SU1041447A1 - Device for analyzing quality of bulk material on conveyor belt - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА КАЧЕСТВА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА, содержащее ограни1ители ширины потока, плужковый сбрасыватель , закрепленный на раме конвейера источник излучени , установленный под лентой в контейнере-коллиматоре, и детектор, установленный над лентой, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности анализа , оно снабжено экраном, закрепленным на детекторе со стороны источника излучени , обрезиненным подпружиненным роликом с закрепленным на его оси тахогенетатором , дополнительным детектором, тензодатчиком , установленным в месте креплени  плужкового сбрасывател , двум  трехканальными амплитудными анализаторами и вычислительным блоком, причем выходы детекторов соединены с входами трехканальных амплитудных анализаторов, выходы которых соединены с шестью входами вычислительного блока, к седьмому входу которого подсоединен тензодатчик, а к восьмому - выход тахогенератора.A device for analyzing the quality of loose material on a conveyor belt, containing flow width limiters, a plow tripper mounted on a conveyor frame and a radiation detector mounted on a collimator container, and a circuit set by means of a target circuit, which is set with a target circuit, a target circuit, a circuit, a circuit, a circuit, a circuit, and a circuit mounted on a band. it is equipped with a screen mounted on the detector from the side of the radiation source, rubberized with a spring-loaded roller with a tachogenetic device fixed on its axis, an additional detector, a strain gauge installed at the place of attachment of the plow dumper, two three-channel amplitude analyzers and a computing unit, the outputs of the detectors are connected to the inputs of three-channel amplitude analyzers, the outputs of which are connected to the six inputs of the computing unit, to the seventh input of which the load cell is connected, and the eighth is the output of the load cell.

Description

Изобретение относитс  к конвейерному горному транспорту, а именно к непрерывному бесконтактному анализу качества углей , руд, продуктов их обогащени  и переработки непосредственно на ленте конвейера с целью учета, автоматического управлени  или регулировани  процессов добычи, шихтовки , обогащени  или переработки.The invention relates to a conveyor mountain transport, namely to continuous contactless analysis of the quality of coal, ores, products of their enrichment and processing directly on the conveyor belt for the purpose of recording, automatically controlling or regulating the processes of mining, blending, enrichment or processing.

Известно устройство дл  непрерывного определени  зольности угл  методом просвечивани , содержащее источник гаммаизлучени , детектор, электронный блок и специальный измерительный конвейер дл  подачи между источником и детектором сло  угл  посто нной толщины 1.A device for continuous determination of coal ash is known by the method of transmission, which contains a gamma-ray source, a detector, an electronic unit and a special measuring conveyor for supplying a constant-thickness carbon layer 1 between the source and the detector.

Недостатком известного устройства  вл етс  необходимость применени  специального измерительного конвейера, что приводит к усложнению устройства.A disadvantage of the known device is the need to use a special measuring conveyor, which leads to the complication of the device.

Известно также устройство дл  анализа качества сыпучего материала на ленте конвейера , содержащее ограничители ширины потока, плужковый сбрасыватель, закрепленный на раме конвейера, источник излучени , установленный под лентой в контейнере-колли .маторе, и детектор, установленный над лентой 2.It is also known a device for analyzing the quality of bulk material on a conveyor belt, containing flow width limiters, a plow diverter mounted on the conveyor frame, a radiation source mounted under the tape in a container collie, and a detector mounted above the tape 2.

Основным недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность анализа состава и количества перемещаемого на конвейере материала.The main disadvantage of the known device is the low accuracy of analysis of the composition and amount of material transported on the conveyor.

Цель изобретени  - повыщение точности анализа.The purpose of the invention is to increase the accuracy of the analysis.

Цель достигаетс  те.м, что устройство дл  анализа качества сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее ограничители щирины потока, плужковый сбрасыватель, закрепленный на раме конвейера, источник излучени , установленный под лентой в контейнере-коллиматоре , и детектор, установленный над лентой, снабжено экраном, закрейленным на детекторе со стороны источника излучени , обрезиненным подпружиненным роликом с закрепленным на его оси тахогенератором, дополнительным детектором , тензодатчиком, установленным в месте креплени  плужкового сбрасывател , двум  трехканальными амплитудными анализаторами и вычислительным блоком, причем выходы детекторов соединены с входами трехканальных амплитудных анализаторов, выходы которых соединены с шестью входами вычислительного блока, к седь.мому входу которого подсоединен тензодатчик, а к восьмому - выход тахогенератора.Objective is achieved by the fact that a device for analyzing the quality of bulk material on a conveyor belt, containing flow width limiters, a plow dumper mounted on the conveyor frame, a radiation source mounted under the tape in the collimator container, and a detector mounted above the tape is provided with a screen spiked on the detector from the source of radiation, rubberized with a spring-loaded roller with a tachogenerator mounted on its axis, an additional detector, a strain gauge mounted at the point of attachment of the plow Two triple-amplitude analyzers and a computing unit, the detector outputs are connected to the inputs of three-channel amplitude analyzers, the outputs of which are connected to six inputs of the computing unit, the strain gauge is connected to the seventh input and the tachogenerator output is connected to the eighth input.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.FIG. 1 shows the device section; in fig. 2 - the same, top view.

На раме 1 конвейера закреплены ограничители щирины потока 2 и плужковый сбрасыватель 3, который прикреплен к раме 1 с помощью кронштейна 4, винта 5 и установлен на высоте, примерно равной средней толщине сло . На ленте 6 конвейера находитс  слой сыпучего материала 7. ПодOn the frame 1 of the conveyor, the limiters of the width of the stream 2 and the pluzkovy dumper 3, which is attached to the frame 1 by means of a bracket 4, a screw 5 and installed at a height approximately equal to the average thickness of the layer, are fixed. On the conveyor belt 6 there is a layer of bulk material 7. Under

лентой 6 находитс  источник 8 гамма-излучени  из цези  - 137, закрепленный в контейнере-коллиматоре 9. Над лентой 6 установлен детектор, состо щий из сцинтилл тора 10, сочлененного с фотоумножителем 11. Устройство дл  комплексного анализа содержит также вычислительное устройство 12 с восемью входами.tape 6 is the source of gamma radiation from cesium - 137 fixed in container collimator 9. A detector consisting of scintillator 10 coupled to photomultiplier 11 is mounted on tape 6. The complex analysis device also contains a computing device 12 with eight inputs .

Под лентой 6 конвейера установлен дополнительный детектор, состо щий из сцин0 тилл тора 13, сочлененного с фотоумножителем 14. На сцинтилл торе 10 со стороны источника 8 закреплен экран 15, практически полностью перекрывающий пр мой поток гамма-квантов от источников 8 к сцинтилл тору 10. Выходы фотоумножителей И и 14An additional detector is installed under the conveyor belt 6, consisting of a scintilator 13 coupled to a photomultiplier 14. A screen 15 is fixed to the scintillator 10 from the source 8 side, which almost completely blocks the direct flow of gamma rays from the sources 8 to the scintillator 10. The outputs of the photomultipliers And and 14

5 соединены соответственно с входами трехканальных амплитудных анализаторов 16 и 17, выходы которых соединены с первыми щестью входами вычислительного устройства 12.5 are connected respectively to the inputs of three-channel amplitude analyzers 16 and 17, the outputs of which are connected to the first inputs of the computing device 12.

Q Под лентой 6 установлен тахогенератор 18, закрепленный на оси ролика 19, покрытого слоем резины 20. С помощью шарнирного рычага 21 и пружины 22 ролик 19 прижимаетс  к ленте 6. В месте креплени  плужкового сбрасывател  3 между рамой 1 иQ Under the belt 6 a tachogenerator 18 is mounted, fixed on the axis of the roller 19, covered with a layer of rubber 20. With the help of a hinged lever 21 and a spring 22, the roller 19 is pressed against the belt 6. At the place of attachment of the plow diverter 3 between the frame 1 and

5 кронштейном 4 установлен тензодатчик 23, который подсоединен к седьмому входу вычислительного устройства 12, восьмой вход которого соединен с выходом тахогенерато-. ра 18.5 bracket 4 is installed strain gauge 23, which is connected to the seventh input of the computing device 12, the eighth input of which is connected to the output of the tachogenerator. ra 18.

Работа устройства осуществл етс  следующим образом.The operation of the device is as follows.

С помощью конвейерной ленты б сыпучт й материал 7 подаетс  в зону контрол  (направление движени  материала показано сложной линией с двойной стрелкой наBy means of a conveyor belt, the bulk material 7 is fed into the control zone (the direction of movement of the material is shown by a complex line with a double arrow on

фиг. 1). С ломощью Л-образного плужкового сбрасывател  3 формируетс  поверхность материала 7. Чем больше слой материала и чем больще плотность материала и его скорость, тем с больщей силой материал действует на плужковый сбрасыватель 3, и темFIG. one). With the L-shaped plow dumper 3, the surface of the material 7 is formed. The larger the material layer and the greater the material density and speed, the more powerful the material acts on the plow discharger 3, and

0 сильней сжимаетс  Чензодатчик 23, и тем больше сигнал на его выходе J.0 The encoder 23 shrinks more and the greater the signal at its output J.

Слой материала 7 от источника 8 облучаетс  гамма-квантами с энергией 662 Кэв. Гамма-кванты, рассеива сь в материале,A layer of material 7 from source 8 is irradiated with gamma quanta with an energy of 662 keV. Gamma rays scattered in the material

г частично поглощаютс  в нем, а частично выход т из материала в направлени х сцинтилл торов 10 и 13 (пути гамма-квантов в материале показаны на фиг. 1 сплошными лини ми с одинарными стрелками на концах ) . При неупругих рассе ни х гамма-квантов их энерги  постепенно уменьщаетс  от рассе ни  к рассе нию, причем тем быстрее, чем на больший угол измен етс  направление гамма-кванта при очередном рассе нии. На сцинтилл тор 10 попадают рассе нные в направлении вперед (однократно, двухкратно и т. д. и многократно рассе нные) гамма-кванты. Чем выше энерги  попадающего на сцинтилл тор гамма-кванта, тем  рче вспышку он в нем вызывает и тем большей амплитуды электрический импульс при этом возникает в фотоумножителе И. Таким образом, на выходе фотоумножител  11 будут электрические импульсы разных амплитуд: импульсы с малыми амплитудами соответствуют многократно рассе нным гамма-квантам , попавшим в сцинтилл тор 10. С помошью трехканального амплитудного анализатора 17 из всего спектра поступающих в него электрических импульсов выдел ютс  три канала: первый канал, соответствующий импульсам с энергией 20- 60 Кэв; второй 90-150 Кэв и третий - свыше 400 Кэв. При этом на первом выходе анализатора 17 по вл ютс  импульсы частотой ifj, пропорциональной количеству попавших в сцинтилл тор гамма-квантов с энергией 20-60 Кэв; на втором if - количеству гамма-квантов с энергией 90- 150 Кэв; на третьем if j - пропорциональна  количеству попавших в сцинтилл тор гамма-квантов с энергией выше 400 Кэв. Аналогичные процессы происход т при попадании гамма-квантов в сцинтилл тор 13. В результате на первом выходе трехканального амплитудного анализатора 16 по вл ютс  импульсы средней частотой , пропорциональной количеству попавших в сцинтилл тор 13 гамма-квантов с энергией 20- 60 Кэв; на втором выходе по вл ютс  импульсы частотой ij)5 , пропорциональной количеству попавших в сцинтилл тор 13 гамма-квантов с 90-150 Кэв; на третьем выходе по вл ютс  импульсы.частотой f, пропорциональной количеству попавших в сцинтилл тор 13 гамма-квантов с энергией выше 400 Кэв. Сигнал на выходе тахогенератора Jj пропорционален скорости движени  конвейерной ленты 6. Таким образом, на влод вычислительного устройства 12 поступают 8 сигналов,  вл ющихс  функцией 8 контролируемых параметров: зольности угл  А-, его теплотворной способности Q, количества проход щего по конвейеру угл  Р, влажности угл  W, его плoтнocтиJГ, содержани  железа в угле Fe, содержани  серы в угле S и скорости ленты V b-fjIV.) (У) ,S,.WPp) i f4(fe,S,AV,a,wPp) 3 ,fe,R5)С5) (Fe,S.A.f,Q,WP)fg) s-fKFe,S,A,p.Q,WP)(7) (.P,Fe,S,VV)() Совокупность доотличительных и отличительных существенных признаков эвристическим способом была подобрана таким образом, чтобы точность определени  8 неизвестных из системы уравнений (1) - (8) была наибольшей. Этим обусловлено использование тахогенератора, тензодатчика, источника , двух детекторов, двух трехканальных амплитудных анализаторов, экрана, вычислительного устройства, плужкового сбрасывател  и ограничителей ширины потока, их взаимное расположение и соединение, а также энергетические диапазоны в трехканальном анализаторе и тип источника из цези  -137. Видоизменение или ликвидаци  любого из этих признаков не позволит из системы уравнений (1) - (8) однозначно определить 8 неизвестных: А, Q, Р, , J , Fe, S,V . Аналогично обстоит дело при контроле промпродукта, хвостов, концентрата, кокса, а также железных и асбестовых руд. Вычислительное устройство 12 решает систему уравнений (1)-(8) и определ ет неизвестные. Вид уравнений и коэффициенты уравнений определ ютс  в процессе его градуировки (как градуируетс  и любой прибор дл  косвенных измерений, в котором происходит преобразование измер емой величины в другую физическую величину - например, количества сахара в растворе в коэффициент пол ризации видимого света и т. п.). Предложенное устройство может опреел ть и меньше 8 неизвестных параметров. При этом система уравнений (1)-(8) реаетс , например, по методу наименьших вадратов, а точность определени  параметов повышаетс  обратно пропорционально оличеству определ емых параметров. При использовании цези  -137, сцинтил торов из NaJ(Tl) толщиной 40 мм и диметром 40 мм и фотоумножителей ФЗУ-93 очность анализа качества угл  на конвейее выше точности стандартного метода опобовани : погрешность определени  зольости не более 0,3 абс. %, содержани  серы е более 10 отн. /о, теплотворной способноси не более 5 отн. %, плотности не более отн. % и влажности не более 10 отн. /о.They are partially absorbed in it, and partially come out of the material in the directions of scintillators 10 and 13 (the gamma ray paths in the material are shown in Fig. 1 by solid lines with single arrows at the ends). With inelastic gamma-quanta scattering, their energy gradually decreases from scattering to scattering, and the more rapidly the gamma-quantum direction changes at a larger angle during the next scattering. Gamma quanta are scattered in the forward direction (once, twice, etc., and repeatedly scattered) scattered onto the scintillator 10. The higher the energy of a gamma quantum entering the scintillator, the brighter it causes a flash in it and the greater amplitude an electrical impulse occurs in the photomultiplier I. Thus, at the output of photomultiplier 11 there will be electrical pulses of different amplitudes: the pulses with small amplitudes correspond many times to scattered gamma-quanta that fell into the scintillator 10. With the help of a three-channel amplitude analyzer 17, three channels are allocated to the entire spectrum of electrical pulses entering it: the first channel, the corresponding control pulse with an energy of 20 to 60 keV; the second is 90-150 Kev and the third is over 400 Kev. At the same time, at the first output of the analyzer 17, pulses with a frequency ifj, proportional to the number of gamma quanta with an energy of 20-60 keV, appeared in the scintillator; on the second if - the number of gamma quanta with an energy of 90-150 keV; on the third, if j is proportional to the number of gamma quanta in the scintillator with energy above 400 KeV. Similar processes occur when gamma rays enter scintillor 13. As a result, at the first output of a three-channel amplitude analyzer 16, pulses appear with a mean frequency proportional to the number of 13 gamma quanta with energy of 20-60 keV that fell into the scintillator; at the second output, there appear pulses with a frequency of ij 5, proportional to the number of 13 gamma quanta in the scintillator 13 from 90-150 keV; pulses appear at the third output. A frequency f proportional to the number of 13 gamma quanta in the scintillator with an energy higher than 400 keV. The signal at the output of the tachogenerator Jj is proportional to the speed of movement of the conveyor belt 6. Thus, 8 signals are sent to the computation device 12, which are a function of 8 monitored parameters: ash ash A, its calorific value Q, the amount of coal passing through the conveyor, humidity coal W, its density JG, iron content in Fe coal, sulfur content in S coal and belt speed V b-fjIV.) (Y), S, .WPp) i f4 (fe, S, AV, a, wPp) 3, fe, R5) C5) (Fe, SAf, Q, WP) fg) s-fKFe, S, A, pQ, WP) (7) (.P, Fe, S, VV) () The totality of distinctive and distinctive essential features uh -terrorism method was chosen so that the accuracy of determining 8 unknowns from equations (1) - (8) was the greatest. This is due to the use of a tachogenerator, a strain gauge, a source, two detectors, two three-channel amplitude analyzers, a screen, a computing device, a plow dumper and flow width limiters, their mutual arrangement and connection, and the energy ranges in the three-channel analyzer and source type from cesium -137. Modifying or eliminating any of these features will not allow one of the system of equations (1) - (8) to uniquely identify 8 unknowns: A, Q, P,, J, Fe, S, V. The situation is similar in the control of middlings, tailings, concentrate, coke, as well as iron and asbestos ores. Computing device 12 solves the system of equations (1) - (8) and determines the unknowns. The form of the equations and the coefficients of the equations are determined during the calibration process (as is any indirect measurement device that converts the measured value to another physical quantity — for example, the amount of sugar in the solution into the polarization coefficient of visible light, etc. ). The proposed device may have less than 8 unknown parameters. In this case, the system of equations (1) - (8) is solved, for example, by the least Wadrat method, and the accuracy of determining the parameters increases inversely with the number of the parameters to be determined. When using cesium -137, NaJ (Tl) scintilators with a thickness of 40 mm and a diameter of 40 mm and photomultipliers FZU-93, the analysis of coal quality on the conveyor is higher than the accuracy of the standard sampling method: the error in determining the ash content is not more than 0.3 abs. %, sulfur content more than 10 rel. / o, calorific value not more than 5 rel. %, density not more rel. % and humidity not more than 10 rel. /about.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА КАЧЕСТВА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА, содержащее ограничители ширины потока, плужковый сбрасы-. ватель, закрепленный на раме конвейера^ источник излучения, установленный под лентой в контейнере-коллиматоре, и детектор, установленный над лентой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа, оно снабжено экраном, закрепленным на детекторе со стороны источника излучения, обрезиненным подпружиненным роликом с закрепленным на его оси тахогенетатором, дополнительным детектором, тензодатчиком, установленным в месте крепления плужкового сбрасывателя, двумя трехканальными амплитудными анализаторами и вычислительным блоком, причем выходы детекторов соединены с входами трехканальных амплитудных анализаторов, выходы которых соединены с шестью входами вычислительного блока, к седьмому входу которого подсоединен тензодатчик, а к восьмому — выход тахогенератора.DEVICE FOR ANALYSIS OF QUALITY OF BULK MATERIAL ON THE CONVEYOR BELT containing flow limiters, plow discharges -. A device mounted on the conveyor frame ^ a radiation source mounted under the tape in the collimator container, and a detector mounted above the tape, characterized in that, in order to increase the accuracy of the analysis, it is equipped with a rubberized spring-loaded screen mounted on the detector from the side of the radiation source a roller with a tachogenerator mounted on its axis, an additional detector, a strain gauge installed in the place of attachment of the plow ejector, two three-channel amplitude analyzers and a computing unit, moreover, the outputs of the detectors are connected to the inputs of three-channel amplitude analyzers, the outputs of which are connected to six inputs of the computing unit, the strain gauge is connected to the seventh input and the tachogenerator output to the eighth. 10114471011447