования должны быть переданы на клапаны воздушного удара, и выбранные сигналы синхрониэируются через регистр 7 смещения так, чтобы 30 они управляли элементами ИЛИ после соответственной временной задержки и в соответствии с точным положениемкуска руды в канале.Различные синхронизирующие импуль- З 5 сы для управления проведения сигналов через триггеры 13 и регистры 17 смещения могут быть получены с помощью управляющих схем.Схема (фиг, 4) удовлетворяет вью работку управляющих сигналов "Принять /Отвергнуть в операции сортировки.Однако, если объекты 4, подлежащие сортировке, включая некоторые куски интенсивной радиоактивности, некото рые регистры 17 смещения могут насытиться и некоторые импульсы счета могут быть утеряны. Термин Накоплениеиспользуемый здесь, не ограничивается тотальным сложением всех накопленных 50 сигналов. Вероятность насыщения регистра 17 смещения возрастает по мере увеличения накопленной через элемент ИЛИ информации, Предел насыщения ре гистров 7 смещения незначителен в 55 простой операции сортировки, однако в некоторых операциях важно показать сорт руды, проходящей через машину. В таких случаях используется схемапо фиг, 5,Схема по фиг, 5 - прямая заменасхемы задержки по фиг. 4 и разработа"на для точной записи импульсов счетаразличных детекторов сцинтилляции вкаждом канале, Выход каждого детектора 11 считается н двоичном счетчике21 параллельной загрузки за периодТ, где Т - период синхронизации ре"гистров 22 смещения. В конце каждогопериода Т дноичная информация всчетчике 21 параллельно загружаетсяв некоторое количество регистров 22смещения, и двоичный счетчик 21 устанавливается в первоначальное положение путем параллельной загрузкидвоичного импульса, хранящегося предшествующей группой регистров 2." смещения в счетчик. Двоичный счетчик 21теперь готов для записи импульсон сче.та от детектора 1 во время следующего периода Т . Затем импульсы счета, связанные с отдельным участкомчастицы руды, точно накапливаются путем прямого сложения. Накопленные им"пульсы счета проходят из двоичногосчетчика н двоичный счетчик по мерепередвижения связанной частицы рудыпо ленте 2 и наконец подаются в регистр 17 смещения, функции которогосовладают с функциями регистра 18(фиг. 4) .В схеме (фиг. 6) импульсы счета,накопленные и счетчиках 21 из детекторов 11 но время периода синхронизации Т каждого регистра 7 смещения загружаются в цепь регистра 22смещения. Количество блоков регистра22 смещения выбирается так, чтобы ин"формация, собранная в период Т, соотнетстнующая данному положению частицы в отношении к соответствующемудетектору 11, появлялась на входенакопителя в то же время, что и импульсы счета от последнего счетчикадетектора 11, когда частица находится в том же положении относительнопоследнего. детектора 11.Счетчики 21 устанавливаются нперноначальное положение в началекаждого периода Т, и двоичное число,представляющее сумму импульсов счета,накопленных в период Т считываетсяв регистры 22 смещения в конце каждого периода. Накопитель суммируетдвоичные числа от каждой иэ цепейрегистра 17 смещения, соответствую12370 17 б Ог ь С,7 г Составит Техред Л ндров Редактор А. Са рректор И.Муск ердюкова аказ 3100/5 Тираж 5 б 5 Н 1 П 1 ПИ Государственно по делам изобретени 35, Москва, Ж, Ра Подписноекомитета ССС открытииская наб., д 113( 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Пр ная,9щей каждому счетчику детектора 11, и сумма в виде двоичного числа затем подается на регистр 17 смещения, который задерживает инФормацию на период, соответствующий времени, кото рое требуется куску руды, чтобы перейти расстояния между последним детектором 11 и блоком 19.Указанное устройство была приведено для примера и может быть сущест венно изменено. Например, в качестве детекторов можно использовать другие типы детекторов для определения других характеристик сортируемых объектов. 15Несмотря на то, что предпочтитель" но сканировать куски во время свободного полета, поскольку это позво 69 10ляет использовать блок 19, куски могут сканироваться перед появлениемнад детекторами 11, и детекторы 1тогда будут работать для получениясигнала только тогда, когда кусокпроходит над ними. Предлагаемое изобретение не обязательно ограничивается сортирующими машинами, а система детектирования может использоваться для автома тического сортирования или клеймления объектов 4. Соответственно, предлагаемое изобретение ни в коем случае не ограничивается деталями указанного устройства, Использование изобретения повышает точность сорти рования.