Устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера

Устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера

Реферат

 

Устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее установленные на плите два источника мягкого гамма-излучения с контейнерами-коллиматорами и детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа, расстояния между детектором и обоими источниками гамма-излучения выражаются соотношением B₁ = (2 - 4)B₂, а расстояния от источников гамма-излучения и детектора до нижней плоскости плата и углы наклона детектора и коллиматоров источников гамма-излучения связаны соответственно соотношениями h_д/h₁ = (0,9 - 1,6)h₁/h₂; ₁/₂= (1,4-1,9) где B₁ и B₂ - соответственно базовые расстояния первого и второго источников гамма-излучения от детектора; h_д, h₁ и h₂ - соответственно расстояния от детектора, первого и второго источников гамма-излучения до слоя сыпучего материала; _д, ₁ и ₂ - соответственно углы между коллиматорами первого и второго источников гамма-излучения и детектора и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плата в передней части имеет поперечный выступ , высоту Н которого выбирают в пределах h_д>H>5мм. Изобретение относится к конвейерному транспорту, преимущественно в горнодобывающей и горноперерабатывающей промышленности, и может быть использовано для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера с целью оперативного управления технологией добычи или обогащения и может быть использовано для анализа зольности угля и продуктов его обогащения, содержания железа или марганца в железных или марганцевых рудах и т.п. Известно устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее рентгеновскую трубку и детектор излучения, закрепленную на станине конвейера портальную раму, к верхней части которой с помощью шарнирных подвесок прикреплена плата. Плата в виде плавающего утюга является несущим корпусом. Рентгеновское излучение от трубки попадает на контролируемый слой угля, рассеивается углем и регистрируется детектором, состоящим из сцинтиллятора, сочлененного с фотоумножителем [1] Ввиду низкого коэффициента полезного действия рентгеновской трубки при работе устройства происходит значительный нагрев платы. Требование высокой стабильности напряжения питания трубки приводит к усложнению аппаратуры и снижению ее надежности. Высокое напряжение трубки и малая поверхностная плотность материала окна трубки не позволяют изготовить плату в искробезопасном или взрывозащищенном исполнении. Известно устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее установленные на плате два источника мягкого гамма-излучения с контейнерами-коллиматорами и детектор [2] Однако такое устройство имеет низкую точность из-за невысокой чувствительности к составу сыпучего материала, зависимости регистрируемой детектором интенсивности обратно рассеянного гамма-излучения от насыпной плотности и влажности сыпучего материала и зависимости регистрируемой детектором интенсивности от неровностей поверхности слоя материала под платой с источниками гамма-излучения и детектором. Цель изобретения повышение точности анализа. Указанная цель достигается тем, что расстояния между детектором и обоими источниками гамма-излучения выражаются соотношением B₁ (2 4), а расстояния от источников гамма-излучения и детектора до нижней плоскости платы и углы наклона детектора и коллиматоров источников гамма-излучения связаны соответственно соотношениями h/h₁= (0,9-1,6)h₁/h₂;, ₁/₂= (1,4-1,9)/₁, где B₁ и B₂ соответственно базовые расстояния первого и второго источников гамма-излучения от детектора; h_э, h₁, h₂ соответственно расстояния от детектора, первого и второго источников гамма-излучения до слоя сыпучего материала; , ₁ и ₂ соответственно углы между коллиматорами первого и второго источников гамма-излучения и детектора и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала. А также тем, что плата в передней части имеет поперечный выступ, высоту Н которого выбирают в пределах h_э > H > 5 мм. На чертеже изображен общий вид устройства для анализа качества сыпучего материала на ленте конвейера, разрез. На конвейерной ленте 1 находится слой сыпучего материала 2. На станине конвейера 3 закреплена портальная рама 4. К верхней части портальной рамы 4 с помощью шарнирных подвесок 5 прикреплена плата 6. В плате 6 установлены первый источник 7 мягкого гамма-излучения с контейнером-коллиматором 8, второй источник 9 мягкого гамма-излучения с контейнером-коллиматором 10, детектор, состоящий из сцинтиллятора 11, сочлененного с фотоумножителем 12. Базовые расстояния первого источника 7 от сцинтиллятора 11 B₁, второго источника 9 от сцинтиллятора 11 B₂ определяются соотношением B₁ (2 4) В. Расстояние от сцинтиллятора 11 до слоя материала 2 h_э, от первого источника 7 до слоя материала h₁ и от второго источника 9 до слоя материала h₂ связаны соотношением h_э/h₁ (0,9 - 1,6)h₁/h₂. Углы между коллиматором 8 первого источника и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала ₁, между коллиматором второго источника 10 и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала ₂ и между детектором и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала d_э связаны соотношением . Устройство работает следующим образом. При работе конвейера вместе с конвейерной лентой 1 перемещается слой сыпучего материала 2 (направление движения материала показано на рисунке стрелкой). В процессе изменений толщины слоя материала происходит плоскопараллельное смещение платы 6, которая с помощью подвесок 5 шарнирно прикреплена к верхней части портальной рамы 4. Выступом в передней части плата 6 скользит по потоку сыпучего материала и разравнивает и сглаживает поверхность потока. При этом высота выступа Н предотвращает залипание коллимационных каналов источников излучения и окна детектора и обеспечивает лишь незначительные изменения расстояний h₁, h₂ и h_э в процессе работы конвейера. Гамма-излучение от источников 7 и 9 падает на слой сыпучего материала. Часть падающих гамма-квантов рассеивается слоем и попадает на сцинтиллятор 11. Интенсивность попадающего на сцинтиллятор 11 гамма-излучения в общем случае зависит от состава сыпучего материала, его влажности и насыпной плотности и изменяется при изменениях h₁, h₂ и h_э. Чтобы повысить точность анализа состава сыпучего материала, необходимо обеспечить сильную зависимость интенсивности от состава и инвариантность интенсивности к изменениям насыпной плотности, влажности и изменениям h₁, h₂ и h_э. В результате экспериментальных исследований авторов установлено, что чувствительность к составу и к насыпной плотности является сложной функцией от геометрических параметров B₁, B₂, h₁, h₂, h_э, , a₂ и . Так как влияние влажности и расстояний h₁, h₂ и h_э на величину интенсивности попадающего на сцинтиллятор гамма-излучения можно выразить опосредованно через влияние насыпной плотности, то для получения максимальной точности анализа достаточно обеспечить S^C_A = max при S_ 0. В результате численного решения на ЭВМ уравнений для обеспечения S^C_A = max при S_ 0 получены следующие соотношения геометрических параметров: B₁ (2 4)B₂, (1) h_э/h₁ (0,9 1,6)h₁/h₂, (2) a₁/₂= (1,4-1,9)/₁. (3) Для случая контроля зольности угля на ленте конвейера величины активностей источников гамма-излучения из америция-241 и величины геометрических параметров составляют К Q₂/Q₁ 3,5; B₁ 275 мм; B₂ 85 мм; Н 20 мм; h₁ 62 мм; h₂ 60 100 мм; h_э 40 мм; ₁= 35;; ₂= 50, = 15.. При этом чувствительность к зольности составляет 2,6% изменения сигнала при изменении зольности на 1% абсолютной, а чувствительность к плотности составляет S= 0,09% .. При высокой чувствительности к зольности и низкой чувствительности к плотности и влажности устройство обеспечивает высокую точность анализа состава сыпучего материала.

Формула изобретения

1. Устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее установленные на плите два источника мягкого гамма-излучения с контейнерами-коллиматорами и детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа, расстояния между детектором и обоими источниками гамма-излучения выражаются соотношением B₁ (2 - 4)B₂, а расстояния от источников гамма-излучения и детектора до нижней плоскости плата и углы наклона детектора и коллиматоров источников гамма-излучения связаны соответственно соотношениями h_д/h₁ (0,9 1,6)h₁/h₂; ₁/₂= (1,4-1,9)_д/₁, где B₁ и B₂ соответственно базовые расстояния первого и второго источников гамма-излучения от детектора; h_д, h₁ и h₂ соответственно расстояния от детектора, первого и второго источников гамма-излучения до слоя сыпучего материала; _д, ₁ и ₂ соответственно углы между коллиматорами первого и второго источников гамма-излучения и детектора и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плата в передней части имеет поперечный выступ высоту Н которого выбирают в пределах h_д>H>5 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000