煤石分選機的製作方法
2023-09-24 04:43:35
專利名稱：煤石分選機的製作方法
技術領域：
本發明是一種適於煤礦自動選煤用的射線透射法煤石分選機。
早在六十年代初，英國蘇格蘭國立農業工程學院的斯萊特和帕爾默兩人，根據電磁輻射衰減理論，採用X光管發出的X光射線，研製出一種從馬鈴薯中排除石頭和土塊的X射線分選裝置。後來，英國D、E、詹金斯發表了「X射線選煤機」。也是利用X光管發出的X射線在煤和石幹石中衰減程度之差別來分選煤和矸石，但都未在工業性生產條件下應用，同時由於這些裝置採用X光管的作射線源，存在著光電儀器部分結構龐大，耗能大，抗幹擾能力差，成本高和X光管使用壽命不長等問題，最終未付諸工業應用。國內多年來，曾有人試製過這類X射線選煤裝置，也是中途而廢，未見成功。
本發明的目的是針對前述X光管射線源的物料分選裝置所存在的問題，根據核輻射衰減理論，射線在不同物料中透射差別原理，提出採用放射性同位素作射線源，制研了一种放射性透射法物料識別分選儀，並使用此儀器設計成功一種射線透射法煤石分選機，該機具有體積小，耗能少，不受幹擾，分選率高的特點。
本發明的射線透射法煤石分選機由放射性同位素射線源、放射性透射法物料識別分選儀，煤料傳送機構，分選執行機構四部分構成，煤料傳送機構是一個由電動機(7)帶動滾筒(14)和傳送帶(5)的輸送煤料機構，放射性同位素射線源(1)安置在傳送帶(5)下面，核輻射探頭(2)安置在傳送帶(5)上面，對準射線源(1)的位置，其接收信號經物料識別分選儀(8)的快速識別電路，延遲電路，功放電子控制開關，輸出一電信號。分選執行機構具有一個氣源(9)通過氣管(10)連接氣閥(11)，由識別分選儀的輸出電信號控制氣閥(11)的開閉，從而將矸石分選剔除。
放射性同位素射線源(1)其半衰期為二年或二年以上，以致數百年以上，具有10KeV以上的特定能量和5毫居裡以上射線源強度，射線種類為r射線，X射線和β射線。也可進一步採用不同強度，能量配比的混合源，便可得到對應於各級粒度或塊度物料所需的最佳識別分選效果，以開發出各種物料分選機。
射線束透過煤或矸石衰減後，由探頭(2)接收，並轉換成電信號，經過由線性放大器(15)和參比電壓可調的比較器(16)組成的快速識別電路後輸出一物料識別信號，此信號經延遲電路(17)，該電路的可調延遲範圍為0.05秒至2秒，延遲一定時間，送至功放電子控制開關以接通分選執行機構的氣閥(11)，功放電子控制動作頻率為2次/秒至50次/秒。本分選儀可單通道式，也可多通道式。
煤料傳送機構的傳送帶(5)上裝有通道分隔裝置(13)，分隔裝置格數與通道數相等，傳送帶的線速度為0.5～5米/秒，傳送帶的寬度由通道數確定。電動機與滾筒之間可用皮帶輪減速，也可用減速機減速。
分選執行機構由氣源(9)，氣管(10)，氣閥(11)組成，識別分選儀輸出的電信號控制氣閥，當矸石通過時氣閥打開，壓縮空氣經氣閥吹出並將矸石剔除。氣閥的功率為10瓦～200瓦以上，頻率為2次/秒至50次/秒。
本煤石分選機可設計成單通道或多通道式，其通道數可根據煤礦的日生產量來確定，單機日分選量能適合各大小型煤礦的需要，可由2噸至千噸以上，該機分選能力強，能分選10～100毫米以上各級塊度的煤和矸石，排矸率可達70%以上。
以下結合附圖對本發明作進一步詳細描述
圖1為煤石分選機的分選原理方法示意2為物料衰減係數比值μ(矸石)/μ(煤)與射線能量的關係曲線圖3為各種能量射線透過不同厚度煤和矸石時的衰減曲線圖4為煤和矸石擋束信號波形意5為煤石分選機的結構示6為物料識別分選儀的原理方框中(1)放射性同位素射線源 (10)氣管(2)核輻射探頭 (11)氣閥(3)煤料 (12)受料器(4)分級振動篩 (13)分隔架
(5)傳送帶 (14)滾筒(6)減速機或皮帶 (15)線性放大器(7)電動機 (16)比較器(8)物料識別分選儀 (17)延遲電路(9)氣源 (18)功放電子控制開關參照圖1，其原理方法如下由放射性同位素射線源(1)發出並經準直的射線束入射到待識別的物料上，由核輻射探頭(2)接收透射的射線束強度。根據核輻射在物質中衰減理論，當入射的射線強度為I射線束中所置物料厚度為T時，則射線強度將衰減至IT而透射出來，其關係式如下IT＝Ioe-μT(1)(1)式中μ為物料的衰減係數，其值取決於射線能量及物料的化學組成成分。顯然，如果在同一能量射線照射下，兩種物料厚度相同，μ大者，透射強度IT小;而μ小者，透射強度IT大。
令煤和矸石的衰減係數分別為μ1和μ2，厚度分別為T1和T2，入射的射線強度為T0，透射的射線強度分別為I1和I2，則
當I1＝I2時，μ1T1＝μ2T2則 (T1)/(T2) = (μ2)/(μ1) (4)由(4)式知，如果選用的射線能量使得μ1/μ2之值越大於1或越小於1，使得I1＝I2所對應的T1/T2之值亦越大於1或越小於1，對物料的識別分選效果亦越好。但另一方面，為確保識別分選的可靠性，還必須使得I1或I2有足夠的強度，才有足夠的信噪比和減少放射性張落所致的統計誤差。這種折衷考慮可根據示於圖2的衰減係數比值μ(矸石)/μ(煤)與射線能量的關係曲線和示於圖3的各種能量射線透過不同厚度煤和矸石時的衰減曲線，以便選擇合適能量的射線和源強。
圖4為煤和矸石擋束信號波形示意圖，無煤和矸石時，輸出處於高電平，煤塊擋束時，由於射線穿透煤的能力強，輸出為小幅度的負脈衝，矸石擋束時，輸出為大幅度的負脈衝，由可調甄別閥的觸發器或比較器選出幅度大於一定值的負脈衝為矸石識別信號，以分選矸石。
參照圖5，煤和矸石混合料經分級振動篩(4)篩選成一定塊度，輸入將煤料輸入到傳送機構的傳送帶(5)上，傳送帶(5)寬度1～1.5米，其上裝有用金屬材料或工程塑料製成的通道分隔裝置，分16個通道，電動機(7)經減速機(6)減速後帶動滾筒(14)轉動使其帶速為1～2米/秒，放射線同位素射線源(1)置於傳送帶(5)下面，其上面對準射線源位置安裝16個探頭(2)，它與分選儀(8)相連，將16個接收信號輸入到識別分選儀(8)，每一信號經快速識別電路中的線性放大器(15)及參比電壓可調的比較器(16)後輸出一物料識別信號，此信號經延遲電路延遲0.05～2秒後，再送到功放電子控制開關(18)，該控制開關控制分選執行機構的氣閥，當某一通道上出現矸石時，安裝在該通道上的氣閥(11)被打開，吹出壓縮空氣將矸石剔除，達到分選的目的，煤和矸石分別落入受料器(12)內。每個通道上都安置氣閥。以實現自動選煤的目的本煤石分選機由於採用放射性同位素作射線源，壽命長，使用中無需供電，取消了體積龐大的X光機，使整個分選儀體積大為縮小，並不受電磁幹擾，儀器抗幹擾能力強，性能穩定，耗能少，其耗電量僅為X光管射線源的1/50～1/100。本分選機生產效率高，結構簡單，維護方便，單機日分選量為2噸到千噸以上，能適合各大小型煤礦的需要，排矸石率高達70%以上，能分選10～100毫米以上各級塊度的矸石。可有效地用在煤礦生產線上自動選煤，以提高煤質。本分選機也可適用於其他物料的分選。
權利要求
1.一種適於煤礦自動選煤用的射線透射法煤石分選機，其特徵在於它由放射性同位素射線源(1)，放射性透射法物料識別分選儀(8)煤料傳送機構、分選執行機構四部分構成，煤料傳送機構是一個由電動機(7)帶動滾筒(14)與傳送帶(5)的輸送煤料機構；放射性同位素射線源(1)安置在傳送帶(5)下面，在傳送帶(5)上面正對射線源(1)安置核輻射探頭(2)，其接收信號經物料識別分選儀(8)的快速識別電路，延遲電路，功放電子控制開關，輸出一電信號；分選執行機構具有一個氣源(9)通過氣管(10)連接氣閥(11)，由識別分選儀的輸出電信號控制氣閥(11)的開閉，從而將矸石分選剔除。
2.根據權利要求1所述的煤石分選機，其特徵在於放射性同位素放射線源(1)的半衰期為二年或二年以上，以致數百年以上，具有10KeV以上的特定能量和5毫居裡以上源強，射線種類為r射線，x射線和β射線或採用不同強度，能量配比的混合源。
3.根據權利要求1所述的煤石分選機，其特徵在於物料識別分選儀的物料快速識別電路由線性放大器(15)和參比電壓可調的比較器(16)組成，其延遲電路可調延遲範圍為0.05秒至2秒。
4.根據權利要求1所述的煤石分選機，其特徵在於物料識別分選儀的功放電子控制開關的動作頻率為2次/秒至50次/秒。
5.根據權利要求1所述的煤石分選機，其特徵在於傳送帶(5)上裝有通道分隔裝置(13)，具格數與通道數相等。可用金屬材料或工程塑料製成。
6.根據權利要求1所述的分選機，其特徵在於傳送帶(5)的線速度為0.5～5米/秒。
7.根據權利要求1所述的分選機，其特徵在於氣閥(11)的功率為10瓦～200瓦以上，頻率為2次/秒～50次/秒。
8.根據權利要求1所述的分選機，其特徵在於單機日分選量為2噸至千噸以上。
9.根據權利要求1所述的分選機，其特徵在於該機能分選10～100毫米以上各級塊度的煤和矸石。
10.根據權利要求1所述的分選機，其特徵在於該機可單通道式或多通道式。
全文摘要
一種適於煤礦用的射線透射法煤石分選機。它由煤料傳送機構使煤料輸送通過射線源和探頭之間，探頭將接收的信號轉換成電信號，輸入到物料識別分選儀器放大，延遲和功放電子開關電路，再去控制分選執行機構的氣閥開閉，適時排除矸石，優化煤質。單機日處理量為2噸至千噸以上，排矸石率高，能分選各級塊度的矸石，具有耗能少，不受幹擾，性能穩定，壽命長，成本低等特點，可有效地用在煤礦生產線上自動選煤。
文檔編號B07C5/346GK1056072SQ9010545
公開日1991年11月13日 申請日期1990年4月30日 優先權日1990年4月30日
發明者周春生, 董一良, 劉補生, 鄒東亞, 彭勇敢 申請人:湘潭市四維應用技術研究所